CN114148399B - 一种农业机械自动驾驶转向执行机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及农业机械自动驾驶技术领域，具体为一种农业机械自动驾驶转向执行机构，包括主定位座，所述主定位座的底部固定安装有具有角度调节功能的转接座。该种农业机械自动驾驶转向执行机构，通过于方向盘上实现对转控环的固定安装，启动主控电机利用平齿轮和环齿槽推动转控环沿导向筒进行左右自转，以此实现对方向盘的左右转动，模拟人手抓汽车方向盘就行方向控制，整体运行无需拆卸方向盘，且旋松安装盘上的锁定螺栓解除安装盘上侧与主定位座的连接，以此使得安装盘能够沿主定位座转动，并通过旋出槽将一级锥齿轮旋出脱离与二级锥齿轮啮合，此时使用者无需拆卸该装置即可利用复盘充当方向盘抓握，并手动控制转控环和方向盘左右转向。

Description

一种农业机械自动驾驶转向执行机构

技术领域

本发明涉及农业机械自动驾驶技术领域，具体为一种农业机械自动驾驶转向执行机构。

背景技术

农业机械是指在作物种植业和畜牧业生产过程中，以及农、畜产品初加工和处理过程中所使用的各种机械，农业机械包括农用动力机械、农田建设机械、土壤耕作机械、种植和施肥机械、植物保护机械等。

在农业机械自主导航控制的研究和应用中，转向执行机构的研究和设计是其它更深入研究及应用推广的基础，尤其是在对农业机械进行自动导航改造的过程中，需要改造过程简单易行、转向执行效率高等特点。发明人在研究部分现有设备的过程中发现现有技术存在如下问题：1、需要拆卸方向盘安装设备，操作较为麻烦；2、部分设备固定在方向盘上使用，但固定拆卸步骤繁琐，使用不够便利；3、需要人工暂时操作控制使用时还需要拆卸相关设备。

鉴于此，我们提出一种农业机械自动驾驶转向执行机构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种农业机械自动驾驶转向执行机构，以解决上述背景技术中提出的需要拆卸方向盘安装设备，操作较为麻烦，部分设备固定在方向盘上使用，但固定拆卸步骤繁琐，使用不够便利，需要人工暂时操作控制使用时还需要拆卸相关设备问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种农业机械自动驾驶转向执行机构，包括主定位座，所述主定位座的底部固定安装有具有角度调节功能的转接座，且转接座的底部固定连接有安装杆，所述主定位座的表面设置有单边自转机构，且主定位座和单边自转机构上活动连接有与其相配合的控制机构。

所述控制机构由将单边自转机构固定在方向盘上的快锁组件和单边自转机构的操作组件组成，且快锁组件与操作组件固定连接。

优选的，所述单边自转机构包括主控电机，所述主控电机通过操作组件安装在主定位座表面的右侧，所述主定位座的侧表面开设有传动槽，所述主控电机的转动轴贯穿主定位座并于传动槽内固定套接有一级锥齿轮，所述传动槽的内壁转动连接有二级锥齿轮，所述二级锥齿轮与一级锥齿轮相互啮合。

所述主定位座的侧表面转动连接有导向筒，所述导向筒的表面开设有内凹卡槽，且导向筒的数量为四个，四个所述导向筒沿主定位座表面呈矩形分布，且四个导向筒的中部设置有转控环，所述转控环滚动卡接在内凹卡槽中，且转控环的外表面开设有环齿槽，所述二级锥齿轮的下侧设为平齿轮，所述平齿轮与环齿槽相互啮合，所述快锁组件活动连接在转控环上，所述操作组件设置在快锁组件和主定位座上。

优选的，所述快锁组件包括竖槽，所述竖槽开设于转控环的表面，且竖槽的内部滑动连接有滑柱，所述滑柱的表面一体成型有环纹，所述转控环底部的左右两侧均开设有缺口，所述缺口的内部转动连接有夹扣，且夹扣的内端固定连接有齿环，所述齿环与环纹相互啮合。

所述滑柱的表面且位于外部开设有贯穿孔，所述贯穿孔的内部滑动连接有销头，所述销头的中部开设有限位环槽，所述贯穿孔内壁的中部固定连接有与限位环槽相配合的卡环，所述限位环槽的左右两侧均嵌设有与卡环相配合的弹簧锁珠。

