農(nóng)機(jī)方向盤自動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的制作方法

本實(shí)用新型涉及農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)，具體地指一種農(nóng)機(jī)方向盤自動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置。

背景技術(shù)：

農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)導(dǎo)航是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系中的一項(xiàng)核心關(guān)鍵技術(shù)，廣泛應(yīng)用于耕作、播種、施肥、噴藥、收獲等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程。農(nóng)機(jī)位置測(cè)量方法、農(nóng)機(jī)模型與導(dǎo)航路徑跟蹤控制方法是農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)的研究重點(diǎn)，受到國(guó)內(nèi)外科研人員的廣泛關(guān)注。導(dǎo)航系統(tǒng)的作用是使農(nóng)業(yè)機(jī)械按照優(yōu)化的作業(yè)路徑工作，減少重復(fù)作業(yè)區(qū)和遺漏作業(yè)區(qū)的面積，提高農(nóng)業(yè)機(jī)械的田間作業(yè)質(zhì)量和效率、降低駕駛員勞動(dòng)強(qiáng)度。其中，轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)是農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)的必要組成部分之一，控制指令最終由執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)的優(yōu)劣直接決定導(dǎo)航系統(tǒng)最終的導(dǎo)航質(zhì)量。目前，拖拉機(jī)等農(nóng)機(jī)的轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)存在以下問題：1)傳統(tǒng)導(dǎo)航轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)龐大，安裝復(fù)雜，拆卸不便；2)手動(dòng)與自動(dòng)之間切換不夠順暢；3)對(duì)安裝精度要求高，適用范圍小。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的就是要提供一種農(nóng)機(jī)方向盤自動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置，該裝置安裝拆卸便捷，轉(zhuǎn)向靈活，適應(yīng)性強(qiáng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種農(nóng)機(jī)方向盤自動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置，包括基支架和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)支架和基支架，所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)支架與所述基支架之間連有壓力彈簧和連桿機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)支架上設(shè)有能驅(qū)動(dòng)農(nóng)機(jī)方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)的摩擦機(jī)構(gòu)，所述基支架上設(shè)有摩擦壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述壓力彈簧一端與所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)支架連接，另一端 與所述摩擦壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)連接；所述基支架端部設(shè)有方向盤支桿夾持機(jī)構(gòu)。

進(jìn)一步地，所述摩擦機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)軸及方向盤摩擦輪，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定在所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)支架上，所述驅(qū)動(dòng)軸與所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的動(dòng)力輸出軸固定連接，所述方向盤摩擦輪固定在所述驅(qū)動(dòng)軸上。

進(jìn)一步地，所述摩擦壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括固定在所述基支架上的至少兩個(gè)立式絲桿軸承，絲桿，絲桿手輪，及絲桿滑塊，所述絲桿水平承托于所述兩個(gè)立式絲桿軸承上，所述絲桿手輪與所述絲桿螺紋連接，所述絲桿滑塊固定在所述絲桿上，且所述絲桿滑塊與所述壓力彈簧的底端連接。

進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)支架上設(shè)有彈簧安裝座，所述彈簧安裝座與所述壓力彈簧的頂端連接。

進(jìn)一步地，所述連桿機(jī)構(gòu)為多根相互平行且對(duì)稱布置的支撐連桿，所述支撐連桿頂端與所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)支架鉸接，所述支撐連桿底端與所述基支架鉸接。

進(jìn)一步地，所述方向盤支桿夾持機(jī)構(gòu)包括左夾板和右夾板，所述左夾板的一端與所述基支架之間連有左合頁(yè)，另一端設(shè)有夾緊鎖，所述右夾板的一端與所述基支架之間連有右合頁(yè)，另一端設(shè)有與所述夾緊鎖配合的夾緊鎖扣。

進(jìn)一步地，所述左合頁(yè)和所述右合頁(yè)的開度分別為0°～270°。

進(jìn)一步地，所述左夾板和所述右夾板的橫斷面均呈“L”形。

進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)為24v直流步進(jìn)電機(jī)，額定扭矩為4Nm。

更進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)軸與所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的動(dòng)力輸出軸通過聯(lián)軸器固定連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：

其一，本轉(zhuǎn)向裝置采用摩擦機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)農(nóng)機(jī)方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)前輪自動(dòng)轉(zhuǎn)向功能，具有無需使用潤(rùn)滑油，驅(qū)動(dòng)噪聲小的特點(diǎn)。

