CN104742734B - 一种四轮驱动组合式多功能农用电动平台车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种四轮驱动组合式多功能农用电动平台车，其特征在于：四轮驱动组合式多功能农用电动平台车，采用四轮驱动组合式高架车架和四轮驱动组合式低架车架两种形式，电动平台车内设有：驱动***、组合车架结构和车辆控制***；组合车架结构有两种组合方式：一种是高地隙方式、另一种是低地隙方式。本发明是一种以电力驱动和视频遥控操作农田作业平台车，具有多功能、用途广泛的特点,特别适合与玉米等高科作物的防治病虫害的作业和温室等小地块、密闭环境下的运输作业；利于小空间环境的运输作业及农田环境的地头换向作业，实现较大载荷下的农田作业，同时可远距离遥控操作,降低操作者的劳动强度。

Description

一种四轮驱动组合式多功能农用电动平台车

技术领域

本发明属于一种可用于在农业生产中对农作物打药及运输的农机设施，特别涉及一种四轮驱动组合式多功能农用电动平台车。

背景技术

近年来，农业技术飞快发展，对农机动力技术提出了更高的要求，但目前国内在现有技术中农机动力主要以拖拉机为主，虽然动力储备较大，功能和***较为完善，但在特殊条件下不能适用于快速发展的农业要求，如不能在现代设施农业温室中密闭的空间内完成运输、周转。采用传统的拖拉机农田打药作业很容易造成驾驶员中药害的情况，甚至发生中药害死亡的案例。由于农村群众到城市打工至使农村劳动力短缺、劳力紧张、用工价格昂贵等现象严重，因此开发环保多功能的农业机械动力装置是当前发展现代农业亟待解决的问题。

发明内容

本发明克服了上述存在的缺陷，目的是为解决现代设施农业温室中密闭空间内完成运输、周转及农作物打药等问题，提供一种性能安全可靠的四轮驱动组合式高架多功能电动平台车。

本发明四轮驱动组合式多功能电动平台车内容简述：

本发明四轮驱动组合式多功能电动平台车，其特征在于：四轮驱动组合式多功能农用电动平台车，采用四轮驱动组合式高架车架和四轮驱动组合式低架车架两种形式，电动平台车内设有：驱动***、组合车架结构和车辆控制***；组合车架结构有两种组合方式：一种是高地隙方式、另一种是低地隙方式；四轮驱动组合式高架多功能电动平台车的驱动***：由4个轮毂电机、叉架总成、4块蓄电池和4个电机控制器组成，采用4轮驱动的方式驱动车辆，将轮毂电机设置在车轮轮毂上形成一体结构，轮毂电机固定连接在叉架总成上，叉架总成固定在主体车架上，蓄电池、电机控制器位于主体车架的桁架内下方；车辆控制***：中央处理器主控制板设置在主体车架的底部；

组合车架结构：是由主体车架、高架桁架和高架联接桁架联接一起组成的高地隙方式，2个主体车架设置在车体两侧，2个高架桁架分别设置在主体车架的上方，高架桁架与高架联接桁架通过螺栓固定连接成高地隙结构；

车辆控制***：车辆控制***由5个子***即主控制***、视频监控***、遥控***、转向***和刹车***组成；主控制***：由设置在主体车架的电机控制器和中央处理器主控制板组成，中央处理器主控制板通过***的数据接口接收数据或输出控制信号，在中央处理器主控制板内设有控制逻辑软件，通过软件处理接收的数据信号经其分析输出相应动作的控制信号控制在主体车架的底部设置的电机控制器和步进电机控制器；

视频监控***：，由设置在前后轮上主体车架前方或后方上的4个分摄像头、图像采集图传模块和设置在摄像头固定架顶部的主摄像头及云台组成，视频监控***采用5个摄像头，并采用平板电脑来显示车辆周围的图像信息主摄像头能够水平方向360°旋转，垂直方向±45°旋转；

