[发明专利]智能采棉机自动对行导航系统和方法

权利要求书

1.一种智能采棉机自动对行导航系统，包括中央处理器（1）、电平转换（2）、RS232接口（3）、步进电机驱动器（4）、步进电机（5）、CAN接口（6）、CAN收发器（7）、传感器信号（8）和模拟信号（9），其特征在于：所述模拟信号（9）、传感器信号（8）与中央处理器（1）相连传输数据信号；中央处理器（1）与电平转换（2）相连，电平转换（2）与RS232接口相连接而与电脑进行程序下载；中央处理器（1）与CAN收发器（7）相连，CAN收发器与CAN接口相连接而与电脑进行数据通信；中央处理器（1）与步进电机驱动器（4）相连而驱动步进电机（5）；所述中央处理器（1）自身带有CAN控制模块，通过外接CAN收发器（7）与电脑进行数据通信，主要是将中央处理器（1）的采集信息发给电脑，再接收电脑的控制信息；所述中央处理器（1）的PCA模块来调制的PWM波来控制步进电机（5），通过改变PWM波的占空比和频率来调节步进电机（5）的转速和角度；中央处理器（1）通过对外部中断采集到传感器信号（8）进行判断，从而输出高低电平来控制步进电机（5）的方向，在采棉机的左右两端设置传感器（11、12）采集对行的传感器信号（8）。

2.根据权利要求1所述的智能采棉机自动对行系统，其特征在于：所述模拟信号（9）输入是将外部输入电压信号先进行分压，然后将分压的信号输入至中央处理器（1），利用中央处理器（1）自身的AD模块把模拟信号转换成数字信号。

3.根据权利要求1所述的智能采棉机自动对行系统，其特征在于：电平转换器MAX232（2）连接电脑和中央处理器（1），利用串口通信，将电脑上编译好的程序输入到中央处理器（1），也可使用串口对硬件进行调试。

4.根据权利要求1所述的智能采棉机自动对行系统，其特征在于：各个部件都采用现有产品实现，具体采用器件型号如下：中央处理器(1)采用爱特梅尔半导体公司生产的带CAN控制器的51单片机芯片来实现；CAN收发器(7)是采用美国微芯科技公司生产的MCP2551芯片来实现；串口电平转换芯片(2)是采用美国美信公司生产的MAX232芯片来实现；步进电机驱动器(4)是采用中国研控公司生产的YKA3606A，步进电机也是该公司生产86mm步进电机。

5.一种智能彩棉机自动对行导航方法，采用权利要求1所述的自动对行导航系统进行导航，其特征在于，具体操作步骤如下：

    1）将电脑编译好的程序通过RS232下载到中央处理器(1)；

    2）将拨码开关（10）拨到某一数值；

    3）通过中央处理器(1)的P0端口读取其值，作为CAN通信的ID号；

    4）模拟输入量通过中央处理器(1)采集，再通过CAN总线发送到电脑；电脑通过CAN总线发出一个信号给中央处理器(1)；

     5）采棉机进入自动对行模式；

     6）判断采棉机两端的传感器（11、12）采集是否接触到信号；

     7）如果左端传感器（12）接触到信号，中央处理器(1)的P2.5端口输出一个脉冲波使步进电机（5）向左转动一定的角度，同时步进电机（5）带动后轮液压转向轴（15）线性地向左转动一定的角度，向左转完以后，中央处理器(1)继续发送一个脉冲波使步进电机（5）向右转动一定的角度，同时步进电机（5）带动后轮液压转动轴（15）线性地向右转动一定的角度，对采棉机进行位置归正，其中步进电机（5）转动的速度以及转动的角度是由中央处理器(1)发出的PWM波来调制的，步进电机（5）的转动角度于速度和后轮液压转向轴成线性关系；如果右端传感器接触到信号，反之操作；

     8）如果左右传感器（11、12）都接触到信号，则中央处理器(1)不采取任何措施，采棉机继续直线向前行驶，电脑通过CAN总线发送一个结束信号给中央处理器(1)，是采棉机进入手动模式；重复循环上述进程。