CN203259879U - 一种山地农业机器人车身自动调平控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种山地农业机器人车身自动调平控制系统，包括倾角传感器模块(1)、中心处理器模块(2)、执行模块(3)和限位开关模块(4)。倾角传感器模块获取车身的倾斜角度信息并将该信息传输给中心处理器；限位开关模块检测液压缸的行程终点位置，并将限位开关的状态信号传输给中心处理器；中心处理器处理处理前面两种信号并在LCD上显示，然后运行自动调平算法，并做出调平决策，之后通过控制执行模块中液压缸的上下运动使车身进行上下调整，从而使山地农业机器人实现车身的自动调平。该车身自动调平控制系统满足了山地农业机器人在复杂环境条件下的适应性和稳定性要求，提高了山地农业机器人的工作安全性和可靠性。

Description

一种山地农业机器人车身自动调平控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种车身自动调平控制系统，尤其是应用于山地农业机器人的车身自动调平控制系统，属于车身自动调平控制技术领域。

背景技术

山地农业机器人主要工作于丘陵地区，为了提高其在复杂地形环境下的工作可靠性，车身自动调平控制系统成为了山地农业机器人的必然要求。车身自动调平控制系统广泛应用于四支腿工程车辆中，因为山地农业机器人工作环境的特殊性，应用在山地农业机器人上的车身自动调平控制系统很少，车身能进行自动调平不仅能提高山地农业机器人在复杂环境下的稳定性，还能满足其在实际应用中的需要。因此，本实用新型提出了一种能够满足在复杂工作环境下的实时性和稳定性要求的山地农业机器人车身自动调平控制系统。

实用新型内容

为了提高山地农业机器人在复杂工作环境中的适应性和稳定性，本实用新型提供了一种山地农业机器人车身自动调平控制系统，可以实时检测车身的倾斜状态并使车身进行自动调平，满足了山地农业机器人在复杂工作环境下的实时性和稳定性要求。

本实用新型的技术方案为：一种山地农业机器人车身自动调平控制系统，包括倾角传感器模块(1)、中心处理器模块(2)、执行模块(3)和限位开关模块(4)，倾角传感器模块获取山地农业机器人的倾斜角度信息，限位开关模块判断车身是否可以继续调平，执行模块使山地农业机器人车身可以上下调整，中心处理器模块处理倾斜角度信息和限位开关信息并运行自动调平算法，做出调平决策，通过控制执行模块使车身进行自动调平。

倾角传感器模块包括放置在山地农业机器人车身正中央下方的倾角传感器和A/D转换电路，倾角传感器检测车身的倾斜角度并输出对应的模拟电压信号，模拟电压信号经过A/D转换之后得到对应的数字信号，该数字信号传输给STC89C52单片机进行处理。

限位开关模块包括检测液压缸是否到达上端行程终点位置的上限位开关、检测液压缸是否到达下端行程终点位置的下限位开关和信号处理电路，上限位开关和下限位开关处于常开状态，当触动开关时，开关闭合，信号处理电路将限位开关的状态信息以数字信号的方式传输给单片机STC89C52进行处理，该状态信号可以判断液压缸是否处于行程终点位置，从而判断车身是否可以继续调平。

执行模块包括继电器、电磁阀和车身两侧的液压缸，液压缸与车身相连，通过继电器控制电磁阀的通断时间，通过电磁阀的通断时间来控制液压缸的动作时间，车身两侧液压缸的上下运动带动车身两侧进行上下调整。

中心处理器模块包括中心处理器STC89C52单片机、LCD显示电路和继电器控制电路，STC89C52单片机接收倾角传感器模块的A/D转换电路传输来的车身倾斜角度的数字信号和限位开关模块的信号处理电路传输来的限位开关状态的数字信号，并且经过处理之后在LCD上显示倾斜角度信息和限位开关的状态信息，然后运行自动调平算法，做出调平决策，之后通过继电器控制电磁阀的通断时间来调节液压缸的动作时间，车身两侧液压缸的上下运动带动车身两侧进行上下调整，从而使山地农业机器人实现车身自动调平。

综上所述，本实用新型提供的山地农业机器人车身自动调平控制系统，通过倾角传感器获得车身的倾斜角度信息并将该角度信息传输给STC89C52单片机进行处理，限位开关检测液压缸的行程终点位置，并输出限位开关的状态信号给STC89C52单片机进行处理，STC89C52单片机处理两者的信号并在LCD上进行显示，然后运行自动调平算法并做出调平决策，之后通过控制继电器的通断时间来控制电磁阀的通断时间，从而来调节液压缸的动作时间，液压缸的上下运动带动车身进行调整，最终使山地农业机器人实现车身自动调平，该车身自动调平控制系统满足了山地农业机器人在复杂环境条件下的适应性和稳定性要求，提高了山地农业机器人的工作可靠性。

