农机方向盘电子驱动器制造技术

本实用新型专利技术公开了农机方向盘电子驱动器，其包括农机电源、驱动电机总成电源开关、方向盘驱动电机总成、数模转换器、电压放大器、正交解码器、并行总线转串行总线转换器和处理器，农机电源、驱动电机总成电源开关、方向盘驱动电机总成、正交解码器、并行总线转串行总线转换器和处理器依次电性连接；所述处理器，用于依次通过数模转换器、电压放大器向方向盘驱动电机总成发送转速控制信号和/或方向控制信号，以及用于控制驱动电机总成电源开关的启闭状态。本实用新型专利技术能解决液压阀自动转向安装困难等问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及农机方向盘控制技术。
技术介绍
在传统的机械化农业作业模式中采用工人驾驶农机的方式，而人工驾驶有诸多缺点，例如人工驾驶需要对驾驶员进行专业的培训，成本高，另一方面人工驾驶误差大，在播种、施肥、收割一系列环节中造成浪费、缺漏等问题严重影响最终的产量。此外，人工驾驶不能连继24小时作业，因此往往会错过农作物生长的最佳周期的时间。随着国家经济发展，对于农业自动化的要求越来越高。在精密农业机械自动耕种、播种等作业过程中，精确地控制农机自动驾驶成为精密农业自动导航驾驶中的难点。所以现代农业必须实现自动化作业。农机自动驾驶系统接管了人们操控农机的主动权，使得农机可通过架设的装置引导其沿着预设的路径自动作业，而无需人们过多干预，从而降低劳动强度和提高生产效率。农机自动驾驶首要解决的问题就是转向控制，转向控制的性能是影响驾驶精度的重要指标之一。自动转向控制一般有调节液压阀和直接转动方向盘两种方式。如专利号为CN201511030688.9公开的方法中包括：导航控制装置、电子控制单元ECU、液压控制装置、车轮装置和转向角度测量装置的农机自动导航控制系统。该系统正是采用液压控制装置来控制农机的转向。另外在专利号为CN201520023391.9的专利中采用了一种H桥控制装置实现对液压阀的控制，从而实现农机的自动转向控制。上述采用液压控制实现自动转向的技术中技术相对较简单，控制方法简单可靠。但是其安装过程复杂，安装时需要破坏农机原有的液压回路，增加一个液压阀和控制回路。液压阀拆卸和安装都非常麻烦其成本也高。许多农户担心破坏其农机而不接受这种方式。采用方向盘控制的方式技术上较复杂，控制原理和方法也复杂，对电路和算法要求高。但是其安装和使用方法非常简单，且不需要破坏农机原有的机械结构，因此方向盘控制这种方式比较容易获得农户的接受，且方向盘控制方案的成本也较液压控制的成本低。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种农机方向盘电子驱动器，其能解决液压阀自动转向安装困难等问题。本技术的目的采用以下技术方案实现：农机方向盘电子驱动器，其包括农机电源、驱动电机总成电源开关、方向盘驱动电机总成、数模转换器、电压放大器、正交解码器、并行总线转串行总线转换器和处理器，农机电源、驱动电机总成电源开关、方向盘驱动电机总成、正交解码器、并行总线转串行总线转换器和处理器依次电性连接；所述处理器，用于依次通过数模转换器、电压放大器向方向盘驱动电机总成发送转速控制信号和/或方向控制信号，以及用于控制驱动电机总成电源开关的启闭状态。优选的，农机方向盘电子驱动器还包括安装在农机的液压转向系统中的液压传感器，液压传感器与处理器电性连接。优选的，所述农机电源为农机的蓄电瓶。优选的，方向盘驱动电机总成的型号是美国MERKLE-KORFF公司的84624-87CZ。优选的，处理器为德州仪器的AM3358处理器。优选的，正交解码器的信号为HCTL-2030-SC。优选的，所述数模转换器的型号为LTC2641。相比现有技术，本技术的有益效果在于：1.采用电机驱动农机方向盘，安装方便、简单无需破坏农机上原有结构；2.本技术支持自动驾驶模式和人工驾驶模式，可自动检测到人工操作后从自动模式切换到人工模式；通过液压传感器检测转向油路的压力值判断是否有人工转向操作，当有人工转向操作时关闭方向盘驱动电机的电源切换至人工驾驶模式；3.采用电压量控制驱动电机转速，线路简单，抗干扰强；4.采用数模转换器和电压放大器精确输出电机转速控制电压，使转速控制更精准；5.通过两路正交脉冲信号获取方向盘转动的角度和方向，无需额外传感器检测转向角度；6.通过并行总线转串行总线转换器将正交解码器的并行数据转换成串行数据，减少处理器与正交解码器的连接线；附图说明图1为本技术较佳实施例的农机方向盘电子驱动器的电路图。具体实施方式下面，结合附图以及具体实施方式，对本技术做进一步描述：如图1所示，一种农机方向盘电子驱动器，其包括农机电源、驱动电机总成电源开关、方向盘驱动电机总成、数模转换器、电压放大器、正交解码器、并行总线转串行总线转换器、处理器和液压传感器。农机电源、驱动电机总成电源开关、方向盘驱动电机总成、正交解码器、并行总线转串行总线转换器和处理器依次电性连接；所述处理器，用于依次通过数模转换器、电压放大器向方向盘驱动电机总成发送转速控制信号和/或方向控制信号，以及用于控制驱动电机总成电源开关的启闭状态。农机电源作为农机方向盘电子驱动器的能量供给，为整个方向盘电子驱动器、方向盘驱动电机总成及其他外围电路提供电源。该农机电源可以是安装在农业机械上的蓄电瓶也可以是其他可以提供电源的装置。农机电源的正常供电电压可以是12V至36V或者更宽的供电电压范围。驱动电机总成电源开关是将农机电源与方向盘驱动电机总成相互连接的能量纽带。通过处理器向驱动电机总成电源开关发送开关信号，可使方向盘驱动电机总成电源达到开启和关闭的目的。方向盘驱动电机总成是由美国MERKLE-KORFF公司制造的型号为84624-87CZ，输入电压13.8V，输入电流3A，最大功率转速260RPM的电机。该电机总成包含一个电机及附属电路、一组减速齿轮组以及一个驱动齿轮，驱动齿轮轴与减速齿轮组输出轴垂直。方向盘驱动电机总成输出两种正交PWM脉冲信号，正交PWM信号经过解码器后用于处理器判断电机是正转还是反转，此外处理器对脉冲进行计数计算电机的转数。数模转换器将处理器发出的用于控制方向盘电机总成的速度控制信号和/或方向控制信号(数字信号)转换成模拟信号。电压放大器将用于速度控制的模拟信号进行电压放大，放大后的电压用于改变电机的转速。方向盘转速的大小与电压放大器输出的电压大小成正比例关系。处理器为德州仪器的AM3358处理器。其在农机方向盘电子驱动器中属于核心部件，它不仅需要向外发出控制电机转速、方向等电信号，还需要处理来自方向盘驱动电机总成发出的电机参数的电信号，处理液压传感器信号。液压传感器安装在农机原有转向液压控制回路上，用于检测转向液压的变化，判断人工操作模式。并行总线转串行总线转换器将正交解码器输出的并行信号转换成SPI总线信号，方便处理器进行接收和处理。正交解码器采用专用集成芯片HCTL-2030-SC。该芯片将方向盘驱动电机总成输出的包含电机转向、转速以及电机转动角度的脉冲信号进行解码成并行数字信号输出。液压传感器安装在农机的液压转向系统中，用于向处理器提供判断农机自动驾驶和人为驾驶的动作信号。农机在进行播种、施肥、收割等农业动作时，通过结合GNSS信号和相关传感器信号进行自动驾驶。在自动驾驶过程中，农机方向盘电子驱动器根据农户设定好的驾驶路线对农机的前轮进行相应的控制。在进行作业时，如果农机需要进行转弯动作时，处理器发出数字信号经数模转换器转换成模拟信号送至方向盘驱动电机总成，该方向盘驱动电机总成收到信号后驱动电机实现正转反转，即驱动方向盘顺时针或者逆时针旋转，从而使农机前轮进行转向。转向过程中，处理器同时发出控制电机转向速度的数字信号。因方向盘驱动电机总成控制电机转速所使用的信号为模拟信号，电机转速的快慢与驱动电机模块所接收到的模拟电压大小成正比例关系。本文档来自技高网...

