自動轉(zhuǎn)向方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種自動轉(zhuǎn)向裝置，用于農(nóng)業(yè)機(jī)械，農(nóng)業(yè)機(jī)械包括：開芯式液壓轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向油缸，該裝置包括：第一傳感器，用于獲取導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息；第二傳感器，與開芯式液壓轉(zhuǎn)向器連接，用于獲取油壓傳感信號；控制器，與第一傳感器、第二傳感器、驅(qū)動模塊分別連接，用于獲取第一傳感器中的導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息和第二傳感器中的油壓傳感信號，讀取、解析控制指令，根據(jù)控制指令、導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息和油壓傳感信號控制驅(qū)動模塊自動轉(zhuǎn)向或手動轉(zhuǎn)向；驅(qū)動模塊，接受控制器的控制自動轉(zhuǎn)向或手動轉(zhuǎn)向。上述裝置不需更換原有轉(zhuǎn)向器總成就能實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動轉(zhuǎn)向與手動轉(zhuǎn)向無縫自動切換，同時在自動轉(zhuǎn)向失效時通過人工轉(zhuǎn)動方向盤實現(xiàn)自動切換到手動的人工駕駛方式。
【專利說明】自動轉(zhuǎn)向方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及控制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動導(dǎo)航控制系統(tǒng)中的自動轉(zhuǎn)向方法及裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著農(nóng)業(yè)勞動生產(chǎn)率不斷提高，農(nóng)業(yè)機(jī)械向著大型化的方向發(fā)展。自動導(dǎo)航技術(shù)作為農(nóng)業(yè)智能裝備的一種核心技術(shù)不僅可以保證精確的作業(yè)行距和作業(yè)方向，并且可以長時間作業(yè)無需常規(guī)標(biāo)記，在降低手動技術(shù)需求的同時，提高了作業(yè)精度以及提高了工作效率。此外，還可減少重復(fù)作業(yè)，加快作業(yè)進(jìn)度，節(jié)約時間，從而降低成本，減輕駕駛?cè)藛T的工作負(fù)荷。農(nóng)業(yè)機(jī)械自動導(dǎo)航技術(shù)已經(jīng)在農(nóng)作物耕種管收等環(huán)節(jié)上廣泛應(yīng)用。
[0003]轉(zhuǎn)向操控技術(shù)是實現(xiàn)自動導(dǎo)航的基礎(chǔ)，主要通過自動轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)完成。自動轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)通過控制系統(tǒng)的作用不斷調(diào)整前輪偏角來實現(xiàn)預(yù)定軌跡。目前，農(nóng)用車輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)大致分為電液控制和電動機(jī)控制2種方式。其主要方式有改裝原有轉(zhuǎn)向部分的自動轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)、不改變原有轉(zhuǎn)向部分的自動轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)2種方式。一般情況下，電液控制多米用改裝原有轉(zhuǎn)向部分的自動轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)的方式實現(xiàn)，電動機(jī)控制轉(zhuǎn)向?qū)?yīng)不改變原有轉(zhuǎn)向部分的自動轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
