一种电动多功能无人驾驶拖拉机及其使用方法与流程

1.本发明涉及一种新型农业自动化设备，特别涉及一种电动多功能无人驾驶拖拉机及其使用方法。


背景技术：

2.作为农业大国，我国有较大面积的耕地，随着农业科技化程度越来越高，越来越多的机械化和自动化设备用于农业种植，但普通的农耕机械仅适用于平原地区，由于我国有很大一部分耕地为丘陵山地，一般的农耕机械在丘陵山地并不能发挥其作用，甚至很快出现损坏的状况。
3.拖拉机作为最早用于农耕生产的机械，是最早作为转运工具为粮食的运输作出了很大的贡献，在使用过程中会配套安装各种收割机、播种机等农业机具。现有拖拉机适应于在平坦的公路或平原地区的农地驾驶使用，所以将无人驾驶技术运用于拖拉机时，也能适应平坦的公路或平原地区农地使用，而面对丘陵和山地农地时，无人驾驶拖拉机就要解决丘陵山地带来的拖拉机行驶震动问题，在拖拉机上附带相关功能构件时，需要考虑震动带来的不利影响；另外面对丘陵山地地形，如何让拖拉机适应不同地形的行走需求，也是需要重点解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服无人驾驶拖拉机面对丘陵和山地地形，在附加功能构件时，如何解决行走震动问题，且如何让拖拉机适应变化的丘陵山地地形、完成行走需求的技术问题，提供一种电动多功能无人驾驶拖拉机及使用方法，该拖拉机适应于丘陵山地农田多变的地形，在功能架箱内的功能构件均配设缓冲部件，减少行走震动带来的结构冲击和损伤，为实现无人拖拉机的多项功能提供基础保障。
5.为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：一种电动多功能无人驾驶拖拉机，包括驱动控制机构和信号传输机构，还包括与驱动控制机构依次连接的电池箱、功能架箱和货箱，还包括设置在驱动控制机构和货箱下的车轮，在驱动控制机构和货箱上设有便于车轮更换和安装的便拆装结构，并分别配置有实心轮和充气轮，所述功能架箱内的功能构件均配设有缓冲部件。
6.该拖拉机设置便拆装结构安置车轮，且配置实心轮和充气轮，实心轮适应于丘陵地带的积水区域，保证行走需求，而充气轮适宜于平地快速行驶，甚至可以配置更多种类的车轮，适应于丘陵山地农田多变的地形，而在功能架箱内的功能构件均配设缓冲部件，减少行走震动带来的结构冲击和损伤，为实现无人拖拉机的多项功能提供基础保障。
7.作为优选，所述功能架箱内设有施药机构，所述施药机构包括药液箱，所述药液箱下方设有升降支杆，在升降支杆下连有缓冲管，且在缓冲管内设有用于支撑升降支杆的缓冲物件，还设有与药液箱连通的输送软管，在输送软管的出液端设有增压泵，所述增压泵的
出液接管还连有撒药喷嘴。
8.该施药机构在药液箱的升降支杆下端连接缓冲管和缓冲物件，使得药液箱在拖拉机上升降及随拖拉机行进时具有一定的竖向缓冲力，避免在丘陵、山地行驶震动对施药系统带来的冲击和损坏；而在与药液箱连通的输送软管出液端设置增压泵，将输出的药液增压，并结合撒药喷嘴，使得喷出的药液带有较高的压力，满足喷洒距离要求，而通过撒药喷嘴的出口设计，实现均匀性撒药的效果。
9.作为优选，所述撒药喷嘴包括喷嘴壳，所述喷嘴壳为圆柱体，在圆柱体的一端面上设有凹槽，圆柱体的另一端面上设有与凹槽连通的入液接管孔，在凹槽内设有限位转轴、以及限位转轴上连接的多个离心旋转瓣，多个离心旋转瓣沿转轴周向均匀布置。在喷嘴壳内设置限位转轴，并在限位转轴上沿周向均布多个离心旋转瓣，药液通过入液接管孔进入喷嘴壳后，对离心旋转瓣进行冲击并带动限位转轴旋转，使得药液最终离开撒药喷嘴时随离心旋转瓣分散开来，利于将药液更均匀地喷射到更远的农地上。