【技术保护点】
农机方向盘电子驱动器，其特征在于，包括农机电源、驱动电机总成电源开关、方向盘驱动电机总成、数模转换器、电压放大器、正交解码器、并行总线转串行总线转换器和处理器，农机电源、驱动电机总成电源开关、方向盘驱动电机总成、正交解码器、并行总线转串行总线转换器和处理器依次电性连接；所述处理器，用于依次通过数模转换器、电压放大器向方向盘驱动电机总成发送转速控制信号和/或方向控制信号，以及用于控制驱动电机总成电源开关的启闭状态。

【技术特征摘要】
1.农机方向盘电子驱动器，其特征在于，包括农机电源、驱动电机总成电源开关、方向盘驱动电机总成、数模转换器、电压放大器、正交解码器、并行总线转串行总线转换器和处理器，农机电源、驱动电机总成电源开关、方向盘驱动电机总成、正交解码器、并行总线转串行总线转换器和处理器依次电性连接；所述处理器，用于依次通过数模转换器、电压放大器向方向盘驱动电机总成发送转速控制信号和/或方向控制信号，以及用于控制驱动电机总成电源开关的启闭状态。2.如权利要求1所述的农机方向盘电子驱动器，其特征在于，还包括安装在农机的液压转向系统中的液压传感器，液压传...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟，宾显文，李青睿，
申请(专利权)人：广州市中海达测绘仪器有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44