本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域，尤其涉及一種通用型農(nóng)業(yè)機(jī)械自動駕駛控制裝置。

背景技術(shù)：

農(nóng)業(yè)是國家基礎(chǔ)，關(guān)系著國家政治、經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定性，隨著我國農(nóng)業(yè)化的發(fā)展，會由分散型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式逐漸向集中型農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變。農(nóng)業(yè)的機(jī)械化是衡量一個國家農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要指標(biāo)，伴隨著三農(nóng)政策的不斷推進(jìn)，對農(nóng)業(yè)機(jī)械化提出了迫切的要求。

農(nóng)業(yè)機(jī)械具有人工無法比擬的勞動效率，不僅降低了勞動強(qiáng)度，而且還可解放很大一部分勞動力，進(jìn)而從事其他行業(yè)，因此發(fā)展農(nóng)業(yè)機(jī)械利國利民。農(nóng)業(yè)機(jī)械主要用于完成土地的耕耘、播種、收割等作業(yè)，現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)機(jī)械絕大部分均為人工駕駛，對于大面積的田地來說，駕駛?cè)藛T需要長時間的駕駛作業(yè)，十分容易疲勞。而且，最為重要的是，農(nóng)業(yè)機(jī)械的使用均是階段性的，只有在耕耘、播種、收割的時間段才需要，這樣，在外工作或從事其他行業(yè)的駕駛員，不得不在農(nóng)忙季節(jié)返鄉(xiāng)，或者是大型土地承包者不等不在農(nóng)忙時節(jié)雇傭大量的駕駛?cè)藛T，進(jìn)行農(nóng)活作業(yè)，這無疑會帶來加大的人員使用成本。

隨著衛(wèi)星定位技術(shù)的成熟，越來越多的車企開始研發(fā)帶有自動駕駛功能的私家車輛，也開始有人想到將這種無人駕駛技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械上，以降低生產(chǎn)成本和提高工作效率，但是現(xiàn)如今仍然處于摸索階段，沒有行之有效的方案可供實施。

申請?zhí)枮?01110332912.5的專利提出了一種方向盤式農(nóng)業(yè)機(jī)械自動駕駛轉(zhuǎn)向控制裝置，能夠執(zhí)行其他裝置的轉(zhuǎn)向指令，既能夠應(yīng)用在液壓式轉(zhuǎn)向農(nóng)業(yè)機(jī)械上，也可以應(yīng)用在機(jī)械式轉(zhuǎn)向農(nóng)業(yè)機(jī)械上，同時安裝簡便，執(zhí)行轉(zhuǎn)向動作智能高效。該專利能夠自動完成指令中所要求的轉(zhuǎn)向操作，可以用作農(nóng)業(yè)機(jī)械自主導(dǎo)航系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)向控制裝置。但是目前應(yīng)用于農(nóng)用機(jī)械的自動駕駛技術(shù)領(lǐng)域仍然處于空白期，該專利無法有效應(yīng)用于實際生產(chǎn)中，實際應(yīng)用價值不大。

申請?zhí)枮?01620427348.3的專利提出了一種農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動駕駛控制裝置，包括差分基準(zhǔn)站、自動駕駛儀和導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角測量裝置，差分基準(zhǔn)站包括測量天線一，測量天線一連接有測量接收機(jī)一，測量接收機(jī)一通過rs485232接口連接有發(fā)射電臺；自動駕駛儀包括車載導(dǎo)航儀、車載顯示控制器和轉(zhuǎn)向驅(qū)動器，導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角測量裝置包括前橋，前橋上設(shè)有角位移傳感器，角位移傳感器與擺桿一端連接，擺桿另一端與連桿一端鉸接，連桿另一端鉸接有連接板，連接板連接在前橋前束上；車載導(dǎo)航儀與車載顯示控制器連接，轉(zhuǎn)向驅(qū)動器和角位移傳感器分別與車載顯示控制器連接，轉(zhuǎn)向驅(qū)動器還連接有方向盤。通過上述裝置協(xié)同工作提高工作精度。但是該專利結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，投入使用成本過高，難度太大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中農(nóng)用機(jī)械在實際應(yīng)用中，無法實現(xiàn)自動駕駛，占用人力，工作效率不高的問題，而提出了一種通用型農(nóng)業(yè)機(jī)械自動駕駛控制裝置。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

