[发明专利]一种农业机械方向盘电机驱动自动驾驶设备及方法

说明书

本发明提供了一种农业机械方向盘电机驱动自动驾驶设备，包括导航控制器、触摸显示装置、电机控制方向盘和机械限位开关，导航控制器用于接收差分信号，经过处理后将定位信息和相应的数据发送给触摸显示装置，所述电机控制方向盘包括方向盘电机和驱动装置，驱动装置控制方向盘电机相对转动，进而驱动车轮转动；机械限位开关用于检测车轮转角是否转动到最大位置，反馈限位触发信号给方向盘电机驱动器，本发明对现有的农业机械自动驾驶设备转向系统控制功能进行改进，取消掉前轮角度编码器，使用外接机械限位开关和电控方向盘电机自带的编码器(增量式、绝对式)实现前轮转角的位置反馈。通过控制方向盘电机增量式运动实现农业机械转向控制。

技术领域

本发明涉及自动驾驶控制领域，具体涉及到一种农业机械方向盘电机驱动自动驾驶设备及方法。

背景技术

随着信息技术的发展以及自动化水平的不断提高。高新技术与农业机械设备的结合越来越紧密。为适应现代农业的规模化、精确化发展等要求，农业生产机械的机械化和自动化越来越重要。

自动驾驶农业设备，将先进的实时定位技术、自动驾驶技术、定量实施等技术和农业设备相融合。对作业场地等实施精准作业，精准测量等操作。提高农业生产力和生产效率，降低对于作业人员的操作要求，实现高效，优质和可持续发展的农业作业。

现有的农业机械辅助自动驾驶控制系统中，车辆转向系统的控制采用连接在前轮的角度反馈装置进行位置反馈，然后结合定位控制输出进行转角的控制。专利号为CN105911985 A的中国发明专利公开了一种基于北斗导航的农业机械自动驾驶装置。该套装置通过外接角度反馈装置检测农机转向角，并将转向角信号传输给显示器装置。然后将转角信息传送给转向驱动控制器，转向驱动控制器控制方向盘转动，实现按照预定轨迹的运动。但是该自动驾驶装置使用的外接角度反馈装置，增大了系统生产成本，同时整套系统使用过程中，角度反馈装置传动部件跟随前轮动作，动作频繁后容易出现螺丝松动、连接部件松动等问题，进而导致角度数据反馈出现异常，为此，角度反馈装置重新安装后还需要定期进行角度校准。降低系统可靠性的同时也增加了设备维护成本。

发明内容

为了解决上述的缺陷，本发明提供了一种农业机械方向盘电机驱动自动驾驶设备及方法，本发明对现有的农业机械自动驾驶设备转向系统控制功能进行改进，取消掉前轮角度编码器，使用外接机械限位开关和电控方向盘电机自带的编码器(增量式、绝对式)实现前轮转角的位置反馈。通过控制方向盘电机增量式运动实现农业机械转向控制。

本发明提供了一种农业机械方向盘电机驱动自动驾驶设备，包括导航控制器、触摸显示装置、电机控制方向盘和机械限位开关，所述导航控制器用于接收差分信号，经过处理后将定位信息和相应的数据发送给触摸显示装置，所述电机控制方向盘包括方向盘电机和驱动装置，所述驱动装置控制方向盘电机相对转动，进而驱动车轮转动；所述机械限位开关用于检测车轮转角是否转动到最大位置，反馈限位触发信号给方向盘电机驱动器。

上述的自动驾驶设备，其中，还包括测量接收装置和电台接收装置，所述导航控制器通过测量接收装置和电台接收装置接收差分信号。

上述的自动驾驶设备，其中，所述方向盘电机设有编码器，用于实时反馈电机转动位置和速度。

本发明的另一面，一种农业机械方向盘电机驱动自动驾驶方法，包括以下步骤：

步骤(1)：安装机械限位开关，使得车轮转动到相应的位置时，能够触发机械开关；

步骤(2)：死区校准；

步骤(3)：建立前轮角度和电机角度对应关系Ratio(x)；

步骤(4)：根据上述建立的关系Ratio(x)，计算出机械限位触发时电机Position0对应的角度Angle0值；

步骤(5)：建立前轮角度变化增量与方向盘电机转角增量关系K：方向盘转角增量和前轮转角增量按比例关系近似；