[0004]當(dāng)前大多數(shù)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械采用液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，因此轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的自動控制大多是通過改裝現(xiàn)有的液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)來實現(xiàn)。改裝現(xiàn)有液壓系統(tǒng)一般由兩種方式。方式1:在原有轉(zhuǎn)向油路基礎(chǔ)上并聯(lián)安裝電液比例方向閥實現(xiàn)電液轉(zhuǎn)向控制，同時在原有油路上增加3個手動切換閥實現(xiàn)手動轉(zhuǎn)向和自動轉(zhuǎn)向的切換。方式2:將原有轉(zhuǎn)向油路的開芯式轉(zhuǎn)向器總成更換成閉芯式轉(zhuǎn)向器總成，在此基礎(chǔ)上并聯(lián)安裝的電液比例方向閥實現(xiàn)電液轉(zhuǎn)向控制，同時在原有油路上增加優(yōu)先閥，通過優(yōu)先閥和閉芯式轉(zhuǎn)向器總成聯(lián)合作用實現(xiàn)自動轉(zhuǎn)向與手動轉(zhuǎn)向無縫自動切換和自動轉(zhuǎn)向失效時手動轉(zhuǎn)動方向盤實現(xiàn)人工駕駛。
[0005]方式I具有結(jié)構(gòu)簡單，安裝簡便等優(yōu)點，但是無法實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動轉(zhuǎn)向與手動轉(zhuǎn)向無縫自動切換，同時在自動轉(zhuǎn)向失效時無法通過人工轉(zhuǎn)動方向盤自動切換到人工駕駛方式。方式2可以實現(xiàn)自動轉(zhuǎn)向與手動轉(zhuǎn)向無縫自動切換和自動導(dǎo)航控制失效時人工轉(zhuǎn)動方向盤實現(xiàn)人工駕駛；但由于大多數(shù)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械采用開芯式轉(zhuǎn)向器總成，在改裝需要將原有開芯式轉(zhuǎn)向器總成更換成閉芯式轉(zhuǎn)向器總成，改裝操作復(fù)雜，同時受轉(zhuǎn)向器總成安裝空間限制，沒有優(yōu)先閥加裝空間，導(dǎo)致改裝失敗。
[0006]鑒于此，如何提供一種不需更換原有轉(zhuǎn)向器總成就能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動轉(zhuǎn)向與手動轉(zhuǎn)向無縫自動切換，同時在自動轉(zhuǎn)向失效時通過人工轉(zhuǎn)動方向盤能夠?qū)崿F(xiàn)自動切換到手動的人工駕駛方式的農(nóng)業(yè)機(jī)械自動轉(zhuǎn)向方法及裝置成為當(dāng)前需要解決的技術(shù)問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供一種自動轉(zhuǎn)向方法及裝置，不需更換原有轉(zhuǎn)向器總成就能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動轉(zhuǎn)向與手動轉(zhuǎn)向無縫自動切換，同時在自動轉(zhuǎn)向失效時通過人工轉(zhuǎn)動方向盤能夠?qū)崿F(xiàn)自動切換到手動的人工駕駛方式。
[0008]第一方面，本發(fā)明提供一種自動轉(zhuǎn)向裝置，用于農(nóng)業(yè)機(jī)械，所述農(nóng)業(yè)機(jī)械包括:開芯式液壓轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向油缸，所述裝置包括:
[0009]第一傳感器，用于獲取導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息；
[0010]第二傳感器，與所述開芯式液壓轉(zhuǎn)向器的P 口連接，用于獲取油壓傳感信號；
[0011]控制器，與所述第一傳感器、所述第二傳感器、驅(qū)動模塊分別連接，用于獲取第一傳感器中的導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息和第二傳感器中的油壓傳感信號，讀取、解析控制指令，根據(jù)所述控制指令、所述導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息和所述油壓傳感信號控制驅(qū)動模塊進(jìn)行自動轉(zhuǎn)向或手動轉(zhuǎn)向；
[0012]驅(qū)動模塊，接受控制器的控制進(jìn)行農(nóng)業(yè)機(jī)械自動轉(zhuǎn)向或手動轉(zhuǎn)向。
[0013]可選地，所述根據(jù)所述控制指令、所述導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息和所述油壓傳感信號控制驅(qū)動模塊進(jìn)行自動轉(zhuǎn)向或手動轉(zhuǎn)向，具體為:
[0014]判斷控制指令是轉(zhuǎn)向指令還是停止轉(zhuǎn)向指令，若控制指令是停止指令，控制器控制驅(qū)動模塊停止自動轉(zhuǎn)向；若控制指令是轉(zhuǎn)向指令，判斷油壓傳感信號是低電平信號還是高電平信號或脈沖信號，若油壓傳感信號是低電平信號，根據(jù)控制指令和導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息計算控制量，根據(jù)控制量控制驅(qū)動模塊，進(jìn)而自動轉(zhuǎn)向；若油壓傳感信號是高電平信號或脈沖信號，控制器控制驅(qū)動模塊停止自動轉(zhuǎn)向，進(jìn)而進(jìn)行手動轉(zhuǎn)向。