10.作为优选，在凹槽内设有与限位转轴对应设计的限位罩，所述限位罩一端与凹槽底部连接，另一端设有安置限位转轴的转轴安装孔。设置一端连于凹槽底部的限位罩，并在限位罩的另一端上设置转轴安装孔，给限位转轴提供固定支撑，这样在药液进入喷嘴壳后对离心旋转瓣冲击时，限位转轴能在限位罩的限制下进行转动。
11.作为优选，在每个离心旋转瓣上均设有导流槽，所述导流槽从限位旋转轴延伸至离心旋转瓣自由端。在每个离心旋转瓣上设置的导流槽能让药液沿着离心旋转瓣的导流方向撒开，更精确地将药液撒落到目标位置。
12.作为优选，在药液箱上设有多根输送软管，并与每根输送软管配设增压泵和撒药喷嘴，多根输送软管沿药液箱周向均匀布置。在药液箱周向均匀布置多根输送软管和对应的增压泵及撒药喷嘴，实现在拖拉机行进两侧同时进行药液喷洒，施药效率大大提高。
13.作为优选，所述增压泵下方均设有撒药支撑台和活动支架，撒药支撑台和活动支架相连，所述缓冲管下方设有用于对其支撑的升降支撑台，所述活动支架与升降支撑台之间连有横向伸缩杆。活动支架与升降支撑台之间连横向伸缩杆，配合输送软管，能将活动支架向升降支杆中心移动，进而将整个施药系统收拢，较小占用空间。
14.作为优选，在升降支撑台上还设有升降电机、以及用于支撑升降电机的辅助升降支架，所述升降电机与升降支杆相连。利用升降电机辅助实现升降支杆的升降，进而带动药液箱的升降，满足不同地形对喷洒药液的要求。
15.作为优选，所述功能架箱内还设有储水箱，并与储水箱配设有输水盘管和抽水电机。在储水箱侧壁外设有水管挂槽，实现拖拉机的灌溉和抽水功能。
16.作为优选，所述货箱包括升降组件箱和载物货箱，所述升降组件箱内设有升降起重箱，所述升降起重箱配设有起重升降机构，所述起重升降机构包括分别支设于升降组件箱四角上的升降支腿，所述升降支腿包括用于支撑的内套管、以及套设在内套管上的外套管，所述外套管与升降起重箱之间连有连接支杆，所述连接支杆两端分别与外套管和升降起重箱铰接，还设有驱动外套管与升降起重箱同步上升和下降的升降传动机构。
17.在货箱内设置升降组件箱并配置升降起重箱和起重升降机构，利用起重升降机构的升降支腿对升降起重箱进行升降，能实现较大或较重农作物上货或卸货需要，提高农作物运送效率，大大减少人力成本。
18.作为优选，所述升降传动机构包括在升降起重箱上设的传动链轮、以及在外套管上设置的滑动链轮，并配设有连接传动链轮和滑动链轮的传动链，在升降起重箱上设有驱动传动链轮转动的起重电机和驱动轮。
19.作为优选，在相邻的升降支腿之间设有伸缩连杆或折弯连杆，所述伸缩连杆和折弯连杆间隔设置。伸缩连杆和折弯连杆均与伸缩杆或折弯连杆可拆式连接，就能在不需要升降操作时将升降支腿收缩后放置在货箱内，减小所占空间，腾出更多空间用于农业生产需求。
20.作为优选，在每根外套管与升降起重箱之间连有两根连接支杆，包括上连接支杆和下连接支杆。这样在升降起重箱升降运动时，两个连接支杆以及外套管和升降起重箱之间形成平行四边形的结构，保证升降操作的稳定性。
21.作为优选，所述载物货箱上设有多个牵引钩。在载物货箱上设置多个牵引钩，实现该拖拉机的牵引功能。
22.一种无人驾驶拖拉机的使用方法，使用上述拖拉机在丘陵或山地地区农地行驶，包括以下操作方式：首先，在行驶过程中，根据实际地理特征，选择适宜行走的车轮；在需要进行农药施药时，启动施药机构，将药液箱升起，拉开横向伸缩杆和活动支架，将撒药喷嘴扩展到货箱的两侧，利用增压泵和离心旋转瓣将带压药液喷射到农作物上；在需要进行作物灌溉时，利用抽水电机驱动将储水箱内的水通过输送盘管送到农地内，也能通过抽水泵将水抽入储水箱内存储；在需要进行货物的装箱时，利用起重升降机构将升降起重箱下放到农地上，装满货物后再利用起重升降机构将升降起重箱升高到货箱内，然后随拖拉机快速转运；在需要进行货物的拖拉时，利用载物货箱上的牵引钩进行货物的牵引。
