一種農(nóng)用車自主導(dǎo)航控制電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種農(nóng)用車自主導(dǎo)航控制電路，包括：電源電路模塊、單片機(jī)、緩沖電路、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分GPS系統(tǒng)、慣性傳感器、光電編碼器模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片、步進(jìn)電機(jī)、電動(dòng)推桿驅(qū)動(dòng)器、推桿電機(jī)、差速電機(jī)、CAN通信模塊；所述電源電路模塊用于給各用電模塊供電，所述光電編碼器模塊通過所述緩沖電路與所述單片機(jī)的輸入端連接，所述CAN通信模塊與所述單片機(jī)的輸入輸出端連接，所述實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分GPS系統(tǒng)和慣性傳感器分別連接CAN通信模塊，所述步進(jìn)電機(jī)、推桿電機(jī)、差速電機(jī)分別通過所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片、電動(dòng)推桿驅(qū)動(dòng)器、緩沖電路與所述單片機(jī)的輸出端連接；本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)跟蹤預(yù)設(shè)直線路徑行駛，跟蹤精度高。
【專利說明】
一種農(nóng)用車自主導(dǎo)航控制電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及農(nóng)用機(jī)械控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種農(nóng)用車自主導(dǎo)航控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著農(nóng)業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率的不斷提高，農(nóng)用車向著大型化的方向發(fā)展，這種趨勢在西歐和北美尤其明顯。在我國新疆和東北地區(qū)，近年來發(fā)展勢頭也日益旺盛，高效利用各類農(nóng)業(yè)資源，取得經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，但是由于大型農(nóng)用車工作時(shí)間的延長，影響了農(nóng)用車輛工作的精確性且由于長時(shí)間駕駛，駕駛員勞動(dòng)強(qiáng)度大，容易疲勞，此外，難以避免重復(fù)作業(yè)或因惡劣天氣或者夜晚無法作業(yè)帶來的損失。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]有鑒于此，本實(shí)用新型提供一種農(nóng)用車自主導(dǎo)航控制電路，可實(shí)現(xiàn)跟蹤預(yù)設(shè)直線路徑行駛，跟蹤精度高達(dá)厘米級；在增加勞動(dòng)時(shí)間的同時(shí)，又不影響農(nóng)用車輛工作的精確性，可有效減小駕駛者的勞動(dòng)強(qiáng)度，顯著提高生產(chǎn)效率;可避免重復(fù)作業(yè)或因惡劣天氣或者夜晚無法作業(yè)帶來的損失。
[0004]本實(shí)用新型通過以下技術(shù)手段解決上述問題:
[0005]本實(shí)用新型提供的一種農(nóng)用車自主導(dǎo)航控制電路，包括電源電路模塊、單片機(jī)、緩沖電路、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分GPS系統(tǒng)、慣性傳感器、光電編碼器模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片、步進(jìn)電機(jī)、電動(dòng)推桿驅(qū)動(dòng)器、推桿電機(jī)、差速電機(jī)、CAN通信模塊；
[0006]所述電源電路模塊用于給各用電模塊供電，所述光電編碼器模塊通過所述緩沖電路與所述單片機(jī)的輸入端連接，所述CAN通信模塊與所述單片機(jī)的輸入輸出端連接，所述實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分GPS系統(tǒng)和慣性傳感器分別連接CAN通信模塊，所述步進(jìn)電機(jī)、推桿電機(jī)、差速電機(jī)分別通過所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片、電動(dòng)推桿驅(qū)動(dòng)器、緩沖電路與所述單片機(jī)的輸出端連接；
[0007]進(jìn)一步，所述電源電路模塊包括48V電源、濾波模塊和電壓轉(zhuǎn)換模塊，所述濾波模塊的輸入端與所述48V電源連接，所述濾波模塊的輸出端與所述電壓轉(zhuǎn)換模塊的輸入端連接，所述電壓轉(zhuǎn)換模塊用于輸出不同的電壓值。