[0015]可選地，所述控制器還包括:
[0016]人機(jī)交互終端，用于顯示農(nóng)業(yè)機(jī)械是自動轉(zhuǎn)向還是手動轉(zhuǎn)向。
[0017]可選地，所述驅(qū)動模塊，包括:
[0018]電液比例方向閥，與電磁閥、所述開芯式液壓轉(zhuǎn)向器、所述轉(zhuǎn)向油缸分別連接，用于控制油液的流向和流速，以使所述轉(zhuǎn)向油缸的活塞伸縮進(jìn)而自動轉(zhuǎn)向；
[0019]電磁閥，用于控制油液是否流入所述電液比例方向閥；
[0020]可選地，所述電液比例方向閥，與電磁閥、所述開芯式液壓轉(zhuǎn)向器、所述轉(zhuǎn)向油缸分別連接，具體為:
[0021]所述電液比例方向閥的P 口通過所述電磁閥與所述電液比例方向閥的T 口連接，所述電液比例方向閥的T 口與所述開芯式液壓轉(zhuǎn)向器的P 口連接，所述電液比例方向閥與所述開芯式液壓轉(zhuǎn)向器串聯(lián)后再與所述轉(zhuǎn)向油缸串聯(lián)，所述控制器與所述電液比例方向閥、所述電磁閥分別連接。
[0022]可選地，所述裝置還包括:
[0023]保護(hù)器，與所述驅(qū)動模塊、所述轉(zhuǎn)向油缸分別連接，用于在控制器斷開所述驅(qū)動模塊的電源進(jìn)行手動轉(zhuǎn)向時或在自動轉(zhuǎn)向失效時，使所述驅(qū)動模塊與所述轉(zhuǎn)向油缸油路隔離。
[0024]可選地，所述保護(hù)器是液壓鎖。
[0025]可選地，所述電液比例方向閥、所述電磁閥、所述液壓鎖、所述開芯式液壓轉(zhuǎn)向器、所述第二傳感器、所述轉(zhuǎn)向油缸之間通過閥塊或液壓管路連接。
[0026]第二方面，本發(fā)明提供一種使用權(quán)利要求上述裝置的自動轉(zhuǎn)向方法，包括:
[0027]獲取第一傳感器中的導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息；
[0028]獲取第二傳感器中的油壓傳感信號；
[0029]讀取、解析控制指令，根據(jù)所述控制指令、所述導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息和所述油壓傳感信號控制驅(qū)動模塊進(jìn)行自動轉(zhuǎn)向或手動轉(zhuǎn)向。
[0030]可選地，所述根據(jù)所述控制指令、所述導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息和所述油壓傳感信號控制驅(qū)動模塊進(jìn)行自動轉(zhuǎn)向或手動轉(zhuǎn)向的步驟，具體為:
[0031]判斷控制指令是轉(zhuǎn)向指令還是停止轉(zhuǎn)向指令；
[0032]若控制指令是停止指令，控制驅(qū)動模塊停止自動轉(zhuǎn)向；
[0033]若控制指令是轉(zhuǎn)向指令，判斷油壓傳感信號是低電平信號還是高電平信號或脈沖信號;
[0034]若油壓傳感信號是低電平信號，根據(jù)控制指令和導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息計算控制量，根據(jù)控制量控制驅(qū)動模塊來控制油液的流向和流速，以使轉(zhuǎn)向油缸的活塞伸縮以執(zhí)行自動轉(zhuǎn)向操作；
[0035]若油壓傳感信號是高電平信號或脈沖信號，控制驅(qū)動模塊斷電停止自動轉(zhuǎn)向，進(jìn)而進(jìn)行手動轉(zhuǎn)向。
[0036]由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明的自動轉(zhuǎn)向方法及裝置，不需更換原有轉(zhuǎn)向器總成就能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動轉(zhuǎn)向與手動轉(zhuǎn)向無縫自動切換，同時在自動轉(zhuǎn)向失效時通過人工轉(zhuǎn)動方向盤能夠?qū)崿F(xiàn)自動切換到手動的人工駕駛方式。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0037]圖1為本發(fā)明第一實施例提供的自動轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖2為本發(fā)明第二實施例提供的自動轉(zhuǎn)向方法的流程示意圖；
[0039]圖3為本發(fā)明第三實施例提供的自動轉(zhuǎn)向方法的流程示意圖；
[0040]附圖中，各標(biāo)號所代表的兀件列表如下:
[0041]1、開芯式液壓轉(zhuǎn)向器；2、轉(zhuǎn)向油缸；3、人機(jī)交互終端；4、控制器；5、泵源系統(tǒng)；6、電液比例方向閥；7、第一傳感器；8、保護(hù)器；9、第二傳感器；10、電磁閥；11、驅(qū)動模塊。

