带有导航定位处理系统田间机车循行行走的装置制造方法及图纸

一种田间作业的农机技术领域的带有导航定位处理系统田间机车循行行走的装置。包括上下导向系统、前后导向系统、悬挂系统、探杆、信号处理系统，前后导向系统固定在上下导向系统，悬挂系统上半部分套在前后导向系统上，与前后导向系统位于同一水平面，悬挂系统下端与探杆通过铰链连接，位于前后导向系统下前方，探杆设有两根，位于整体装置的底部，通过铰链与悬挂系统的承载杆下端连接，信号处理系统设置两角度位移传感器，两角度位移传感器分别安装在上下导向系统与悬挂系统连接的两铰链处。本发明专利技术成本低廉、过程简单、结构简单，通过一套探杆装置来获取偏航信号，实现田间机车的准确地循行行走，避免了田间机车循行行走中作物的损失。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种田间作业的农机
的装置，特别涉及的是一种带有导航定位处理系统田间机车循行行走的装置。
技术介绍
田间作业时，为了尽量避免农机具行走过程中轧伤作物，要求农机具能沿着作物垄间行走。但由于作物发育中后期枝叶繁茂，使得驾驶人员很难观测到行间空档。因此采用自主导航技术，引导农机具循着作物行行走具有重要意义。较为成熟的导航方式主要有惯性导航、激光导航、磁导航、红外线导航、卫星导航等，这些导航方式能实现较高的定位精度。但这些自动导航技术多应用于工业汽车、自动导引小车、轨道航空等工业领域，对环境条件要求较高。农田作业时，由于田间环境变换剧烈，外界激励较大，上述常规导航方式难以满足要求。卫星导航可以在导航卫星引导下实现大范围的循迹行走，但需要预先获取预 定行走的经纬度数值，这在实际生产中往往难以做到。经对现有技术文献的检索发现，专利申请公开号CN101660912A，名称基于全方位视觉传感器的自动导航定位装置，通过定位于四个方向的有色标记和视觉传感器来实现定位导航。但该方法需要利用特征物体来抽取特征值，且定位计算过程复杂、运行时间长，实用性不太好。检索中还发现，专利申请公开号CN201392202，名称农田作业机械行走状态监测装置，该技术自述包括传感器、光电隔离电路、逻辑门电路、中央处理器、输出显示模块和输入控制模块，通过采用多传感器特定组合方式与逻辑运算，有效判断了机具实际行进状态，包括前进、后退、转向，从而实现了有效行程的精确计算。但是该技术仅仅只有实时监视和计算的功能，没有通过主动获得导航定位信息来指导行走的功能和结构。
技术实现思路
本专利技术针对以上技术中的不足，提供一种带有导航定位处理系统田间机车循行行走的装置，本专利技术成本低廉、过程简单、结构简单，通过一套探杆装置来获取偏航信号，实现田间机车的准确地循行行走，避免了田间机车循行行走中作物的损失。本专利技术是通过以下技术方案实现的本专利技术包括上下导向系统、前后导向系统、悬挂系统、探杆、信号处理系统，前后导向系统固定在上下导向系统，悬挂系统上半部分套在前后导向系统上，与前后导向系统位于同一水平面，悬挂系统下端与探杆通过铰链连接，位于前后导向系统下前方，探杆设有两根，位于整体装置的底部，通过铰链与悬挂系统的承载杆下端连接，信号处理系统设置两角度位移传感器，两角度位移传感器分别安装在平行四连杆机构中曲柄与导轨连接架连接的两铰链处；所述悬挂系统由上下两半部分组成上半部分与前后导向系统位于同一水平面，上半部分包括一平行四连杆机构和一轮滑机构，平行四连杆机构由导轨连接架、两个曲柄、横架组成，轮滑机构由驱动电机、大绳轮、小绳轮和绳索组成；所述悬挂系统通过导轨连接架两端的导轨导板套在前后导向导轨上，导轨导板沿前后导向导轨移动，导轨连接架的横截面为“L”形，其短边上安装两曲柄，曲柄另一端与横架连接，导轨连接架中间3个通孔中安装有4组小绳轮，通过绳索与电机控制的固接在车体上的大绳轮连接，两曲柄上各固定一个探针，探针沿着与曲柄同轴线的带有对中弹簧的对中环滑动，对中环和对中弹簧固定在导轨连接架上，横架的横截面呈“L”型，其中一边与曲柄连接，另一边有一排安装孔；下半部分包括固定块、弹簧和承载杆，车体作业两侧各一组，位于平行四连杆机构下方，固定块固定在横架上，承载杆上端与固定块铰接，下端与探杆通过铰链连接，弹簧一端固定在固定块上，一端与承载杆相连，位于固定块内侧。所述上下导向系统包括两组上下走向的导向导轨，导轨顶端与车体固接，车体左右两侧各一组导轨，每组导轨间均连接前后导向系统，前后导向导轨可以用螺钉固定在上下导轨不同高度位置。上下导向系统主要用于实现探杆上下移动。