自动行走设备的制作方法

1.本实用新型涉及浇水设备技术领域，特别是涉及一种具有浇水能力的自动行走设备。


背景技术：

2.目前传统固定式自动行走设备通常包括水管，喷头等组件，其水管一般固定在特定地方，采用人为布置浇水喷头，或者人为安装浇水管路进行浇灌工作；而移动式自动行走设备通常水管和喷头为一个整体，可沿直线行走，但无法绕过障碍物进行作业，且每次浇水周期完成，需要人为重新布置，无法实现自动化浇水。
3.传统技术中，收放水管设备通常只有收管模块，收管模块设有收水管电机，水管电机驱动绞盘转动以卷收水管。为了实现浇水机器人在移动过程中的自动化浇水，需要增加放管装置。然而申请人发现，增加放管装置后，任意一个电机(如收管电机)运动过程中，另一电机(放管电机)被动转动，从而增大电机阻力，甚至当电机带有减速箱工作时，导致无法正常工作。


技术实现要素：

4.基于此，有必要提出一种收管模块和放管模块会影响对方运动的问题，提出一种自动行走设备。
5.一种自动行走设备，具有自驱动软管收放机构；机架；绞盘，安装在所述机架上，所述绞盘上缠绕有水管,所述水管连接至水源；所述自驱动软管收放机构包括：驱动电机，所述驱动电机包括电枢轴；第一传动结构，所述第一传动结构传动连接所述电枢轴与所述绞盘；第二传动结构，连接设置在机架上的排线杆与所述绞盘，以使所述排线杆能在所述绞盘带动下旋转，使得软管均匀的缠绕在所述绞盘上；滚珠花键式传动组件，所述滚珠花键式传动组件包括花键轴和花键套，所述花键轴由所述电枢轴驱动旋转，所述花键套与第三传动结构连接；电磁离合器，设置在所述电枢轴与所述滚珠花键式传动组件之间，或设置在所述绞盘与所述第一传动结构之间，通过所述电磁离合器断开所述电枢轴与所述花键轴或与所述绞盘的动力传递；放管模块，所述放管模块与所述排线杆之间螺旋配合。
6.上述自动行走设备，电枢轴通过电磁离合器与绞盘断开动力传递，使得绞盘不会对放管动作造成额外阻力，使放管顺畅；或者电枢轴可通过电磁离合器与花键轴断开动力传递，使得放管模块的放管轮组件不会主动旋转，不会对收管产生阻力，使得收管顺畅。
7.在其中一个实施例中，所述第一传动结构包括第一主动带轮、第一被动带轮、第一齿轮、第一传动皮带，所述第一主动带轮安装于所述电枢轴，所述第一被动带轮设置于所述机架，所述第一传动皮带连接所述第一主动带轮和所述第一被动带轮，所述第一齿轮与所述第一被动带轮连接；所述绞盘设有内齿圈，所述内齿圈与所述第一齿轮啮合传动。
8.在其中一个实施例中，所述电磁离合器设置在所述第一齿轮与所述第一被动带轮之间；或所述电磁离合器设置在所述电枢轴与所述第一主动带轮之间。
9.在其中一个实施例中，所述第二传动结构包括第二齿轮、第二主动带轮、第二被动带轮、第二传动皮带，所述第二主动带轮与所述第二齿轮连接，所述第二被动带轮与所述排线杆固定连接，所述第二传动皮带连接所述第二主动带轮与第二被动带轮；所述绞盘设有内齿圈，所述内齿圈与所述第二齿轮啮合传动。
10.在其中一个实施例中，所述放管模块包括与所述第三传动结构传动连接的放管轮组件。
11.在其中一个实施例中，所述放管轮组件包括第一放管轮、第二放管轮，所述第一放管轮与第二放管轮之间形成间隙以使水管通过。
12.在其中一个实施例中，所述第三传动结构包括第一放管齿轮和第二放管齿轮，所述第一放管齿轮与所述花键套啮合传动且所述第一放管齿轮与所述第一放管轮相连，所述第二放管齿轮与所述第一放管齿轮啮合传动且所述第二放管齿轮与所述第二放管轮相连。
13.在其中一个实施例中，所述第一放管轮和所述第二放管轮均为橡胶轮。
14.在其中一个实施例中，所述电枢轴上设有第三齿轮，所述花键轴上设有第四齿轮，所述第四齿轮与所述第三齿轮啮合传动，所述电磁离合器设置在所述第四齿轮与所述花键轴之间。
15.在其中一个实施例中，所述电磁离合器包括第一电磁离合器和第二电磁离合器，所述第一电磁离合器设置在所述电枢轴与所述滚珠花键式传动组件之间，所述第二电磁离合器设置在所述绞盘与所述第一传动结构之间。
附图说明
16.构成本技术的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本实用新型一实施例的自动行走设备的侧视图。
19.图2为本实用新型一实施例的自动行走设备的侧视图，其中局部以剖面形式示意出了内部结构。
20.图3为图2所示的自动行走设备的驱动电机与放管模块之间传动结构的示意图。