【具體實施方式】
[0042]下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0043]圖1為本發(fā)明第一實施例提供的自動轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，本實施例的自動轉(zhuǎn)向裝置，用于農(nóng)業(yè)機(jī)械，所述農(nóng)業(yè)機(jī)械包括:開芯式液壓轉(zhuǎn)向器I和轉(zhuǎn)向油缸2，其特征在于，所述裝置包括:
[0044]第一傳感器7，用于獲取導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息；
[0045]第二傳感器9，與所述開芯式液壓轉(zhuǎn)向器I的P 口連接，用于獲取油壓傳感信號；
[0046]控制器4，與所述第一傳感器7、所述第二傳感器9、驅(qū)動模塊11分別連接，用于獲取第一傳感器中的導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息和第二傳感器中的油壓傳感信號，讀取、解析控制指令，根據(jù)所述控制指令、所述導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息和所述油壓傳感信號控制驅(qū)動模塊進(jìn)行自動轉(zhuǎn)向或手動轉(zhuǎn)向；
[0047]驅(qū)動模塊11，接受控制器的控制進(jìn)行農(nóng)業(yè)機(jī)械自動轉(zhuǎn)向或手動轉(zhuǎn)向。
[0048]應(yīng)理解的是，前述的第一傳感器7 (即轉(zhuǎn)角傳感器)通過適配件安裝在農(nóng)業(yè)機(jī)械的前橋上，控制器4安裝在駕駛室內(nèi)，第二傳感器9(即油壓傳感器)和驅(qū)動模塊11的元件安裝在閥塊上，閥塊通過適配件安裝在農(nóng)業(yè)機(jī)械排氣管下面的機(jī)體上。
[0049]具體地，所述根據(jù)所述控制指令、所述導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息和所述油壓傳感信號控制驅(qū)動模塊進(jìn)行自動轉(zhuǎn)向或手動轉(zhuǎn)向，具體為:
[0050]判斷控制指令是轉(zhuǎn)向指令還是停止轉(zhuǎn)向指令，若控制指令是停止指令，控制器控制驅(qū)動模塊停止自動轉(zhuǎn)向；若控制指令是轉(zhuǎn)向指令，判斷油壓傳感信號是低電平信號還是高電平信號或脈沖信號，若油壓傳感信號是低電平信號，根據(jù)控制指令和導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息計算控制量，根據(jù)控制量控制驅(qū)動模塊，進(jìn)而自動轉(zhuǎn)向；若油壓傳感信號是高電平信號或脈沖信號，控制器控制驅(qū)動模塊停止自動轉(zhuǎn)向，進(jìn)而進(jìn)行手動轉(zhuǎn)向。
[0051]可選地，所述控制器4還包括:
[0052]人機(jī)交互終端3，用于顯示農(nóng)業(yè)機(jī)械是自動轉(zhuǎn)向還是手動轉(zhuǎn)向。
[0053]舉例來說，拖拉機(jī)是一種農(nóng)用機(jī)械，拖拉機(jī)的人機(jī)交互終端3是車載控制計算機(jī)，所述控制器4與所述車載控制計算機(jī)通過總線連接。
[0054]具體地，所述驅(qū)動模塊11，包括:
[0055]電液比例方向閥6，與電磁閥10、所述開芯式液壓轉(zhuǎn)向器1、所述轉(zhuǎn)向油缸2分別連接，用于控制油液的流向和流速，以使所述轉(zhuǎn)向油缸2的活塞伸縮進(jìn)而自動轉(zhuǎn)向；
[0056]電磁閥10，用于控制油液是否流入所述電液比例方向閥6 ；
[0057]進(jìn)一步地，所述電液比例方向閥6，與電磁閥10、所述開芯式液壓轉(zhuǎn)向器1、所述轉(zhuǎn)向油缸2分別連接，具體為:
[0058]所述電液比例方向閥6的P 口通過所述電磁閥10與所述電液比例方向閥6的T口連接，所述電液比例方向閥6的T 口與所述開芯式液壓轉(zhuǎn)向器I的P 口連接，所述電液比例方向閥6與所述開芯式液壓轉(zhuǎn)向器I串聯(lián)后再與所述轉(zhuǎn)向油缸2串聯(lián)，所述控制器4與所述電液比例方向閥6、所述電磁閥10分別連接。
[0059]在具體應(yīng)用的過程中，農(nóng)業(yè)機(jī)械還包括泵源系統(tǒng)5，所述電液比例方向閥6的P 口與所述泵源系統(tǒng)5連接。
[0060]應(yīng)理解的是，所述電液比例方向閥6和所述電磁閥10安裝在閥塊上，閥塊通過適配件安裝在農(nóng)業(yè)機(jī)械排氣管下面的機(jī)體上。
[0061]進(jìn)一步地，所述裝置還包括:
[0062]保護(hù)器8，與所述驅(qū)動模塊11、所述轉(zhuǎn)向油缸2分別連接，用于在控制器4斷開所述驅(qū)動模塊11的電源進(jìn)行手動轉(zhuǎn)向時或在自動轉(zhuǎn)向失效時，使所述驅(qū)動模塊11與所述轉(zhuǎn)向油缸2油路隔離。
[0063]應(yīng)理解的是，保護(hù)器8安裝在閥塊上，閥塊通過適配件安裝在農(nóng)業(yè)機(jī)械排氣管下面的機(jī)體上。
[0064]舉例來說，所述保護(hù)器8是液壓鎖。
[0065]應(yīng)說明的是，所述開芯式液壓轉(zhuǎn)向器I是農(nóng)業(yè)機(jī)械原有的轉(zhuǎn)向器總成，與方向盤相連接負(fù)責(zé)手動轉(zhuǎn)向。在自動轉(zhuǎn)向失效(即控制器4讀取的控制指令是轉(zhuǎn)向指令，且油壓傳感信號是低電平信號，控制器4根據(jù)控制指令和導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息計算控制量，根據(jù)控制量控制驅(qū)動模塊11，進(jìn)而進(jìn)行自動轉(zhuǎn)向后，在進(jìn)行自動轉(zhuǎn)向的過程中控制指令不變，但是自動轉(zhuǎn)向突然停止)時，例如出現(xiàn)所述電液比例方向閥6卡死等情況導(dǎo)致自動轉(zhuǎn)向失效，保護(hù)器8使所述驅(qū)動模塊11與所述轉(zhuǎn)向油缸2油路隔離，同時人工轉(zhuǎn)動方向盤使所述開芯式液壓轉(zhuǎn)向器I動作，所述油壓傳感信號是高電平信號或脈沖信號，控制器4控制驅(qū)動模塊斷開所述電液比例方向閥6和所述電磁閥10的電源停止自動轉(zhuǎn)向。
[0066]具體地，所有液壓元件，包括所述電液比例方向閥6、所述電磁閥10、所述保護(hù)器
8、所述開芯式液壓轉(zhuǎn)向器1、所述第二傳感器9 (即油壓傳感器)、所述轉(zhuǎn)向油缸2在連接時是通過閥塊或液壓管路連接的。
[0067]具體地，控制器4控制驅(qū)動模塊11進(jìn)行手動轉(zhuǎn)向的過程是:控制器4切斷驅(qū)動模塊11的電液比例方向閥6和電磁閥10的電源，使用所述開芯式液壓轉(zhuǎn)向器I進(jìn)行手動轉(zhuǎn)向，同時保護(hù)器8使所述驅(qū)動模塊11與所述轉(zhuǎn)向油缸2油路隔離。
[0068]應(yīng)說明的是，液壓系統(tǒng)工作原理如下所述。
[0069](I)開芯式液壓轉(zhuǎn)向器I不動作、電液比例方向閥6電磁鐵與電磁閥10電磁鐵均不得電時，高壓油被泵入電磁閥10的P 口后直接從其T 口流出，流入開芯式液壓轉(zhuǎn)向器I的P 口后直接從其T 口回油箱。此過程中，第二傳感器9(即油壓傳感器)輸出低電平信號。
[0070](2)開芯式液壓轉(zhuǎn)向器I動作、電液比例方向閥6電磁鐵與電磁閥10電磁鐵均不得電時，高壓油被泵入電磁閥10的P 口后直接從其T 口流出，流入開芯式液壓轉(zhuǎn)向器I的P 口驅(qū)動轉(zhuǎn)向油缸2來驅(qū)動液壓轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向。此過程中，第二傳感器9 (即油壓傳感器)輸出高電平信號。
[0071](3)開芯式液壓轉(zhuǎn)向器I不動作、電液比例方向閥6電磁鐵與電磁閥10電磁鐵同時得電時，高壓油被泵入電液比例方向閥6的P 口，通過電液比例方向閥6控制油液流向與流量，流經(jīng)保護(hù)器8驅(qū)動轉(zhuǎn)向油缸2來驅(qū)動液壓轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向，低壓油從電液比例方向閥6的T 口流入開芯式液壓轉(zhuǎn)向器I的P 口后直接從其T 口回油箱。此過程中，第二傳感器9 (即油壓傳感器)輸出低電平信號。
[0072](4)開芯式液壓轉(zhuǎn)向器I動作、電液比例方向閥6電磁鐵與電磁閥10電磁鐵同時得電時，高壓油被泵入電液比例方向閥6的P 口，通過電液比例方向閥6控制油液流向與流量，流經(jīng)保護(hù)器8流向轉(zhuǎn)向油缸，低壓油從電液比例方向閥6的T 口流入開芯式液壓轉(zhuǎn)向器I的P 口也流入轉(zhuǎn)向油缸2，后直接從其T 口回油箱。此過程中，第二傳感器9 (即油壓傳感器)輸出脈沖或高電平信號。
[0073]由此，上述的自動轉(zhuǎn)向裝置，可以不需更換原有轉(zhuǎn)向器總成就能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械自動轉(zhuǎn)向與手動轉(zhuǎn)向無縫自動切換，同時在自動轉(zhuǎn)向失效時通過人工轉(zhuǎn)動方向盤能夠?qū)崿F(xiàn)自動切換到手動的人工駕駛方式。
[0074]圖2為本發(fā)明第二實施例提供的自動轉(zhuǎn)向方法的流程示意圖，如圖2所示，本實施例的使用第一實施例所述裝置的自動轉(zhuǎn)向方法如下所述。
[0075]201:獲取第一傳感器中的導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息。
