[0001] 本发明涉及农业机械领域，尤其涉及一种集成采收覆膜育种功能的重构式萝卜机器人。

[0002] 随着现代农业的快速发展，农业机械化程度不断提高，各种农作物的机械化种植和采收设备层出不穷。然而，萝卜作为一种重要的经济作物，其种植的机械化仍存在较大难题。第一，现有采收机多数采用带传动，其带轮位置固定，当萝卜直径较大时会加大传动带张紧力，不仅易损伤萝卜表面，而且会降低传动带寿命。第二，为实现减震功能，现有农业机器人配备的多数为双叉臂悬挂和摆式悬挂等结构，其底盘距离种植地过低，难以适用于垄作萝卜，并且均为固定位置悬挂结构，轮距无法调节，进而无法适用不同的垄形种植。除此之外，市面上几乎均为单一功能的萝卜机，没有达到一机多用的效果。

[0040] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。实施例

[0041] 一种集成采收覆膜育种功能的重构式萝卜机器人，包括可变轮距独立避震悬挂结构1、自适应萝卜直径采收结构2、覆膜结构3、抬升模块4、育种结构5、水箱结构6、车体框架7和外壳8，车体框架7的底部通过约束有四个可变轮距独立避震悬挂结构1，可变轮距独立避震悬挂结构1通过螺栓固定安装在车体框架7上，可根据任务垄地需求通过调节带手轮丝杠19结构改变车轮轮距，通过调节气避震15行程改变车身高度，车体框架7的前端可拆卸的安装有自适应萝卜直径采收结构2，自适应萝卜直径采收结构2可自适应不同直径的萝卜，自适应萝卜直径采收结构2可以通过螺栓直接固定在车体框架7上，或者加装丝杠滑台间接固定安装在车体框架7上，车体框架7的前端还通过一字连接件可拆卸的安装有覆膜结构3，自适应萝卜直径采收结构2和覆膜结构3的安装位置相同且两者之间为按不同需求而相互替换的关系，车体框架7与自适应萝卜直径的采收结构2连接时集成采收覆膜育种的重构式新型减震萝卜机器人为采收模式，当自适应萝卜直径的采收结构替换为覆膜结构时集成采收覆膜育种的重构式新型减震萝卜机器人为覆膜模式，抬升模块4直接放置在车体框架7的空位上，可调节种子和肥料比例的育种结构5通过磁铁吸附在车体框架7中部固定的磁铁螺栓上，且育种结构5位于自适应萝卜直径采收结构2的后方，用于灌溉的水箱结构6通过过盈配合设置在车体框架7的后方，外壳8通过螺栓固定安装在车体框架7的外部，车体框架7由切割的不同长度的4545铝型材111框架通过螺栓角码等连接件拼接而成。

[0042] 可变轮距独立避震悬挂结构1包括可调轮距结构和悬挂结构，可调轮距结构固定安装在车体框架7上，悬挂结构固定在可调轮距结构上。

[0043] 可调轮距结构包括滑块11、带手轮丝杠19和轴承座110，轴承座110设置有两个，轴承座110通过T型螺栓连接在车体框架7上，轴承座110上转动安装有带手轮丝杠19，带手轮丝杠19上螺纹安装有滑块11，滑块11设有配合丝杠以调节轮距的螺纹孔，滑块开有与角码一12连接的通孔，且滑块11滑动安装在铝型材13框架上，把带手轮丝杠19的旋转运动转换为滑块11的轴向运动；旋转带手轮丝杠19上的手轮带动丝杠旋转，丝杠带动滑块11横向移动，即可调节轮距。

