一種果園組合信息導(dǎo)航移動平臺的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及果園機械自動導(dǎo)航領(lǐng)域，具體涉及一種果園組合信息導(dǎo)航移動平臺O
【背景技術(shù)】
[0002]自動導(dǎo)航技術(shù)是近年來果園管理自動化的關(guān)鍵技術(shù)之一，其包括:周圍環(huán)境信息獲取，導(dǎo)航路徑規(guī)劃，導(dǎo)航平臺模型建立和導(dǎo)航控制模型建立。通過傳感器對周圍環(huán)境信息進行獲取，根據(jù)所獲取的果園環(huán)境信息擬合導(dǎo)航路徑，使移動平臺能夠?qū)崿F(xiàn)自動導(dǎo)航。
[0003]目前使用較為廣泛的導(dǎo)航系統(tǒng)有機械導(dǎo)航、電磁導(dǎo)航、視覺導(dǎo)航、超聲波導(dǎo)航、GPS導(dǎo)航和激光導(dǎo)航。單一傳感器在果園導(dǎo)航中存在局限性。機械式導(dǎo)航需在果園中預(yù)先設(shè)置導(dǎo)軌以便對果園移動平臺進行引導(dǎo)，電磁導(dǎo)航需預(yù)埋電纜，這樣做不但增加了果園建園成本，而且日后維護較為困難。視覺導(dǎo)航和超聲波導(dǎo)航易受環(huán)境因素影響如天氣，光照等，因此導(dǎo)航誤差較大，且可靠性較低。
[0004]液壓系統(tǒng)由于其布置靈活，重量輕，體積小，運動慣性小，反應(yīng)速度快，易于和電控部分結(jié)合，被廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)中。為實現(xiàn)導(dǎo)航平臺自動化，液壓控制系統(tǒng)的引入具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足和缺陷，本實用新型提出了一種果園組合信息導(dǎo)航移動平臺，該系統(tǒng)是基于機器視覺、激光測距儀和液壓轉(zhuǎn)向技術(shù)進行設(shè)計的。該移動平臺有效克服了機器視覺易受環(huán)境變化影響的缺點。
[0006]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種果園組合信息導(dǎo)航移動平臺，主要包括激光測距儀1、工業(yè)相機2、傳感器安裝架3、蓄電池4、控制箱5、車身6、前輪轉(zhuǎn)角傳感器7、前輪軸8、前輪轉(zhuǎn)向軸9、前輪連桿1、液壓缸11、電磁閥12、液壓栗13、角速度傳感器14、后輪電機15、油箱16、溢流閥17、底盤18。其特征在于:所述傳感器安裝架3通過螺紋連接安裝在移動平臺車身6正前方，所述激光測距儀I通過螺紋連接安裝在傳感器安裝架3正前方，所述工業(yè)相機2通過螺紋連接安裝在傳感器安裝架3頂端并和水平方向成向下呈30°夾角。蓄電池4和控制箱5通過螺紋連接安裝在移動平臺車身6上表面。前輪轉(zhuǎn)角傳感器7安裝在前輪轉(zhuǎn)向軸9上以便測量前輪轉(zhuǎn)向角度，前輪軸8焊接在地盤18上，前輪連桿10通過前輪轉(zhuǎn)向軸9和前輪軸8連接，確保前輪可繞前輪轉(zhuǎn)向軸9轉(zhuǎn)動。前輪和前輪連桿通過軸承和螺紋連接，使得前輪可自由轉(zhuǎn)動。液壓缸11通過螺紋連接安裝在地盤18上，液壓缸11左右兩端推桿通過前輪轉(zhuǎn)向軸9和前輪連桿1連接。電磁閥12、油箱16、和溢流閥17通過螺紋連接固定在地盤上。液壓缸11、電磁閥12、液壓栗13、溢流閥17和油箱16通過油管連接組成轉(zhuǎn)向油路。后輪電機15通過螺紋與底盤連接，后輪安裝在電機轉(zhuǎn)軸上。角速度傳感器14安裝在后輪電機轉(zhuǎn)軸上測量電機輸出轉(zhuǎn)速。