21.图4为本实用新型一实施例的自动行走设备的俯视图，其中局部以剖面形式示意出了内部结构。
22.图5为本实用新型一实施例的放管模块的局部剖面结构示意图。
23.图6为本实用新型一实施例的放管模块的内部结构的示意图。
24.图中的相关元件对应编号如下：
25.100、自动行走设备；10、机架；20、绞盘；210、水管；220、内齿圈；30、驱动电机；310、电枢轴；311、第三齿轮；320、第一传动结构；321、第一主动带轮；322、第一被动带轮；323、第一齿轮；324、第一传动皮带；330、第一电磁离合器；340、排线杆；350、第二传动结构；351、第二主动带轮；352、第二被动带轮；353、第二齿轮；354、第二传动皮带；40、放管模块；410、机
体；420、第三传动结构；421、第一放管齿轮；422、第二放管齿轮；430、放管轮组件；431、第一放管轮；432、第二放管轮；50、行走机构；510、前轮模块；520、后轮模块；60、滚珠花键式传动组件；610、花键轴；611、第四齿轮；620、花键套；630、第二电磁离合器；70、控制组件；80、行走电机。
具体实施方式
26.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
27.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
28.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
29.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
30.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
31.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
32.传统技术的自动行走设备，当同时设置有收管模块和放管模块时，收管模块和放管模块由于存在联动关系，会出现影响对方运动的问题。
33.针对上述技术问题，本实用新型的一实施例提出一种自动行走设备，其具有自驱
动软管收放机构，其能够有效地消除收管模块和放管模块影响对方工作的问题。本实用新型实施例的自动行走设备可以是单纯的仅具有浇灌功能，可以是固定式的自动行走设备，也可以是自移动式自动行走设备；还可以是与割草组件集成在一起，以构成同时具有自动割草能力及浇水能力的智能割草机。智能割草机是可以根据预设程序在设定的工作区域内自动执行割草作业的设备，其概念本身为本领域技术人员知晓，此处不过多赘述。
34.下面结合附图进一步详细说明本实用新型的实施例。
35.如图1至图6所示，示意了本实用新型一实施例的自动行走设备100的结构，自动行走设备100包括机架10，其中机架10上安装有绞盘20，自驱动软管收放机构包括驱动电机30、放管模块40，其中驱动电机30用于驱动绞盘20转动以实现水管210的卷收，驱动电机30还用于驱动放管模块40工作以实现水管210的释放继而进行浇水。也就是说，本实施例的自动行走设备100具有收管模式和放管模式，其中收管模式时，绞盘20转动时牵引水管210不断缠绕在绞盘20上，实现收管；放管模式时，放管模块40牵引水管210，使水管210自绞盘20上释放，从而实现放管，继而能够进行浇水。
36.本实施例中，机架10的底部安装有行走机构50，自动行走设备100能够自动行走。行走机构50包括前轮模块510和后轮模块520，其中前轮模510具体包括两个分居机架10两侧的前轮，后轮模块520包括一个位于自动行走设备的沿前进方向的中轴线x上的后轮。
37.如图4所示，绞盘20可转动地安装在机架10上。绞盘20上缠绕有水管210。具体而言，水管210的一端连接于绞盘20，另一端用于连接喷头模块(未图示)。喷头模块具体可包括由通断阀控制的喷嘴。水管210可以为pe管。
38.如图3和图4所示，自动行走设备100还包括第一传动结构320。第一传动结构320连接驱动电机30的电枢轴310与绞盘20。即电枢轴310能通过第一传动结构320驱动绞盘20转动。第一传动结构320与绞盘20之间还设有第一电磁离合器330。第一电磁离合器330使得第一传动结构320能够选择地向绞盘20传递动力。如收管模式时，第一电磁离合器330通电闭合，电枢轴310带动绞盘20转动。另外，需要说明的是，第一电磁离合器330也可以设置在电枢轴310与第一传动结构320之间。
