[发明专利]温室作业平台的磁导航装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种农业作业机械技术领域的行走导航装置，特别是一种利用磁传感器获取偏航信号的温室作业平台的磁导航装置。

背景技术

温室内作业时空间狭小，为避免农业机械行走过程中轧伤作物，要求农业机械能沿指定路线行走。但由于作物发育中后期枝叶繁茂，人工操作机械时视线易受阻，加之喷农药等操作对人体伤害较大，因此采用自主导航技术，引导业机械循着作物行行走对提高生产率、改善劳动条件具有重要意义。较为成熟的导航方式主要有激光导航、色带导航、GPS导航、磁导航等。激光导航和色带导航精度很高，但对环境条件要求也较苛刻，农作物枝叶容易对激光造成遮挡，翻土、施肥过程易污染色带，影响导航效果。目前的GPS定位精度不高，一般在几米甚至十几米的量纲，不符合温室内小范围精确导航的要求。而磁导航设备安装方便、经济环保、有较高精度且导航效果受经常变化的田间环境影响小，因而成为温室平台导航技术的首选。

经对现有技术文献的检索发现，专利申请公开号：200520101460.X，名称：一种电动工具的单电源激光导航装置，由电源接头、电机、开关、转子、定子、动能输出装置、激光装置等组成。它虽然能实现较高精度的直线式定位，但不能实现自动转弯，不符合温室内不规则轨迹的自动导航的要求，且存在激光信号容易被遮挡、装置制造成本高、维护繁琐等缺点，不利于应用推广。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种温室作业平台的磁导航装置。本发明结构简单、性能可靠，实现温室作业平台准确地沿着既定的导航线路行走，成本低廉、抗干扰性强、利于推广，大大节约了劳动力成本。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括磁钉、工字型支架、磁信号采集器和微处理器，磁钉沿着作业平台的行走路线布置在地面上，磁钉产生的磁场信号为整个装置提供导航信息；工字型支架固定在作业平台上面，用来固定和支撑磁信号采集器和微处理器；磁信号采集器分别固定在工字型支架的前后臂上，用来采集磁钉发出的磁场信号，并将采集到的信息上传给微处理器；微处理器固定在工字型支架中间的连杆上，负责接收和处理来自磁信号采集器采集到的信号，并根据处理结果对作业平台发出相应的执行指令，控制作业平台正常行走。

磁信号采集器共有两个，大小、结构均相同。

所述磁钉为NdFeB永磁体，按照作业平台需要的行走路线均匀间隔铺设在地面上。

所述磁信号采集器各包括四个PCB板，四个PCB板水平等间距、高低相间布置，以平衡路面高低不平对检测到的磁场的影响。

所述的PCB板上包括一个磁传感器、放大滤波电路、基准电压源电路，磁传感器与放大滤波电路串联，放大滤波电路中的集成运算放大器基准电压由基准电压源电路提供。

作业平台行走过程中，由于磁传感器相对磁钉位置发生变化，磁传感器可以检测到不同位置磁场强弱的变化，产生不同强弱的电压信号，此电压信号经放大滤波电路处理后由PCB板上的输出端输出。一旦作业平台偏离磁钉铺设路线，磁传感器检测到的磁场强度急剧下降，信息反馈到微处理器，通过上位机控制电动机，改变作业平台前进放向，从而实现作业平台始终沿着既定路线前行。

所述微处理器由单片机串接串口通信电路组成，单片机采集八个PCB板的数据，串口通信电路传送数据信息给上位机。

本发明通过布置于地面的一列磁钉提供导航线路引导信息，依靠布置于作业平台前后的两个磁信号采集器来采集偏航信号，并将采集到的信号上传给微处理器；微处理器对磁信号采集器采集到的信息进行分析和处理，并根据处理结果发出相应的指令给作业平台，通过控制电机来调整作业平台的前进方向可靠地实现了导航。

本发明实现自动导航代替人工操作，改善了工人的劳动环境，节省了人力资源，使得温室大棚的生产成本大大降低。本发明克服了激光导航容易被农作物遮挡，色带导航容易被土壤污染以及GPS导航精度不高的缺点，且维修方便，成本低廉，只需简单改变磁钉位置即可适用不同的地形，适用性强，因此是温室作业自动导航装置的首选。

附图说明

图1是本发明一种温室作业平台的磁导航装置的工作流程框图。

图2是本发明的结构示意图；

其中：a、为结构示意正视图，b、为结构示意左视图，c、为结构示意俯视图；

图中：1：磁钉；2：工字形支架；3：第一磁信号采集器；4：微处理器；5：第二磁信号采集器。

图3是PCB板上的放大滤波电路图。

图4是PCB板上的基准电压源电路图。

具体实施方式