一种自动转向系统的制作方法

[0001]
本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种自动转向系统。


背景技术：

[0002]
拖拉机是一种用于牵引和驱动作业机械完成各项移动式作业的自走式动力机。传统的拖拉机一般需要工人手动控制速度和移动的方向，有有技术中提供了很多用于拖拉机转向的自动转向系统。但是这些自动转向系统无法拥有良好的精度，无法让拖拉机沿着预定的路线精准行驶；同时现有技术中的一些自动转向系统往往无法与手动转向系统进行切换，当自动转向系统出现问题时使用者无法及时对拖拉机进行手动操作，会产生安全隐患。


技术实现要素：

[0003]
本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中的自动转向系统精度低和不可切换的问题，本发明提供了一种自动转向系统来解决上述问题。
[0004]
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种自动转向系统，包括转向控制模块；所述转向控制模块包括转向油缸、自动转向回路、手动转向回路、切换阀和液压泵；所述自动转向回路包括位置传感器、转向控制器和转向阀；所述位置传感器用于获取转向油缸的实际位置；所述转向控制器与位置传感器连接，所述转向控制器用于根据转向油缸的目标位置和转向油缸的实际位置计算转向油缸的位置偏差值；所述转向阀与转向控制器连接，所述转向控制器还用于根据位置偏差值对转向阀进行控制；所述转向阀与转向油缸连接，所述转向阀用于改变进入转向油缸内的液压油的流量；所述转向阀通过切换阀与液压泵连接，所述手动转向回路通过切换阀与液压泵连接，所述切换阀用于控制液压泵与转向阀和手动转向回路之间的通断；所述手动转向回路与转向油缸连接。
[0005]
作为优选，还包括智能控制模块、路径跟踪模块和环境感知模块；所述智能控制模块被配置为配置初始数据，所述初始数据包括目标路径；所述环境感知模块被配置为获取车辆当前位置；所述路径跟踪模块被配置为根据目标路径和车辆当前位置计算转向油缸的目标位置。
[0006]
作为优选，所述转向控制器用于根据位置偏差值计算实际转角，所述转向控制器还用于根据实际转角确定液压油流量；所述转向控制器通过向转向阀发送转向信号驱动转向阀工作，所述转向控制器还用于根据液压油流量设置转向信号的占空比。
[0007]
作为优选，所述转向阀为电液比例换向阀，所述切换阀为两位三通换向阀。
[0008]
本发明的有益效果是，这种自动转向系统的自动转向回路包括位置传感器和转向控制器，自动转向回路基于位置传感器和转向控制器构建了反馈回路，能够实现自动转向回路对转向油缸的精准控制；这种自动转向系统还包括切换阀，用户能够通过对切换阀的
控制进行手动转向和自动转向的切换。
附图说明
[0009]
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0010]
图1是本发明一种自动转向系统的最优实施例的系统结构示意图。
[0011]
图2是本发明一种自动转向系统的转向控制模块的结构示意图。
[0012]
图3是本发明一种自动转向系统的自动转向回路的工作流程图。
[0013]
图4是本发明一种自动转向系统的控制方法的最优实施例的流程图。
具体实施方式
[0014]
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0015]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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装置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。
[0016]
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0017]
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
[0018]
如图1-3所示，本发明提供了一种自动转向系统，包括转向控制模块、智能控制模块、路径跟踪模块和环境感知模块。
[0019]
转向控制模块包括转向油缸、自动转向回路、手动转向回路、切换阀和液压泵。在本实施例中，转向阀为电液比例换向阀，切换阀为两位三通换向阀。
[0020]