遥控***由遥控器和一对数传电台组成，遥控器采用多通道模型用无线遥控器，在主体车架,上和遥控器处各设置一个数传电台；

转向***：由叉架总成和设置在主体车架底部的4个由步进电机驱动的转向减速机及4个步进电机控制器组成，转向减速机固定在主体车架上，转向减速机的输出轴与叉架总成上端的轴头连接；

刹车***：由蝶式刹车组件及设置在主体车架上的拉杆电机构成。

四轮驱动组合式低架多功能电动平台车为低地隙结构，组合车架结构：是由主体车架和低地隙联接桁架组成的低地隙方式，2个主体车架设置在车体两侧，中间通过低地隙联接桁架连接。

本发明四轮驱动组合式多功能农用电动平台车，是一种以电力驱动和视频遥控操作农田作业平台车，具有多功能、用途广泛的特点,特别适合与玉米等高科作物的防治病虫害的作业和温室等小地块、密闭环境下的运输作业；利于小空间环境的运输作业及农田环境的地头换向作业，实现较大载荷下的农田作业，同时可远距离遥控操作,降低操作者的劳动强度。

附图说明

图1是四轮驱动组合式高架多功能电动平台车结构示意图；

图2是四轮驱动组合式高架多功能电动平台车侧视图；

图3是四轮驱动组合式低架多功能电动平台车结构示意图；

图4是四轮驱动组合式低架多功能电动平台车侧视图；

图5是四轮驱动组合式低架多功能电动平台车俯视图；

图中：1是轮毂电机、2是叉架总成、3是分摄像头、4是主体车架、5是高架桁架、6是摄像头固定架、7是云台、8是主摄像头、9是蓄电池、10是电机控制器、11是中央处理器主控制板、12是蝶式刹车组件、13是高架联接桁架、14是螺栓、15是转向减速机、16 步进电机控制器、17、拉杆电机、18、图像采集图传模块、19是数传电台、20是低地隙联接桁架。

具体实施方式

本发明四轮驱动组合式多功能电动平台车是这样实现的，四轮驱动组合式多功能电动平台车，采用四轮驱动组合式高架车架和四轮驱动组合式低架车架两种形式，电动平台车内设有：驱动***、组合车架结构和车辆控制***；组合车架结构有两种组合方式：一种是高地隙方式、另一种是低地隙方式，下面结合附图做具体说明。

实施例1

见图1、图2，是四轮驱动组合式高架多功能电动平台车，驱动***：由4个轮毂电机1、叉架总成2、4块蓄电池9、4个电机控制器10组成，采用4轮驱动的方式驱动车辆，其中轮毂电机1是将电机设置在车轮轮毂上为一体的结构。轮毂电机1固定在叉架总成2固定连接，叉架总成2设置在主体车架4上，蓄电池9、电机控制器10设置在主体车架的桁架内下方；中央处理器主控制板11设置在主体车架4的桁架内下方，中央处理器主控制板设置在主体车架的底部；蓄电池9放置在主体的底部可以降低重心，提高车辆行驶或转向时的稳定性，又利于安放、维护操作。

轮毂电机1采用单线无刷轮毂电机或无刷轮毂电机内置行星减速装置两种形式，单线无刷轮毂电机，具有扭矩大、耗电量小，工作效率高的特点；无刷轮毂电机内置行星减速装置，具有扭矩大、工作效率范围宽结构小巧的特点。两种电机可采用任意一种。

4个轮毂电机1由4个相对应的电机控制器10控制，通过电机控制器10控制电流的大小控制轮毂电机1的驱动力矩和电压及车辆的行驶速度和输出力矩。

组合车架结构：是由主体车架4、高架桁架5和高架联接桁架13联接一起组成的高地隙方式，2个主体车架4设置在车体两侧，2个高架桁架5分别设置在主体车架4的上方，高架桁架5与高架联接桁架13通过螺栓14固定连接成高地隙结构。

