[发明专利]一种无人驾驶插秧机栽插离合手柄自动换档装置及其控制方法

权利要求书

1.一种无人驾驶插秧机栽插离合手柄自动换档装置，包括有安装在插秧机上的支撑架，支撑架上安装有换挡支撑杆，换挡支撑杆外端套装有固定板，固定板上安装有栽插离合手柄，其特征在于：支撑架上安装有通过伺服电机控制转动的转轴，转轴外端固定套装有套筒，套筒外端固定套装有螺母，所述换挡支撑杆内端旋装入螺母中；固定板的下部设有多个与栽插离合手柄换档档位位置一一配合的档位定位槽，固定板的下方设有换挡限位器，换挡限位器上设有与档位定位槽配合的换挡限位杆，固定板转动后换挡限位杆卡入相应的档位定位槽中；换挡限位器定位端通过销轴和扭簧安装在支撑架上，换挡限位器活动端下方设有安装在支撑架上的牵引式电磁铁，牵引式电磁铁与换挡限位器的活动端之间连接有绳索；

包括有控制器以及安装在伺服电机尾端的编码器，编码器的输出端与控制器的输入端电连接，控制器的输出端分别与伺服电机的驱动器和牵引式电磁铁的输入端电连接。

2.根据权利要求1所述的一种无人驾驶插秧机栽插离合手柄自动换档装置，其特征在于：所述支撑架上安装有与伺服电机传动连接的减速器，减速器的输出轴上固定套装有主动直齿轮；支撑架上转动安装有与换挡支撑杆同心的转轴，转轴上固定套装有与主动直齿轮啮合传动的被动直齿轮。

3.根据权利要求1所述的一种无人驾驶插秧机栽插离合手柄自动换档装置，其特征在于：转轴右端为正方形的凸台，所述套筒为六角螺母套筒，螺母为六角螺母，凸台套装在套筒左端，螺母套装在套筒右端；所述换挡支撑杆内端旋装入螺母中并与螺母焊接为一体；所述换挡支撑杆通过轴承转动安装在支撑架上。

4.根据权利要求2所述的一种无人驾驶插秧机栽插离合手柄自动换档装置，其特征在于：所述栽插离合手柄通过U形双耳凸台固定安装在固定板的外表面上。

5.根据权利要求1所述的一种无人驾驶插秧机栽插离合手柄自动换档装置，其特征在于：所述支撑架上安装有档位板，所述栽插离合手柄穿过档位板上的档位孔。

6.根据权利要求1所述的一种无人驾驶插秧机栽插离合手柄自动换档装置的控制方法，其特征在于：本方法包括以下步骤：

第一步，在插秧机启动工作前，通过编码器检测当前伺服电机的转角位置，将转角位置信号通过缆线传递给控制器，并推算出栽插离合手柄位置，将位置信息发送给上位机，并发送给车载计算机，若手柄不在“中立”档位，由车载计算机向上位机发送指令，再由上位机向控制器发送指令，进而控制伺服电机转动及电磁铁牵引运动，使手柄换回“中立”档位，再由编码器进一步检测，确保无误；

第二步，在进行插秧前，车载计算机向上位机发出指令，上位机向控制器发出插秧部下降指令，由控制器计算出伺服电机对应的运动方向和角度，生成相应的控制指令，再通过缆线传送给驱动器和牵引式电磁铁，由驱动器驱动伺服电机反转，由电磁铁牵引换档限位器，使得手柄转至“下”档位，此时插秧部缓慢下降至合适位置停止；

第三步，在进行插秧时，由车载计算机向上位机发出插秧开始指令，上位机向控制器发出插秧部驱动指令，由控制器通过缆线向驱动器以及牵引式电磁铁发出控制指令，由驱动器驱动伺服电机反转，由电磁铁牵引换档限位器，使得手柄转至“驱动”档位，此时分叉机构开始转动，开始插秧；

第四步，在插秧结束时，车载计算机向上位机发送插秧停止指令，上位机向控制器发出插秧部上升指令，由控制器计算出伺服电机对应的运动方向和角度，生成相应的控制指令，再通过缆线传送给驱动器和牵引式电磁铁，由驱动器驱动伺服电机正转，由电磁铁牵引换档限位器，使得手柄转至“上”档位，此时插秧部缓慢上升，完成指令。