一种基于EPS的农机自动驾驶装置
技术领域
本发明属于农机自动驾驶技术领域,特别是涉及一种基于EPS的农机 自动驾驶装置。
背景技术
EPS技术是利用在车辆上的电子助力转向系统,能够在驾驶车辆转向过 程中更加省力;现在这项技术也较为成熟,但依然存在的问题是适用对象 单一,尤其是现代化农业生产中的农机自动驾驶领域;通常情况下,农机 作业时需要牢牢把控作业方向,尽量避免任意转向的情况,但现有的EPS系 统安装于农机中时往往需要更换转向液压缸等部件,更换成本较高;同时, 在用于农机自动驾驶作业时,自动辅助转向过程同样会带动方向盘的旋转, 容易对驾驶员的手部造成误伤;因此,针对上述提出的这些问题,我们设 计一种基于EPS的农机自动驾驶装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于EPS的农机自动驾驶装置,解决现有 的农机电子助力转向系统改装成本高和设计结构存在缺陷、容易误伤驾驶 员的问题。
为解决上述技术问题,本发明是通过以下技术方案实现的:
本发明为一种基于EPS的农机自动驾驶装置,包括支撑梁、驱动转向 缸、转向轴、辅助驱动盒和方向盘,所述转向轴和方向盘均与辅助驱动盒 旋转配合,其中方向盘和转向轴分别设置于辅助驱动盒的上方和下方;所 述驱动转向缸上表面焊接有传动架,且转向轴下端与传动架轴接;所述支 撑梁相对两端均铰接有转向节,且转向节与驱动转向缸铰接;
所述辅助驱动盒上方盒壁旋转卡接有连接旋盘,连接旋盘上表面与方 向盘之间通过若干螺栓栓接固定;所述辅助驱动盒内部设有连接套,连接 套上下两表面均开设有插槽;所述连接旋盘下表面焊接有稳定柱,并通过 稳定柱与连接套上方插槽嵌套;
所述连接旋盘为空心结构,其内表面栓接有电磁盘,电磁盘下表面粘 连有若干限位滑套,若干限位滑套内部均安装有滑动卡栓,其中滑动卡栓 具有磁性,且滑动卡栓与电磁盘之间粘连有连接簧,为滑动卡栓提供支撑 和连接并便于滑动卡栓迅速复位;所述滑动卡栓延伸至连接旋盘外部,并 与连接旋盘和限位滑套均滑动配合;所述连接套上表面焊接有若干限位卡 栓,且限位卡栓与滑动卡栓接触,且两者之间的位置错位对应;其中方向 盘与连接旋盘旋转时利用滑动卡栓与限位卡栓卡合作用带动连接套旋转。
进一步地,所述连接套周侧面焊接有从动齿轮,辅助驱动盒内表面栓 接有助力电机,助力电机的输出轴一端面焊接有驱动齿轮;所述驱动齿轮 与从动齿轮啮合。
进一步地,所述辅助驱动盒内表面栓接有助力控制器,且助力控制器 与助力电机电性连接;所述方向盘包括感应握柄,其内置触控模块,并与 助力控制器电性连接;所述助力控制器与电磁盘电性连接,且电磁盘通电 时与滑动卡栓磁性相斥;其中触控模块在接收操作人员的触摸信号时使电 磁盘带电,同时携带磁性,利用磁斥力推动滑动卡栓下滑卡合限位卡栓;
另外,电磁盘通电利用磁斥力下压滑动卡栓时能够卡合限位卡栓,在 断电时又能使滑动卡栓在连接簧的作用下复位,脱离卡合结构,两者之间 构成了单级轮结构,能够对驾驶人员提供一定程度的防护作用。
进一步地,所述转向轴上端延伸至连接套下方插槽内部,并与连接套 之间通过螺栓栓接固定,在连接套旋转时带动转向轴旋转。
进一步地,所述驱动转向缸内部安装有滑动齿杆,且滑动齿杆上表面 开设有若干齿槽;所述传动架内表面轴接有联动齿轮,且联动齿轮与滑动 齿杆啮合。
进一步地,所述转驱动转向缸上表面轴接有蜗杆,且蜗杆与联动齿轮 啮合;所述转向轴周侧面焊接有传动齿轮,蜗杆上端面开设有齿槽,并通 过齿槽与传动齿轮啮合。
进一步地,所述驱动转向缸相对两端均套接有液压输出杆,且液压输 出杆与转向节铰接。
本发明具有以下有益效果:
本发明通过设置辅助驱动盒,并将其安装至方向盘和转向轴之间,对 现有的农机转向系统进行改装,大大节约了农机的使用成本;其中,辅助 驱动盒内部的连接旋盘与连接套相互配合,两者构成单级轮结构,能够在 自动驾驶作业的时候,避免方向盘同步旋转而对驾驶人员造成伤害;同时, 利用连接旋盘和连接套之间的连接结构,便于驾驶人员在人工驾驶操作时 的电动助力转向作业,使农机方向控制更加省力。
当然,实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有 优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述所 需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动 的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一种基于EPS的农机自动驾驶装置的前侧结构示意图;
图2为图1中A部分的局部展示图;
图3为本发明的一种基于EPS的农机自动驾驶装置的主视图;
图4为图3中剖面B-B的结构示意图;
图5为图4中C部分的局部展示图;
图6为图4中剖面D-D的结构示意图;
图7为图6中E部分的局部展示图;
图8为图6中剖面F-F的结构示意图;
图9为图8中G部分的局部展示图。
附图中,各标号所代表的部件列表如下:
1、支撑梁;2、驱动转向缸;3、转向轴;4、辅助驱动盒;5、方向盘; 201、传动架;101、转向节;401、连接旋盘;402、连接套;4011、稳定 柱;403、电磁盘;404、限位滑套;405、滑动卡栓;406、连接簧;4021、 限位卡栓;4022、从动齿轮;407、助力电机;4071、驱动齿轮;408、助 力控制器;202、滑动齿杆;203、联动齿轮;204、蜗杆;301、传动齿轮; 205、液压输出杆;501、感应握柄。
