一种用于高速公路绿化带的齿轮齿条闭锁传动智能剪修车的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及绿化带智能剪修机器人技术，特别是涉及一种用于高速公路绿化带的齿轮齿条闭锁传动智能剪修车。
【背景技术】
[0002]随着科技的发展和技术的进步，智能机器人已应用于各个领域中，然而，采用手动机器人对高速公路绿化带进行剪修不仅耗费人力物力、危险性高，而且剪修的精确度不高，剪修的平整度受到人为因素的影响。本新型采用8轮结构，使用陀螺仪、编码器并结合pid算法来实现精确控制，使智能车能够沿着直线精确地行走。与此同时，采用齿轮齿条闭锁定位传动方式，来实现旋转刀具升降高度的精确控制。因此，本新型能够在高速公路绿化带进行有效的按照人为意愿进行剪修。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型要解决的技术问题是，提供一种节省人力物力、安全、剪修的平整度不受人为因素影响，剪修精确度高的用于高速公路绿化带的齿轮齿条闭锁传动智能剪修车。
[0004]采用的技术方案是
[0005]一种用于高速公路绿化带的齿轮齿条闭锁传动智能剪修车，包括装有后车轮的移动车体、智能控制系统、剪修机构。所述的移动车体由车架、车底座、后车轮、前轮固定架、前轮连接架组成。车底座固定在车架前部，车架前端固定连接有前轮固定架，由二个前轮组合而成的车轮组通过前轮连接架固定连接在前轮固定架上，车架后端固定有联轴器，作为后轮与联轴器连接。所述剪修机构包括齿轮、齿条、固定架、旋转刀片、第一电机。齿条垂直固定在车底座上，固定架装有齿轮，其齿轮与齿条啮合，固定架通过轴承装在齿条上，通过齿轮带动固定架可上下滑动，第一电机装在与固定架连接的手臂的电机固定架上，旋转刀片连接在第一电机输出轴上。所述智能控制系统包括电机驱动模块、中央处理模块、编码器、超声波模块、陀螺仪、舵机。电机驱动模块设在车底座内并与装在车底座上的第二电机连接，编码器与后轮连接，陀螺仪装在车架前端，舵机装在车底座，超声波模块连接中央处理模块，所述中央处理模块分别电信号连接电机驱动模块、编码器、超声波模块、陀螺仪、舵机。所述车架后方固定有电源模块为系统供电。
[0006]上述的齿轮齿条采用闭锁传动方式，当需要剪修的高度发生变化时，闭锁销打开，此时齿轮带动手臂上下移动，当达到设定高度时，在弹簧压缩下，闭锁销插入设定的高度孔。
[0007]本实用新型的有益效果是:
[0008]适用于高速公路绿化带的齿轮齿条闭锁传动智能剪修车，具备良好的越障性能，采用超声波模块进行精确定位，采用陀螺仪感测与维持方向，采用编码器检测速度和位置并结合Pid算法来实现精确控制，使智能车能够沿着直线精确地行走。该剪修车采用齿轮齿条闭锁定位传动方式对旋转刀具进行精确的控制。因此，本实用新型可以对高速公路绿化带进行有效的剪修。
【附图说明】
[0009]图1是本实用新型的结构示意图。
[0010]图2是图1的俯视图。
[0011]图3是本实用新型的内部模块逻辑关系图。
【具体实施方式】
[0012]一种用于高速公路绿化带的齿轮齿条闭锁传动智能剪修车，包括装有后车轮的移动车体、智能控制系统、剪修机构。所述的移动车体由车架2、车底座3、后车轮1、前轮固定架13、前轮连接架15组成。车底座3固定在车架2前部，车架2前端固定连接有前轮固定架13，由二个前轮组合而成的车轮组通过前轮连接架15固定连接在前轮固定架13上，车架2后端固定有联轴器22，作为后轮与联轴器22连接。所述剪修机构包括齿轮21、齿条8、固定架10、旋转刀片12、第一电机11。齿条8垂直固定在车底座3上，固定架10装有齿轮21，其齿轮21与齿条8啮合，固定架10通过轴承9装在齿条8上，通过齿轮21带动固定架10可上下滑动，齿轮21、齿条8采用闭锁传动方式，当需要剪修的高度发生变化时，闭锁销打开，此时齿轮带动手臂14上下移动，当达到设定高度时，在弹簧压缩下，闭锁销插入设定的高度孔。