一種通用型農(nóng)業(yè)機(jī)械自動駕駛控制裝置，包括gps/bd定位模塊、智能化控制器和農(nóng)機(jī)管理平臺服務(wù)器，所述gps/bd定位模塊與智能化控制器均設(shè)置于農(nóng)業(yè)機(jī)械的駕駛室中，gps/bd定位模塊用于接收衛(wèi)星信號并實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械的定位，智能化控制器用于采集農(nóng)業(yè)機(jī)械的參數(shù)并控制其運行，所述gps/bd定位模塊由衛(wèi)星信號接收模塊、gprs485網(wǎng)絡(luò)通信模塊和rs485通信接口組成，衛(wèi)星信號接收模塊用于接收北斗衛(wèi)星或gprs485衛(wèi)星發(fā)射的定位信號，以確定農(nóng)業(yè)機(jī)械的經(jīng)緯度坐標(biāo)，gprs485網(wǎng)絡(luò)通信模塊經(jīng)網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)與遠(yuǎn)端的農(nóng)機(jī)管理平臺服務(wù)器的通信；所述智能化控制器由微控制器及與其相連接的mems陀螺儀、速度傳感器、液晶顯示屏和rs485通信接口組成，mems陀螺儀、速度傳感器分別用于測量農(nóng)業(yè)機(jī)械的轉(zhuǎn)向角和行駛速度，液晶顯示屏用于顯示農(nóng)業(yè)機(jī)械的運行參數(shù)，智能化控制器通過rs485通信接口與gps/bd定位模塊相通信，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的上傳和接收；

所述智能化控制器的微控制器的輸出端連接有電液比例液壓控制裝置，所述電液比例液壓控制裝置包括主閥進(jìn)油口、主閥出油口、單向閥、壓力補(bǔ)償閥、電磁截止閥、比例方向閥、直動式溢流閥、梭閥、第一號平衡閥、第二號平衡閥和油缸，所述主閥進(jìn)油口與單向閥的出油口連通，主閥進(jìn)油口與壓力補(bǔ)償閥的進(jìn)油口連通，單向閥的進(jìn)油口與主閥出油口連通，直動式溢流閥的一端與主閥出油口連通，直動式溢流閥的另一端與壓力補(bǔ)償閥的出油口連通，壓力補(bǔ)償閥的工作口與梭閥一端連通，壓力補(bǔ)償閥的工作口與電磁截止閥的進(jìn)油口連通，電磁截止閥的出油口與比例方向閥的進(jìn)油口連通，比例方向閥的出油口與主閥出油口連通，比例方向閥的兩個工作口分別與梭閥的兩端連通，比例方向閥的工作口與第一號平衡閥進(jìn)油口連通，比例方向閥的工作口與第二號平衡閥進(jìn)油口連通，第一號平衡閥的出油口與油缸一端連通，第二號平衡閥的出油口與油缸另一端連通。

優(yōu)選地，所述智能化控制器的微控制器的輸出端還連接有燃油表，輸出控制端與農(nóng)業(yè)機(jī)械的液壓方向盤、離合控制器、剎車控制器和加速控制器，分別實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)機(jī)械的轉(zhuǎn)向角度、驅(qū)動力離合、剎車系統(tǒng)和給油系統(tǒng)進(jìn)行控制，以實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)機(jī)械自動運行的控制。

優(yōu)選地，所述單向閥包括頂部為入口、底部為出口的管狀殼體，所述管狀殼體內(nèi)部從上至下依次設(shè)有閥塞、彈簧和彈簧座；所述閥塞由圓錐形頭部和圓柱形尾部組成；通過圓錐形頭部和圓柱形尾部同時對管狀殼體進(jìn)行密封。

