
为了提高拖拉机在农田环境中自主导航作业的控制精度,设计开发了3种基于不同类型电机的方向盘转向控制系统,在分析步进电机,伺服电机和步进伺服电机3种电机的参数及其性能差异的基础上,设计了北斗平地机自动转向执行机构,并配备了工控机PC、PLC控制器、前轮转角检测机构和GNSS定位系统等设备。设计了工控机车载终端软件,能够实现自动导航的嵌套双闭环控制及相应PID控制算法,设计了控制系统的电气原理图和PLC转向程序,在混凝土路面和田间播种作业两种工况下进行了拖拉机自动导航实验。实验结果表明,当拖拉机作业速度为0.8m/s时,两种实验条件下,步进北斗平地机的均方根误差分别为8.81cm和12.09cm,伺服电机导航系统的均方根误差分别为4.85cm和10.55cm,步进伺服电机导航系统的均方根误差分别为4.54cm和5.53cm,步进伺服电机在方向盘转向控制系统中自动导航效果较好。

该系列卫星平地控制系统性能稳定,水准仪精度为±2CM,可支持水平,平坦地面。信号通过无线电发送,并且调平操作不受地形高度差的限制,并且不受恶劣天气的影响。只要有卫星信号,北斗平地机就可以全天工作,大大提高了找平效率和设备利用率。无线电传输距离长,特别适合大规模操作。该系统还配备了一个数据返回模块,该模块将调平过程参数以及车辆位置和速度上传到服务器。用户可以方便地在校平平台上查看校平操作和车辆状况,并管理校平操作。在北斗平地机上配置的地面基站也可以与导航基站一起使用,从而提高了设备的多功能性。支持中英文界面,产品正逐步推向海外市场。

为了解决在交通不便的地区使用的设备在故障诊断、维修、管理时的困难,提高设备安全,在工程机械上实现远程控制和定位很有必要。介绍了平地机远程控制和定位系统的总体构成与功能。借助于北斗平地机实现远程控制和数据通讯。着重介绍了用Siemens CPU224XP和三一自主研发的移动终端SYMT实现远程控制、定位的原理、方法。在远程控制和数据通讯中,软件设计包括数据传送的通讯协议、控制流程等。该系统结合网络通信、多传感器数据融合以及故障诊断等先进技术,对北斗平地机的运行状态、所处位置进行监测分析、故障诊断、控制,便于及时发现和排除设备故障,控制中心可随时掌握和控制设备,从而保障用户和供应商的经济效益。

预装自动驾驶导航系统的主要困难在于自动驾驶控制系统的开发以及系统组件的合理安装和准确调试。(1)液压转向系统的开发;作为北斗平地机的主要组成部分,液压阀的加工精度,安装调试的精度以及组装方法会影响农业机械运行的精度。(2)显示控制系统的开发;作为北斗平地机的控制终端,需要在显示器上对显示器进行触摸控制。(3)传感器和天线的布局;角度传感器和卫星天线是高精度组件,在收集外部信号中起关键作用。只有合理的安装位置才能避免信号错误和错误。(4)线束和液压管路的布置;线束和液压管道的布局应集中在保护性能上。(5)整机调试;针对整机调试的特殊工艺规范的开发,GNSS天线的固定安装位置以及准确的车身数据,可以有效地提高系统的稳定性和控制精度。

刮刀的调整需要在不走动的情况下进行。首先,当北斗平地机正常工作时,将控制器上的激光接收控制开关置于手动位置,然后将刮刀“抬起”到离地面约5厘米的位置。位置(不易过高),在液压工作站上调节刮板油缸调节阀(例如,刮板在左侧高,在右侧低,将液压缸的延伸缩短到刮板的水平位置) ,如果刮板的左侧偏低而右侧偏高,则相反),请在调整水平后锁定位置,以免平地机长时间振动。放下刮刀以找到作业基准,然后将北斗平地机上的激光接收开关置于自动位置以输入作业。在开始操作之前,请调整刮刀以找到工作基准,并将激光接收开关置于自动位置。通常,刮板的位置不再移动(由于在操作过程中刮板与铲子碰撞,山脊中的硬盘和大块岩石除外)。当物体不在水平位置时,再次调整刮板的高度。