自動(dòng)轉(zhuǎn)向方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種自動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置，用于農(nóng)業(yè)機(jī)械，農(nóng)業(yè)機(jī)械包括：開(kāi)芯式液壓轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向油缸，該裝置包括：第一傳感器，用于獲取導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息；第二傳感器，與開(kāi)芯式液壓轉(zhuǎn)向器連接，用于獲取油壓傳感信號(hào)；控制器，與第一傳感器、第二傳感器、驅(qū)動(dòng)模塊分別連接，用于獲取第一傳感器中的導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息和第二傳感器中的油壓傳感信號(hào)，讀取、解析控制指令，根據(jù)控制指令、導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息和油壓傳感信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)模塊自動(dòng)轉(zhuǎn)向或手動(dòng)轉(zhuǎn)向；驅(qū)動(dòng)模塊，接受控制器的控制自動(dòng)轉(zhuǎn)向或手動(dòng)轉(zhuǎn)向。上述裝置不需更換原有轉(zhuǎn)向器總成就能實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動(dòng)轉(zhuǎn)向與手動(dòng)轉(zhuǎn)向無(wú)縫自動(dòng)切換，同時(shí)在自動(dòng)轉(zhuǎn)向失效時(shí)通過(guò)人工轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換到手動(dòng)的人工駕駛方式。
【專利說(shuō)明】自動(dòng)轉(zhuǎn)向方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及控制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動(dòng)導(dǎo)航控制系統(tǒng)中的自動(dòng)轉(zhuǎn)向方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著農(nóng)業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率不斷提高，農(nóng)業(yè)機(jī)械向著大型化的方向發(fā)展。自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)作為農(nóng)業(yè)智能裝備的一種核心技術(shù)不僅可以保證精確的作業(yè)行距和作業(yè)方向，并且可以長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)無(wú)需常規(guī)標(biāo)記，在降低手動(dòng)技術(shù)需求的同時(shí)，提高了作業(yè)精度以及提高了工作效率。此外，還可減少重復(fù)作業(yè)，加快作業(yè)進(jìn)度，節(jié)約時(shí)間，從而降低成本，減輕駕駛?cè)藛T的工作負(fù)荷。農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)已經(jīng)在農(nóng)作物耕種管收等環(huán)節(jié)上廣泛應(yīng)用。
[0003]轉(zhuǎn)向操控技術(shù)是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)導(dǎo)航的基礎(chǔ)，主要通過(guò)自動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)完成。自動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)通過(guò)控制系統(tǒng)的作用不斷調(diào)整前輪偏角來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)定軌跡。目前，農(nóng)用車輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)大致分為電液控制和電動(dòng)機(jī)控制2種方式。其主要方式有改裝原有轉(zhuǎn)向部分的自動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)、不改變?cè)修D(zhuǎn)向部分的自動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)2種方式。一般情況下，電液控制多米用改裝原有轉(zhuǎn)向部分的自動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)的方式實(shí)現(xiàn)，電動(dòng)機(jī)控制轉(zhuǎn)向?qū)?yīng)不改變?cè)修D(zhuǎn)向部分的自動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
[0004]當(dāng)前大多數(shù)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械采用液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，因此轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的自動(dòng)控制大多是通過(guò)改裝現(xiàn)有的液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。改裝現(xiàn)有液壓系統(tǒng)一般由兩種方式。方式1:在原有轉(zhuǎn)向油路基礎(chǔ)上并聯(lián)安裝電液比例方向閥實(shí)現(xiàn)電液轉(zhuǎn)向控制，同時(shí)在原有油路上增加3個(gè)手動(dòng)切換閥實(shí)現(xiàn)手動(dòng)轉(zhuǎn)向和自動(dòng)轉(zhuǎn)向的切換。方式2:將原有轉(zhuǎn)向油路的開(kāi)芯式轉(zhuǎn)向器總成更換成閉芯式轉(zhuǎn)向器總成，在此基礎(chǔ)上并聯(lián)安裝的電液比例方向閥實(shí)現(xiàn)電液轉(zhuǎn)向控制，同時(shí)在原有油路上增加優(yōu)先閥，通過(guò)優(yōu)先閥和閉芯式轉(zhuǎn)向器總成聯(lián)合作用實(shí)現(xiàn)自動(dòng)轉(zhuǎn)向與手動(dòng)轉(zhuǎn)向無(wú)縫自動(dòng)切換和自動(dòng)轉(zhuǎn)向失效時(shí)手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)實(shí)現(xiàn)人工駕駛。