23.该无人驾驶拖拉机使用时能根据丘陵或山地实际地形选择车轮，适应多变地形和行走需求，而特别设置的施药功能、灌溉功能、抽水功能、起重及装卸货物功能和牵引功能，实现了电动无人拖拉机的多项功能，为丘陵和山地地区的农业现代化提供可靠支持。
24.与现有技术相比，本发明的有益效果：1、该拖拉机适应于丘陵山地农田多变的地形，在功能架箱内的功能构件均配设缓冲部件，减少行走震动带来的结构冲击和损伤，为实现无人拖拉机的多项功能提供基础保障；2、施药机构在药液箱的升降支杆下端连接缓冲管和缓冲物件，使得药液箱在拖拉机上升降及随拖拉机行进时具有一定的竖向缓冲力，避免在丘陵、山地行驶震动对施药系统带来的冲击和损坏；而在与药液箱连通的输送软管出液端设置增压泵，将输出的药液增压，并结合撒药喷嘴，使得喷出的药液带有较高的压力，满足喷洒距离要求，而通过撒药喷嘴的出口设计，实现均匀性撒药的效果；3、在喷嘴壳内设置限位转轴，并在限位转轴上沿周向均布多个离心旋转瓣，药液通过入液接管孔进入喷嘴壳后，对离心旋转瓣进行冲击并带动限位转轴旋转，使得药液最终离开撒药喷嘴时随离心旋转瓣分散开来，利于将药液更均匀地喷射到更远的农地上；4、在每个离心旋转瓣上设置的导流槽能让药液沿着离心旋转瓣的导流方向撒开，更精确地将药液撒落到目标位置；
5、活动支架与升降支撑台之间连横向伸缩杆，配合输送软管，能将活动支架向升降支杆中心移动，进而将整个施药系统收拢，较小占用空间；6、在货箱内设置升降组件箱并配置升降起重箱和起重升降机构，利用起重升降机构的升降支腿对升降起重箱进行升降，能实现较大或较重农作物上货或卸货需要，提高农作物运送效率，大大减少人力成本；7、伸缩连杆和折弯连杆均与伸缩杆或折弯连杆可拆式连接，就能在不需要升降操作时将升降支腿收缩后放置在货箱内，减小所占空间，腾出更多空间用于农业生产需求；8、该无人驾驶拖拉机使用时能根据丘陵或山地实际地形选择车轮，适应多变地形和行走需求，而特别设置的施药功能、灌溉功能、抽水功能、起重及装卸货物功能和牵引功能，实现了电动无人拖拉机的多项功能，为丘陵和山地地区的农业现代化提供可靠支持。
25.附图说明：图1为本发明电动多功能无人驾驶拖拉机的组合示意图。
26.图2为实施例中功能架箱上储水和施药机构布置示意图。
27.图3为实施例中施药机构的结构示意图。
28.图4为图3中撒药喷嘴的结构示意图。
29.图5为图4的俯视图。
30.图6为实施例中拖拉机的货箱的结构示意图。
31.图7为实施例中利用起重升降机构起重时的示意图。
32.图8为起重升降机构的支腿结构示意图。
33.图中标记：1-驱动控制机构，2-转向把杆，3-货箱，31-升降组件箱，32-载物货箱，33-牵引钩，34-升降起重箱，35-起重升降机构，351-伸缩连杆，352-折弯连杆，353-内套管，354-外套管，355-上连接支杆，356-传动链，357-起重电机，358-驱动轮，359-传动链轮，3510-下连接支杆，3511-滑动链轮，4-后轮，5-功能架箱，6-电池箱，7-前轮，8-储水箱，81-水管挂槽，82-输水盘管，83-抽水电机，9-施药机构，901-药液箱，902-输送软管，903-增压泵，904-撒药喷嘴，9041-喷嘴壳，9042-入液接管孔，9043-限位转轴，9044-限位罩，9045-导流槽，9046-离心旋转瓣，905-活动支架，906-横向伸缩杆，907-升降支撑台，908-缓冲弹簧，909-缓冲管，910-升降电机，911-升降支杆。
具体实施方式
34.下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
