多层轮组框架式农业作业机器人结构

这套机械结构针对田间垄间作业场景设计，整体采用方通型材焊接搭建的双层框架作为承载基体，底部框架预留了行走轮系的安装空间，两侧布置的同步带传动轮组可将动力传递至四个行走轮，保证设备在不平整的农田地表行进时具备足够的抓地力与通过性，不会因局部地形起伏出现动力中断或打滑卡滞的问题。上层框架通过斜向支撑方通与底部基体刚性连接，形成稳定的三角支撑结构，可承受作业端执行机构工作时产生的交变载荷，避免长时间作业出现结构形变或焊缝开裂的问题。上下两层均布置了多组带缓冲的轮式夹持机构，每组轮组通过独立的摆臂与框架铰接，摆臂转轴处设置了扭簧预紧结构，可根据作业对象的外形尺寸自动调整夹持开度，保证轮面与作业对象表面保持恒定的接触压力，既不会因压力过大损伤作业对象，也不会因压力不足出现夹持松脱、定位偏移的问题。布线沿框架型材的内腔与侧面走线槽布置，所有线缆接头处预留了足够的弯曲余量，避免设备行进或机构摆动时拉扯线缆造成断路故障。从安装边界来看，底部框架的长宽尺寸适配常见的农田垄距规格，设备整体高度控制在常规农作物冠层高度以下，作业时不会刮碰作物植株造成不必要的损伤，底部行走轮的轮距可根据实际垄宽进行小幅调整，适配不同地区、不同作物的种植农艺要求。设计过程中优先考虑了户外作业的可靠性，所有铰接转动部位均采用密封式轴承结构，可阻挡田间的泥土、沙尘进入转动副造成磨损，延长设备的维护周期；框架型材表面做了喷塑防锈处理，可适应田间高湿度、多腐殖质的腐蚀环境，不会因短时间的雨淋或泥水浸泡出现锈蚀剥落的问题。上下层轮组的布置位置经过对位校准，上层轮组与下层轮组在垂直方向保持对应，可对作业对象形成上下对位的夹持输送路径，保证作业对象在设备内部通过时姿态稳定，不会出现歪斜、卡料的问题。设备两端预留了作业执行模块的安装接口，可根据实际作业需求加装采摘、修剪、喷施等不同的功能末端，无需对主体框架进行大规模改动即可实现一机多用，降低不同作业场景下的设备投入成本。行走轮采用深纹路的橡胶材质，轮面纹路针对松软农田地表设计，可在泥土地面提供足够的附着力，同时轮体采用快拆结构，当轮面磨损过度时可快速更换，无需拆解整个行走传动机构。斜向支撑的布置位置经过受力仿真优化，在保证整体结构刚性的前提下尽可能减少型材用量，降低设备整体自重，减少行走时对农田土壤的压实程度，避免破坏土壤耕层结构影响作物生长。所有轮组的摆臂摆动行程都设置了机械限位，防止摆臂摆动幅度过大造成轮组碰撞框架或相邻机构干涉，保证机构运行的安全性。设备顶部预留了电控元件与传感模块的安装位，可加装视觉识别、定位导航等模块，实现自动化作业路径规划，适配智慧农业的无人化作业需求。