优选的，所述操作组件包括复盘，所述复盘固定连接在滑柱的顶端，且滑柱的表面活动套接有顶簧，所述顶簧的两端分别与复盘和转控环搭接。

所述主定位座表面的右侧铰接有安装盘，所述主控电机固定安装在安装盘上，所述安装盘表面的上侧转动连接有与主定位座进行螺纹连接的锁定螺栓，且主定位座的表面开设有与传动槽连通并与一级锥齿轮相配合的旋出槽。

优选的，所述二级锥齿轮与传动槽的连接处嵌设有轴承。

优选的，所述竖槽内壁的上侧固定连接有与环纹相配合的限位边。

优选的，所述竖槽的数量设为三个，且三个竖槽沿转控环表面呈等距分布。

优选的，所述转控环的表面开设有辅助扣动复盘的扣槽。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明中，通过于方向盘上实现对转控环的固定安装，启动主控电机通过一级锥齿轮带动二级锥齿轮转动，利用平齿轮和环齿槽推动转控环沿导向筒进行左右自转，以此实现对方向盘的左右转动，模拟人手抓汽车方向盘就行方向控制，整体运行无需拆卸方向盘。

本发明中，通过相对下扣复盘下移，以此压缩顶簧推动滑柱沿竖槽下滑利用其表面的环纹推动齿环和两侧夹扣相背转动打开，此时使用者即可将转控环与方向盘对应，并将其对齐放置在方向盘的表面，然后松开复盘使顶簧回推回位，以此带动齿环和两侧夹扣相对转动合拢，以此夹固于方向盘上实现对转控环的固定安装，使得该装置的整体拆装更加便捷。

本发明中，通过旋松安装盘上的锁定螺栓解除安装盘上侧与主定位座的连接，以此使得安装盘能够沿主定位座转动，并通过旋出槽将一级锥齿轮旋出脱离与二级锥齿轮啮合，此时使用者无需拆卸该装置即可利用复盘充当方向盘抓握，并手动控制转控环和方向盘左右转向。

附图说明

图1为本发明中的正视图；

图2为本发明中主定位座的正剖视图；

图3为本发明中的转控环的正剖视图；

图4为本发明中图3中A处的放大图；

图5为本发明中图3中B处的放大图。

图中：1、主定位座；2、转接座；3、安装杆；4、单边自转机构；401、主控电机；402、传动槽；403、一级锥齿轮；404、二级锥齿轮；405、导向筒；406、内凹卡槽；407、转控环；408、环齿槽；409、平齿轮；5、控制机构；51、快锁组件；5101、竖槽；5102、滑柱；5103、环纹；5104、缺口；5105、夹扣；5106、齿环；5107、贯穿孔；5108、销头；5109、限位环槽；5110、卡环；5111、弹簧锁珠；52、操作组件；5201、复盘；5202、顶簧；5203、安装盘；5204、锁定螺栓；5205、旋出槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术工作人员员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图5，本发明提供一种技术方案：一种农业机械自动驾驶转向执行机构，包括主定位座1，主定位座1的底部固定安装有具有角度调节功能的转接座2，且转接座2的底部固定连接有安装杆3，主定位座1的表面设置有单边自转机构4，且主定位座1和单边自转机构4上活动连接有与其相配合的控制机构5；

控制机构5由将单边自转机构4固定在方向盘上的快锁组件51和切换单边自转机构4状态的操作组件52组成，且快锁组件51与操作组件52固定连接。

本实施例中，如图1、图2、图3、图4和图5所示，单边自转机构4包括主控电机401，该电机为市购的伺服电机产品，电机由外接控制器控制动作，电机的连接设置方式均为现有技术，本发明采用伺服电机驱动，自动驾驶转向执行机构可以进行各种复杂场景测试，如“鱼钩”测试、“J-Turn”测试、阶跃响应测试、正弦迟滞测试、ADAS测试以及车辆耐久性测试等等，主控电机401通过操作组件52安装在主定位座1表面的右侧，主定位座1的侧表面开设有传动槽402，主控电机401的转动轴贯穿主定位座1并于传动槽402内固定套接有一级锥齿轮403，传动槽402的内壁转动连接有二级锥齿轮404，二级锥齿轮404与一级锥齿轮403相互啮合；