35.实施例1如图1至图8所示，本实施例的电动多功能无人驾驶拖拉机，包括驱动控制机构1和信号传输机构，还包括与驱动控制机构1依次连接的电池箱6、功能架箱5和货箱3，还包括设置在驱动控制机构1和货箱3下的车轮，包括前轮7和后轮4，在驱动控制机构1和货箱3上设有便于车轮更换和安装的便拆装结构，并分别配置有实心轮和充气轮，所述功能架箱5内的功能构件均配设有缓冲部件。
36.本实施例的拖拉机设置便拆装结构安置车轮，且配置实心轮和充气轮，实心轮适应于丘陵地带的积水区域，保证行走需求，而充气轮适宜于平地快速行驶，甚至可以配置更多种类的车轮，适应于丘陵山地农田多变的地形，而在功能架箱内的功能构件均配设缓冲部件，减少行走震动带来的结构冲击和损伤，为实现无人拖拉机的多项功能提供基础保障。
37.实施例2如图1至图8所示，根据实施例1所述的电动多功能无人驾驶拖拉机，本实施例的功能架箱5内设有施药机构9，所述施药机构9包括药液箱901，所述药液箱901下方设有升降支杆911，在升降支杆911下连有缓冲管909，且在缓冲管909内设有用于支撑升降支杆911的缓冲物件，本实施例的缓冲物件为缓冲弹簧908，还设有与药液箱901连通的输送软管902，在输送软管902的出液端设有增压泵903，所述增压泵903的出液接管还连有撒药喷嘴904。
38.本实施例的施药机构在药液箱的升降支杆下端连接缓冲管和缓冲物件，使得药液箱在拖拉机上升降及随拖拉机行进时具有一定的竖向缓冲力，避免在丘陵、山地行驶震动对施药系统带来的冲击和损坏；而在与药液箱连通的输送软管出液端设置增压泵，将输出的药液增压，并结合撒药喷嘴，使得喷出的药液带有较高的压力，满足喷洒距离要求，而通过撒药喷嘴的出口设计，实现均匀性撒药的效果。
39.进一步地，如图4和图5所示，本实施例的撒药喷嘴904包括喷嘴壳9041，所述喷嘴壳9041为圆柱体，在圆柱体的一端面上设有凹槽，圆柱体的另一端面上设有与凹槽连通的入液接管孔9042，在凹槽内设有限位转轴9043、以及限位转轴9043上连接的多个离心旋转瓣9046，多个离心旋转瓣9046沿转轴周向均匀布置。在喷嘴壳内设置限位转轴，并在限位转轴上沿周向均布多个离心旋转瓣，药液通过入液接管孔进入喷嘴壳后，对离心旋转瓣进行冲击并带动限位转轴旋转，使得药液最终离开撒药喷嘴时随离心旋转瓣分散开来，利于将药液更均匀地喷射到更远的农地上。
40.更进一步地，在凹槽内设有与限位转轴9043对应设计的限位罩9044，所述限位罩9044一端与凹槽底部连接，另一端设有安置限位转轴9043的转轴安装孔。设置一端连于凹槽底部的限位罩，并在限位罩的另一端上设置转轴安装孔，给限位转轴提供固定支撑，这样在药液进入喷嘴壳后对离心旋转瓣冲击时，限位转轴能在限位罩的限制下进行转动。
41.本实施例中，在每个离心旋转瓣9046上均设有导流槽9045，所述导流槽9045从限位旋转轴9043延伸至离心旋转瓣9046自由端。在每个离心旋转瓣上设置的导流槽能让药液沿着离心旋转瓣的导流方向撒开，更精确地将药液撒落到目标位置。
42.如图3所示，本实施例在药液箱901上设有两根输送软管902，并与每根输送软管902配设增压泵903和撒药喷嘴904，两根根输送软管902分别延伸向拖拉机货箱的两侧。在药液箱上连接两根输送软管和对应的增压泵及撒药喷嘴，实现在拖拉机行进两侧同时进行药液喷洒，施药效率大大提高。
43.更进一步地，所述增压泵903下方均设有撒药支撑台和活动支架905，撒药支撑台和活动支架905相连，所述缓冲管909下方设有用于对其支撑的升降支撑台907，所述活动支架905与升降支撑台907之间连有横向伸缩杆906。活动支架与升降支撑台之间连横向伸缩杆，配合输送软管，能将活动支架向升降支杆中心移动，进而将整个施药系统收拢，较小占用空间。