39.机架10上设有且可绕自身轴线旋转的排线杆340。排线杆340与绞盘20之间通过第二传动结构350传递动力，以使排线杆34能在绞盘20带动下旋转。排线杆340与放管模块40之间螺旋配合。这样，收管模式下，当排线杆340被驱动旋转时，放管模块40相对于排线杆340做直线运动，从而对水管210起到疏导作用，避免水管210折叠，保证顺利收管。具体实施时，排线杆340可设置为螺杆，放管模块40包括机体410，机体410套在螺杆上且与螺杆之间螺旋配合。第二传动结构350的具体方式不限制，可以是皮带传动机构，也可以是齿轮传动结构。
40.如图5和图6所示，放管模块40包括机体410、设置于机体410的第三传动结构420、放管轮组件430，第三传动结构420连接电枢轴310与放管轮组件430，放管轮组件430包括第一放管轮431、第二放管轮432，第一放管轮431与第二放管轮432之间形成间隙以使水管210通过。两个放管轮沿设定方向转动时，能够牵引水管210不断地从绞盘20上释放。较佳地，两个放管轮均为橡胶轮，可避免损伤pe材质的水管210。
41.自动行走设备100还包括滚珠花键式传动组件60，驱动电机30通过滚珠花键式传动组件60向放管模块40的第三传动结构420传递动力。如图2和图3所示，滚珠花键式传动组
件60包括花键轴610和花键套620，花键轴610由电枢轴310驱动旋转且二者之间设有第二电磁离合器630，花键套620与第三传动结构420连接。花键套620相对于花键轴610能够升降且能够向外界传递旋转动力。第二电磁离合器630用以实现电枢轴310选择地向花键轴610传递扭矩。
42.本实施例的自动行走设备100的收管模式和放管模式的工作原理如下：收管模式下，电枢轴310沿第一方向旋转(设定为正向旋转)驱动绞盘20转动，绞盘20提供卷收水管210的驱动力使水管210不断地缠绕在绞盘20上实现水管210，与此同时电枢轴310通过第二电磁离合器630与花键轴610断开动力传递，使得放管模块40的放管轮组件430不会主动旋转，不会对收管产生阻力，使得收管顺畅。放管模式时，电枢轴310沿与第一方向相反的第二方向旋转(设定为反向旋转)，电枢轴310驱动花键轴610转动并通过第三传动结构420驱动第一放管轮431和第二放管轮432牵引水管210不断地从绞盘20上释放，与此同时电枢轴310通过第一电磁离合器330与绞盘20断开动力传递，使得绞盘20不会对放管动作造成额外阻力，使放管顺畅。
43.需要说明，第一电磁离合器330和第二电磁离合器630可以择一地设置。当仅设置第一电磁离合器330时，电枢轴310通过第一电磁离合器330与绞盘20断开动力传递，使得绞盘20不会对放管动作造成额外阻力，使放管顺畅。当仅设置第二电磁离合器630时，电枢轴310可通过第二电磁离合器630与花键轴610断开动力传递，使得放管模块40的放管轮组件430不会主动旋转，不会对收管产生阻力，使得收管顺畅。
44.传统技术中采用双电机分别控制绞盘20和放管模块40，两个电机彼此影响对方造成较大阻力，而上述自动行走设备，收管时驱动电机30与放管模块40动力切断，放管时驱动电机30与绞盘20之间动力切断，放管和收管时的阻力较小，放管和收管均较为顺畅。
45.如图4所示，一实施例中，第一传动结构320包括第一主动带轮321、第一被动带轮322、第一齿轮323、第一传动皮带324，其中第一主动带轮321安装于电枢轴310，第一被动带轮322设置于机架10，第一传动皮带324连接第一主动带轮321和第一被动带轮322，第一齿轮323与第一被动带轮322连接。绞盘20设有与第一齿轮323啮合传动的内齿圈220。驱动电机30将动力传递给第一被动带轮322，再通过与第一被动带轮322固定连接的第一齿轮323驱动绞盘20转动。采用带传动，驱动电机30、第一被动带轮322等在机架10上的位置设置选择较多，利于自动行走设备100的结构设计。
46.进一步地，第一电磁离合器330设置在第一齿轮323与第一被动带轮322之间。具体地，第一被动带轮322可设置与第一电磁离合器330的一端的内孔相连的轴部，第一齿轮323则固定在第一电磁离合器330的另一端。在其他的实施例中，第一电磁离合器330也可以设置在电枢轴310与第一主动带轮321之间。