優(yōu)選地，所述圓柱形尾部上表面設(shè)有密封墊，密封墊為橡膠材質(zhì)。

優(yōu)選地，所述彈簧座為圓盤形，彈簧座上均勻開有多個通孔。

優(yōu)選地，所述彈簧座頂部設(shè)有圓環(huán)柱形彈簧安裝槽。

優(yōu)選地，所述彈簧座中心軸線和彈簧安裝槽中心軸線相重，彈簧安裝槽的內(nèi)徑略大于彈簧的直徑。

優(yōu)選地，所述彈簧座的直徑大于管狀殼體的出口直徑。

優(yōu)選地，所述圓錐形頭部的中心軸線和圓柱形尾部的中心軸線相重合，圓柱形尾部的直徑大于圓錐形頭部的最大直徑。

優(yōu)選地，所述圓錐形頭部的最大直徑略大于管狀殼體入口直徑。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明通過獲取的車輛位置和運行參數(shù)，有效地實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)機(jī)械自動運行的控制，可自動控制農(nóng)業(yè)機(jī)械按照制定的路徑作業(yè)，減少了人力的投入，有益效果顯著，便于應(yīng)用推廣。

2、電液比例液壓控制裝置的結(jié)構(gòu)簡單，采用插裝閥，集成度高，外型體積小，無泄露，操作控制精確簡便，維修方便，工作穩(wěn)定可靠，車輛運行平穩(wěn)，節(jié)約能耗，減少空氣污染，降低車輛運營成本。

3、單向閥的閥塞包括圓錐形頭部和圓柱形尾部組成，通過圓錐形頭部和圓柱形尾部同時對管狀殼體進(jìn)行密封，密封效果好。圓柱形尾部上表面設(shè)有密封墊，密封墊為橡膠材質(zhì)，密封墊增加了閥塞與管狀殼體之間的密封性。彈簧座為圓盤形，彈簧座上均勻開有多個通孔，設(shè)有多個通孔的彈簧座可增加閥體流量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提出的一種通用型農(nóng)業(yè)機(jī)械自動駕駛控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明提出的一種通用型農(nóng)業(yè)機(jī)械自動駕駛控制裝置的電液比例液壓控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明提出的一種通用型農(nóng)業(yè)機(jī)械自動駕駛控制裝置的單向閥的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明提出的一種通用型農(nóng)業(yè)機(jī)械自動駕駛控制裝置的單向閥閥塞的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明提出的一種通用型農(nóng)業(yè)機(jī)械自動駕駛控制裝置的單向閥彈簧座的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、主閥進(jìn)油口，2、主閥出油口，3、單向閥，31、管狀殼體，32、閥塞，33、彈簧，34、彈簧座，35、圓錐形頭部，36、圓柱形尾部，37、密封墊，38、通孔，39、彈簧安裝槽，4、壓力補(bǔ)償閥，5、電磁截止閥，6、比例方向閥，7、直動式溢流閥，8、梭閥，9、第一平衡閥，10、第二平衡閥，11、油缸。

具體實施方式

下面將對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。

實施例一

參照圖1-2，一種通用型農(nóng)業(yè)機(jī)械自動駕駛控制裝置，可以使常規(guī)農(nóng)用機(jī)械實現(xiàn)自動駕駛功能，通過獲取的車輛位置和運行參數(shù)，有效地實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)機(jī)械自動運行的控制，可自動控制農(nóng)業(yè)機(jī)械按照制定的路徑作業(yè)，減少了人力的投入。

由gps/bd定位模塊、智能化控制器和農(nóng)機(jī)管理平臺服務(wù)器組成，gps/bd定位模塊實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)機(jī)械的定位，智能化控制器不僅可采集農(nóng)業(yè)機(jī)械的運行參數(shù)，而且還可自動控制農(nóng)業(yè)機(jī)械的運行。農(nóng)機(jī)管理平臺服務(wù)器用于接收上傳的農(nóng)業(yè)機(jī)械的地理位置和運行狀態(tài)參數(shù)，并可將制定的運行路徑信息下發(fā)至智能化控制器，以控制農(nóng)業(yè)機(jī)械按照制定的路徑運行。

所述gps/bd定位模塊由衛(wèi)星信號接收模塊、rs485通信接口和gprs485網(wǎng)絡(luò)通信模塊組成，衛(wèi)星信號接收模塊用于接收北斗衛(wèi)星發(fā)送的定位信號，以確定出農(nóng)業(yè)機(jī)械的經(jīng)度、緯度數(shù)據(jù)；在北斗衛(wèi)星不可用的情況下，其可通過接收gps衛(wèi)星信號進(jìn)行定位。gps/bd定位模塊通過rs485通信接口與智能化控制器相連接，以實現(xiàn)gps/bd定位模塊與智能化控制器之間的數(shù)據(jù)傳輸。gps網(wǎng)絡(luò)通信模塊經(jīng)網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)與農(nóng)機(jī)管理平臺服務(wù)器之間的通信，以實現(xiàn)相互之間的數(shù)據(jù)傳輸。