其二，本轉(zhuǎn)向裝置采用可拆卸的模塊化設(shè)計(jì)，利用方向盤支桿夾持機(jī)構(gòu)進(jìn)行固定，安裝和拆卸便捷，在不使用時(shí)可以從方向盤支桿上卸除，節(jié)省空間，便于保存與維護(hù)，進(jìn)而便捷靈活的轉(zhuǎn)向裝置降低了農(nóng)機(jī)改裝難度，同時(shí)提高了本裝置對(duì)不同種類農(nóng)機(jī)的適應(yīng)性。

其三，本轉(zhuǎn)向裝置通過壓力彈簧、連桿機(jī)構(gòu)及摩擦機(jī)構(gòu)的妥善配合，使得手動(dòng)與自動(dòng)能夠自由切換，具有便捷切換手動(dòng)操作與自動(dòng)操作的功能。

其四，本轉(zhuǎn)向裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，具有較強(qiáng)的方向盤自適應(yīng)性，對(duì)安裝精度和方向盤同心度要求較低，不影響農(nóng)機(jī)使用，無需額外改造農(nóng)機(jī)原有設(shè)備與結(jié)構(gòu)，因此廣泛適用于不同機(jī)型的方向盤，能夠?qū)崿F(xiàn)高效電力驅(qū)動(dòng)農(nóng)機(jī)車輛前輪轉(zhuǎn)向，較好地滿足不同農(nóng)機(jī)的導(dǎo)航需求。

附圖說明

圖1是一種農(nóng)機(jī)方向盤自動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的裝配狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1中基支架，方向盤支桿夾持機(jī)構(gòu)，連桿機(jī)構(gòu)，壓力彈簧，摩擦壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)支架的連接關(guān)系示意圖。

圖3為圖1中摩擦機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為圖2的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為圖2的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為方向盤支桿夾持機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，便于更清楚地了解本實(shí)用新型，但它們不對(duì)本實(shí)用新型構(gòu)成限定。

如圖1，圖2所示的農(nóng)機(jī)方向盤自動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置，包括驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)支架1和基支架2，所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)支架1與所述基支架2之間連有壓力彈簧3和連桿機(jī)構(gòu)4，所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)支架1上安裝有能驅(qū)動(dòng)農(nóng)機(jī)方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)的摩擦機(jī)構(gòu)5，所述基支架2上設(shè)有摩擦壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)6，壓力彈簧3一端與所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)支架1連接，另一端與摩擦壓力調(diào)節(jié)機(jī) 構(gòu)6連接；所述基支架2端部設(shè)有方向盤支桿夾持機(jī)構(gòu)7。

上述方案中，結(jié)合圖3所示，所述摩擦機(jī)構(gòu)5包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)5-1，驅(qū)動(dòng)軸5-2及硅膠材質(zhì)的方向盤摩擦輪5-3，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)5-1固定在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)支架1上，方向盤摩擦輪5-3固定在所述驅(qū)動(dòng)軸5-2上，所述驅(qū)動(dòng)軸5-2與所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)5-1的動(dòng)力輸出軸固定連接。其中，為提高轉(zhuǎn)動(dòng)效率，方向盤摩擦輪5-3通過驅(qū)動(dòng)軸5-2和聯(lián)軸器5-4與驅(qū)動(dòng)電機(jī)5-1直接相連，驅(qū)動(dòng)軸5-2底端和驅(qū)動(dòng)電機(jī)5-1的動(dòng)力輸出軸頂端分別設(shè)有軸鍵，聯(lián)軸器5-4兩端均設(shè)有鍵槽，驅(qū)動(dòng)軸5-2和驅(qū)動(dòng)電機(jī)5-1動(dòng)力輸出軸上的軸鍵分別嵌入聯(lián)軸器5-4的兩個(gè)鍵槽中完成連接；驅(qū)動(dòng)軸5-2安裝于軸承8中為方向盤摩擦輪5-3提供支撐和驅(qū)動(dòng)力；驅(qū)動(dòng)電機(jī)5-1為24v直流步進(jìn)電機(jī)，額定扭矩為4Nm。