[0008]進(jìn)一步，所述單片機(jī)的型號包括AT89S51。
[0009]進(jìn)一步，所述緩沖電路包括74HC245緩沖器。
[0010]進(jìn)一步，所述CAN通信模塊包括I個(gè)CAN主節(jié)點(diǎn)和5個(gè)CAN從節(jié)點(diǎn)。
[0011]進(jìn)一步，所述實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分GPS系統(tǒng)和慣性傳感器(105)均與所述CAN通信模塊的通信方式為RS232串口通信。
[0012]進(jìn)一步，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分GPS系統(tǒng)的型號為S86TGPS型。
[0013]進(jìn)一步，所述慣性傳感器的型號為NAV440型。
[0014]進(jìn)一步，所述光電編碼器模塊包括絕對式光電編碼器和增量式光電編碼器。
[0015]進(jìn)一步，所述絕對式光電編碼器型號為Angtron-RE-38-V-05-Lite型，所述增量式光電編碼器型號為E6B2-CWZ6C型。
[0016]本實(shí)用新型提供的基于單片機(jī)的農(nóng)用車自主導(dǎo)航控制電路，可實(shí)現(xiàn)跟蹤預(yù)設(shè)直線路徑行駛，跟蹤精度高達(dá)厘米級;在增加勞動(dòng)時(shí)間的同時(shí)，又不影響農(nóng)用車輛工作的精確性，可有效減小駕駛者的勞動(dòng)強(qiáng)度，顯著提高生產(chǎn)效率;可避免重復(fù)作業(yè)或因惡劣天氣或者夜晚無法作業(yè)帶來的損失。
【附圖說明】
[0017]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
[0018]圖1為本實(shí)用新型提供的基于單片機(jī)的農(nóng)用車自主導(dǎo)航控制電路的電路原理框圖。
[0019]圖2為本實(shí)用新型的CAN主從節(jié)點(diǎn)分布結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。在本實(shí)用新型的描述中，除非另有說明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。
[0021]以下將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明，如圖1所示，本實(shí)施例提供的一種農(nóng)用車自主導(dǎo)航控制電路包括電源電路模塊101、單片機(jī)102、緩沖電路103、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分GPS系統(tǒng)104、慣性傳感器105、光電編碼器模塊106、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片107、步進(jìn)電機(jī)108、電動(dòng)推桿驅(qū)動(dòng)器109、推桿電機(jī)110、差速電機(jī)111、CAN通信模塊112;
[0022]所述電源電路模塊101用于給各用電模塊供電，所述光電編碼器模塊106通過所述緩沖電路103與所述單片機(jī)102的輸入端連接，所述CAN通信模塊112與所述單片機(jī)102的輸入輸出端連接，所述實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分GPS系統(tǒng)104和慣性傳感器105分別連接CAN通信模塊112，所述步進(jìn)電機(jī)108、推桿電機(jī)110、差速電機(jī)111分別通過所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片1 7、電動(dòng)推桿驅(qū)動(dòng)器109、緩沖電路103與所述單片機(jī)102的輸出端連接。
[0023]本實(shí)施例中，所述電源電路模塊101包括48V電源1011、濾波模塊1012和電壓轉(zhuǎn)換模塊1013，所述濾波模塊1012的輸入端與所述48V電源1011連接，所述濾波模塊1012的輸出端與所述電壓轉(zhuǎn)換模塊1013的輸入端連接，所述電壓轉(zhuǎn)換模塊1013用于輸出不同的電壓值。
[0024]其中，電壓轉(zhuǎn)換模塊1013包括48V轉(zhuǎn)12V的電壓轉(zhuǎn)換芯片TPS40200和48轉(zhuǎn)5V的電壓轉(zhuǎn)換芯片SX3600。
[0025]具體的，濾波模塊1012用于對48V電源進(jìn)行防電磁干擾鋁濾波，保證后續(xù)輸出的電壓對電路無干擾。
[0026]本實(shí)施例中，所述單片機(jī)102的型號包括AT89S51型號。
[0027]需要說明的是，本實(shí)用新型的單片機(jī)102還可以為其他類型的單片機(jī)，對此不做限制。