[0044] 悬挂结构包括角码一12、铝型材13、左右避震支撑14、气压避震器15、四边形杆16、电机打孔底板17和车轮18，角码一12设有开口可供T型螺母和内六角M5螺栓连接，铝型材13开有伞形槽供T型螺母和内六角M5螺栓与角码一12连接，铝型材13的上端通过T型螺栓与角码一12连接，角码一12通过T型螺栓和滑块11的底部连接，铝型材13的下端通过另一角码一12与左右避震支撑14连接， 左右避震支撑14上设置有螺纹孔和通孔，左右避震支撑14上的螺纹孔配合螺栓与开了通孔的四边形杆16和气压避震器15成为旋转副连接，左右避震支撑
14的两侧分别转动安装有两个平行设置的四边形杆16，四边形杆16通过螺栓还转动连接在电机打孔底板17上，气压避震器15的第一端铰接在左右避震支撑14上，气压避震器15的第二端铰接在电机打孔底板17上，电机打孔底板17和四边形杆16、气压避震器15的另一端成为旋转副连接，气压避震器可以根据不同负载条件更换。四个四边形杆16与左右避震支撑
14、电机打孔底板17组成四边形机构，再通过气压避震器15与左右避震支撑14和电机打孔底板17对四边形机构进行约束，从而形成带约束的平行四边形机构，进而对车身起支撑和减振的作用，电机打孔底板17底面开有通孔，通过螺栓与驱动电机连接，电机打孔底板17要根据所选用的电机定制不同的打孔位置和数量以便连接，电机打孔底板17的底部转动安装有车轮18，车轮18和驱动电机的输出轴固定安装，驱动电机固定安装在电机打孔底板17上。

[0045] 自适应萝卜直径采收结构2包括采收底板23、底板连接杠24、主控板27、采收外框架28、主控板底座29、电池291、电池存放座292和输送组件，采收底板23通过螺栓可拆卸的安装在车体框架7上，采收底板23上固定安装有底板连接杠24，底板连接杠24上倾斜设置有采收外框架28，采收外框架28后部固定安装有主控板底座29,主控板底座29上固定安装有主控板27,底板连接杠24侧面固定安装有电池存放座292,电池存放座292的内部设置有电池291。

[0046] 采收外框架28上对称设置有两组输送组件，输送组件包括导向同步带轮总成21、自适应从动同步带轮总成22、同步带25和驱动同步带轮总成26，自适应从动同步带轮总成22设置有3组，导向同步带轮总成21、自适应从动同步带轮总成22、驱动同步带轮总成26均设置在采收外框架28上，导向同步带轮总成21、自适应从动同步带轮总成22、和驱动同步带轮总成26上套设有同步带25。

[0047] 导向同步带轮总成21包括螺栓一211、垫块212、导向从动同步带轮213和螺母一214,导向从动同步带轮213平行设置有两个，两个导向从动同步带轮213分别和同步带25相接触，两个导向从动同步带轮213的两侧紧贴于垫块212上，螺栓一211穿过垫块212和导向从动同步带轮213，螺栓一211上螺纹安装有螺母一214，并通过螺栓一211、螺母一214将两个垫块212进行固定，导向从动同步带轮213与螺栓一211转动配合，垫块212固定安装在采收外框架28上。

[0048] 自适应从动同步带轮总成22包括螺栓二221、同步带轮上摆片222、从动同步带轮223、拉力弹簧224、螺母二225、同步带轮下摆片226和T型螺栓227，从动同步带轮223平行设置有两个，两个从动同步带轮223分别和同步带25相接触，从动同步带轮223的第一端紧贴于同步带轮下摆片226上，从动同步带轮223的第二端紧贴于同步带轮上摆片222上，螺栓二
221穿过同步带轮上摆片222、从动同步带轮223和同步带轮下摆片226，螺栓二221上螺纹安装有螺母二225，通过螺栓二221、螺母二225将同步带轮上摆片222和同步带轮下摆片226进行固定，从动同步带轮223与螺栓二221转动配合，同步带轮下摆片226和同步带轮上摆片
222均转动安装在采收外框架28上，同步带轮下摆片226上设置有凸台，同步带轮下摆片226上的凸台和拉力弹簧224的第一端固定安装，拉力弹簧224的第二端和T型螺栓227固定安装，T型螺栓227固定安装在采收外框架28上。

[0049] 驱动同步带轮总成26包括电机261、电机连接座262、主动同步带轮263和转动带轮底板264，电机连接座262固定安装在采收外框架28上，电机连接座262上固定安装有电机261，电机261的输出轴通过顶丝和主动同步带轮263连接，主动同步带轮263和同步带25相接触，主动同步带轮263还转动安装在转动带轮底板264上，转动带轮底板264固定安装在采收外框架28上。