小电机11装在与固定架10连接的手臂14上的电机固定架16上，旋转刀片12连接在第一电机11输出轴上，旋转刀片具体参数为:100mmX10mm。所述智能控制系统包括电机驱动模块4、中央处理模块5 (stm32开发板)、编码器6、超声波模块7、陀螺仪17、舵机20。电机驱动模块4采用L298N设在车底座3内并与装在车底座上的第二电机19连接，编码器6与后车轮I连接，陀螺仪17装在车架2前端，舵机20装在车底座3，超声波模块7连接中央处理模块5，所述中央处理模块5分别电信号连接电机驱动模块4、编码器6、超声波模块7、陀螺仪17、舵机20进行控制。所述车架2后方固定有电源模块18为系统供电，构成一种用于高速公路绿化带的齿轮齿条闭锁传动智能剪修车。
[0013]工作原理
[0014]当路况发生变化或遇到障碍物时，采用陀螺仪感测与维持方向，采用编码器检测速度、检测电机转角位置并换算成直线运行距离、计算单位时间内的脉冲数来算出电机转速，并结合Pid算法来实现精确控制，使智能车能够沿着直线精确地行走。
【主权项】
1.一种用于高速公路绿化带的齿轮齿条闭锁传动智能剪修车，包括装有后车轮的移动车体、智能控制系统、剪修机构，其特征在于所述的移动车体由车架(2)、车底座(3)、后车轮(I)、前轮固定架(13)、前轮连接架(15)组成，车底座(3)固定在车架(2)前部，车架(2)前端固定连接有前轮固定架(13)，由二个前轮组合而成的车轮组通过前轮连接架(15)固定连接在前轮固定架(13)上，车架(2)后端固定有联轴器(22)，作为后车轮与联轴器(22)连接，所述剪修机构包括齿轮(21)、齿条(8)、固定架(10)、旋转刀片(12)和第一电机(11)，齿条⑶垂直固定在车底座⑶上，固定架(10)装有齿轮(21)，其齿轮(21)与齿条(8)啮合，固定架(10)通过轴承(9)装在齿条(8)上，通过齿轮(21)带动固定架(10)可上下滑动，第一电机(11)装在与固定架(10)连接的手臂(14)上的电机固定架(16)上，旋转刀片(12)连接在第一电机(11)输出轴上，所述智能控制系统包括电机驱动模块⑷、中央处理模块(5)、编码器(6)、超声波模块(7)、陀螺仪(17)、舵机(20)，电机驱动模块(4)设在车底座(3)内并与装在车底座上的第二电机(19)连接，编码器(6)与后车轮(I)连接，陀螺仪(17)装在车架(2)前端，舵机(20)装在车底座(3)，超声波模块(7)连接中央处理模块(5)，所述中央处理模块(5)分别电信号连接电机驱动模块(4)、编码器￠)、超声波模块(7)、陀螺仪(17)、舵机(20)进行控制，所述车架(2)后方固定有电源模块(18)为系统供电。
2.根据权利要求1所述的一种用于高速公路绿化带的齿轮齿条闭锁传动智能剪修车，其特征在于所述的齿轮(21)、齿条(8)采用闭锁传动方式，当需要剪修的高度发生变化时，闭锁销打开，此时齿轮带动手臂(14)上下移动，当达到设定高度时，在弹簧压缩下，闭锁销插入设定的高度孔。
【专利摘要】一种用于高速公路绿化带的齿轮齿条闭锁传动智能剪修车，包括移动车体、智能控制系统、剪修机构。所述的移动车体由车架、车底座和后车轮组成。车底座固定在车架前部。所述剪修机构的齿条垂直固定在车底座上，固定架装有齿轮，其齿轮与齿条啮合，固定架通过轴承装在齿条上，通过齿轮带动固定架可上下滑动，第一电机装在与固定架连接的手臂的电机固定架上，旋转刀片连接在第一电机输出轴上。所述智能控制系统的中央处理模块分别电信号连接电机驱动模块、编码器、超声波模块、陀螺仪、舵机进行智能控制。所述车架后方固定有电源模块为系统供电。本实用新型节省人力物力、安全、剪修的平整度不受人为因素影响，剪修精确度高。
【IPC分类】F16H19-04, A01G3-08
【公开号】CN204598750
【申请号】CN201420651894
【发明人】吕岩, 周帆, 王兴明, 田启园
【申请人】沈阳理工大学
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2014年11月5日