[0005]方式I具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，但是無(wú)法實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動(dòng)轉(zhuǎn)向與手動(dòng)轉(zhuǎn)向無(wú)縫自動(dòng)切換，同時(shí)在自動(dòng)轉(zhuǎn)向失效時(shí)無(wú)法通過(guò)人工轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)自動(dòng)切換到人工駕駛方式。方式2可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)轉(zhuǎn)向與手動(dòng)轉(zhuǎn)向無(wú)縫自動(dòng)切換和自動(dòng)導(dǎo)航控制失效時(shí)人工轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)實(shí)現(xiàn)人工駕駛；但由于大多數(shù)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械采用開(kāi)芯式轉(zhuǎn)向器總成，在改裝需要將原有開(kāi)芯式轉(zhuǎn)向器總成更換成閉芯式轉(zhuǎn)向器總成，改裝操作復(fù)雜，同時(shí)受轉(zhuǎn)向器總成安裝空間限制，沒(méi)有優(yōu)先閥加裝空間，導(dǎo)致改裝失敗。
[0006]鑒于此，如何提供一種不需更換原有轉(zhuǎn)向器總成就能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動(dòng)轉(zhuǎn)向與手動(dòng)轉(zhuǎn)向無(wú)縫自動(dòng)切換，同時(shí)在自動(dòng)轉(zhuǎn)向失效時(shí)通過(guò)人工轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)切換到手動(dòng)的人工駕駛方式的農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)轉(zhuǎn)向方法及裝置成為當(dāng)前需要解決的技術(shù)問(wèn)題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明提供一種自動(dòng)轉(zhuǎn)向方法及裝置，不需更換原有轉(zhuǎn)向器總成就能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動(dòng)轉(zhuǎn)向與手動(dòng)轉(zhuǎn)向無(wú)縫自動(dòng)切換，同時(shí)在自動(dòng)轉(zhuǎn)向失效時(shí)通過(guò)人工轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)切換到手動(dòng)的人工駕駛方式。
[0008]第一方面，本發(fā)明提供一種自動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置，用于農(nóng)業(yè)機(jī)械，所述農(nóng)業(yè)機(jī)械包括:開(kāi)芯式液壓轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向油缸，所述裝置包括:
[0009]第一傳感器，用于獲取導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息；
[0010]第二傳感器，與所述開(kāi)芯式液壓轉(zhuǎn)向器的P 口連接，用于獲取油壓傳感信號(hào)；
[0011]控制器，與所述第一傳感器、所述第二傳感器、驅(qū)動(dòng)模塊分別連接，用于獲取第一傳感器中的導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息和第二傳感器中的油壓傳感信號(hào)，讀取、解析控制指令，根據(jù)所述控制指令、所述導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息和所述油壓傳感信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)模塊進(jìn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)向或手動(dòng)轉(zhuǎn)向；
[0012]驅(qū)動(dòng)模塊，接受控制器的控制進(jìn)行農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)轉(zhuǎn)向或手動(dòng)轉(zhuǎn)向。
[0013]可選地，所述根據(jù)所述控制指令、所述導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息和所述油壓傳感信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)模塊進(jìn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)向或手動(dòng)轉(zhuǎn)向，具體為:
[0014]判斷控制指令是轉(zhuǎn)向指令還是停止轉(zhuǎn)向指令，若控制指令是停止指令，控制器控制驅(qū)動(dòng)模塊停止自動(dòng)轉(zhuǎn)向；若控制指令是轉(zhuǎn)向指令，判斷油壓傳感信號(hào)是低電平信號(hào)還是高電平信號(hào)或脈沖信號(hào)，若油壓傳感信號(hào)是低電平信號(hào)，根據(jù)控制指令和導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息計(jì)算控制量，根據(jù)控制量控制驅(qū)動(dòng)模塊，進(jìn)而自動(dòng)轉(zhuǎn)向；若油壓傳感信號(hào)是高電平信號(hào)或脈沖信號(hào)，控制器控制驅(qū)動(dòng)模塊停止自動(dòng)轉(zhuǎn)向，進(jìn)而進(jìn)行手動(dòng)轉(zhuǎn)向。
[0015]可選地，所述控制器還包括:
[0016]人機(jī)交互終端，用于顯示農(nóng)業(yè)機(jī)械是自動(dòng)轉(zhuǎn)向還是手動(dòng)轉(zhuǎn)向。
[0017]可選地，所述驅(qū)動(dòng)模塊，包括:
[0018]電液比例方向閥，與電磁閥、所述開(kāi)芯式液壓轉(zhuǎn)向器、所述轉(zhuǎn)向油缸分別連接，用于控制油液的流向和流速，以使所述轉(zhuǎn)向油缸的活塞伸縮進(jìn)而自動(dòng)轉(zhuǎn)向；
[0019]電磁閥，用于控制油液是否流入所述電液比例方向閥；
[0020]可選地，所述電液比例方向閥，與電磁閥、所述開(kāi)芯式液壓轉(zhuǎn)向器、所述轉(zhuǎn)向油缸分別連接，具體為:
[0021]所述電液比例方向閥的P 口通過(guò)所述電磁閥與所述電液比例方向閥的T 口連接，所述電液比例方向閥的T 口與所述開(kāi)芯式液壓轉(zhuǎn)向器的P 口連接，所述電液比例方向閥與所述開(kāi)芯式液壓轉(zhuǎn)向器串聯(lián)后再與所述轉(zhuǎn)向油缸串聯(lián)，所述控制器與所述電液比例方向閥、所述電磁閥分別連接。
[0022]可選地，所述裝置還包括:
[0023]保護(hù)器，與所述驅(qū)動(dòng)模塊、所述轉(zhuǎn)向油缸分別連接，用于在控制器斷開(kāi)所述驅(qū)動(dòng)模塊的電源進(jìn)行手動(dòng)轉(zhuǎn)向時(shí)或在自動(dòng)轉(zhuǎn)向失效時(shí)，使所述驅(qū)動(dòng)模塊與所述轉(zhuǎn)向油缸油路隔離。
[0024]可選地，所述保護(hù)器是液壓鎖。
[0025]可選地，所述電液比例方向閥、所述電磁閥、所述液壓鎖、所述開(kāi)芯式液壓轉(zhuǎn)向器、所述第二傳感器、所述轉(zhuǎn)向油缸之間通過(guò)閥塊或液壓管路連接。
[0026]第二方面，本發(fā)明提供一種使用權(quán)利要求上述裝置的自動(dòng)轉(zhuǎn)向方法，包括:
[0027]獲取第一傳感器中的導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息；
[0028]獲取第二傳感器中的油壓傳感信號(hào)；
[0029]讀取、解析控制指令，根據(jù)所述控制指令、所述導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息和所述油壓傳感信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)模塊進(jìn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)向或手動(dòng)轉(zhuǎn)向。
[0030]可選地，所述根據(jù)所述控制指令、所述導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息和所述油壓傳感信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)模塊進(jìn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)向或手動(dòng)轉(zhuǎn)向的步驟，具體為:
[0031]判斷控制指令是轉(zhuǎn)向指令還是停止轉(zhuǎn)向指令；
[0032]若控制指令是停止指令，控制驅(qū)動(dòng)模塊停止自動(dòng)轉(zhuǎn)向；
[0033]若控制指令是轉(zhuǎn)向指令，判斷油壓傳感信號(hào)是低電平信號(hào)還是高電平信號(hào)或脈沖信號(hào);
[0034]若油壓傳感信號(hào)是低電平信號(hào)，根據(jù)控制指令和導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息計(jì)算控制量，根據(jù)控制量控制驅(qū)動(dòng)模塊來(lái)控制油液的流向和流速，以使轉(zhuǎn)向油缸的活塞伸縮以執(zhí)行自動(dòng)轉(zhuǎn)向操作；
[0035]若油壓傳感信號(hào)是高電平信號(hào)或脈沖信號(hào)，控制驅(qū)動(dòng)模塊斷電停止自動(dòng)轉(zhuǎn)向，進(jìn)而進(jìn)行手動(dòng)轉(zhuǎn)向。
[0036]由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明的自動(dòng)轉(zhuǎn)向方法及裝置，不需更換原有轉(zhuǎn)向器總成就能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動(dòng)轉(zhuǎn)向與手動(dòng)轉(zhuǎn)向無(wú)縫自動(dòng)切換，同時(shí)在自動(dòng)轉(zhuǎn)向失效時(shí)通過(guò)人工轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)切換到手動(dòng)的人工駕駛方式。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0037]圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的自動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖2為本發(fā)明第二實(shí)施例提供的自動(dòng)轉(zhuǎn)向方法的流程示意圖；
[0039]圖3為本發(fā)明第三實(shí)施例提供的自動(dòng)轉(zhuǎn)向方法的流程示意圖；
[0040]附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的兀件列表如下:
[0041]1、開(kāi)芯式液壓轉(zhuǎn)向器；2、轉(zhuǎn)向油缸；3、人機(jī)交互終端；4、控制器；5、泵源系統(tǒng)；6、電液比例方向閥；7、第一傳感器；8、保護(hù)器；9、第二傳感器；10、電磁閥；11、驅(qū)動(dòng)模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0042]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
[0043]圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的自動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，本實(shí)施例的自動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置，用于農(nóng)業(yè)機(jī)械，所述農(nóng)業(yè)機(jī)械包括:開(kāi)芯式液壓轉(zhuǎn)向器I和轉(zhuǎn)向油缸2，其特征在于，所述裝置包括:
[0044]第一傳感器7，用于獲取導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息；
[0045]第二傳感器9，與所述開(kāi)芯式液壓轉(zhuǎn)向器I的P 口連接，用于獲取油壓傳感信號(hào)；
[0046]控制器4，與所述第一傳感器7、所述第二傳感器9、驅(qū)動(dòng)模塊11分別連接，用于獲取第一傳感器中的導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息和第二傳感器中的油壓傳感信號(hào)，讀取、解析控制指令，根據(jù)所述控制指令、所述導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息和所述油壓傳感信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)模塊進(jìn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)向或手動(dòng)轉(zhuǎn)向；
[0047]驅(qū)動(dòng)模塊11，接受控制器的控制進(jìn)行農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)轉(zhuǎn)向或手動(dòng)轉(zhuǎn)向。
[0048]應(yīng)理解的是，前述的第一傳感器7 (即轉(zhuǎn)角傳感器)通過(guò)適配件安裝在農(nóng)業(yè)機(jī)械的前橋上，控制器4安裝在駕駛室內(nèi)，第二傳感器9(即油壓傳感器)和驅(qū)動(dòng)模塊11的元件安裝在閥塊上，閥塊通過(guò)適配件安裝在農(nóng)業(yè)機(jī)械排氣管下面的機(jī)體上。
[0049]具體地，所述根據(jù)所述控制指令、所述導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息和所述油壓傳感信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)模塊進(jìn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)向或手動(dòng)轉(zhuǎn)向，具體為:
[0050]判斷控制指令是轉(zhuǎn)向指令還是停止轉(zhuǎn)向指令，若控制指令是停止指令，控制器控制驅(qū)動(dòng)模塊停止自動(dòng)轉(zhuǎn)向；若控制指令是轉(zhuǎn)向指令，判斷油壓傳感信號(hào)是低電平信號(hào)還是高電平信號(hào)或脈沖信號(hào)，若油壓傳感信號(hào)是低電平信號(hào)，根據(jù)控制指令和導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息計(jì)算控制量，根據(jù)控制量控制驅(qū)動(dòng)模塊，進(jìn)而自動(dòng)轉(zhuǎn)向；若油壓傳感信號(hào)是高電平信號(hào)或脈沖信號(hào)，控制器控制驅(qū)動(dòng)模塊停止自動(dòng)轉(zhuǎn)向，進(jìn)而進(jìn)行手動(dòng)轉(zhuǎn)向。
[0051]可選地，所述控制器4還包括:
[0052]人機(jī)交互終端3，用于顯示農(nóng)業(yè)機(jī)械是自動(dòng)轉(zhuǎn)向還是手動(dòng)轉(zhuǎn)向。
[0053]舉例來(lái)說(shuō)，拖拉機(jī)是一種農(nóng)用機(jī)械，拖拉機(jī)的人機(jī)交互終端3是車載控制計(jì)算機(jī)，所述控制器4與所述車載控制計(jì)算機(jī)通過(guò)總線連接。
[0054]具體地，所述驅(qū)動(dòng)模塊11，包括:
[0055]電液比例方向閥6，與電磁閥10、所述開(kāi)芯式液壓轉(zhuǎn)向器1、所述轉(zhuǎn)向油缸2分別連接，用于控制油液的流向和流速，以使所述轉(zhuǎn)向油缸2的活塞伸縮進(jìn)而自動(dòng)轉(zhuǎn)向；
[0056]電磁閥10，用于控制油液是否流入所述電液比例方向閥6 ；
[0057]進(jìn)一步地，所述電液比例方向閥6，與電磁閥10、所述開(kāi)芯式液壓轉(zhuǎn)向器1、所述轉(zhuǎn)向油缸2分別連接，具體為:
[0058]所述電液比例方向閥6的P 口通過(guò)所述電磁閥10與所述電液比例方向閥6的T口連接，所述電液比例方向閥6的T 口與所述開(kāi)芯式液壓轉(zhuǎn)向器I的P 口連接，所述電液比例方向閥6與所述開(kāi)芯式液壓轉(zhuǎn)向器I串聯(lián)后再與所述轉(zhuǎn)向油缸2串聯(lián)，所述控制器4與所述電液比例方向閥6、所述電磁閥10分別連接。
[0059]在具體應(yīng)用的過(guò)程中，農(nóng)業(yè)機(jī)械還包括泵源系統(tǒng)5，所述電液比例方向閥6的P 口與所述泵源系統(tǒng)5連接。
[0060]應(yīng)理解的是，所述電液比例方向閥6和所述電磁閥10安裝在閥塊上，閥塊通過(guò)適配件安裝在農(nóng)業(yè)機(jī)械排氣管下面的機(jī)體上。
[0061]進(jìn)一步地，所述裝置還包括:
[0062]保護(hù)器8，與所述驅(qū)動(dòng)模塊11、所述轉(zhuǎn)向油缸2分別連接，用于在控制器4斷開(kāi)所述驅(qū)動(dòng)模塊11的電源進(jìn)行手動(dòng)轉(zhuǎn)向時(shí)或在自動(dòng)轉(zhuǎn)向失效時(shí)，使所述驅(qū)動(dòng)模塊11與所述轉(zhuǎn)向油缸2油路隔離。