[0050] 自适应萝卜直径采收结构2实际运行时，启动电机261,电机261驱动主动同步带轮263转动，主动同步带轮263通过同步带25带动导向从动同步带轮213和从动同步带轮223转动，导向同步带轮总成21不可偏转，且两个导向带轮总成的间距比后续自适应从动带轮总成的间距大，但可根据萝卜的大小手动调整偏转角度。萝卜从头部的导向同步带轮总成21处接触同步带25，萝卜受斜向上的摩擦力，从而拽动萝卜出土，接着萝卜受到两侧从动同步带轮223的夹紧力并顺着同步带25移动，萝卜运送至自适应从动同步带轮总成22处，同步带轮下摆片226和同步带轮上摆片222根据萝卜的直径进行偏转，从而带动从动同步带轮223偏转，当萝卜通过这个位置后，受到拉力弹簧224回复力的作用，自适应从动同步带轮总成
22恢复初始状态，最终萝卜传送至顶部并下落，此过程实现了柔性采收萝卜的目标。

[0051] 覆膜结构3包括覆膜框架、覆膜轮31、胶轮支撑架32、U型螺栓33、连接固定板34、滚筒固定杆35和地膜筒36，覆膜框架上设置有通孔并配合螺栓可拆卸的安装在车体框架7上，覆膜框架包括上部铝型材310、前部铝型材311、后部铝型材37、后下部铝型材38和斜铝型材39，上部铝型材310对称设置有两个，两个上部铝型材310通过前部铝型材311固定在一起，每个上部铝型材310的底部都固定安装有一个后部铝型材37，每个上部铝型材310的底部还倾斜设置有斜铝型材39,后部铝型材37、斜铝型材39的底部和后下部铝型材38固定安装，后下部铝型材38设置有两个，两个后下部铝型材38之间通过前部铝型材311固定安装在一起，前部铝型材311上设置有U型螺栓33和连接固定板34，并通过U型螺栓33和连接固定板34将胶轮支撑架32固定在前部铝型材311上，胶轮支撑架32设置有两个,覆膜轮31设有轴承，胶轮支撑架32通过螺栓和覆膜轮31内轴承形成转动副，上部铝型材310上还固定安装有滚筒固定杆35，滚筒固定杆35上转动安装有两个地膜筒36，地膜筒36在安装所需膜后通过螺栓安装在滚筒固定杆35上，胶轮支撑架32和地膜筒36可以根据不同膜的实际应用要求进行拆卸或调节位置。

[0052] 所述覆膜结构3在实际应用中，先由人工把膜套在地膜筒36上，然后拉出一部分膜挂在农作物上，由于摩擦力和膜的张力存在，机器人在前进的时候地膜筒36会一直转动而膜会越拉越长，从而实现覆膜功能，若有高度要求，则可以把地膜筒36拆卸后装在合适高度的滚筒固定杆35上，实现调节覆膜高度的功能。

[0053] 抬升模块4包括车体抬升框架和电推杆44，车体抬升框架放置在车体框架7的空位上，车体抬升框架上通过T型螺栓螺母固定安装有电推杆44，电推杆44可以根据实际受力和行程要求进行替换。

[0054] 车体抬升框架包括顶部铝型材41、侧顶部铝型材42、竖直铝型材43、角码二45、底部铝型材46和侧底部铝型材47，侧顶部铝型材42水平设置有两个，侧底部铝型材47水平设置有两个，且两个侧顶部铝型材42与两个侧底部铝型材47的端面围成一个方形，侧顶部铝型材42和侧底部铝型材47的竖直方向之间通过四个竖直铝型材43固定在一起，两个侧顶部铝型材42的水平方向之间通过两个顶部铝型材41固定在一起，两个侧底部铝型材47之间通过两个底部铝型材46固定在一起，侧底部铝型材47和竖直铝型材43的连接处设置有角码二45，角码二45开有两个槽口可通过T型螺栓螺母拼接铝型材。