[0028]本實(shí)施例中，所述緩沖電路103包括74HC245緩沖器。
[0029]具體的，緩沖電路103用于保護(hù)單片機(jī)102的輸入輸出口免受干擾沖擊。
[0030]本實(shí)施例中，所述CAN通信模塊112包括I個(gè)CAN主節(jié)點(diǎn)和5個(gè)CAN從節(jié)點(diǎn)。
[0031]如圖2所示，監(jiān)控終端計(jì)算機(jī)通過內(nèi)部集成CAN控制器的USBCAN-1模塊組成CAN主節(jié)點(diǎn)，單片機(jī)擴(kuò)展CAN控制器MCP2515與CAN收發(fā)器TJA1050組成CAN從節(jié)點(diǎn)。
[0032]本實(shí)施例中，所述實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分GPS系統(tǒng)104和慣性傳感器105均與所述CAN通信模塊112的通信方式為RS232串口通信。
[0033]具體的，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分GPS系統(tǒng)104和慣性傳感器105分別用于測量車輛的全局定位信息、傾斜姿態(tài)信息。
[0034]本實(shí)施例中，所述實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分GPS系統(tǒng)104的型號為S86TGPS型。
[0035]本實(shí)施例中，所述慣性傳感器105的型號為NAV440型。
[0036]本實(shí)施例中，所述光電編碼器模塊106包括絕對式光電編碼器和增量式光電編碼器。
[0037]具體的，光電編碼器模塊106為位置傳感器，絕對式光電編碼器和增量式光電編碼器分別用于測量轉(zhuǎn)向輪偏角與車輛行駛速度。
[0038]本實(shí)施例中，所述絕對式光電編碼器型號為Angtron-RE-38-V-05-Lite型，所述增量式光電編碼器型號為E6B2-CWZ6C型。
[0039]需要說明的是，所述實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分GPS系統(tǒng)104、所述慣性傳感器105、和所述光電編碼器模塊106構(gòu)成該電路的傳感器部分，依次用于測量車輛的全局定位信息、傾斜姿態(tài)信息、轉(zhuǎn)向輪偏角與車輛行駛速度;所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片107和所述步進(jìn)電機(jī)108為農(nóng)用車導(dǎo)航系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)部分，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)采用齒輪傳動(dòng)方式，由步進(jìn)電機(jī)(Mdrive34型)帶動(dòng)齒輪使方向盤動(dòng)作，齒輪I與齒輪2的傳動(dòng)比為4:1;所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片107和所述電動(dòng)推桿驅(qū)動(dòng)器109為農(nóng)用車導(dǎo)航系統(tǒng)的制動(dòng)機(jī)構(gòu)部分，制動(dòng)機(jī)構(gòu)用于緊急情況控制車輛停車，由電動(dòng)推桿與制動(dòng)踏板組成，通過遙控器與單片機(jī)通信控制推桿電機(jī)的正反轉(zhuǎn)完成推拉動(dòng)作;所述差速電機(jī)111為農(nóng)用車導(dǎo)航系統(tǒng)的調(diào)速機(jī)構(gòu)部分，調(diào)速機(jī)構(gòu)通過單片機(jī)控制差速電機(jī)的輸出電壓實(shí)現(xiàn)電調(diào)速。
[0040]本實(shí)用新型的控制電路中，電源電路模塊1I給各個(gè)模塊供電，用電模塊上電后，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分GPS系統(tǒng)104和慣性傳感器105分別將采集到的車輛的全局定位信息、傾斜姿態(tài)信息通過CAN通信模塊112發(fā)送給單片機(jī)102，光電編碼器模塊106的絕對式光電編碼器和增量式光電編碼器將采集到的轉(zhuǎn)向輪偏角與車輛行駛速度通過緩沖電路103輸入到單片機(jī)102，單片機(jī)102通過步進(jìn)電機(jī)108、推桿電機(jī)110、差速電機(jī)111分別控制轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、制動(dòng)機(jī)構(gòu)以及調(diào)速機(jī)構(gòu)，進(jìn)而控制車輛的轉(zhuǎn)向、停止與調(diào)速。
