二、機械結構特點
1. 四輪四轉系統
四個車輪各自配備獨立的驅動和轉向機構,每個車輪都能單獨控制其旋轉速度和轉向角度。這種獨立的設計使得底盤在面對不同的農田路況時,如鬆軟的土地、不平整的壟斷、有坡度的山地果園等,能夠靈活調整每個車輪的動力和方向,確保穩定的行駛和精準的轉向。
車輪的驅動馬達和轉向馬達選用高扭矩、適應惡劣環境的型號,以滿足農用機器人在承載較重農具或農產品時的動力需求,同時確保在複雜地形下的可靠操作。
2. 原地轉向能力
原地轉向是本底盤的突出特點。透過精確協調四個車輪的轉向角度和轉速,底盤可以圍繞自身中心原地旋轉。在狹窄的田間小徑、緊湊的溫室過道或密集的果園樹行間,這種原地轉向功能讓農用機器人無需較大的轉彎半徑,輕鬆改變行駛方向,大大提高了機器人在有限空間內的作業靈活性。
為實現原地轉向的高精度和穩定性,底盤的機械結構和傳動系統經過特殊設計,確保四個車輪在轉向過程中的同步性和協調性,減少因轉向不均而導致的底盤晃動或對農作物的損害。
3. 底盤車架結構
底盤車架採用高強度、耐腐蝕的金屬材料製造,能夠承受農業環境中的潮濕、泥濘、灰塵以及可能的碰撞等不利因素。車架的結構設計在確保足夠強度的同時,充分考慮了重心分佈,以提高機器人在不同地形行駛時的穩定性。
在車架上預留了多個標準介面和安裝位置,方便掛載各種農業設備,如噴霧器、播種機、採摘機械手臂等,滿足不同農業作業的需求。
三、適應農業環境的特殊設計
1. 輪胎設計
輪胎的選配和設計專門針對農業地面條件。輪胎表面具有特殊的花紋,能夠在鬆軟的泥土、潮濕的草地等易滑路面提供良好的抓地力,防止機器人在行駛過程中打滑或陷入。
輪胎的材質具有較好的耐磨性和耐穿刺性,能夠抵禦農田中的石塊、樹枝等尖銳物體的穿刺,減少因輪胎損壞而導致的作業中斷。
2. 防護與清潔機制
底盤配備了防護裝置,可有效防止農作物、雜草等異物纏繞在車輪或底盤其他部件上,影響機器人的正常運作。同時,設計有簡易的清潔結構,在機器人行駛過程中,能夠自動或定期清理附著在底盤上的泥土和雜物,保持底盤的清潔和良好的工作狀態。
四、控制系統
1. 智慧控制演算法
配備先進的智慧控制系統,運用複雜的控制演算法來協調四輪的驅動與轉向。這些演算法考慮了農田形態的複雜性、機器人的負載情況以及作業任務的要求,能夠根據感測器回饋的信息,即時計算並調整每個車輪的運動參數,實現精確、穩定的行駛和轉向。
控制系統支援多種運動模式,包括直線行駛、弧形轉彎、原地轉向等,並可根據不同的農業作業場景自動切換或接受遠端指令切換,以滿足如耕地、播種、灌溉、採摘等多樣化作業對機器人移動的要求。
2. 感測器整合
底盤整合了多種感測器,如用於檢測車輪轉速的編碼器、測量轉向角度的角度感測器、感知底盤姿態的陀螺儀和加速度計,以及用於檢測周圍環境障礙物的雷射雷達或超音波感測器等。
這些感測器即時向控制系統反饋底盤的運動狀態和周圍環境訊息,控制系統根據這些數據進行即時調整和決策,確保機器人在農業環境中的安全、高效作業。例如,在遇到田間障礙物時,底盤能夠及時調整行駛方向或停止,避免碰撞造成的設備損壞和農作物損失。