所述智能化控制器由微控制器及與其相連接的mems陀螺儀、速度傳感器、燃油表、液晶顯示屏和rs485通信接口組成，微控制器具有信號采集、數(shù)據(jù)運算和控制輸出的作用。微控制器通過mems(微電子機(jī)械系統(tǒng))陀螺儀來測量農(nóng)業(yè)機(jī)械的轉(zhuǎn)向角，改變了以往采用編碼器必須采用連桿的弊端，延長了使用壽命。通過速度傳感器、燃油表可分別采集農(nóng)業(yè)機(jī)械的速度和剩余燃油量；通過液晶顯示屏可對農(nóng)業(yè)機(jī)械的運行參數(shù)進(jìn)行顯示，以便于駕駛室內(nèi)的輔助駕駛?cè)藛T觀察車輛當(dāng)前的運行狀態(tài)。

智能化控制器通過rs485通信接口實現(xiàn)與gps/bd定位模塊的通信，以便上傳所采集的車輛運行參數(shù)和接收農(nóng)機(jī)管理平臺服務(wù)器下發(fā)的運行路徑數(shù)據(jù)。智能化控制器的微控制器的輸出端與液壓方向盤、離合控制器、剎車控制器、加速控制器、電液比例液壓控制裝置相連接，通過對液壓方向盤的控制，可控制農(nóng)業(yè)機(jī)械的轉(zhuǎn)向角，以實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械的轉(zhuǎn)彎、掉頭以及變更作業(yè)車道等。通過離合控制器、剎車控制器和加速控制器的控制，可分別實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械的傳動離合、剎車和給油控制，以確保農(nóng)業(yè)機(jī)械的正常駕駛。通過對電液比例液壓控制裝置的控制，可以保證農(nóng)用機(jī)械運行平穩(wěn)，并且節(jié)約能耗，降低使用成本。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，gps/bd定位模塊獲取農(nóng)業(yè)機(jī)械的經(jīng)度、緯度坐標(biāo)，智能化控制器采集車輛的各項運行參數(shù)，通過gprs485網(wǎng)絡(luò)通信模塊將農(nóng)業(yè)機(jī)械的位置坐標(biāo)和運行參數(shù)上傳至農(nóng)機(jī)管理平臺服務(wù)器中，農(nóng)機(jī)管理平臺服務(wù)器對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、運算和管理，并下發(fā)農(nóng)業(yè)機(jī)械的運動路徑信息。智能化控制器根據(jù)接收到的運行路徑信息，首先判斷農(nóng)業(yè)機(jī)械是否在規(guī)劃的運行路徑上，如果不在則作出適應(yīng)性調(diào)整；智能化控制器根據(jù)規(guī)劃的路徑實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動駕駛控制。

所述電液比例液壓控制裝置包括主閥進(jìn)油口1、主閥出油口2、單向閥3、壓力補(bǔ)償閥4、電磁截止閥5、比例方向閥6、直動式溢流閥7、梭閥8、第一平衡閥9、第二平衡閥10和油缸11，所述主閥進(jìn)油口1與單向閥3的出油口連通，主閥進(jìn)油口1與壓力補(bǔ)償閥4的進(jìn)油口連通，單向閥3的進(jìn)油口與主閥出油口2連通，直動式溢流閥7的一端與主閥出油口2連通，直動式溢流閥7的另一端與壓力補(bǔ)償閥4的出油口連通，壓力補(bǔ)償閥4的工作口與梭閥8一端連通，壓力補(bǔ)償閥4的工作口與電磁截止閥5的進(jìn)油口連通，電磁截止閥5的出油口與比例方向閥6的進(jìn)油口連通，比例方向閥6的出油口與主閥出油口2連通，比例方向閥6的兩個工作口分別與梭閥8的兩端連通，比例方向閥6的工作口與第一平衡閥9進(jìn)油口連通，比例方向閥6的工作口與第二平衡閥10進(jìn)油口連通，第一平衡閥9的出油口與油缸11一端連通，第二平衡閥10的出油口與油缸11另一端連通。