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,本领域普通技术人员在没 有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的 范围。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“中”、“外”、 “内”等指示方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而 不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位,以特定的方位构 造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
请参阅图1-2所示,本发明为一种基于EPS的农机自动驾驶装置,包 括支撑梁1、驱动转向缸2、转向轴3、辅助驱动盒4和方向盘5,转向轴3 和方向盘5均与辅助驱动盒4旋转配合,其中方向盘5和转向轴3分别设 置于辅助驱动盒4的上方和下方;驱动转向缸2上表面焊接有传动架201, 且转向轴3下端与传动架201轴接;支撑梁1相对两端均铰接有转向节101,且转向节101与驱动转向缸2铰接;
辅助驱动盒4上方盒壁旋转卡接有连接旋盘401,连接旋盘401上表面 与方向盘5之间通过若干螺栓栓接固定;辅助驱动盒4内部设有连接套402, 连接套402上下两表面均开设有插槽;连接旋盘401下表面焊接有稳定柱 4011,并通过稳定柱4011与连接套402上方插槽嵌套;
连接旋盘401为空心结构,其内表面栓接有电磁盘403,电磁盘403下 表面粘连有若干限位滑套404,若干限位滑套404内部均安装有滑动卡栓 405,其中滑动卡栓405具有磁性,且滑动卡栓405与电磁盘403之间粘连 有连接簧406,为滑动卡栓405提供支撑和连接并便于滑动卡栓405迅速复 位;滑动卡栓405延伸至连接旋盘401外部,并与连接旋盘401和限位滑 套404均滑动配合;连接套402上表面焊接有若干限位卡栓4021,且限位 卡栓4021与滑动卡栓405接触,且两者之间的位置错位对应;其中方向盘 5与连接旋盘401旋转时利用滑动卡栓405与限位卡栓4021卡合作用带动 连接套402旋转。
优选地,连接套402周侧面焊接有从动齿轮4022,辅助驱动盒4内表 面栓接有助力电机407,助力电机407的输出轴一端面焊接有驱动齿轮 4071;驱动齿轮4071与从动齿轮4022啮合。
优选地,辅助驱动盒4内表面栓接有助力控制器408,且助力控制器 408与助力电机407电性连接;方向盘5包括感应握柄501,其内置触控模 块,并与助力控制器408电性连接;助力控制器408与电磁盘403电性连 接,且电磁盘403通电时与滑动卡栓405磁性相斥;其中触控模块在接收 操作人员的触摸信号时使电磁盘带电,同时携带磁性,利用磁斥力推动滑 动卡栓405下滑卡合限位卡栓4021;
另外,电磁盘403通电利用磁斥力下压滑动卡栓405时能够卡合限位 卡栓4021,在断电时又能使滑动卡栓405在连接簧406的作用下复位,脱 离卡合结构,两者之间构成了单级轮结构,能够对驾驶人员提供一定程度 的防护作用。
优选地,转向轴3上端延伸至连接套402下方插槽内部,并与连接套 402之间通过螺栓栓接固定,在连接套402旋转时带动转向轴3旋转。
优选地,驱动转向缸2内部安装有滑动齿杆202,且滑动齿杆202上表 面开设有若干齿槽;传动架201内表面轴接有联动齿轮203,且联动齿轮203与滑动齿杆202啮合。
优选地,转驱动转向缸2上表面轴接有蜗杆204,且蜗杆204与联动齿 轮203啮合;转向轴3周侧面焊接有传动齿轮301,蜗杆204上端面开设有 齿槽,并通过齿槽与传动齿轮301啮合。
优选地,驱动转向缸2相对两端均套接有液压输出杆205,且液压输出 杆205与转向节101铰接。
需要进一步说明的是,本发明中的自动驾驶装置为自动驾驶农机中的 辅助转向系统,其中的助力控制器408内部还设置有电机转子位置反馈模 块,即能够在电机转子在受到农机轮毂方向变化而改变位置时反馈至助力 电机,使转向轴3迅速回正,实现自动转向的功能。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体 示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或 者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述 术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体 特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合 适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例 并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。 显然,根据本说明书的内容,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具 体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使 所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求 书及其全部范围和等效物的限制。