[發明專利]履帶式聯合收割機的自動駕駛系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201410413403.9
• 申請日: 2014-08-21
• 公開（公告）號: CN104898687B
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 張方明;陳舒杰;盧文強
• 申請（專利權）人: 寧波市鄞州麥谷農業科技有限公司
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 寧波市鄞州甬致專利代理事務所(普通合伙)33228
• 代理人: 代忠炯

1.一種履帶式聯合收割機的自動駕駛系統，包括RTK-GPS、姿態儀、自動導航電子系統、電子轉向手柄、電磁液壓控制系統、電控HST調速機構、搖桿電子調速手柄，其特征是：自動導航電子系統采用分布式體系結構，由導航控制器、履帶ECU卡、HST-ECU卡、GPS-ECU卡和姿態ECU組成，駕駛儀表板的上方是導航控制器，駕駛儀表板的右側是電子轉向手柄，駕駛儀表板的左側、收割機縱軸線上，是一支GPS支架，GPS支架的頂端是一臺移動站RTK-GPS天線和移動站電臺天線，在駕駛儀表板左側的調速面板上，是搖桿電子調速手柄，搖桿電子調速手柄的下方是電控HST調速機構，駕駛儀表板的下方從上到下依次是ECU插件箱、RTK-GPS接收機、電磁轉向液壓閥；在車載蓄電池的底部是阻尼器，該電池的上方是姿態ECU；搖桿電子調速手柄與電控HST調速機構之間通過信號線聯結；履帶ECU卡采用單片機采集電子轉向手柄的位置信號、控制電磁轉向液壓閥的繼電器及電控節流閥的工作方式，電子轉向手柄的位置信號通過光電隔離輸入到單片機的I/O端口，單片機再通過光電隔離把控制信號輸出到功率三極管；單片機的CCP引腳輸出PWM脈沖波和電平信號，同樣通過光電隔離，把PWM脈沖波和電平信號分別輸入到兩只開關三極管的基極，從這兩只開關三極管的集電極連接到電控節流閥的電機驅動器的PWM輸入和方向輸入的引腳。

2.根據權利要求1所述的履帶式聯合收割機的自動駕駛系統，其特征是：履帶ECU卡定時采集電子轉向手柄的位置信號，如果在新的端口狀態中發現電子轉向手柄的位置產生了變化，置位手動駕駛控制標志位，復位自動駕駛控制標志位；當主程序掃描到手動駕駛標志位置位時，履帶ECU卡按照電子轉向手柄的開關信號改變控制電磁轉向液壓閥的輸出端口的電平；手動駕駛的標志位既可由導航控制器發出自動/手動駕駛命令后被置位或復位，也可在電子轉向手柄上按鈕動作后被置位或復位；當CAN通訊中斷事件發生時，在中斷子程序內置位CAN通訊接收到字符的標志位，當主程序掃描到發生通訊事件時，根據接收到指令分別做出響應：在自動駕駛模式下，如果是采集端口狀態的命令，則發送最近采集的端口狀態，如果是調節節流閥命令，則啟動PWM脈沖，驅動直流電機轉動而調節節流閥的開度；如果是手動/自動切換命令，則改變手動/自動標志位。

3.根據權利要求1所述的履帶式聯合收割機的自動駕駛系統，其特征是：具有雙伸出軸的直流減速電機的左伸出軸通過彈性聯軸器與電位器的伸出軸聯接，電位器的本體又通過支架固定在電控HST機構的左側板上，主空心軸和從空心軸各通過一對軸承架在左側板與右側板上，直流減速電機的右伸出軸插入到主空心軸中，在該空心軸上的主動齒輪與從空心軸上的從動齒輪相互嚙合，HST變速箱的伸出軸插入到從空心軸中。

4.根據權利要求1所述的履帶式聯合收割機的自動駕駛系統，其特征是：在搖桿電子調速手柄的側面靠近上端部處固定一只手動/自動切換按鈕B，在其桿軸線方向上固定3只霍爾傳感器探頭，在與這一組探頭相距5mm、與該手柄活動平面平行處，固定一張鐵質平板，由于搖桿電子調速手柄是以鉸銷為轉動中心為運動的，在該平板上以鉸銷為圓心、搖桿電子調速手柄每轉動10°處，按照二進制碼的方式放置永磁圓柱體；若最外側為二進制的低位、最內側為二進制的高位，則這些永磁圓柱體與霍爾傳感器探頭產生的開關信號通過組合代表搖桿電子調速手柄的位置信息，例如停車檔、前進一檔、前進二檔、前進三檔、后退一檔、后退二檔、后退三檔。

5.根據權利要求1所述的履帶式聯合收割機的自動駕駛系統，其特征是：HST-ECU卡采用單片機采集搖桿電子調速手柄的位置信號，或通過CAN接口接受運動控制指令去控制HST變速箱伸出軸轉角的工作方式；電子調速手柄的位置信號和三路霍爾傳感器探頭信號線經光電隔離，連接到單片機的I/O端口；由電位器產生的模擬電壓量通過信號線引入到由運算放大器構成低通濾波器，輸入到單片機的模擬量輸入引腳；單片機輸出PWM脈沖波和電平信號，經光電隔離后，通過開關三極管連接到直流減速電機的驅動器的相應接線端子上，使直流減速電機在接到調控指令帶動HST變速箱的伸出軸旋轉。