[发明专利]履带式联合收割机的自动驾驶系统及其控制方法

权利要求书

1.一种履带式联合收割机的自动驾驶系统，包括RTK-GPS、姿态仪、自动导航电子系统、电子转向手柄、电磁液压控制系统、电控HST调速机构、摇杆电子调速手柄，其特征是：自动导航电子系统采用分布式体系结构，由导航控制器、履带ECU卡、HST-ECU卡、GPS-ECU卡和姿态ECU组成，驾驶仪表板的上方是导航控制器，驾驶仪表板的右侧是电子转向手柄，驾驶仪表板的左侧、收割机纵轴线上，是一支GPS支架，GPS支架的顶端是一台移动站RTK-GPS天线和移动站电台天线，在驾驶仪表板左侧的调速面板上，是摇杆电子调速手柄，摇杆电子调速手柄的下方是电控HST调速机构，驾驶仪表板的下方从上到下依次是ECU插件箱、RTK-GPS接收机、电磁转向液压阀；在车载蓄电池的底部是阻尼器，该电池的上方是姿态ECU；摇杆电子调速手柄与电控HST调速机构之间通过信号线联结；履带ECU卡采用单片机采集电子转向手柄的位置信号、控制电磁转向液压阀的继电器及电控节流阀的工作方式，电子转向手柄的位置信号通过光电隔离输入到单片机的I/O端口，单片机再通过光电隔离把控制信号输出到功率三极管；单片机的CCP引脚输出PWM脉冲波和电平信号，同样通过光电隔离，把PWM脉冲波和电平信号分别输入到两只开关三极管的基极，从这两只开关三极管的集电极连接到电控节流阀的电机驱动器的PWM输入和方向输入的引脚。

2.根据权利要求1所述的履带式联合收割机的自动驾驶系统，其特征是：履带ECU卡定时采集电子转向手柄的位置信号，如果在新的端口状态中发现电子转向手柄的位置产生了变化，置位手动驾驶控制标志位，复位自动驾驶控制标志位；当主程序扫描到手动驾驶标志位置位时，履带ECU卡按照电子转向手柄的开关信号改变控制电磁转向液压阀的输出端口的电平；手动驾驶的标志位既可由导航控制器发出自动/手动驾驶命令后被置位或复位，也可在电子转向手柄上按钮动作后被置位或复位；当CAN通讯中断事件发生时，在中断子程序内置位CAN通讯接收到字符的标志位，当主程序扫描到发生通讯事件时，根据接收到指令分别做出响应：在自动驾驶模式下，如果是采集端口状态的命令，则发送最近采集的端口状态，如果是调节节流阀命令，则启动PWM脉冲，驱动直流电机转动而调节节流阀的开度；如果是手动/自动切换命令，则改变手动/自动标志位。

3.根据权利要求1所述的履带式联合收割机的自动驾驶系统，其特征是：具有双伸出轴的直流减速电机的左伸出轴通过弹性联轴器与电位器的伸出轴联接，电位器的本体又通过支架固定在电控HST机构的左侧板上，主空心轴和从空心轴各通过一对轴承架在左侧板与右侧板上，直流减速电机的右伸出轴插入到主空心轴中，在该空心轴上的主动齿轮与从空心轴上的从动齿轮相互啮合，HST变速箱的伸出轴插入到从空心轴中。

4.根据权利要求1所述的履带式联合收割机的自动驾驶系统，其特征是：在摇杆电子调速手柄的侧面靠近上端部处固定一只手动/自动切换按钮B，在其杆轴线方向上固定3只霍尔传感器探头，在与这一组探头相距5mm、与该手柄活动平面平行处，固定一张铁质平板，由于摇杆电子调速手柄是以铰销为转动中心为运动的，在该平板上以铰销为圆心、摇杆电子调速手柄每转动10°处，按照二进制码的方式放置永磁圆柱体；若最外侧为二进制的低位、最内侧为二进制的高位，则这些永磁圆柱体与霍尔传感器探头产生的开关信号通过组合代表摇杆电子调速手柄的位置信息，例如停车档、前进一档、前进二档、前进三档、后退一档、后退二档、后退三档。

5.根据权利要求1所述的履带式联合收割机的自动驾驶系统，其特征是：HST-ECU卡采用单片机采集摇杆电子调速手柄的位置信号，或通过CAN接口接受运动控制指令去控制HST变速箱伸出轴转角的工作方式；电子调速手柄的位置信号和三路霍尔传感器探头信号线经光电隔离，连接到单片机的I/O端口；由电位器产生的模拟电压量通过信号线引入到由运算放大器构成低通滤波器，输入到单片机的模拟量输入引脚；单片机输出PWM脉冲波和电平信号，经光电隔离后，通过开关三极管连接到直流减速电机的驱动器的相应接线端子上，使直流减速电机在接到调控指令带动HST变速箱的伸出轴旋转。