[实用新型]井关插秧机PZ60DT的自主作业控制系统

说明书

本实用新型涉及农业机械的自动化技术领域，尤其涉及井关插秧机PZ60DT的自主作业控制系统。包括导航定位模块、导航控制模块、人机交互模块、避障模块和主控制器；应用本实用新型可以实现插秧机的精准定位，用户可以操作地面站进行路径规划，将路径规划信息传输给导航控制器，对于不同的作业环境，采用不同的控制模式进行高效精准作业。本实用新型成本较低，控制精度高，响应速度快，大大降低了劳动力。

技术领域

本实用新型涉及农业机械的自动化技术领域，尤其涉及井关插秧机PZ60DT的自主作业控制系统。

背景技术

中国是一个农业生产大国，随着农业的不断发展，高效率、高精度、高质量的生产模式是农业发展追求的目标，所以农业自动化技术已越来越成为国内农业发展的需要，目前国内农业的发展需要大功率的农机进行作业，驾驶农机都是由人来完成，由于艰苦的作业环境，操作人员的技术差异，这就造成了生产效率不高，很难达到精准农业。

针对目前插秧机的作业效率低，作业精度不高，国内外的大量学者开始研究农机自动驾驶技术。日本的国家农业研究中心对插秧机原有的系统进行了改造，设计出了由减速电动机、电磁离合器、同步带组成了转向控制系统，并采用GPS和陀螺仪对插秧机进行导航控制。国内研究机构在进行插秧机导航控制研究的同时，也进行了插秧机栽插作业的自动控制初步探索，对插秧机变速机构和栽插作业机构采用直流电动机进行电控改造，实现了转向机构、变速机构和机具升降机构的自动控制，但其电控操作时间比驾驶员操作时间长，操作不灵活，系统可靠性低，通用性较低且成本较高，还不能满足生产要求。因此，急需研发一种能够满足水稻生产实际要求、造价成本低、控制精度高的自主作业插秧机控制系统及其控制方法。

实用新型内容

为了克服插秧机的自动化水平低、作业效率不高，本实用新型提供了井关插秧机PZ60DT的自主作业控制系统，该自主作业控制系统控制精度高、响应速度快，作业效率高，解决了人力物力消耗大等问题。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：

井关插秧机PZ60DT的自主作业控制系统，包括导航定位模块、导航控制模块、人机交互模块、避障模块和主控制器；所述的导航控制模块采用STM32F1芯片，用信号线与控制装置连接，所述控制装置指本发明中各种控制器的总成；导航控制模块包括导航控制器、油门控制器、转向执行器、插秧控制器；导航定位模块包括RTK-GPS基准站和车载接收机，所述的RTK-GPS基准站将观测到的卫星数据通过发射电台天线传输给车载接收机，车载接收机将解算的位置信息传输给所述的导航控制模块；

所述的人机交互模块由用户规划作业路径，将规划的路径信息传输给导航控制模块；所述的导航控制模块根据由人机交互模块规划的路径信息和车载接收机传输的位置信息进行航向角的解算，由所述的主控制器发出控制指令，由相应的执行机构完成动作。遇到突发情况，用户也可以操控远程遥控器控制插秧机的航向、插值部的升降和自动插植。

所述车载接收机根据内置的两块GNSS高精度板卡解算出位置信息，将位置信息传输给导航控制模块。

所述的人机交互模块包括地面站，用户根据作业环境进行路径规划，将任务目标点发送给导航控制模块，也在界面上观测插秧机的行驶状态以及位置信息，方便进行调整；

所述的避障模块包括超声波探头和处理模块，安装在插秧机车头的前方，由避障模块测出插秧机到障碍物的时间，进而处理得到距离信息，将距离信息传输给导航控制器，进行避障导航控制。

所述的地面站发送路径规划信息传输给主控制器，主控制器根据地面站发送的命令驱动油门控制器、转向执行器和插秧控制器；油门控制器包括带反馈的电动推杆与无极变速油门相连，转向执行器包括伺服电机和双输出轴的伺服减速机，与转向系统相连，伺服电机按比例减速，控制插秧机的前轮转向，插秧控制器由3个电动推杆控制插秧离合器，主控制器发出插秧信号，控制电动推杆驱动插秧机构作业，遇到突发情况可用远程遥控器进行调整。