附图说明

下面结合附图进一步说明本实用新型。

图1是山地农业机器人车身自动调平控制系统结构框图。

图2是山地农业机器人车身自动调平控制系统工作流程图。

图中：1是倾角传感器模块，2是中心处理器模块，3是执行模块，4是限位开关模块。

具体实施方式

图1是本实用新型的控制系统结构框图。该结构包括倾角传感器、A/D转换电路、上限位开关、下限位开关、限位开关信号处理电路、STC89C52单片机、LCD显示电路、继电器控制电路、电磁阀和液压缸。倾角传感器实时地检测山地农业机器人的车身倾斜状况，当车身有倾斜时，倾角传感器输出相应的模拟电压信号，模拟电压信号经过A/D转换之后，该倾斜角度信息以数字信号的形式传输给单片机STC89C52进行处理，与此同时，限位开关的状态信息也通过信号处理电路处理之后，以数字信号的方式传输给单片机STC89C52进行处理，单片机STC89C52处理两者的信号并且在LCD上进行显示，然后单片机结合倾角信息和限位开关的状态信息进行自动调平算法的运算，之后单片机输出控制信号控制继电器的通断，继电器的闭合时间决定了电磁阀的闭合时间，最后通过电磁阀的闭合时间来控制液压缸的动作时间，液压缸跟车身相连，通过车身两侧液压缸的上下运动而使车身两侧进行上下调整，通过对倾斜角度信息的实时获取而对山地农业机器人的车身进行实时地调整，最终使车身实现自动调平。

图2是本实用新型的自动调平工作流程图。该流程步骤如下：

1)系统上电启动，对系统进行初始化，设定倾斜角度α的精度要求为-2°＜α＜2°，且当α＞0°时，车身为向左侧倾斜，当α＜0°时，车身为向右侧倾斜；

2)在LCD上显示倾斜角度α；

3)判断倾斜角度α是否满足精度要求，如果满足要求，则不进行调平，如果不满足要求，则进行自动调平；

4)判断倾斜角度是否满足精度要求，如果满足要求，则调平结束；如果倾斜角度α＞2°，此时车身向左侧倾斜，首先判断右侧液压缸是否能下降，如果可以，右侧液压缸下降从而使车身右侧下降，如果不可以，则左侧液压缸上升从而使车身左侧上升；如果倾斜角度α＜-2°，此时车身向右侧倾斜，首先判断左侧液压缸是否能下降，如果可以，左侧液压缸下降从而使车身左侧下降，如果不可以，则右侧液压缸上升从而使车身右侧上升；

5)判断倾斜角度α是否满足设定的精度要求，满足则调平结束，不满足则重复步骤4。

根据上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更和修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改和等同替换等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种山地农业机器人车身自动调平控制系统，其特征在于：

该系统包括倾角传感器模块(1)、中心处理器模块(2)、执行模块(3)和限位开关模块(4)，倾角传感器模块获取山地农业机器人的倾斜角度信息，限位开关模块判断车身是否可以继续调平，执行模块使山地农业机器人车身可以上下调整，中心处理器模块处理倾斜角度信息和限位开关信息并运行自动调平算法，做出调平决策，通过控制执行模块使车身进行自动调平；

所述的倾角传感器模块包括放置在山地农业机器人车身正中央下方的倾角传感器和A/D转换电路，倾角传感器检测车身的倾斜角度并输出对应的模拟电压信号，模拟电压信号经过A/D转换之后得到对应的数字信号，该数字信号传输给STC89C52单片机进行处理；

所述的限位开关模块包括检测液压缸是否到达上端行程终点位置的上限位开关、检测液压缸是否到达下端行程终点位置的下限位开关和信号处理电路，上限位开关和下限位开关处于常开状态，当触动开关时，开关闭合，信号处理电路将限位开关的状态信息以数字信号的方式传输给单片机STC89C52进行处理，该状态信号可以判断液压缸是否处于行程终点位置，从而判断车身是否可以继续调平；

所述的执行模块包括继电器、电磁阀和车身两侧的液压缸，液压缸与车身相连，通过继电器控制电磁阀的通断时间，通过电磁阀的通断时间来控制液压缸的动作时间，车身两侧液压缸的上下运动带动车身两侧进行上下调整；

所述的中心处理器模块包括中心处理器STC89C52单片机、LCD显示电路和继电器控制电路，STC89C52单片机接收倾角传感器模块的A/D转换电路传输来的车身倾斜角度的数字信号和限位开关模块的信号处理电路传输来的限位开关状态的数字信号，并且经过处理之后在LCD上显示倾斜角度信息和限位开关的状态信息，然后运行自动调平算法，做出调平决策，之后通过继电器控制电磁阀的通断时间来调节液压缸的动作时间，车身两侧液压缸的上下运动带动车身两侧进行上下调整，从而使山地农业机器人实现车身自动调平。

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