[发明专利]一种四轮驱动四轮转向自动驾驶底盘的电控系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种电控系统，尤其涉及一种四轮驱动四轮转向自动驾驶底盘的电控系统。

背景技术

目前，随着农田经营规模逐渐扩大，地块面积越来越大，对农机作业质量要求越来越高，驾驶员操作难度也越来越大，迫切需要一种高地隙自动驾驶底盘。自动驾驶技术的使用可保证植保机械的精确作业，降低人工技术要求，为精准农业的发展奠定基础。

近年来，农机科技人员在自动驾驶技术开发方面做了一定的努力和探索。左志宇等(2010)设计了一种高地隙四轮液压驱动底盘滑转率控制系统，通过实时获取的角位移和转速信号，利用FUZZ-PID 算法实现底盘的打滑判断和调控。吴鹏等(2009)以东方红-X804型拖拉机为平台，改造原拖拉机的油路，使用电控比例液压阀，并设计电控单元，组成了自动转向控制系统。雷小龙等(2011)设计了一种植保机械底盘控制系统，硬件以AT89SC52单片机为核心，应用C 语言编程将测速模块、电源、键盘、显示模块和直流电机驱动模块有机结合起来，控制植保机械的前进和转向。目前，国内现有研究虽然能够实现底盘的驱动和转向，但是没有实现底盘的自动驾驶，自动驾驶技术水平仍然需要进一步提高。

发明内容

本发明的目的是为了提高植保机械作业精度、降低驾驶员操作难度，设计了一种高地隙全液压四轮驱动四轮转向自动驾驶底盘。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

四轮驱动四轮转向自动驾驶底盘的电控系统主要由行驶系统、转向系统、液压系统、电控系统和车架组成。行驶系统主要包括车轮、液压马达和减速机组成。

所述的底盘的液压系统主要由行走闭式回路和转向开式回路组成。

所述的行走驱动包括双联轴向柱塞变量泵、液压马达及比例电磁阀等。

所述的转向控制回路由定量齿轮泵、电液比例换向阀和4个转向油缸组成，由定量齿轮泵直接对4个转向油缸供油。

所述的电控系统由车载电脑、行车控制器、行车状态参数采集器、传感器等组成。

所述的车载电脑选用EPCS-8980型ARM工控机(广州致远电子有限公司)，具有5路USB接口、2路CAN接口和3个RS-232接口，即具有较强的数据处理能力，又具有丰富的外围扩展接口。

所述的行车控制器的主芯片采用DSP56F805。该芯片结合数字信号处理器(DSP)的处理能力与MCU功能，它还集成了8路12位精度的A/D转换模块，支持CAN2.0B协议的控制器模块。

所述的行车状态参数采集器采用广州致远电子有限公司的iCAN-4017模块、iCAN-7202模块和iCAN-4400模块。iCAN-4017模块用于采集模拟量输入信号，具有8路模拟量输入通道， 模拟量信号的分辨率为16位，可采集转向角传感器、水平倾角传感器及横摆角速度传感器的信息。

所述的角速度传感器选用TRD-J1000-RZ速度编码器(北塘区神港机电商行)，工作电压4.75~30VDC，可实现每转1000个脉冲。转向角传感器选用TMCW6V-90角度传感器(青岛泰润电子科技有限公司)，工作电压10~30VDC，输出信号1~5V，量程0°~90°，精度±0.04°。水平倾角传感器选用YC-T350D-H 倾角传感器(上海钰诚电子有限公司)，工作电压为9~15VDC，量程为±5°~±30°，输出信号为0.5~4.5V，精度为0.01°。横摆角速度传感器选用微型陀螺测量系统MIN-900-2(陕西航天长城测控有限公司)，工作电压为9VDC，方向量程为0°~360°，角速度量程为-300~300°/s，精度为±5°。

本发明的有益效果是：

四轮驱动四轮转向自动驾驶底盘的电控系统实现了对液压元器件的控制，保证了其运行的可靠性，可满足实际作业要求，同时该电控系统也可用于通用自主移动平台上。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是底盘总体布置示意图。

图2是电控系统结构图。

其中，1-消声器，2-空滤器，3-前轮罩，4-散热器，5-照明灯，6-保险杠，7-动力罩（内有发动机、泵阀等），8-电气控制箱，9-后轮罩，10-轮胎，11-燃油箱、液压箱，12-蓄电池，13-车架，14-行走驱动机构，15-轮辋，16-伸缩机构。

具体实施方式