[0076]202:獲取第二傳感器中的油壓傳感信號。
[0077]203:讀取、解析控制指令，根據(jù)所述控制指令、所述導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息和所述油壓傳感信號控制驅(qū)動模塊進(jìn)行自動轉(zhuǎn)向或手動轉(zhuǎn)向。
[0078]具體地，在步驟203中“根據(jù)所述控制指令、所述導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息和所述油壓傳感信號控制驅(qū)動模塊進(jìn)行自動轉(zhuǎn)向或手動轉(zhuǎn)向”，具體為圖中未示出的步驟2031至2035:
[0079]2031:判斷控制指令是轉(zhuǎn)向指令還是停止轉(zhuǎn)向指令。
[0080]2032:若控制指令是停止指令，控制驅(qū)動模塊停止自動轉(zhuǎn)向。
[0081]2033:若控制指令是轉(zhuǎn)向指令，判斷油壓傳感信號是低電平信號還是高電平信號或脈沖信號。
[0082]2034:若油壓傳感信號是低電平信號，根據(jù)控制指令和導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息計算控制量，根據(jù)控制量控制驅(qū)動模塊來控制油液的流向和流速，以使轉(zhuǎn)向油缸的活塞伸縮以執(zhí)行自動轉(zhuǎn)向操作。
[0083]2035:若油壓傳感信號是高電平信號或脈沖信號，控制驅(qū)動模塊斷電停止自動轉(zhuǎn)向，進(jìn)而進(jìn)行手動轉(zhuǎn)向。
[0084]舉例來說，步驟2034的所述控制量是控制器根據(jù)控制指令和導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息通過智能控制算法計算出來的。
[0085]應(yīng)說明的是，液壓系統(tǒng)工作原理如下所述。
[0086](I)開芯式液壓轉(zhuǎn)向器不動作、電液比例方向閥電磁鐵與電磁閥電磁鐵均不得電時，高壓油被泵入電磁閥P 口后直接從其T 口流出，流入開芯式液壓轉(zhuǎn)向器P 口后直接從其T 口回油箱。此過程中，第二傳感器(即油壓傳感器)輸出低電平信號。
[0087](2)開芯式液壓轉(zhuǎn)向器動作、電液比例方向閥電磁鐵與電磁閥電磁鐵均不得電時，高壓油被泵入電磁閥P 口后直接從其T 口流出，流入開芯式液壓轉(zhuǎn)向器P 口驅(qū)動轉(zhuǎn)向油缸來驅(qū)動液壓轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向。此過程中，第二傳感器(即油壓傳感器)輸出高電平信號。
[0088](3)開芯式液壓轉(zhuǎn)向器不動作、電液比例方向閥電磁鐵與電磁閥電磁鐵同時得電時，高壓油被泵入電液比例方向閥P 口，通過電液比例方向閥控制油液流向與流量，流經(jīng)保護(hù)器驅(qū)動轉(zhuǎn)向油缸來驅(qū)動液壓轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向，低壓油從電液比例方向閥T 口流入轉(zhuǎn)向器P口后直接從其T 口回油箱。此過程中，第二傳感器(即油壓傳感器)輸出低電平信號。
[0089](4)開芯式液壓轉(zhuǎn)向器動作、電液比例方向閥電磁鐵與電磁閥電磁鐵同時得電時，高壓油被泵入電液比例方向閥P 口，通過電液比例方向閥控制油液流向與流量，流經(jīng)保護(hù)器流向轉(zhuǎn)向油缸，低壓油從電液比例方向閥T 口流入開芯式液壓轉(zhuǎn)向器P 口也流入轉(zhuǎn)向油缸，后直接從其T 口回油箱。此過程中，第二傳感器(即油壓傳感器)輸出脈沖或高電平信號。
[0090]進(jìn)一步地，在自動轉(zhuǎn)向失效(即在步驟2034后，在進(jìn)行自動轉(zhuǎn)向的過程中控制指令不變，但是自動轉(zhuǎn)向突然停止)時，例如出現(xiàn)所述電液比例方向閥卡死等情況導(dǎo)致自動轉(zhuǎn)向失效，保護(hù)器使所述驅(qū)動模塊的所述電液比例方向與所述轉(zhuǎn)向油缸油路隔離，同時人工轉(zhuǎn)動方向盤使所述開芯式液壓轉(zhuǎn)向器動作，所述油壓傳感信號是高電平信號或脈沖信號，控制器控制驅(qū)動模塊斷開所述電液比例方向閥和所述電磁閥的電源停止自動轉(zhuǎn)向。
[0091]本實施例的自動轉(zhuǎn)向方法，可以不需更換原有轉(zhuǎn)向器總成就能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動轉(zhuǎn)向與手動轉(zhuǎn)向無縫自動切換，同時在自動轉(zhuǎn)向失效時通過人工轉(zhuǎn)動方向盤能夠?qū)崿F(xiàn)自動切換到手動的人工駕駛方式。
[0092]圖3為本發(fā)明第三實施例提供的自動轉(zhuǎn)向方法的流程示意圖，如圖3所示，本實施例的自動轉(zhuǎn)向方法如下所述。