车辆控制***：车辆控制***由5个子***即主控制***、视频监控***、遥控***、转向***和刹车***组成。

主控制***：由设置在主体车架4的电机控制器10和中央处理器主控制板11组成，中央处理器主控制板11通过***的数据接口接收数据或输出控制信号。在中央处理器主控制板11内拷贝设有自行开发的控制逻辑软件。通过软件处理接收的数据信号经其分析输出相应动作的控制信号控制在主体车架4的底部设置的电机控制器10和步进电机控制器16。通过电机控制器10控制供给电机的电流或电压，来控制车辆的行进的速度或前进后退；通过控制电机控制器也可以控制两侧的驱动电机以不同的速度或方向运行，达到滑移转向、差速转向的目的。通过控制步进电机控制器10控制转向减速机转动的角度，来控制车辆的转向，四个轮子可以各自转动一定的角度，实现全向转向或原地转向。

视频监控***：由设置在前后轮上的主体车架4前方或后方上的4个分摄像头3、图像采集图传模块18和设置在摄像头固定架6顶部的主摄像头8、云台7组成并采用远程设置的平板电脑来显示车辆周围的图像信息，视频监控***采用5个摄像头，主摄像头8设置在摄像头固定架6顶部的云台7上，可以全方位监控车辆的周围环境；四个分摄像头用于观察车轮行走的位置是否在作物的中间或者在车辆横移式确定车辆的位置。视频监控***采用5个摄像头，并采用平板电脑来显示车辆周围的图像信息主摄像头8能够水平方向360°旋转，垂直方向±45°旋转，采用装有安卓***的平板电脑做为视频显示器。摄像头的视频数据通过图像采集图传模块18传送,再传给远程的平板电脑来显示车辆周围的图像信息,便于遥控操作者根据周围信息来控制车辆的行驶。

遥控***：遥控***由遥控器和一对数传电台组成，遥控器采用多通道模型用无线遥控器，在主体车架4上和遥控器处各设置一个数传电台19，遥控器可由游戏机的操控手柄改造而成，经编码形成控制数据。通过遥控器上的遥控手柄来控制车辆；也可以直接采用多通道模型用无线遥控器来控制，控制数据通过设置在主体车架4上的数传电台19将数据传给车辆***处理器主控板11，中央处理器主控板11发出控制信号来控制车辆。通过数传电台19可以远距离遥控车辆，距离可达10km以上。

转向***：由叉架总成2和设置在主体车架4底部的4个由步进电机驱动的转向减速机15及4个步进电机控制器16组成。

车辆转向方式有两种：一为滑移转向方式，由左右两侧的电动机速度差或双边反向旋转实现转向或原地转向；此种工作方式时，中央处理器主控制板11对4个电机控制器10发出不同的转速信号，四个轮毂电机1以不同的速度或不同的方向进行工作，通过两侧轮毂电机1的速度差，实现车辆转向或原地转的目的。二为全向转向，通过中央处理器主控制板11发出控制信号，传给步进电机控制器16，步进电机控制器16的控制转向减速机15转动的角

度或步数，转向减速机15带动叉架总成2相对车体转动相应的角度，实现转向的目的。四个转向减速机15可以分别控制，每个轮子可以按照预设的程序自主转动，可以实现原地转向和全向转向。转向减速机15固定在主体车架4上，转向减速机15的输出轴与叉架总成2上端的轴头连接。

刹车***：由蝶式刹车组件12及设置在主体车架4上的拉杆电机17构成，蝶式刹车组件12采用市场化的标准产品，工作时通过设置在主体车架4上的拉杆电机17进行操作。

实施例2

见图3～图5，是四轮驱动组合式低架多功能电动平台车，为低地隙结构，采用低地隙结构时一般车辆作为平台车使用，将2个主体车架4设置在两侧，中间通过低地隙联接桁架20连接。在主体车架4的联接固定孔有多组，可根据需要确定联接位置，以满足不同工作的需要。