[0063]應(yīng)理解的是，保護(hù)器8安裝在閥塊上，閥塊通過(guò)適配件安裝在農(nóng)業(yè)機(jī)械排氣管下面的機(jī)體上。
[0064]舉例來(lái)說(shuō)，所述保護(hù)器8是液壓鎖。
[0065]應(yīng)說(shuō)明的是，所述開(kāi)芯式液壓轉(zhuǎn)向器I是農(nóng)業(yè)機(jī)械原有的轉(zhuǎn)向器總成，與方向盤(pán)相連接負(fù)責(zé)手動(dòng)轉(zhuǎn)向。在自動(dòng)轉(zhuǎn)向失效(即控制器4讀取的控制指令是轉(zhuǎn)向指令，且油壓傳感信號(hào)是低電平信號(hào)，控制器4根據(jù)控制指令和導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息計(jì)算控制量，根據(jù)控制量控制驅(qū)動(dòng)模塊11，進(jìn)而進(jìn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)向后，在進(jìn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)向的過(guò)程中控制指令不變，但是自動(dòng)轉(zhuǎn)向突然停止)時(shí)，例如出現(xiàn)所述電液比例方向閥6卡死等情況導(dǎo)致自動(dòng)轉(zhuǎn)向失效，保護(hù)器8使所述驅(qū)動(dòng)模塊11與所述轉(zhuǎn)向油缸2油路隔離，同時(shí)人工轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)使所述開(kāi)芯式液壓轉(zhuǎn)向器I動(dòng)作，所述油壓傳感信號(hào)是高電平信號(hào)或脈沖信號(hào)，控制器4控制驅(qū)動(dòng)模塊斷開(kāi)所述電液比例方向閥6和所述電磁閥10的電源停止自動(dòng)轉(zhuǎn)向。
[0066]具體地，所有液壓元件，包括所述電液比例方向閥6、所述電磁閥10、所述保護(hù)器
8、所述開(kāi)芯式液壓轉(zhuǎn)向器1、所述第二傳感器9 (即油壓傳感器)、所述轉(zhuǎn)向油缸2在連接時(shí)是通過(guò)閥塊或液壓管路連接的。
[0067]具體地，控制器4控制驅(qū)動(dòng)模塊11進(jìn)行手動(dòng)轉(zhuǎn)向的過(guò)程是:控制器4切斷驅(qū)動(dòng)模塊11的電液比例方向閥6和電磁閥10的電源，使用所述開(kāi)芯式液壓轉(zhuǎn)向器I進(jìn)行手動(dòng)轉(zhuǎn)向，同時(shí)保護(hù)器8使所述驅(qū)動(dòng)模塊11與所述轉(zhuǎn)向油缸2油路隔離。
[0068]應(yīng)說(shuō)明的是，液壓系統(tǒng)工作原理如下所述。
[0069](I)開(kāi)芯式液壓轉(zhuǎn)向器I不動(dòng)作、電液比例方向閥6電磁鐵與電磁閥10電磁鐵均不得電時(shí)，高壓油被泵入電磁閥10的P 口后直接從其T 口流出，流入開(kāi)芯式液壓轉(zhuǎn)向器I的P 口后直接從其T 口回油箱。此過(guò)程中，第二傳感器9(即油壓傳感器)輸出低電平信號(hào)。
[0070](2)開(kāi)芯式液壓轉(zhuǎn)向器I動(dòng)作、電液比例方向閥6電磁鐵與電磁閥10電磁鐵均不得電時(shí)，高壓油被泵入電磁閥10的P 口后直接從其T 口流出，流入開(kāi)芯式液壓轉(zhuǎn)向器I的P 口驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向油缸2來(lái)驅(qū)動(dòng)液壓轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向。此過(guò)程中，第二傳感器9 (即油壓傳感器)輸出高電平信號(hào)。
[0071](3)開(kāi)芯式液壓轉(zhuǎn)向器I不動(dòng)作、電液比例方向閥6電磁鐵與電磁閥10電磁鐵同時(shí)得電時(shí)，高壓油被泵入電液比例方向閥6的P 口，通過(guò)電液比例方向閥6控制油液流向與流量，流經(jīng)保護(hù)器8驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向油缸2來(lái)驅(qū)動(dòng)液壓轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向，低壓油從電液比例方向閥6的T 口流入開(kāi)芯式液壓轉(zhuǎn)向器I的P 口后直接從其T 口回油箱。此過(guò)程中，第二傳感器9 (即油壓傳感器)輸出低電平信號(hào)。
[0072](4)開(kāi)芯式液壓轉(zhuǎn)向器I動(dòng)作、電液比例方向閥6電磁鐵與電磁閥10電磁鐵同時(shí)得電時(shí)，高壓油被泵入電液比例方向閥6的P 口，通過(guò)電液比例方向閥6控制油液流向與流量，流經(jīng)保護(hù)器8流向轉(zhuǎn)向油缸，低壓油從電液比例方向閥6的T 口流入開(kāi)芯式液壓轉(zhuǎn)向器I的P 口也流入轉(zhuǎn)向油缸2，后直接從其T 口回油箱。此過(guò)程中，第二傳感器9 (即油壓傳感器)輸出脈沖或高電平信號(hào)。
[0073]由此，上述的自動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置，可以不需更換原有轉(zhuǎn)向器總成就能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)轉(zhuǎn)向與手動(dòng)轉(zhuǎn)向無(wú)縫自動(dòng)切換，同時(shí)在自動(dòng)轉(zhuǎn)向失效時(shí)通過(guò)人工轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)切換到手動(dòng)的人工駕駛方式。
[0074]圖2為本發(fā)明第二實(shí)施例提供的自動(dòng)轉(zhuǎn)向方法的流程示意圖，如圖2所示，本實(shí)施例的使用第一實(shí)施例所述裝置的自動(dòng)轉(zhuǎn)向方法如下所述。
[0075]201:獲取第一傳感器中的導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息。