[0093]301:控制器初始化。
[0094]應(yīng)說明的是，控制器初始化包括對總線、轉(zhuǎn)向控制相關(guān)狀態(tài)等參數(shù)初始化。
[0095]302:控制器讀取讀取角度傳感器測量值。
[0096]303:判斷角度傳感器測量值是否超出正常范圍。
[0097]304:若角度傳感器測量值超出正常范圍，發(fā)送角度傳感器異常消息到總線，跳轉(zhuǎn)到步驟302。
[0098]305:控制器從總線讀取控制指令，并對控制指令進(jìn)行解析。
[0099]306:判斷是否為導(dǎo)航控制指令，若非導(dǎo)航控制指令，跳轉(zhuǎn)到步驟308。
[0100]307:判斷是否為自動導(dǎo)航指令。若為自動導(dǎo)航指令，轉(zhuǎn)向標(biāo)識位置為“自動”；否貝U，轉(zhuǎn)向標(biāo)識位置為“手動”。
[0101]308:讀取油壓傳感器測量值。
[0102]309:判斷油壓傳感器是否是高電平信號或脈沖信號。
[0103]310:若為高電平信號或脈沖信號，貝U表不人工轉(zhuǎn)動方向盤，此時轉(zhuǎn)向標(biāo)識位置為“手動”，同時發(fā)送“手動”轉(zhuǎn)向消息到總線。
[0104]311:判斷轉(zhuǎn)向標(biāo)識位是否為“自動”。
[0105]312:若為“自動”狀態(tài)，則通過智能控制算法計算控制量控制電液比例方向閥和電磁閥控制轉(zhuǎn)向液壓缸活塞伸縮驅(qū)動導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)到預(yù)期位置實現(xiàn)自動轉(zhuǎn)向。
[0106]313:若不為“自動”狀態(tài)，則給電液比例方向閥和電磁閥斷電停止自動轉(zhuǎn)向。
[0107]應(yīng)說明的是，本實施例的農(nóng)業(yè)機(jī)械是拖拉機(jī)，但不限定于拖拉機(jī)，還可以是其他的農(nóng)業(yè)機(jī)械。
[0108]進(jìn)一步地，在自動轉(zhuǎn)向失效(即在步驟312后，在進(jìn)行自動轉(zhuǎn)向的過程中控制指令不變，但是自動轉(zhuǎn)向突然停止)時，例如出現(xiàn)所述電液比例方向閥卡死等情況導(dǎo)致自動轉(zhuǎn)向失效，保護(hù)器使所述驅(qū)動模塊的所述電液比例方向與所述轉(zhuǎn)向油缸油路隔離，同時人工轉(zhuǎn)動方向盤使所述開芯式液壓轉(zhuǎn)向器動作，所述油壓傳感信號是高電平信號或脈沖信號，控制器控制驅(qū)動模塊斷開所述電液比例方向閥和所述電磁閥的電源停止自動轉(zhuǎn)向。
[0109]本實施例的自動轉(zhuǎn)向方法，可以不需更換原有轉(zhuǎn)向器總成就能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動轉(zhuǎn)向與手動轉(zhuǎn)向無縫自動切換，同時在自動轉(zhuǎn)向失效時通過人工轉(zhuǎn)動方向盤能夠?qū)崿F(xiàn)自動切換到手動的人工駕駛方式。
[0110]最后應(yīng)說明的是:以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種自動轉(zhuǎn)向裝置，用于農(nóng)業(yè)機(jī)械，所述農(nóng)業(yè)機(jī)械包括:開芯式液壓轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向油缸，其特征在于，所述裝置包括: 第一傳感器，用于獲取導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息； 第二傳感器，與所述開芯式液壓轉(zhuǎn)向器的P 口連接，用于獲取油壓傳感信號； 控制器，與所述第一傳感器、所述第二傳感器、驅(qū)動模塊分別連接，用于獲取第一傳感器中的導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息和第二傳感器中的油壓傳感信號，讀取、解析控制指令，根據(jù)所述控制指令、所述導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息和所述油壓傳感信號控制驅(qū)動模塊進(jìn)行自動轉(zhuǎn)向或手動轉(zhuǎn)向； 驅(qū)動模塊，接受控制器的控制進(jìn)行農(nóng)業(yè)機(jī)械自動轉(zhuǎn)向或手動轉(zhuǎn)向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述根據(jù)所述控制指令、所述導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息和所述油壓傳感信號控制驅(qū)動模塊進(jìn)行自動轉(zhuǎn)向或手動轉(zhuǎn)向，具體為: 判斷控制指令是轉(zhuǎn)向指令還是停止轉(zhuǎn)向指令，若控制指令是停止指令，控制器控制驅(qū)動模塊停止自動轉(zhuǎn)向；若控制指令是轉(zhuǎn)向指令，判斷油壓傳感信號是低電平信號還是高電平信號或脈沖信號，若油壓傳感信號是低電平信號，根據(jù)控制指令和導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息計算控制量，根據(jù)控制量控制驅(qū)動模塊，進(jìn)而自動轉(zhuǎn)向；若油壓傳感信號是高電平信號或脈沖信號，控制器控制驅(qū)動模塊停止自動轉(zhuǎn)向，進(jìn)而進(jìn)行手動轉(zhuǎn)向。