[0041]最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種農(nóng)用車自主導(dǎo)航控制電路，其特征在于:包括:電源電路模塊(101)、單片機(jī)(102)、緩沖電路(103)、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分GPS系統(tǒng)(104)、慣性傳感器(105)、光電編碼器模塊(106 )、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片(107)、步進(jìn)電機(jī)(108)、電動(dòng)推桿驅(qū)動(dòng)器(109)、推桿電機(jī)(I 1)、差速電機(jī)(111)、CAN通信模塊(112); 所述電源電路模塊(101)用于給各用電模塊供電，所述光電編碼器模塊(106)通過所述緩沖電路(103)與所述單片機(jī)(102)的輸入端連接，所述CAN通信模塊(112)與所述單片機(jī)(102)的輸入輸出端連接，所述實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分GPS系統(tǒng)(104)和慣性傳感器(105)分別連接CAN通信模塊(112)，所述步進(jìn)電機(jī)(108)、推桿電機(jī)(110)、差速電機(jī)(111)分別通過所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片(107)、電動(dòng)推桿驅(qū)動(dòng)器(109)、緩沖電路(103)與所述單片機(jī)(102)的輸出端連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種農(nóng)用車自主導(dǎo)航控制電路，其特征在于:所述電源電路模塊(1I)包括48V電源(1011)、濾波模塊(1012)和電壓轉(zhuǎn)換模塊(1013)，所述濾波模塊(1012)的輸入端與所述48 V電源(I 011)連接，所述濾波模塊(I 012)的輸出端與所述電壓轉(zhuǎn)換模塊(1013)的輸入端連接，所述電壓轉(zhuǎn)換模塊(1013)用于輸出不同的電壓值。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種農(nóng)用車自主導(dǎo)航控制電路，其特征在于:所述單片機(jī)(102)的型號包括AT89S51。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種農(nóng)用車自主導(dǎo)航控制電路，其特征在于:所述緩沖電路(103)包括74HC245緩沖器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種農(nóng)用車自主導(dǎo)航控制電路，其特征在于:所述CAN通信模塊(112)包括I個(gè)CAN主節(jié)點(diǎn)和5個(gè)CAN從節(jié)點(diǎn)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種農(nóng)用車自主導(dǎo)航控制電路，其特征在于:所述實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分GPS系統(tǒng)(104)和慣性傳感器(105)均與所述CAN通信模塊(112)的通信方式為RS232串口通信。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種農(nóng)用車自主導(dǎo)航控制電路，其特征在于:實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分GPS系統(tǒng)(104)的型號為S86TGPS型。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種農(nóng)用車自主導(dǎo)航控制電路，其特征在于:所述慣性傳感器(105)的型號為NAV440型。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種農(nóng)用車自主導(dǎo)航控制電路，其特征在于:所述光電編碼器模塊(106)包括絕對式光電編碼器和增量式光電編碼器。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種農(nóng)用車自主導(dǎo)航控制電路，其特征在于:所述絕對式光電編碼器型號為Angtron-RE-38-V-05-Lite型，所述增量式光電編碼器型號為E6B2-CWZ6C型。
【文檔編號】G05D1/02GK205620811SQ201620361343
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年4月26日
【發(fā)明人】張美娜, 易中懿, 呂曉蘭, 柏宗春, 陶建平, 陸岱鵬
【申請人】江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院