一种四轮腿式全地形农业机器人.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115071857A(43)申请公布日2022.09.20(21)申请号202210675392.6G05D1/08(2006.01)(22)申请日2022.06.15(71)申请人河南工程学院地址451191河南省郑州市新郑市龙湖镇祥和路1号(72)发明人倪利伟杨益龙张红松张忠义马涛郭鹏李立琳孟育博赵科杨建伟(74)专利代理机构郑州优盾知识产权代理有限公司41125专利代理师孙诗雨(51)Int.Cl.B62D57/028(2006.01)B62D57/032(2006.01)B60G11/16(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种四轮腿式全地形农业机器人(57)摘要本发明提出一种四轮腿式全地形农业机器人，包括机器人本体，机器人本体上设有传感系统，机器人本体的前后两侧分别设有两个机器人轮腿；机器人轮腿包括步态行走机构和转向机构，转向机构上端通过步态行走机构与机器人本体连接，转向机构下端与驱动轮连接。本发明产生的有益效果是：本发明采用轮腿机构，具有适应性强、机动性能好等优点，在精准农业、智慧农业等领域有得天多厚的优势，该轮腿式农业机器人兼具轮式与腿式机器人的双重优点，即能保证工作效率又能避免对农作物的干扰。相比于传统农业机器人，本发明没有采用关节电机，而是将直线作动器布置在远离关节处进行姿态控制，避免出现关节处载荷集中、行驶不稳、负载能力差等问题。CN115071857ACN115071857A权利要求书1/1页1.一种四轮腿式全地形农业机器人，包括机器人本体（1），其特征在于，机器人本体（1）上设有传感系统，机器人本体（1）的前后两侧分别设有两个机器人轮腿（3）；机器人轮腿（3）包括步态行走机构和转向机构，转向机构上端通过步态行走机构与机器人本体（1）连接，转向机构下端与驱动轮（39）连接。2.根据权利要求1所述的四轮腿式全地形农业机器人，其特征在于，步态行走机构包括竖向执行机构和横向执行机构，竖向执行机构的上端与机器人本体（1）铰接，竖向执行机构的下端通过减震机构与横向执行机构连接。3.根据权利要求2所述的四轮腿式全地形农业机器人，其特征在于，减震机构包括上连杆（32）和下连杆（34），上连杆（32）的尾端和下连杆（34）的尾端均与机器人本体（1）铰接，上连杆（32）的前端和下连杆（34）的前端通过竖向布置的阻尼弹簧（33）连接，且上连杆（32）位于下连杆（34）的上方，上连杆（32）、下连杆（34）及阻尼弹簧（33）成三角形结构设置。4.根据权利要求3所述的四轮腿式全地形农业机器人，其特征在于，竖向执行机构为竖向布置的直线动作器Ⅰ（31），直线动作器Ⅰ（31）的上端与机器人本体（1）铰接，直线动作器Ⅰ（31）的下端与上连杆（32）的前端铰接。5.根据权利要求3或4所述的四轮腿式全地形农业机器人，其特征在于，横向执行机构为横向布置的直线动作器Ⅱ（36），直线动作器Ⅱ（36）的尾端与机器人本体（1）铰接，直线动作器Ⅱ（36）的前端与竖向布置的连接腿（35）的下端铰接，连接腿（35）的上端与下连杆（34）的前端铰接。6.根据权利要求5所述的四轮腿式全地形农业机器人，其特征在于，连接腿（35）为圆弧曲线杆，连接腿（35）、下连杆（34）及直线动作器Ⅱ（36）成三角形结构设置。7.根据权利要求3或6所述的四轮腿式全地形农业机器人，其特征在于，上连杆（32）和下连杆（34）均为三角形结构杆。8.根据权利要求7所述的四轮腿式全地形农业机器人，其特征在于，转向机构包括转向电机（37）和转向立柱（38），连接腿（35）的下端通过转向电机（37）与转向立柱（38）的上端连接，转向立柱（38）的下端与驱动轮（39）转动连接。9.根据权利要求8所述的四轮腿式全地形农业机器人，其特征在于，驱动轮（39）上设有驱动电机，驱动电机与转向立柱（38）连接。10.根据权利要求1或9所述的四轮腿式全地形农业机器人，其特征在于，传感系统为陀螺仪（2），且陀螺仪（2）设置在机器人本体（1）的中心位置。2CN115071857A说明书1/4页一种四轮腿式全地形农业机器人技术领域[0001]本发明涉及农业机器人技术领域，特别是指一种四轮腿式全地形农业机器人。背景技术[0002]随着人工智能技术的不断进步，我国农业机器人市场发展迅速，市场规模不断增加。同时在“智慧农业”政策的持续推动下，市场发展态势持续向好。依据新的产业环境，机器人自主进行农业作业不能再局限于理想的农田环境，复杂环境下的非结构性农田作业是未来农业机器人的发展趋势，这对农业机器人的设计提出了新的挑战和要求。[0003]由于农田地形的不确定性、工作环境的复杂性以及系统参数的时变性与非线性，机器人的姿态（俯仰角