上述方案中，結(jié)合圖4，圖5所示，所述摩擦壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)6包括固定在基支架2上的兩個(gè)立式絲桿軸承6-1，絲桿6-2，絲桿手輪6-3，及絲桿滑塊6-4，所述絲桿6-2水平承托于所述兩個(gè)立式絲桿軸承6-1上，所述絲桿手輪6-3與所述絲桿6-2螺紋連接，所述絲桿滑塊6-4固定在所述絲桿6-2上；驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)支架1上設(shè)有彈簧安裝座1-1，壓力彈簧3頂端安裝在彈簧安裝座1-1上，壓力彈簧3底端安裝在絲桿滑塊6-4上，彈簧安裝座1-1和絲桿滑塊6-4均可通過設(shè)置掛鉤來安裝壓力彈簧3，因此，壓力彈簧3通過絲桿滑塊6-4和彈簧安裝座1-1連接基支架2與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)支架1，提供摩擦驅(qū)動(dòng)所需的正壓力，同時(shí)也使得本裝置在切換至手動(dòng)操作模式時(shí)系統(tǒng)抗振動(dòng)能力提高。其中，通過轉(zhuǎn)動(dòng)絲桿手輪6-3帶動(dòng)絲桿6-2轉(zhuǎn)動(dòng)，使絲桿滑塊6-4直線移動(dòng)，進(jìn)而絲桿滑塊6-4牽引壓力彈簧3伸縮，從而調(diào)節(jié)方向盤摩擦輪5-3的摩擦正壓力，具體調(diào)節(jié)過程是：當(dāng)絲桿滑塊6-4向方向盤支桿9方向移動(dòng)，壓力彈簧3伸長(zhǎng)，使得方向盤摩擦輪5-3與方向盤10之間的摩擦壓力增加；當(dāng)絲桿滑塊6-4向驅(qū)動(dòng)電機(jī)5-1方向移動(dòng)，壓力彈簧3縮短，使得方向盤摩擦輪5-3與方向盤10之間的摩擦壓力 減小。

上述方案中，連桿機(jī)構(gòu)4與壓力彈簧3配合使驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)支架1可以處于上或下兩個(gè)穩(wěn)態(tài)位置。其中，連桿機(jī)構(gòu)4為四根相互平行且對(duì)稱布置在壓力彈簧3兩側(cè)的支撐連桿4-1，支撐連桿4-1頂端與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)支架1鉸接，支撐連桿4-1底端與基支架2鉸接，在基支架2固定的情況下可以實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)支架1的定姿態(tài)上下移動(dòng)，使方向盤摩擦輪5-3隨驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)支架1移動(dòng)并始終保持軸向豎直，方向盤摩擦輪5-3與方向盤10保持水平，實(shí)現(xiàn)方向盤摩擦輪5-3對(duì)方向盤10的滾動(dòng)驅(qū)動(dòng)功能。

上述方案中，結(jié)合圖6所示，所述方向盤支桿夾持機(jī)構(gòu)7包括橫斷面均呈“L”形的左夾板7-1和右夾板7-2，所述左夾板7-1的一端與所述基支架2之間連有左合頁(yè)7-3，另一端設(shè)有夾緊鎖7-4，所述右夾板7-2的一端與所述基支架2之間連有右合頁(yè)7-5，另一端設(shè)有與所述夾緊鎖7-4配合的夾緊鎖扣7-6。方向盤支桿夾持機(jī)構(gòu)7通過前述兩片合頁(yè)與基支架2連接，從而能夠通過夾持方向盤支桿9固定整個(gè)農(nóng)機(jī)方向盤自動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置。其中，左合頁(yè)7-3和右合頁(yè)7-5的開度分別為0°～270°，使得左夾板7-1和右夾板7-2活動(dòng)范圍大，便于整個(gè)裝置的拆卸。

上述農(nóng)機(jī)方向盤自動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的工作過程如下：首先，將左夾板7-1和右夾板7-2夾持方向盤支桿9，利用夾緊鎖7-4和夾緊鎖扣7-6鎖緊，將整個(gè)轉(zhuǎn)向裝置固定在方向盤支桿9上，從而保持基支架2與方向盤10的相對(duì)位置關(guān)系；使用本轉(zhuǎn)向裝置進(jìn)行電力驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向操作時(shí)，將驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)支架1向上推，使方向盤摩擦輪5-3處于與方向盤10接觸的上穩(wěn)態(tài)，此時(shí)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)支架1被壓力彈簧3拉住，因驅(qū)動(dòng)方向盤10所需的壓力由壓力彈簧3提供，扭動(dòng)絲桿手輪6-3調(diào)節(jié)壓力彈簧3的伸縮長(zhǎng)度調(diào)節(jié)壓力，然后通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)5-1帶動(dòng)方向盤摩擦輪5-3轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行帶動(dòng)方向盤10轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)前輪轉(zhuǎn)向；本轉(zhuǎn)向裝置需由 電動(dòng)切換為手動(dòng)轉(zhuǎn)向操作時(shí)，將驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)支架1向下拉，使方向盤摩擦輪5-3處于與方向盤10分離的下穩(wěn)態(tài)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)支架1被壓力彈簧3拉住，方向盤摩擦輪5-3與方向盤10分離，不再影響方向盤10轉(zhuǎn)向，進(jìn)而可手動(dòng)操作方向盤13；松開方向盤支桿夾持機(jī)構(gòu)7上的夾緊鎖7-4和夾緊鎖扣7-6，就可以便捷地取下整個(gè)轉(zhuǎn)向裝置。