主定位座1的侧表面转动连接有导向筒405，导向筒405的表面开设有内凹卡槽406，且导向筒405的数量为四个，四个导向筒405沿主定位座1表面呈矩形分布，且四个导向筒405的中部设置有转控环407，转控环407滚动卡接在内凹卡槽406中，且转控环407的外表面开设有环齿槽408，二级锥齿轮404的下侧设为平齿轮409，平齿轮409与环齿槽408相互啮合，控电机通过一级锥齿轮403带动二级锥齿轮404转动，利用平齿轮409和环齿槽408推动转控环407沿导向筒405进行左右自转，快锁组件51活动连接在转控环407上，操作组件52设置在快锁组件51和主定位座1上。

本实施例中，如图1、图2、图3、图4和图5所示，快锁组件51包括竖槽5101，竖槽5101开设于转控环407的表面，且竖槽5101的内部滑动连接有滑柱5102，滑柱5102的表面一体成型有环纹5103，转控环407底部的左右两侧均开设有缺口5104，缺口5104的内部转动连接有夹扣5105，且夹扣5105的内端固定连接有齿环5106，齿环5106与环纹5103相互啮合，滑柱5102沿竖槽5101下滑，下移的滑柱5102利用其表面的环纹5103推动齿环5106和两侧夹扣5105相背转动打开；

滑柱5102的表面且位于外部开设有贯穿孔5107，贯穿孔5107的内部滑动连接有销头5108，销头5108的中部开设有限位环槽5109，贯穿孔5107内壁的中部固定连接有与限位环槽5109相配合的卡环5110，限位环槽5109的左右两侧均嵌设有与卡环5110相配合的弹簧锁珠5111。

本实施例中，如图1、图2、图3、图4和图5所示，操作组件52包括复盘5201，复盘5201固定连接在滑柱5102的顶端，且滑柱5102的表面活动套接有顶簧5202，顶簧5202的两端分别与复盘5201和转控环407搭接；

主定位座1表面的右侧铰接有安装盘5203，主控电机401固定安装在安装盘5203上，安装盘5203表面的上侧转动连接有与主定位座1进行螺纹连接的锁定螺栓5204，且主定位座1的表面开设有与传动槽402连通并与一级锥齿轮403相配合的旋出槽5205。

本实施例中，如图2所示，二级锥齿轮404与传动槽402的连接处嵌设有轴承，轴承可以有效降低二级锥齿轮404运动过程中的摩擦系数，能够在限位的同时，并保证其转动精度。

本实施例中，如图4所示，竖槽5101内壁的上侧固定连接有与环纹5103相配合的限位边，环纹5103的外径大于限位边的内径，使得滑柱5102沿竖槽5101最大只能上移至如图4所示位置，而无法脱离。

本实施例中，如图1和图2所示，竖槽5101的数量设为三个，且三个竖槽5101沿转控环407表面呈等距分布，与其对应的滑柱5102和夹扣5105可自三点固定在方向盘上，提高了转控环407安装的稳固性和后续控制方向盘的稳定性。

本实施例中，如图1所示，转控环407的表面开设有辅助扣动复盘5201的扣槽，使用者可将手掌扣入扣槽然后利用大拇指相对下扣复盘5201下移。

本发明的使用方法和优点：该种农业机械自动驾驶转向执行机构在使用时，工作过程如下：

如图1、图2、图3、图4和图5所示，首先将手掌扣入扣槽自两侧拿持转控环407及对应的部件，然后利用大拇指相对下扣复盘5201下移，此过程中复盘5201压缩顶簧5202推动滑柱5102沿竖槽5101下滑，下移的滑柱5102利用其表面的环纹5103推动齿环5106和两侧夹扣5105相背转动打开，此时使用者即可将转控环407与方向盘对应，并将其对齐放置在方向盘的表面，然后松开复盘5201使顶簧5202回推其与滑柱5102沿竖槽5101上移回位，而上移的滑柱5102通过环纹5103同步带动齿环5106和两侧夹扣5105相对转动合拢，以此夹固于方向盘上实现对转控环407的固定安装，当复盘5201回位完成后，从贯穿孔5107内推动销头5108滑出对滑柱5102进行位置限定，即复盘5201和滑柱5102无法下移解锁夹扣5105，然后将安装杆3与车体内合适的构件进行连接安装，以此对整体装置进行支撑，此时使用者即可启动主控电机401通过一级锥齿轮403带动二级锥齿轮404转动，利用平齿轮409和环齿槽408推动转控环407沿导向筒405进行左右自转，以此实现对方向盘的左右转动，模拟人手抓汽车方向盘就行方向控制，当需要特殊情况下需要人工暂时控制时，无需拆卸该装置，只需旋松安装盘5203上的锁定螺栓5204解除安装盘5203上侧与主定位座1的连接，以此使得安装盘5203能够沿主定位座1转动，并通过旋出槽5205将一级锥齿轮403旋出脱离与二级锥齿轮404啮合，此时使用者即可利用复盘5201充当方向盘抓握，并手动控制转控环407和方向盘左右转向。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术工作人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种农业机械自动驾驶转向执行机构，包括主定位座（1），其特征在于：所述主定位座（1）的底部固定安装有具有角度调节功能的转接座（2），且转接座（2）的底部固定连接有安装杆（3），所述主定位座（1）的表面设置有单边自转机构（4），且主定位座（1）和单边自转机构（4）上活动连接有与其相配合的控制机构（5）；