上下导向系统通过调整前后导向系统的高度位置可以控制悬挂系统的整体高度，通过控制悬挂系统高度可以调节探杆的上下位置；所述前后导向系统包括前后导向导轨与导向轮，前后导向导轨与上下导向导轨通 过位置可调的螺钉固接在一起，调节作业时探杆的高度。导向轮安装在前后导向导轨两侧的凹槽中，主要用于减小悬挂系统与前后导向系统之间的摩擦阻力。悬挂系统通过固定在车体上的轮滑机构可以沿前后导向导轨移动，调整其前后位置，其高度以小轮滑为基准。前后导向系统主要用于实现探杆前后移动。前后导向系统通过调整悬挂系统的前后位置可以控制探杆的前后伸缩情况，即调整作业探杆的前后位置；所述探杆连接在悬挂系统承载杆上，位于承载杆下方；探杆有两根，分居作物行两侦牝呈内侧凸弧形，主要用于直接反馈偏航角度信息。探杆位于装置底部，通过铰链与悬挂系统的承载杆下端连接，可以相对悬挂系统做小弧度上下摆动；所述信号处理系统由角度位移传感器、光电隔离电路、D/A转换器、单片机组成，其中，传感器的输出端与光电隔离电路的输入端连接，光电隔离电路的输出端与D/A转换器的输入端连接，D/A转换器的输出端与单片机的输入端连接，两角度位移传感器分别安装在平行四连杆机构中曲柄与导轨连接架连接的两铰链处，主要用于主动采集偏角信息并对其进行分析处理。本专利技术上下导向系统为上下走向，顶端与车体固接，主要用于调整探杆的高度位置；前后导向系统可以用螺钉固定在上下导向系统不同高度位置，主要用于调整探杆的前后位置；上下导向系统通过调整前后导向系统的高度位置可以控制悬挂系统的整体高度，通过控制悬挂系统高度可以调节探杆的上下位置；悬挂系统上半部分与前后导向系统位于同一水平面，并通过导轨导板套在前后导向系统上，可以沿前后导向系统移动，下半部分位于前后导向系统下前方，下端与探杆通过铰链连接，悬挂系统主要用于承载探杆并通过机构将偏航角度信息反馈到角度位移传感器；探杆有两根，分居作物行两侧，位于装置底部，通过铰链与悬挂系统的承载杆下端连接，主要用于直接反馈偏航角度信息；信号处理系统中两角度位移传感器分别安装在平行四连杆机构中曲柄与导轨连接架连接的两铰链处。本专利技术作业前，根据作物的高度及作物行的宽度人工调整前后导向导轨安装位置和固定块安装位置，调节两根探杆的高度和宽度；开始作业时，单片机发送指令到驱动电机，驱动电机控制大绳轮旋转，缩短绳索长度，绳索通过小绳轮将悬挂系统向前拉动。悬挂系统通过导向轮沿前后导向导轨前移，探杆从车体下方伸出；行进时，车体方向与作物行方向对齐，探杆在对中环和对中弹簧的作用下几乎不产生偏转。当车体发生偏转后，某一侧探杆压向作物，受作物反作用力而相对悬挂系统产生一个偏角，使探杆与作物行对齐(车体与作物行不对齐)。该偏角会反馈到平行四连杆机构中，角度位移传感器测出该偏角并将数据传送至单片机系统，系统将根据该数据发送相应命令使车体偏转一个角度，使车体与作物行对齐行走。此时，探杆在对中装置的作用下回复原位，即车体与作物行重新对齐。如此循环往复，实现车体的靠行行走；作业结束后，单片机再次发送指令到驱动电机，驱动电机控制大绳轮反向旋转，绳索伸长，悬挂系统在重力作用下后移，探杆收回。本专利技术装置创新性地使用探杆作为测量元件，并将机械结构与电子系统结合使用，解决了以往单纯靠电子系统采集信息，结构复杂、计算量庞大的问题，同时也实现了主动采集导航定位信息来指导循行行走的目的。所设计专利技术的上下导向系统和前后导向系统，可使探杆根据当前作业要求实现高度和前后位置的调整。所设计专利技术的悬挂系统可使探杆根据作物行的宽度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带有导航定位处理系统田间机车循行行走的装置，其特征在于，包括上下导向系统、前后导向系统、悬挂系统、探杆、信号处理系统，前后导向系统固定在上下导向系统，悬挂系统上半部分套在前后导向系统上，与前后导向系统位于同一水平面，悬挂系统下端与探杆通过铰链连接，位于前后导向系统下前方，探杆设有两根，位于整体装置的底部，通过铰链与悬挂系统的承载杆下端连接，信号处理系统设置两角度位移传感器，两角度位移传感器分别安装在上下导向系统与悬挂系统连接的两铰链处。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：苗玉彬，吴吉麟，陈小波，朱强，吕福香，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]