[0007]上述的一種果園組合信息導(dǎo)航移動平臺，以蓄電池4為動力源，通過后輪電機15驅(qū)動移動平臺后輪轉(zhuǎn)動，同時可通過角速度傳感器14測量后輪轉(zhuǎn)速。角速度傳感器14、前輪轉(zhuǎn)角傳感器7、激光測距儀I和工業(yè)相機2通過RS232和控制箱5相連接?？刂葡?通過RS232和后輪電機15相連接。
[0008]本實用新型基于上述原理，其工作原理是:該移動平臺通過激光測距儀I和工業(yè)相機2獲取的周圍環(huán)境信息通過RS232接口傳輸給控制箱5然后由控制箱5計算出移動平臺導(dǎo)航路徑，并根據(jù)導(dǎo)航路徑計算出前輪轉(zhuǎn)角大小和行駛速度。然后由控制箱發(fā)出信號通過前輪轉(zhuǎn)角傳感器7和角速度傳感器14獲取車輛當(dāng)前前輪轉(zhuǎn)向角度和后輪轉(zhuǎn)速，然后將由導(dǎo)航路徑計算出的前輪轉(zhuǎn)向角度和后輪行駛速度與當(dāng)前值進行比較，最終輸出移動平臺前輪轉(zhuǎn)向控制命令傳送電磁閥12給前輪達(dá)到預(yù)定轉(zhuǎn)向角，同時將后轉(zhuǎn)速控制命令傳輸給后輪電機15調(diào)整電機轉(zhuǎn)速，使移動平臺后輪轉(zhuǎn)速達(dá)到預(yù)定速度。
[0009]本實用新型一種果園組合信息導(dǎo)航移動平臺的有益效果是:根據(jù)果園環(huán)境實現(xiàn)了自動導(dǎo)航，并克服了單一傳感器所存在的缺陷，在工作時可實現(xiàn)完全自主行走，節(jié)約了勞動力，提高了工作效率和作業(yè)質(zhì)量。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型一種果園組合信息導(dǎo)航移動平臺的外部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2為本實用新型一種果園組合信息導(dǎo)航移動平臺的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖1對本實用新型作更進一步的說明:
[0013]一種果園組合信息導(dǎo)航移動平臺，主要包括激光測距儀1、工業(yè)相機2、傳感器安裝架3、蓄電池4、控制箱5、車身6、前輪轉(zhuǎn)角傳感器7、前輪軸8、前輪轉(zhuǎn)向軸9、前輪連桿10、液壓缸11、電磁閥12、液壓栗13、角速度傳感器14、后輪電機15、油箱16、溢流閥17、底盤18。其特征在于:所述傳感器安裝架3通過螺紋連接安裝在移動平臺車身6正前方，所述激光測距儀I通過螺紋連接安裝在傳感器安裝架3正前方，所述工業(yè)相機2通過螺紋連接安裝在傳感器安裝架3頂端并和水平方向成向下呈30°夾角。蓄電池4和控制箱5通過螺紋連接安裝在移動平臺車身6上表面。前輪轉(zhuǎn)角傳感器7安裝在前輪轉(zhuǎn)向軸9上以便測量前輪轉(zhuǎn)向角度，前輪軸8焊接在地盤18上，前輪連桿1通過前輪轉(zhuǎn)向軸9和前輪軸8連接，確保前輪可繞前輪轉(zhuǎn)向軸9轉(zhuǎn)動。前輪和前輪連桿通過軸承和螺紋連接，使得前輪可自由轉(zhuǎn)動。液壓缸11通過螺紋連接安裝在地盤18上，液壓缸11左右兩端推桿通過前輪轉(zhuǎn)向軸9和前輪連桿1連接。電磁閥12、油箱16、和溢流閥17通過螺紋連接固定在地盤上。液壓缸11、電磁閥12、液壓栗13、溢流閥17和油箱16通過油管連接組成轉(zhuǎn)向油路。后輪電機15通過螺紋與底盤連接，后輪安裝在電機轉(zhuǎn)軸上。角速度傳感器14安裝在后輪電機轉(zhuǎn)軸上測量電機輸出轉(zhuǎn)速。
[0014]上述的一種果園組合信息導(dǎo)航移動平臺，以蓄電池4為動力源，通過后輪電機15驅(qū)動移動平臺后輪轉(zhuǎn)動，同時可通過角速度傳感器14測量后輪轉(zhuǎn)速。角速度傳感器14、前輪轉(zhuǎn)角傳感器7、激光測距儀I和工業(yè)相機2通過RS232和控制箱5相連接?？刂葡?通過RS232和后輪電機15相連接。
【主權(quán)項】
