一种用于机场割草装置的无人牵引作业底盘的制作方法

1.本实用新型涉及割草装置技术领域，具体为一种用于机场割草装置的无人牵引作业底盘。


背景技术：

2.割草机又称除草机、剪草机、草坪修剪机等。割草机是一种用于修剪草坪、植被等的机械工具；随着割草机的发展逐渐出现牵引式割草机，而现有牵引式割草机的主要工作方式是用农用拖拉机进行牵引并提供割草机运行的动力，农用拖拉机进行牵引存在大面积长时间工作时，效率较低的问题而且必须需要配备相应的操作人员才能够实现割草的功能。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种用于机场割草装置的无人牵引作业底盘，解决了现有农用拖拉机进行牵引存在大面积长时间工作时，效率较低的问题而且必须需要配备相应的操作人员才能够实现割草功能的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于机场割草装置的无人牵引作业底盘，包括牵引底盘和割草机；所述割草机通过传动连接轴与所述牵引底盘连接；所述牵引底盘包括控制系统以及与所述控制系统连接的驱动系统，转向系统，导航系统，液压系统，动力输出系统和避障系统；
5.所述驱动系统设置于所述牵引底盘的后端并为牵引底盘提供动力；
6.所述转向系统设置于所述牵引底盘的前端并提供转向动力；
7.所述导航系统设置于所述牵引底盘的上部并采集牵引底盘行进方向；
8.所述液压系统设置于所述牵引底盘上并与牵引底盘的无人车车轮中的制动钳连接；
9.所述动力输出系统设置于所述牵引底盘的尾部并与所述割草机连接；
10.所述避障系统设置于所述牵引底盘的前端并采集牵引底盘前方的障碍物信息；
11.作为上述技术方案的进一步改进，所述驱动系统通过主驱动电机与车架连接板与所述牵引底盘连接，所述驱动系统包括动力后桥和主驱电机；所述动力后桥与牵引底盘的车轮连接，所述主驱电机与所述动力后桥连接并为所述牵引底盘提供动力。
12.作为上述技术方案的进一步改进，所述转向系统通过前桥与车架连接座与所述牵引底盘连接；所述转向系统包括转向前桥和转向电缸；所述转向前桥与牵引底盘的车轮连接，所述转向电缸与所述转向前桥连接并为转向前桥提供转向动力。
13.作为上述技术方案的进一步改进，所述导航系统为北斗导航rtk，所述北斗导航rtk通过北斗导航rtk与车架连接座与所述牵引底盘连接。
14.作为上述技术方案的进一步改进，所述液压系统为液压站，所述液压站通过液压站与车架连接座与所述牵引底盘连接，在使用时，所述液压站与无人车车轮中的制动钳相
连，所述液压站作动后，向所述制动钳提供制动油液，使所述制动钳中的制动活塞动作，带动制动块压紧制动盘。
15.作为上述技术方案的进一步改进，所述动力输出系统通过后桥与车架连接座与所述牵引底盘连接；所述动力输出系统包括输出轴和动力输出电机；所述输出轴一端与所述动力输出电机连接，所述输出轴的另一端通过传动连接轴与所述割草机连接；在本实施例中，传动连接轴包括与所述输出轴连接的传动花键轴和与所述牵引底盘连接的连接销轴，所述传动花键轴提供转动动力。
16.作为上述技术方案的进一步改进，所述避障系统为激光雷达；所述激光雷达通过激光雷达与车体连接座与所述牵引底盘连接。
17.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：导航系统为无人牵引作业底盘提供行进方向的判别，并生成位置信息，发送至所述控制系统；所述避障系统采集无人牵引作业底盘前端的障碍物信息，并生成障碍物信息信号发送至所述控制系统；所述控制系统接收所述避障系统采集的障碍物信息信号，来感知车辆的周围环境，并根据感知所获得的数据，例如道路、车辆位置、障碍物等信息，通过控制系统处理后，由驱动系统、转向系统、液压系统控制牵引底盘，最终使牵引底盘安全可靠的行驶；采用无人驾驶技术，可以为割草机提供牵引力以及运行动力，实现无人化割草作业。
附图说明
18.图1所示为本实用新型的牵引底盘与割草机的连接结构示意图；
19.图2所示为本实用新型的牵引底盘的结构示意图；
20.图3所示为本实用新型的牵引底盘的连接座结构示意图；
21.图4所示为本实用新型的驱动系统结构示意图；
22.图5所示为本实用新型的转向系统结构示意图；
23.图6所示为本实用新型的导航系统结构示意图；
24.图7所示为本实用新型的液压系统结构示意图；
25.图8所示为本实用新型的动力输出系统结构示意图；
26.图9所示为本实用新型的双相机系统结构示意图；
27.图10所示为本实用新型的激光雷达结构示意图；
28.图11所示为本实用新型的传动连接轴的结构示意图；
29.图12所示为本实用新型的牵引底盘的框架示意图。