本发明由于大量采用成熟的控制元件和先进的轮毂驱动电机即单线电机或行星减速轮毂电机，且没有减速装置，使得整机结构简单，整机造价较低；由于平台采用四轮驱动和采用的电机具有较大的输出扭矩，农田运输能力大大增强；该平台车，功能强大，即可远距离视频操控，全向转向、差速转向，又可以作为在小地块的灵活应用的平台车，也可以用于特殊需要的高架平台车，如玉米螟防治时，拓展性极强；由于采用了电力驱动，使之也具有了环保节能和能在特定密闭环境进行工作的特点。

Claims (2)

1.一种四轮驱动组合式多功能农用电动平台车，其特征在于：四轮驱动组合式多功能农用电动平台车，采用四轮驱动组合式高架车架和四轮驱动组合式低架车架两种形式，电动平台车内设有：驱动***、组合车架结构和车辆控制***；组合车架结构有两种组合方式：一种是高地隙方式、另一种是低地隙方式；四轮驱动组合式高架多功能电动平台车的驱动***：由4个轮毂电机（1）、叉架总成（2）、4块蓄电池（9）和4个电机控制器（10）组成，采用4轮驱动的方式驱动车辆，将轮毂电机（1）设置在车轮轮毂上形成一体结构，轮毂电机（1）固定连接在叉架总成（2）上，叉架总成（2）固定在主体车架（4）上，蓄电池（9）、电机控制器（10）位于主体车架（4）的桁架内下方；车辆控制***：中央处理器主控制板（11）设置在主体车架（4）的底部；

组合车架结构：由主体车架（4）、高架桁架（5）和高架联接桁架（13）联接一起组成的高地隙方式，2个主体车架（4）设置在车体两侧，2个高架桁架（5）分别设置在主体车架（4）的上方，高架桁架（5）与高架联接桁架（13）通过螺栓（14）固定连接成高地隙结构；

车辆控制***：由5个子***即主控制***、视频监控***、遥控***、转向***和刹车***组成；主控制***：由设置在主体车架（4）的电机控制器（10）和中央处理器主控制板（11）组成，中央处理器主控制板（11）通过***的数据接口接收数据或输出控制信号，在中央处理器主控制板（11）内设有控制逻辑软件，通过软件处理接收的数据信号经其分析输出相应动作的控制信号控制在主体车架（4）的底部设置的电机控制器（10）和步进电机控制器（16）；

视频监控***：由设置在前后轮上主体车架（4）前方或后方上的4个分摄像头（3）、图像采集图传模块（18）和设置在摄像头固定架（6）顶部的主摄像头（8）及云台（7）组成，视频监控***采用5个摄像头，并采用远程设置的平板电脑显示车辆周围的图像信息，主摄像头（8）能够水平方向360°旋转，垂直方向±45°旋转；

遥控***由遥控器和一对数传电台（19）组成，遥控器采用多通道模型用无线遥控器，在主体车架（4）上和遥控器处各设置一个数传电台（19）；

转向***：由叉架总成（2）和设置在主体车架（4）底部的4个由步进电机驱动的转向减速机（15）及4个步进电机控制器（16）组成，转向减速机（15）固定在主体车架（4）上，转向减速机（15）的输出轴与叉架总成（2）上端的轴头连接；

刹车***：由碟式刹车组件（12）及设置在主体车架（4）上的拉杆电机（17）构成。

2.根据权利要求1所述的四轮驱动组合式多功能农用电动平台车，其特征在于：四轮驱动组合式低架多功能电动平台车为低地隙结构，组合车架结构：是由主体车架（4）和低地隙联接桁架（20）组成的低地隙方式，2个主体车架（4）设置在车体两侧，中间通过低地隙联接桁架（20）连接。