[0055] 当需要调节车轮间距时，由于车轮和地面有较大摩擦力存在，带手轮丝杠19会出现拧不动的情况，所以需要控制电推杆44顶起机器人，由于要压缩空间提供轻便性，电推杆44需要更改安装方向，因此车体抬升结构分为未工作状态如图17所示和工作状态如图18。

[0056] 育种结构5包括肥料系统集成51和种子系统集成52，肥料系统集成51和种子系统集成52均设置在车体框架7上。

[0057] 肥料系统集成51包括肥料盒511、阿基米德螺旋管512、阿基米德螺旋半壳513、肥料盒电机514、肥料导向盒515、轴承516和肥料盒电机底座517，肥料盒511底部设有磁铁过盈配合孔，肥料盒511通过磁铁固定安装在车体框架7上，肥料盒511上倾斜设置有阿基米德螺旋半壳513，阿基米德螺旋半壳513和肥料导向盒515过盈配合，肥料盒511上设置有轴承516,轴承516上转动安装有阿基米德螺旋管512，阿基米德螺旋管512和阿基米德螺旋半壳
513同轴设置，且阿基米德螺旋管512还转动安装在阿基米德螺旋半壳513上，阿基米德螺旋管512和肥料盒电机514的输出轴固定安装，肥料盒电机514通过螺丝固定安装在肥料盒电机底座517上，肥料盒电机底座517通过螺栓固定安装在阿基米德螺旋半壳513上。

[0058] 种子系统集成52包括磁铁座521、种子盒522、螺旋半壳523、种子导向盒524、种子盒电机525、螺旋叶片526和种子盒电机底座527，种子盒522底部设有磁铁过盈配合孔，磁铁座521过盈安装在种子盒522上，并吸附在车体框架7上，，种子盒522上倾斜设置有螺旋半壳523，螺旋半壳523与种子导向盒524过盈配合，种子盒522上还转动安装有螺旋叶片526，螺旋叶片526和螺旋半壳523同轴设置，且螺旋叶片526转动安装在螺旋半壳523上,螺旋叶片
526和种子盒电机525的输出轴固定安装，种子盒电机525通过螺栓固定安装在种子盒电机底座527上，种子盒电机底座527通过螺栓连接在螺旋半壳523上。

[0059] 肥料盒电机514驱动阿基米德螺旋管512旋转，在阿基米德螺旋半壳513的支撑作用下， 肥料盒511的肥料会沿着管阿基米德螺旋管512到达肥料导向盒515，配合运肥管即可实现输送肥料的功能；种子盒电机525驱动螺旋叶片526旋转，在螺旋半壳523的支撑作用下， 种子盒522的种子会沿着螺旋叶片526到达种子导向盒524，配合运种管即可实现输送种子的功能；在本发明的实际案例中，运种管和运肥管最后会连通到同一个搅拌桶里面，通过控制种子盒电机525和肥料盒电机514的速度比，可以调节运种量和运肥量，进而实现调节种肥比例的育种功能。

[0060] 水箱结构6包括水箱61、水泵62和水泵载板63，水箱61通过过盈配合嵌在车体框架7上，,水泵载板63上设有孔供螺栓安装在车体框架7上，水泵62设有孔供螺栓安装在水泵载板63上，通过控制水泵载板63上固定的水泵62，能够把水箱61里面的水抽出来到地面实现灌溉功能，水箱61结构可配合不同型号的水泵62实现灌溉功能。

[0061] 车体框架7还包括总电池71、总电池座72、开沟固定件73和开沟犁74,车体框架7上通过螺栓固定安装有总电池座72,总电池座72上设置有总电池71,开沟固定件73通过螺栓连接在车体框架7的底部，开沟固定件73上固定安装有开沟犁74。

[0062] 外壳8包括前侧板81、车身板82、前板83、前上侧板84、车身前挡板85和控制器外板86，前板83固定安装在车体框架7的后端，前板83的两侧固定安装有前侧板81，每个前侧板
81上都固定安装有车身板82,前上侧板84和车身前挡板85固定安装，前上侧板84和车身前挡板85固定安装在车体框架7的上端，控制器外板86也固定安装在在车体框架7的上端。