30.附图标记：1是牵引底盘、2是割草机、3是传动连接轴、4是主驱动电机与车架连接板、5是动力后桥、6是主驱电机、7是前桥与车架连接座、8是转向前桥、9是转向电缸、10是北斗导航rtk、11是rtk与车架连接座、12是液压站、13是液压站与车架连接座、14是后桥与车架连接座、15是输出轴、16是动力输出电机、17是激光雷达、18是激光雷达与车体连接座、19是双相机系统。
具体实施方式
31.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的
实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
32.请一并参照图1
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11所示，本实用新型公开了一种用于机场割草装置的无人牵引作业底盘，包括牵引底盘1和割草机2；所述割草机2通过传动连接轴3与所述牵引底盘1连接；所述牵引底盘1包括控制系统以及与所述控制系统连接的驱动系统，转向系统，导航系统，液压系统，动力输出系统和避障系统；
33.所述驱动系统设置于所述牵引底盘1的后端并为牵引底盘1提供动力；
34.所述转向系统设置于所述牵引底盘1的前端并提供转向动力；
35.所述导航系统设置于所述牵引底盘1的上部并采集牵引底盘1行进方向；
36.所述液压系统设置于所述牵引底盘1上并与牵引底盘1的无人车车轮中的制动钳连接；
37.所述动力输出系统设置于所述牵引底盘1的尾部并与所述割草机2连接；
38.所述避障系统设置于所述牵引底盘1的前端并采集牵引底盘1前方的障碍物信息；
39.在使用时，所述导航系统为无人牵引作业底盘提供行进方向的判别，并生成位置信息，发送至所述控制系统；所述避障系统采集无人牵引作业底盘前端的障碍物信息，并生成障碍物信息信号发送至所述控制系统；所述控制系统接收所述避障系统采集的障碍物信息信号，来感知车辆的周围环境，并根据感知所获得的数据，例如道路、车辆位置、障碍物等信息，通过控制系统处理后，由驱动系统、转向系统、液压系统控制牵引底盘1，最终使牵引底盘1安全可靠的行驶；采用无人驾驶技术，可以为割草机提供牵引力以及运行动力，实现无人化割草作业。
40.参考图3、4所示，具体的，所述驱动系统通过主驱动电机与车架连接板4与所述牵引底盘1连接，所述驱动系统包括动力后桥5和主驱电机6；所述动力后桥5与牵引底盘1的车轮连接，所述主驱电机6与所述动力后桥5连接并为所述牵引底盘1提供动力。
41.参考图3、5所示，具体的，所述转向系统通过前桥与车架连接座7与所述牵引底盘1连接；所述转向系统包括转向前桥8和转向电缸9；所述转向前桥8与牵引底盘1的车轮连接，所述转向电缸9与所述转向前桥8连接并为转向前桥8提供转向动力。
42.参考图3、6所示，具体的，所述导航系统为北斗导航rtk10，所述北斗导航rtk10通过北斗导航rtk与车架连接座11与所述牵引底盘1连接。
43.参考图3、7所示，具体的，所述液压系统为液压站12，所述液压站12通过液压站与车架连接座13与所述牵引底盘1连接，在使用时，所述液压站12与无人车车轮中的制动钳相连，所述液压站12作动后，向所述制动钳提供制动油液，使所述制动钳中的制动活塞动作，带动制动块压紧制动盘。
44.参考图3、8及10所示，具体的，所述动力输出系统通过后桥与车架连接座14与所述牵引底盘1连接；所述动力输出系统包括输出轴15和动力输出电机16；所述输出轴15一端与所述动力输出电机16连接，所述输出轴15的另一端通过传动连接轴3与所述割草机2连接；在本实施例中，传动连接轴3包括与所述输出轴15连接的传动花键轴a和与所述牵引底盘1连接的连接销轴b，所述传动花键轴提供转动动力。
45.考图3、9所示，具体的，所述避障系统包括激光雷达17和双相机系统19；所述激光雷达17通过激光雷达与车体连接座18与所述牵引底盘1连接；所述双相机系统19设置于所
述牵引底盘1的前端。
46.在上述实施例中，导航系统采用导航算法对行进方向判别，判别时，导航算法采用视觉定位结合imu和编码器的导航，主要流程如下：
47.由布置在割草区域外侧的双目相机测量车辆的实时相对位置，转换到事先标定好的割草区域坐标系；根据imu(惯性测量单元)获取车辆的相对姿态和相对运动距离；根据编码器获取车辆的车速和行驶距离；将三者获取到的位置和速度信息进行扩展卡尔曼滤波，估量导航系统的误差，对惯性导航系统进行校正，与控制器进行通讯，通过控制器调来调节电机的转速和方向，实现巡航航线的自动调整，行进过程中通过环境感知模块判断运动路径前方是否存在障碍物，由此再次进行实时航线调整。
48.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
49.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。