[0076]202:獲取第二傳感器中的油壓傳感信號(hào)。
[0077]203:讀取、解析控制指令，根據(jù)所述控制指令、所述導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息和所述油壓傳感信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)模塊進(jìn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)向或手動(dòng)轉(zhuǎn)向。
[0078]具體地，在步驟203中“根據(jù)所述控制指令、所述導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息和所述油壓傳感信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)模塊進(jìn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)向或手動(dòng)轉(zhuǎn)向”，具體為圖中未示出的步驟2031至2035:
[0079]2031:判斷控制指令是轉(zhuǎn)向指令還是停止轉(zhuǎn)向指令。
[0080]2032:若控制指令是停止指令，控制驅(qū)動(dòng)模塊停止自動(dòng)轉(zhuǎn)向。
[0081]2033:若控制指令是轉(zhuǎn)向指令，判斷油壓傳感信號(hào)是低電平信號(hào)還是高電平信號(hào)或脈沖信號(hào)。
[0082]2034:若油壓傳感信號(hào)是低電平信號(hào)，根據(jù)控制指令和導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息計(jì)算控制量，根據(jù)控制量控制驅(qū)動(dòng)模塊來(lái)控制油液的流向和流速，以使轉(zhuǎn)向油缸的活塞伸縮以執(zhí)行自動(dòng)轉(zhuǎn)向操作。
[0083]2035:若油壓傳感信號(hào)是高電平信號(hào)或脈沖信號(hào)，控制驅(qū)動(dòng)模塊斷電停止自動(dòng)轉(zhuǎn)向，進(jìn)而進(jìn)行手動(dòng)轉(zhuǎn)向。
[0084]舉例來(lái)說(shuō)，步驟2034的所述控制量是控制器根據(jù)控制指令和導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息通過(guò)智能控制算法計(jì)算出來(lái)的。
[0085]應(yīng)說(shuō)明的是，液壓系統(tǒng)工作原理如下所述。
[0086](I)開(kāi)芯式液壓轉(zhuǎn)向器不動(dòng)作、電液比例方向閥電磁鐵與電磁閥電磁鐵均不得電時(shí)，高壓油被泵入電磁閥P 口后直接從其T 口流出，流入開(kāi)芯式液壓轉(zhuǎn)向器P 口后直接從其T 口回油箱。此過(guò)程中，第二傳感器(即油壓傳感器)輸出低電平信號(hào)。
[0087](2)開(kāi)芯式液壓轉(zhuǎn)向器動(dòng)作、電液比例方向閥電磁鐵與電磁閥電磁鐵均不得電時(shí)，高壓油被泵入電磁閥P 口后直接從其T 口流出，流入開(kāi)芯式液壓轉(zhuǎn)向器P 口驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向油缸來(lái)驅(qū)動(dòng)液壓轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向。此過(guò)程中，第二傳感器(即油壓傳感器)輸出高電平信號(hào)。
[0088](3)開(kāi)芯式液壓轉(zhuǎn)向器不動(dòng)作、電液比例方向閥電磁鐵與電磁閥電磁鐵同時(shí)得電時(shí)，高壓油被泵入電液比例方向閥P 口，通過(guò)電液比例方向閥控制油液流向與流量，流經(jīng)保護(hù)器驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向油缸來(lái)驅(qū)動(dòng)液壓轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向，低壓油從電液比例方向閥T 口流入轉(zhuǎn)向器P口后直接從其T 口回油箱。此過(guò)程中，第二傳感器(即油壓傳感器)輸出低電平信號(hào)。
[0089](4)開(kāi)芯式液壓轉(zhuǎn)向器動(dòng)作、電液比例方向閥電磁鐵與電磁閥電磁鐵同時(shí)得電時(shí)，高壓油被泵入電液比例方向閥P 口，通過(guò)電液比例方向閥控制油液流向與流量，流經(jīng)保護(hù)器流向轉(zhuǎn)向油缸，低壓油從電液比例方向閥T 口流入開(kāi)芯式液壓轉(zhuǎn)向器P 口也流入轉(zhuǎn)向油缸，后直接從其T 口回油箱。此過(guò)程中，第二傳感器(即油壓傳感器)輸出脈沖或高電平信號(hào)。
[0090]進(jìn)一步地，在自動(dòng)轉(zhuǎn)向失效(即在步驟2034后，在進(jìn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)向的過(guò)程中控制指令不變，但是自動(dòng)轉(zhuǎn)向突然停止)時(shí)，例如出現(xiàn)所述電液比例方向閥卡死等情況導(dǎo)致自動(dòng)轉(zhuǎn)向失效，保護(hù)器使所述驅(qū)動(dòng)模塊的所述電液比例方向與所述轉(zhuǎn)向油缸油路隔離，同時(shí)人工轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)使所述開(kāi)芯式液壓轉(zhuǎn)向器動(dòng)作，所述油壓傳感信號(hào)是高電平信號(hào)或脈沖信號(hào)，控制器控制驅(qū)動(dòng)模塊斷開(kāi)所述電液比例方向閥和所述電磁閥的電源停止自動(dòng)轉(zhuǎn)向。
[0091]本實(shí)施例的自動(dòng)轉(zhuǎn)向方法，可以不需更換原有轉(zhuǎn)向器總成就能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動(dòng)轉(zhuǎn)向與手動(dòng)轉(zhuǎn)向無(wú)縫自動(dòng)切換，同時(shí)在自動(dòng)轉(zhuǎn)向失效時(shí)通過(guò)人工轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)切換到手動(dòng)的人工駕駛方式。