所述单边自转机构（4）包括主控电机（401），所述主控电机（401）通过操作组件（52）安装在主定位座（1）表面的右侧，所述主定位座（1）的侧表面开设有传动槽（402），所述主控电机（401）的转动轴贯穿主定位座（1）并于传动槽（402）内固定套接有一级锥齿轮（403），所述传动槽（402）的内壁转动连接有二级锥齿轮（404），所述二级锥齿轮（404）与一级锥齿轮（403）相互啮合；

所述主定位座（1）的侧表面转动连接有导向筒（405），所述导向筒（405）的表面开设有内凹卡槽（406），且导向筒（405）的数量为四个，四个所述导向筒（405）沿主定位座（1）表面呈矩形分布，且四个导向筒（405）的中部设置有转控环（407），所述转控环（407）滚动卡接在内凹卡槽（406）中，且转控环（407）的外表面开设有环齿槽（408），所述二级锥齿轮（404）的下侧设为平齿轮（409），所述平齿轮（409）与环齿槽（408）相互啮合，快锁组件（51）活动连接在转控环（407）上，所述操作组件（52）设置在快锁组件（51）和主定位座（1）上；

所述控制机构（5）由将单边自转机构（4）固定在方向盘上的快锁组件（51）和切换单边自转机构（4）状态的操作组件（52）组成，且快锁组件（51）与操作组件（52）固定连接；

所述快锁组件（51）包括竖槽（5101），所述竖槽（5101）开设于转控环（407）的表面，且竖槽（5101）的内部滑动连接有滑柱（5102），所述滑柱（5102）的表面一体成型有环纹（5103），所述转控环（407）底部的左右两侧均开设有缺口（5104），所述缺口（5104）的内部转动连接有夹扣（5105），且夹扣（5105）的内端固定连接有齿环（5106），所述齿环（5106）与环纹（5103）相互啮合；

所述滑柱（5102）的表面且位于外部开设有贯穿孔（5107），所述贯穿孔（5107）的内部滑动连接有销头（5108），所述销头（5108）的中部开设有限位环槽（5109），所述贯穿孔（5107）内壁的中部固定连接有与限位环槽（5109）相配合的卡环（5110），所述限位环槽（5109）的左右两侧均嵌设有与卡环（5110）相配合的弹簧锁珠（5111）；

所述操作组件（52）包括复盘（5201），所述复盘（5201）固定连接在滑柱（5102）的顶端，且滑柱（5102）的表面活动套接有顶簧（5202），所述顶簧（5202）的两端分别与复盘（5201）和转控环（407）搭接；

所述主定位座（1）表面的右侧铰接有安装盘（5203），所述主控电机（401）固定安装在安装盘（5203）上，所述安装盘（5203）表面的上侧转动连接有与主定位座（1）进行螺纹连接的锁定螺栓（5204），且主定位座（1）的表面开设有与传动槽（402）连通并与一级锥齿轮（403）相配合的旋出槽（5205）。

2.根据权利要求1所述的一种农业机械自动驾驶转向执行机构，其特征在于：所述二级锥齿轮（404）与传动槽（402）的连接处嵌设有轴承。

3.根据权利要求1所述的一种农业机械自动驾驶转向执行机构，其特征在于：所述竖槽（5101）内壁的上侧固定连接有与环纹（5103）相配合的限位边。

4.根据权利要求1所述的一种农业机械自动驾驶转向执行机构，其特征在于：所述竖槽（5101）的数量设为三个，且三个竖槽（5101）沿转控环（407）表面呈等距分布。

5.根据权利要求1所述的一种农业机械自动驾驶转向执行机构，其特征在于：所述转控环（407）的表面开设有辅助扣动复盘（5201）的扣槽。

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