1.一種果園組合信息導(dǎo)航移動平臺，主要包括激光測距儀(I)、工業(yè)相機(2)、傳感器安裝架(3)、蓄電池(4)、控制箱(5)、車身(6)、前輪轉(zhuǎn)角傳感器(7)、前輪軸(8)、前輪轉(zhuǎn)向軸(9)、前輪連桿(10)、液壓缸(11)、電磁閥(12)、液壓栗(13)、角速度傳感器(14)、后輪電機(15)、油箱(16)、溢流閥(17)、底盤(18)，其特征在于:所述傳感器安裝架(3)通過螺紋連接安裝在移動平臺車身(6)正前方，所述激光測距儀(I)通過螺紋連接安裝在傳感器安裝架(3)正前方，所述工業(yè)相機(2)通過螺紋連接安裝在傳感器安裝架(3)頂端并和水平方向成向下呈30°夾角，蓄電池(4)和控制箱(5)通過螺紋連接安裝在移動平臺車身(6)上表面，前輪轉(zhuǎn)角傳感器(7)安裝在前輪轉(zhuǎn)向軸(9)上以便測量前輪轉(zhuǎn)向角度，前輪軸(8)焊接在地盤(18)上，前輪連桿(10)通過前輪轉(zhuǎn)向軸(9)和前輪軸(8)連接，確保前輪可繞前輪轉(zhuǎn)向軸(9)轉(zhuǎn)動，前輪和前輪連桿(10)通過軸承和螺紋連接，使得前輪可自由轉(zhuǎn)動，液壓缸(11)通過螺紋連接安裝在底盤(18)上，液壓缸(11)左右兩端推桿通過前輪轉(zhuǎn)向軸(9)和前輪連桿(10)連接，電磁閥(12)、油箱(16)、和溢流閥(17)通過螺紋連接固定在地盤上，液壓缸(11)、電磁閥(12)、液壓栗(13)、溢流閥(17)和油箱(16)通過油管連接組成轉(zhuǎn)向油路，后輪電機(15)通過螺紋與底盤連接，后輪安裝在電機轉(zhuǎn)軸上，角速度傳感器(14)安裝在后輪電機轉(zhuǎn)軸上測量電機輸出轉(zhuǎn)速。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種果園組合信息導(dǎo)航移動平臺，其特征在于:以蓄電池(4)為動力源，通過后輪電機(15)驅(qū)動移動平臺后輪轉(zhuǎn)動，同時可通過角速度傳感器(14)測量后輪轉(zhuǎn)速，角速度傳感器(14)、前輪轉(zhuǎn)角傳感器(7)、激光測距儀(I)和工業(yè)相機(2)通過RS232和控制箱(5)相連接，控制箱(5)通過RS232和后輪電機(15)相連接，利用激光測距儀(I)和工業(yè)相機(2)獲取周圍環(huán)境信息，通過控制箱(5)根據(jù)周圍環(huán)境信息擬合出導(dǎo)航路徑，并對電磁閥(12)和后輪電機(15)發(fā)出控制指令，實現(xiàn)導(dǎo)航平臺自主行走。
【專利摘要】本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種果園組合信息導(dǎo)航移動平臺，主要包括激光測距儀、工業(yè)相機、傳感器安裝架、蓄電池、控制箱、車身、前輪轉(zhuǎn)角傳感器、前輪軸、前輪轉(zhuǎn)向軸、前輪連桿、液壓缸、電磁閥、液壓泵、角速度傳感器、后輪電機、油箱、溢流閥、底盤。所述激光測距儀和工業(yè)相機主要用于獲取周圍環(huán)境信息。所述液壓缸、電磁閥、液壓泵和前輪轉(zhuǎn)角傳感器主要用于控制前輪轉(zhuǎn)向。所述電機、角速度傳感器主要用于平臺驅(qū)動和速度控制，所述控制箱用于計算和規(guī)劃導(dǎo)航路徑并發(fā)出導(dǎo)航指令。本實用新型根據(jù)果園環(huán)境實現(xiàn)了自動導(dǎo)航，并克服了單一傳感器所存在的缺陷，在工作時可實現(xiàn)完全自主行走，節(jié)約了勞動力，提高了工作效率和作業(yè)質(zhì)量。
【IPC分類】G01C21/00, G05D1/02
【公開號】CN205229801
【申請?zhí)枴緾N201520977124
【發(fā)明人】陳軍, 聶森
【申請人】西北農(nóng)林科技大學(xué)
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年11月25日