[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

说明书

本发明公开了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，包括栽插离合手柄自动换档装置包括换档驱动装置与纵向牵引装置；在插秧前，控制器根据编码器检测的伺服电机位置推算出手柄位置，判断手柄是否处在“中立”档位，若不处在“中立”档位，由车载计算机发出控制指令，并由上位机、控制器等控制伺服电机和电磁铁运动，使手柄归位；在插秧过程中，上位机向控制器发送插秧部上升、下降、驱动等指令时，由控制器生成指令传递给驱动器和牵引式电磁铁，驱动伺服电机转动，及电磁铁作纵向牵引运动，带动手柄完成换档。本发明可实现无人驾驶插秧机的栽插离合手柄自动换档，在不会破坏原有的机械结构就可达到传动目的，而且在不使用自动控制操作或插秧机出现故障时可以轻松拆卸。

技术领域：

本发明涉及农机机械技术领域，主要涉及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。

背景技术：

目前水田土壤条件多变，作业环境恶劣，易陷易滑，生产上水稻插秧机完全由人工操纵，劳动强度大，作业效率低，而且作业质量过分依赖操作者的操作技能，驾驶员长时间枯燥乏味的跟踪驾驶，极易产生疲劳，从而导致对插秧作业的准确性产生很大影响，易产生重行、漏行、插秧作业质量不稳定等缺陷，难以达到精准作业要求，造成减产，而且人工驾驶操作成本较高，难以将农户的利益最大化。实现水稻插秧机的自动化、智能化，将操作人员从恶劣的水田生产环境中解放出来，是解决水稻插秧现有问题的重要技术手段。

无人驾驶插秧机是综合运用计算机技术、导航技术、电子通信、自动控制等技术，用于解决土壤条件多变、作业环境艰苦、人工驾驶劳动强度大等问题。无人驾驶插秧机的栽插离合手柄自动换档装置是在无人驾驶插秧机工作过程中提高工作效率和插值精度的重要部件。而现有的自动换档机构多为机械结构，不能精确地控制档位运动，使无人驾驶插秧机工作时的出现较大的偏差。因此，研发无人驾驶插秧机栽插离合手柄自动换档装置及控制方法，有利于插秧机更加精准的插秧作业，保证行距均匀，直线成行，减轻了劳动强度，并且能够在炎热天气、雨天、刮风天气、夜晚等各种恶劣环境下连续作业，大大提高了作业效率，也可提高水稻生产抗灾能力，进而增在水稻产量，节约作业成本，保证作业质量，降低能耗，增加农户收入，更有利于水稻插秧机的推广应用。

发明内容：

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种成本低、结构简单、能够精确换档的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，同时使无人驾驶插秧机栽插离合手柄结构不易被破坏，其他配件易拆卸，可实现无人自动驾驶和人工驾驶并存，只需要拆除其他辅助配件，具有一定的通用性。

本发明是通过以下技术方案实现的：

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。

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。