47.在其他的实施例中，第一传动结构320不限于为带传动机构。例如，绞盘20可以设置外齿圈，第一传动结构320包括设置于电枢轴310的驱动齿轮，该驱动齿轮与外齿圈啮合传动，从而将驱动电机30的扭矩传递给绞盘20。此时，第一电磁离合器330可以设置在驱动齿轮与电枢轴310之间。
48.如图4所示，一实施例中，第二传动结构350包括第二主动带轮351、第二被动带轮352、第二齿轮353、第二传动皮带354。其中，第二齿轮353与绞盘20的内齿圈220啮合传动，第二主动带轮351与第二齿轮353连接，第二被动带轮352与排线杆340固定连接，第二传动
皮带354连接第二主动带轮与第二被动带轮。采用带转动，第二主动带轮351、等在机架10上的位置设置选择较多，利于自动行走设备100的结构设计。第二被动带轮352与排线杆340固定连接，二者可以是分体制造然后固定在一起；也可以是形成为一体件，即排线杆340的局部为螺杆，局部为带轮。
49.在其他的实施例中，第二传动结构350不限于为带传动机构。例如，绞盘20可以设置外齿圈，第二传动结构350可以包括与绞盘20的外齿圈啮合传动的中间齿轮、设置于排线杆340的传动齿轮。绞盘20转动时，通过其外齿圈、中间齿轮和传动齿轮驱动排线杆340转动。
50.结合图2、图5和图6所示，一实施例中，第三传动结构420包括第一放管齿轮421和第二放管齿轮422。第一放管齿轮421与花键套620啮合传动，且第一放管齿轮421与第一放管轮431相连；第二放管齿轮422与第二放管轮432连接且第二放管齿轮422与第二放管轮432啮合传动。通过上述手段，当驱动电机30向花键轴610传动扭矩时，花键套620能够向第一放管齿轮421传递扭矩，继而第一放管齿轮421带动第一放管轮431旋转，同时第一放管齿轮421驱动第二放管齿轮422旋转，第二放管齿轮422带动第二放管齿轮422转动。第二放管轮432与第一放管轮431的旋转方向刚好相反，从而形成作用于水管210的牵引力，使水管210不断地从绞盘20上释放，实现放管。
51.第三传动结构420用以接收花键套620传递的来自于花键轴610的扭矩，第三传动结构420与花键套620之间不限于采用齿轮传动。例如，花键套620上也可以设置带轮部，第一放管齿轮421上固定连接一被动带轮，这样花键套620可通过带传动方式驱动第一放管齿轮421转动。
52.如图2所示，为方便实现自动化浇水，自动行走设备还包括控制组件70，控制组件70配置为控制收管模块和放管模块40实现收管模式或放管模式。控制组件70具体可设置在机架10的底部。
53.进一步地，如图2所示，自动行走设备还包括行走机构50、行走电机80，行走电机80与行走机构50传动连接，行走电机80由控制组件70控制工作。具体设置时，行走电机80为无刷电机，其与行走机构50之间还可设有减速机构(未图示)。
54.具体实施时，控制组件70配置为：放管模式下，控制组件70使行走电机80工作，且行走电机80驱动行走机构50。这样，自动行走设备100能够自动行走，继而实现自动行走过程中的自动化浇水。
55.在上述实施例的基础上，自动行走设备100还构成智能割草机的一部分。具体地，自动行走设备100还包括割草组件(未图示)，割草组件由控制组件70控制以实现自动割草作业。这样，放管模式下，控制组件70使行走电机80工作，且行走电机80驱动行走机构50，同时控制组件70控制割草组件自动工作。从而实现割草作业时的自动化浇水。
56.割草组件的具体类型不限制。如割草组件包括旋转刀盘和安装在刀盘上的多个刀片，利用高速旋转的刀片进行割草。
57.在示例性实施例中，控制组件70可以被一个或多个应用专用集成电路(asic)、数字信号处理器(dsp)、数字信号处理设备(dspd)、可编程逻辑器件(pld)、现场可编程门阵列(fpga)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述功能。
58.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实
施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
59.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。