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述控制器還包括: 人機(jī)交互終端，用于顯示農(nóng)業(yè)機(jī)械是自動轉(zhuǎn)向還是手動轉(zhuǎn)向。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述驅(qū)動模塊，包括: 電液比例方向閥，與電磁閥、所述開芯式液壓轉(zhuǎn)向器、所述轉(zhuǎn)向油缸分別連接，用于控制油液的流向和流速，以使所述轉(zhuǎn)向油缸的活塞伸縮進(jìn)而自動轉(zhuǎn)向； 電磁閥，用于控制油液是否流入所述電液比例方向閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述電液比例方向閥，與電磁閥、所述開芯式液壓轉(zhuǎn)向器、所述轉(zhuǎn)向油缸分別連接，具體為: 所述電液比例方向閥的P 口通過所述電磁閥與所述電液比例方向閥的T 口連接，所述電液比例方向閥的T 口與所述開芯式液壓轉(zhuǎn)向器的P 口連接，所述電液比例方向閥與所述開芯式液壓轉(zhuǎn)向器串聯(lián)后再與所述轉(zhuǎn)向油缸串聯(lián)，所述控制器與所述電液比例方向閥、所述電磁閥分別連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括: 保護(hù)器，與所述驅(qū)動模塊、所述轉(zhuǎn)向油缸分別連接，用于在控制器斷開所述驅(qū)動模塊的電源進(jìn)行手動轉(zhuǎn)向時或在自動轉(zhuǎn)向失效時，使所述驅(qū)動模塊與所述轉(zhuǎn)向油缸油路隔離。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述保護(hù)器是液壓鎖。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一所述的裝置，其特征在于，所述電液比例方向閥、所述電磁閥、所述液壓鎖、所述開芯式液壓轉(zhuǎn)向器、所述第二傳感器、所述轉(zhuǎn)向油缸之間通過閥塊或液壓管路連接。
9.一種使用權(quán)利要求1至8所述裝置的自動轉(zhuǎn)向方法，其特征在于，包括: 獲取第一傳感器中的導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息； 獲取第二傳感器中的油壓傳感信號； 讀取、解析控制指令，根據(jù)所述控制指令、所述導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息和所述油壓傳感信號控制驅(qū)動模塊進(jìn)行自動轉(zhuǎn)向或手動轉(zhuǎn)向。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述控制指令、所述導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息和所述油壓傳感信號控制驅(qū)動模塊進(jìn)行自動轉(zhuǎn)向或手動轉(zhuǎn)向的步驟，具體為: 判斷控制指令是轉(zhuǎn)向指令還是停止轉(zhuǎn)向指令； 若控制指令是停止指令，控制驅(qū)動模塊停止自動轉(zhuǎn)向； 若控制指令是轉(zhuǎn)向指令，判斷油壓傳感信號是低電平信號還是高電平信號或脈沖信號; 若油壓傳感信號是低電平信號，根據(jù)控制指令和導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息計算控制量，根據(jù)控制量控制驅(qū)動模塊來控制油液的流向和流速，以使轉(zhuǎn)向油缸的活塞伸縮以執(zhí)行自動轉(zhuǎn)向操作； 若油壓傳感信號是高電平信號或脈沖信號，控制驅(qū)動模塊斷電停止自動轉(zhuǎn)向，進(jìn)而進(jìn)7TT手動轉(zhuǎn)向。
【文檔編號】B62D137/00GK104192203SQ201410379600
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月4日
【發(fā)明者】付衛(wèi)強(qiáng), 武廣偉, 叢岳, 李由, 包涵, 羅長海, 梅鶴波, 孟志軍 申請人:北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心