[0092]圖3為本發(fā)明第三實(shí)施例提供的自動(dòng)轉(zhuǎn)向方法的流程示意圖，如圖3所示，本實(shí)施例的自動(dòng)轉(zhuǎn)向方法如下所述。
[0093]301:控制器初始化。
[0094]應(yīng)說(shuō)明的是，控制器初始化包括對(duì)總線、轉(zhuǎn)向控制相關(guān)狀態(tài)等參數(shù)初始化。
[0095]302:控制器讀取讀取角度傳感器測(cè)量值。
[0096]303:判斷角度傳感器測(cè)量值是否超出正常范圍。
[0097]304:若角度傳感器測(cè)量值超出正常范圍，發(fā)送角度傳感器異常消息到總線，跳轉(zhuǎn)到步驟302。
[0098]305:控制器從總線讀取控制指令，并對(duì)控制指令進(jìn)行解析。
[0099]306:判斷是否為導(dǎo)航控制指令，若非導(dǎo)航控制指令，跳轉(zhuǎn)到步驟308。
[0100]307:判斷是否為自動(dòng)導(dǎo)航指令。若為自動(dòng)導(dǎo)航指令，轉(zhuǎn)向標(biāo)識(shí)位置為“自動(dòng)”；否貝U，轉(zhuǎn)向標(biāo)識(shí)位置為“手動(dòng)”。
[0101]308:讀取油壓傳感器測(cè)量值。
[0102]309:判斷油壓傳感器是否是高電平信號(hào)或脈沖信號(hào)。
[0103]310:若為高電平信號(hào)或脈沖信號(hào)，貝U表不人工轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)，此時(shí)轉(zhuǎn)向標(biāo)識(shí)位置為“手動(dòng)”，同時(shí)發(fā)送“手動(dòng)”轉(zhuǎn)向消息到總線。
[0104]311:判斷轉(zhuǎn)向標(biāo)識(shí)位是否為“自動(dòng)”。
[0105]312:若為“自動(dòng)”狀態(tài)，則通過(guò)智能控制算法計(jì)算控制量控制電液比例方向閥和電磁閥控制轉(zhuǎn)向液壓缸活塞伸縮驅(qū)動(dòng)導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)到預(yù)期位置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)轉(zhuǎn)向。
[0106]313:若不為“自動(dòng)”狀態(tài)，則給電液比例方向閥和電磁閥斷電停止自動(dòng)轉(zhuǎn)向。
[0107]應(yīng)說(shuō)明的是，本實(shí)施例的農(nóng)業(yè)機(jī)械是拖拉機(jī)，但不限定于拖拉機(jī)，還可以是其他的農(nóng)業(yè)機(jī)械。
[0108]進(jìn)一步地，在自動(dòng)轉(zhuǎn)向失效(即在步驟312后，在進(jìn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)向的過(guò)程中控制指令不變，但是自動(dòng)轉(zhuǎn)向突然停止)時(shí)，例如出現(xiàn)所述電液比例方向閥卡死等情況導(dǎo)致自動(dòng)轉(zhuǎn)向失效，保護(hù)器使所述驅(qū)動(dòng)模塊的所述電液比例方向與所述轉(zhuǎn)向油缸油路隔離，同時(shí)人工轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)使所述開(kāi)芯式液壓轉(zhuǎn)向器動(dòng)作，所述油壓傳感信號(hào)是高電平信號(hào)或脈沖信號(hào)，控制器控制驅(qū)動(dòng)模塊斷開(kāi)所述電液比例方向閥和所述電磁閥的電源停止自動(dòng)轉(zhuǎn)向。
[0109]本實(shí)施例的自動(dòng)轉(zhuǎn)向方法，可以不需更換原有轉(zhuǎn)向器總成就能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動(dòng)轉(zhuǎn)向與手動(dòng)轉(zhuǎn)向無(wú)縫自動(dòng)切換，同時(shí)在自動(dòng)轉(zhuǎn)向失效時(shí)通過(guò)人工轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)切換到手動(dòng)的人工駕駛方式。
[0110]最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種自動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置，用于農(nóng)業(yè)機(jī)械，所述農(nóng)業(yè)機(jī)械包括:開(kāi)芯式液壓轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向油缸，其特征在于，所述裝置包括: 第一傳感器，用于獲取導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息； 第二傳感器，與所述開(kāi)芯式液壓轉(zhuǎn)向器的P 口連接，用于獲取油壓傳感信號(hào)； 控制器，與所述第一傳感器、所述第二傳感器、驅(qū)動(dòng)模塊分別連接，用于獲取第一傳感器中的導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息和第二傳感器中的油壓傳感信號(hào)，讀取、解析控制指令，根據(jù)所述控制指令、所述導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息和所述油壓傳感信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)模塊進(jìn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)向或手動(dòng)轉(zhuǎn)向； 驅(qū)動(dòng)模塊，接受控制器的控制進(jìn)行農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)轉(zhuǎn)向或手動(dòng)轉(zhuǎn)向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述根據(jù)所述控制指令、所述導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息和所述油壓傳感信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)模塊進(jìn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)向或手動(dòng)轉(zhuǎn)向，具體為: 