在使用運行時，發(fā)動機(jī)發(fā)動后，農(nóng)業(yè)機(jī)械前進(jìn)時，液壓泵輸出的壓力油進(jìn)入主閥進(jìn)油口1內(nèi)，壓力油通過壓力補(bǔ)償閥4進(jìn)入電磁截止閥5內(nèi)，當(dāng)電磁截止閥5不得電時，壓力油被截止，當(dāng)電磁截止閥5得電時，壓力油通過電磁截止閥5進(jìn)入比例方向閥6內(nèi)，當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械按照設(shè)定的方向行駛時，比例方向閥6不工作，當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械偏離給定的方向行駛時，智能化控制器就會發(fā)給比例方向閥6信號以糾正農(nóng)業(yè)機(jī)械前進(jìn)方向，當(dāng)比例方向閥6的左側(cè)電磁鐵得電時，比例方向閥6處于交叉位，比例方向閥6將根據(jù)信號的大小確定比例方向閥6工作口的開口大小，實現(xiàn)壓力油的比例控制，壓力油經(jīng)過第一平衡閥9、進(jìn)入油缸11的右側(cè)桿腔，從而控制油缸11的活塞向左移動，當(dāng)比例方向閥6的右側(cè)電磁鐵得電時，比例方向閥6處于平行位，壓力油經(jīng)過平衡閥、第二平衡閥10進(jìn)入油缸11的左側(cè)桿腔，控制油缸11的活塞向右移動，油缸11控制農(nóng)業(yè)機(jī)械的前進(jìn)方向，達(dá)到農(nóng)業(yè)機(jī)械按照設(shè)定的方向行駛；當(dāng)油缸11活塞移動遇到較大的阻力時，此時壓力升高，壓力油通過梭閥8進(jìn)入壓力補(bǔ)償閥4的工作口，切斷壓力補(bǔ)償閥4的進(jìn)油，避免壓力持續(xù)升高而損壞農(nóng)業(yè)機(jī)械。

實施例二

參照圖3-5，所述單向閥3包括頂部為入口、底部為出口的管狀殼體31，所述管狀殼體31內(nèi)部從上至下依次設(shè)有閥塞32、彈簧33和彈簧座34。所述閥塞32由圓錐形頭部35和圓柱形尾部36組成，所述圓錐形頭部35的中心軸線和圓柱形尾部36的中心軸線相重合，圓柱形尾部36的直徑大于圓錐形頭部35的最大直徑。所述圓錐形頭部35的最大直徑略大于管狀殼體31入口直徑。通過圓錐形頭部35和圓柱形尾部36同時對管狀殼體31進(jìn)行密封，密封效果好。

所述圓柱形尾部36上表面設(shè)有密封墊37，密封墊37為橡膠材質(zhì)，密封墊37增加了閥塞32與管狀殼體31之間的密封性。

所述彈簧座34為圓盤形，彈簧座34的直徑大于管狀殼體31的出口直徑，彈簧座34上均勻開有多個通孔38，設(shè)有多個通孔38的彈簧座34可增加閥體流量。所述彈簧座34頂部設(shè)有圓環(huán)柱形彈簧安裝槽39，彈簧座34中心軸線和彈簧安裝槽39中心軸線相重，彈簧安裝槽39的內(nèi)徑略大于彈簧33的直徑。

工作過程中，液體從單向閥3的入口進(jìn)入，閥塞32被頂開，液體流進(jìn)管狀殼體31內(nèi)，并從彈簧座34上的通孔38流出。當(dāng)要關(guān)閉單向閥3時,液體停止從入口進(jìn)入,閥塞32在彈簧33的作用下,其圓錐形頭部35堵住入口,此時,圓柱形尾部36的上表面與閥體側(cè)壁緊貼,設(shè)置在圓柱形尾部36上表面的密封墊37增加了閥塞32與管狀殼體31之間的密封性,徹底地防止了液體倒流,提高了閥體的控制精度。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。