44.具体地，在升降支撑台907上还设有升降电机910、以及用于支撑升降电机910的辅
助升降支架，所述升降电机910与升降支杆911相连。利用升降电机辅助实现升降支杆的升降，进而带动药液箱的升降，满足不同地形对喷洒药液的要求。
45.实施例3如图1至图8所示，根据实施例1或实施例2所述的电动多功能无人驾驶拖拉机，本实施例的功能架箱5内还设有储水箱8，并与储水箱8配设有输水盘管82和抽水电机83。在储水箱侧壁外设有水管挂槽81，实现拖拉机的灌溉和抽水功能。
46.实施例4如图1至图8所示，根据实施例1至实施例3之一所述的电动多功能无人驾驶拖拉机，本实施例的货箱3包括升降组件箱31和载物货箱32，所述升降组件箱31内设有升降起重箱34，所述升降起重箱34配设有起重升降机构35，所述起重升降机构35包括分别支设于升降组件箱34四角上的升降支腿，所述升降支腿包括用于支撑的内套管353、以及套设在内套管353上的外套管354，所述外套管354与升降起重箱34之间连有连接支杆，所述连接支杆两端分别与外套管354和升降起重箱34铰接，还设有驱动外套管354与升降起重箱34同步上升和下降的升降传动机构。
47.在货箱内设置升降组件箱并配置升降起重箱和起重升降机构，利用起重升降机构的升降支腿对升降起重箱进行升降，能实现较大或较重农作物上货或卸货需要，提高农作物运送效率，大大减少人力成本。
48.进一步地，所述升降传动机构包括在升降起重箱上设的传动链轮359、以及在外套管354上设置的滑动链轮3511，并配设有连接传动链轮359和滑动链轮3511的传动链356，在升降起重箱34上设有驱动传动链轮359转动的起重电机357和驱动轮358。
49.更进一步地，在相邻的升降支腿之间设有伸缩连杆351或折弯连杆352，所述伸缩连杆351和折弯连杆352间隔设置。伸缩连杆和折弯连杆均与伸缩杆或折弯连杆可拆式连接，就能在不需要升降操作时将升降支腿收缩后放置在货箱内，减小所占空间，腾出更多空间用于农业生产需求。
50.本实施例中，在每根外套管354与升降起重箱34之间连有两根连接支杆，包括上连接支杆355和下连接支杆3510。这样在升降起重箱升降运动时，两个连接支杆以及外套管和升降起重箱之间形成平行四边形的结构，保证升降操作的稳定性。
51.实施例5如图1至图8所示，根据实施例1至实施例4之一所述的电动多功能无人驾驶拖拉机，本实施例的载物货箱32上设有多个牵引钩33。在载物货箱上设置多个牵引钩，实现该拖拉机的牵引功能。
52.实施例6如图1至图8所示，本实施例使用实施例1至实施例5之一所述的电动多功能无人驾驶拖拉机，在丘陵或山地地区农地行驶，包括以下操作方式：首先，在行驶过程中，根据实际地理特征，选择适宜行走的车轮；在需要进行农药施药时，启动施药机构，将药液箱升起，拉开横向伸缩杆和活动支架，将撒药喷嘴扩展到货箱的两侧，利用增压泵和离心旋转瓣将带压药液喷射到农作物上；在需要进行作物灌溉时，利用抽水电机驱动将储水箱内的水通过输送盘管送到农地内，也能通过抽水泵将水抽入储水箱内存储；
在需要进行货物的装箱时，利用起重升降机构将升降起重箱下放到农地上，装满货物后再利用起重升降机构将升降起重箱升高到货箱内，然后随拖拉机快速转运；在需要进行货物的拖拉时，利用载物货箱上的牵引钩进行货物的牵引。
53.本实施例的无人驾驶拖拉机使用时能根据丘陵或山地实际地形选择车轮，适应多变地形和行走需求，而特别设置的施药功能、灌溉功能、抽水功能、起重及装卸货物功能和牵引功能，实现了电动无人拖拉机的多项功能，为丘陵和山地地区的农业现代化提供可靠支持。