手动转向回路的进油口与切换阀的第一工作口连通，切换阀的进油口与液压泵连接，液压泵与油箱连接。手动转向回路的回收油口与过滤器连接，过滤器与油箱连接。手动转向回路的工作口与转向油缸连通。
[0021]
自动转向回路包括位置传感器、转向控制器和转向阀。
[0022]
位置传感器能够获取转向油缸的实际位置。在本实施例中，将前轮打正时转向油缸的位置记为转向油缸的初始位置，位置传感器获取的转向油缸的位置为“0”。当前轮向右
转动时，位置传感器获取的转向油缸的位置为正。当前轮向左转动时，位置传感器获取的转向油缸的位置为负。
[0023]
转向控制器与位置传感器连接，位置传感器能够将获取的转向油缸的位置传输至转向控制器，转向控制器能够根据转向油缸的目标位置和转向油缸的实际位置计算转向油缸的位置偏差值。转向控制器还能够根据位置偏差值计算实际转角，转向控制器还用于根据实际转角确定液压油流量。
[0024]
转向阀与转向控制器控制连接，转向阀的进油口与切换阀的第二工作口连通，转向阀的工作口与转向油缸连通。在本实施例中，转向控制器能够通过向转向阀发送转向信号的方式驱动转向阀工作，转向控制器还能够根据液压油流量设置转向信号的占空比。转向阀能够根据转向信号的占空比控制进入转向油缸内的液压油的流量。
[0025]
切换阀能够根据外部系统发送的切换信号控制切换阀的进油口与切换阀的两个工作口之间的通断。在本实施例中，切换阀的进油口和第一工作口处于常通状态，液压泵驱动油箱中的油进入自动转向回路，用户能够手动完成车辆的转向。当切换阀接收到切换信号后，切换阀将进油口与第一工作口断开，同时让进油口与第二工作口连通，液压泵驱动油箱中的油进入转向阀，自动转向回路工作完成车辆的自动转向。
[0026]
智能控制模块用于用户配置初始数据，初始数据包括初始直线、机具宽度和目标路径。智能控制模块还能够根据机具宽度和目标路径实现车辆的自动对行换行。
[0027]
环境感知模块，环境感知模块包括定位单元和环境监测单元。
[0028]
定位单元能够获取车辆当前位置。定位单元包括gps、惯性导航模块和里程计，gps能够精确的获取车辆所在的位置，惯性导航模块能够在gps信号弱的地方辅助gps确定车辆的位置，里程计能够获取车辆的行驶距离，能够辅助gps更加精确的确定车辆的位置。
[0029]
环境监测单元能够获取环境信息，环境监测单元包括激光雷达和摄像头，激光雷达能够获取车辆周围的障碍物的分布情况，摄像头能够获取车辆周围的实景图像。
[0030]
路径跟踪模块能够根据目标路径和车辆当前位置计算转向油缸的目标位置。
[0031]
基于如上所说的一种自动转向系统，本发明还提供了一种自动转向系统的控制方法的实施例，如图4所示，包括以下步骤：s1、切换阀判断是否接收到切换信号，若接收到切换信号则切换阀将自动转向回路与液压泵连通；通过以下步骤进行位置传感器的校正：打正前轮，位置传感器记录前轮打正时转向油缸的位置，将位置传感器记录的位置记为初始位置，进入步骤s2；若未接收到切换信号则切换阀继续连通手动转向回路与液压泵，重复步骤s1；s2、位置传感器获取转向油缸的实际位置，位置传感器将实际位置传输至转向控制器；s21、智能控制模块根据外部指令设置初始数据，初始数据包括目标路径；s22、环境感知模块获取车辆当前位置，路径跟踪模块根据目标路径和车辆当前位置计算转向油缸的目标位置；s23、路径跟踪模块将目标位置输送给转向控制器；s3、转向控制器根据目标位置和实际位置对转向阀进行控制，具体包括以下步骤：s301、转向控制器根据目标位置和实际位置计算位置偏差值，转向控制器根据位置偏差值计算实际转角，转向控制器根据实际转角确定液压油流量；s302、转向控制器根据液压油流量确定转向信号的占空比；
s303、转向控制器向转向阀发送设置好占空比的转向信号；s4、转向阀改变进入转向转向油缸的液压油的流量，转向油缸驱动车辆的前轮进行转动；在本实施例中，转向油缸移动时在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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，对所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。
[0032]
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

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