判斷控制指令是轉(zhuǎn)向指令還是停止轉(zhuǎn)向指令，若控制指令是停止指令，控制器控制驅(qū)動(dòng)模塊停止自動(dòng)轉(zhuǎn)向；若控制指令是轉(zhuǎn)向指令，判斷油壓傳感信號(hào)是低電平信號(hào)還是高電平信號(hào)或脈沖信號(hào)，若油壓傳感信號(hào)是低電平信號(hào)，根據(jù)控制指令和導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息計(jì)算控制量，根據(jù)控制量控制驅(qū)動(dòng)模塊，進(jìn)而自動(dòng)轉(zhuǎn)向；若油壓傳感信號(hào)是高電平信號(hào)或脈沖信號(hào)，控制器控制驅(qū)動(dòng)模塊停止自動(dòng)轉(zhuǎn)向，進(jìn)而進(jìn)行手動(dòng)轉(zhuǎn)向。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述控制器還包括: 人機(jī)交互終端，用于顯示農(nóng)業(yè)機(jī)械是自動(dòng)轉(zhuǎn)向還是手動(dòng)轉(zhuǎn)向。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)模塊，包括: 電液比例方向閥，與電磁閥、所述開(kāi)芯式液壓轉(zhuǎn)向器、所述轉(zhuǎn)向油缸分別連接，用于控制油液的流向和流速，以使所述轉(zhuǎn)向油缸的活塞伸縮進(jìn)而自動(dòng)轉(zhuǎn)向； 電磁閥，用于控制油液是否流入所述電液比例方向閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述電液比例方向閥，與電磁閥、所述開(kāi)芯式液壓轉(zhuǎn)向器、所述轉(zhuǎn)向油缸分別連接，具體為: 所述電液比例方向閥的P 口通過(guò)所述電磁閥與所述電液比例方向閥的T 口連接，所述電液比例方向閥的T 口與所述開(kāi)芯式液壓轉(zhuǎn)向器的P 口連接，所述電液比例方向閥與所述開(kāi)芯式液壓轉(zhuǎn)向器串聯(lián)后再與所述轉(zhuǎn)向油缸串聯(lián)，所述控制器與所述電液比例方向閥、所述電磁閥分別連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括: 保護(hù)器，與所述驅(qū)動(dòng)模塊、所述轉(zhuǎn)向油缸分別連接，用于在控制器斷開(kāi)所述驅(qū)動(dòng)模塊的電源進(jìn)行手動(dòng)轉(zhuǎn)向時(shí)或在自動(dòng)轉(zhuǎn)向失效時(shí)，使所述驅(qū)動(dòng)模塊與所述轉(zhuǎn)向油缸油路隔離。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述保護(hù)器是液壓鎖。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一所述的裝置，其特征在于，所述電液比例方向閥、所述電磁閥、所述液壓鎖、所述開(kāi)芯式液壓轉(zhuǎn)向器、所述第二傳感器、所述轉(zhuǎn)向油缸之間通過(guò)閥塊或液壓管路連接。
9.一種使用權(quán)利要求1至8所述裝置的自動(dòng)轉(zhuǎn)向方法，其特征在于，包括: 獲取第一傳感器中的導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息； 獲取第二傳感器中的油壓傳感信號(hào)； 讀取、解析控制指令，根據(jù)所述控制指令、所述導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息和所述油壓傳感信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)模塊進(jìn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)向或手動(dòng)轉(zhuǎn)向。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述控制指令、所述導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息和所述油壓傳感信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)模塊進(jìn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)向或手動(dòng)轉(zhuǎn)向的步驟，具體為: 判斷控制指令是轉(zhuǎn)向指令還是停止轉(zhuǎn)向指令； 若控制指令是停止指令，控制驅(qū)動(dòng)模塊停止自動(dòng)轉(zhuǎn)向； 若控制指令是轉(zhuǎn)向指令，判斷油壓傳感信號(hào)是低電平信號(hào)還是高電平信號(hào)或脈沖信號(hào); 若油壓傳感信號(hào)是低電平信號(hào)，根據(jù)控制指令和導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角信息計(jì)算控制量，根據(jù)控制量控制驅(qū)動(dòng)模塊來(lái)控制油液的流向和流速，以使轉(zhuǎn)向油缸的活塞伸縮以執(zhí)行自動(dòng)轉(zhuǎn)向操作； 若油壓傳感信號(hào)是高電平信號(hào)或脈沖信號(hào)，控制驅(qū)動(dòng)模塊斷電停止自動(dòng)轉(zhuǎn)向，進(jìn)而進(jìn)7TT手動(dòng)轉(zhuǎn)向。
【文檔編號(hào)】B62D137/00GK104192203SQ201410379600
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月4日
【發(fā)明者】付衛(wèi)強(qiáng), 武廣偉, 叢岳, 李由, 包涵, 羅長(zhǎng)海, 梅鶴波, 孟志軍 申請(qǐng)人:北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心