一种用于农业机械无人驾驶的控制装置
技术领域
本发明涉及农业非道路无人驾驶技术领域，特别是涉及一种用于农业机械无人驾驶的控制装置。
背景技术
自古民以食为天，而我国又是农业大国，所以农业对于我们的发展来说是非常重要的。
受到农业自动驾驶领域的影响，农业无人驾驶领域的发展也是如火如荼。以插秧机为例，农业无人插秧机可以真正的做到解放劳动力，真正的做到了释放双手，减少人力，节约成本，提高作业的效率。
但是，现有的插秧机也是只能做到自动驾驶或者辅助直行，插秧机控制装置存在不足：需要单独的使用一个人力站在后面去放置秧盘，专门需要一个人去驾驶插秧机，可以让用户不用一直手扶方向盘，不用那么累，在人员的数量上是无法减少的；并且长时间去扳动秧台手柄，或者脚踩油门，长时间操作这种动作，会使其肢体出现酸麻的情况，不利于长时间的田间工作。
综上所述，如何有效地解决农业机械只能做到自动驾驶或者辅助直行，不能真正做到无人控制等问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于农业机械无人驾驶的控制装置，该用于农业机械无人驾驶的控制装置使得农业机械对应的操作挡位以及对应的速度挡位得到控制，使农业机械实现无人控制。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种用于农业机械无人驾驶的控制装置，包括能够实现正反转的驱动电机、与所述驱动电机的电机轴连接的主动齿轮、与所述主动齿轮啮合的从动齿轮、与所述从动齿轮连接的滚珠丝杆、内部螺纹能够与所述滚珠丝杆相配合的螺纹组件，以及设置于所述滚珠丝杆和螺纹组件外部的壳体，所述壳体与农业机械的固定机架连接，所述螺纹组件的端部与农业机械需要换挡部件的结构件连接，所述控制装置的数量与农业机械需要换挡部件的数量对应。
优选地，所述螺纹组件和所述壳体的内腔为间隙配合。
优选地，所述螺纹组件的转动角度小于360°。
优选地，所述壳体的内腔壁设置有与所述螺纹组件轴线方向平行的限位槽，所述螺纹组件的外周上设置有螺旋槽，所述螺旋槽的螺旋角度小于360°，所述限位槽和所述螺旋槽内卡有滚珠。
优选地，所述壳体的内腔壁设置有与所述螺纹组件轴线方向平行的限位槽，所述螺纹组件的外周上设置有与所述限位槽相配合的限位凸台，所述限位凸台卡于所述限位槽内。
优选地，所述壳体的内腔壁具有多条平行设置的限位槽，所述螺纹组件的外周上具有多条限位凸台。
优选地，所述限位槽的两端面分别位于所述螺纹组件的最短行程和最长行程的内侧。
优选地，所述螺纹组件的行程为0-10cm。
优选地，所述壳体的后端具有用于与农业机械的固定机架连接的尾端孔位；
所述螺纹组件的端部具有用于与农业机械需要换挡部件的结构件连接的首端孔位。
优选地，所述壳体的尾端孔位与农业机械的固定机架之间通过第一结构件连接，所述螺纹组件的首端孔位与农业机械需要换挡部件的结构件之间通过第二结构件连接。
本发明所提供的用于农业机械无人驾驶的控制装置，包括驱动电机、主动齿轮、从动齿轮、滚珠丝杆、螺纹组件以及壳体。驱动电机是一种能够实现正反转的电机，不仅能正转，还能实现反驱，反向运动。主动齿轮与驱动电机的电机轴连接，滚珠丝杆与从动齿轮连接，从动齿轮与主动齿轮啮合。主动齿轮与驱动电机的电机轴以及滚珠丝杆与从动齿轮的连接方式通常是键连接。驱动电机驱动主动齿轮转动，主动齿轮带动从动齿轮及与从动齿轮连接的滚珠丝杆转动。螺纹组件靠近滚珠丝杆的一端具有螺纹孔，螺纹能够与滚珠丝杆相配合，滚珠丝杆在转动时能够驱动螺纹组件横向移动，比如说当驱动电机正向转动的时候能够驱动螺纹组件向外移动，反之，向内移动。壳体设置于滚珠丝杆和螺纹组件外部，滚珠丝杆和壳体的轴向相对位置是相对固定的，壳体对滚珠丝杆和螺纹组件具有保护作用。
壳体与农业机械的固定机架连接，安装完成后壳体位置相对固定，比如与插秧机等农业机械的静态位置固定连接，保证尾端固定牢固。螺纹组件的端部与农业机械需要换挡部件的结构件连接，农业机械需要换挡部件可以为秧台、档位或者油门等。控制装置的数量与农业机械需要换挡部件的数量对应，通过控制装置驱动相应部件换挡，实现无人控制对应的挡位。驱动电机可以反驱，进而可以实现手动和自动之间的切换，不会存在滚珠丝杆推拉不动的情况，进而实现无人控制的状态，只需要软件在控制端发送一条指令即可。
应用本发明实施例所提供的技术方案，适用于无人驾驶插秧机、收割机、打药机等农业机械，驱动电机和滚珠丝杆可以进行正反向运动，进而可以控制插秧机等农业机械的秧台挡位，使得秧台挡位可以实现无人控制；也可以控制插秧机等农业机械的油门挡位，使得油门挡位可以实现无人控制，使得插秧机对应的速度挡位得到控制。由于插秧机等农业机械的秧台以及油门得到无人控制，在加装自动驾驶系统的情况下，进而插秧机等农业机械实现无人控制，可无人模式情况下进行作业工作，实现无人驾驶，在工作状态下，无需控制秧台，无需控制速度，在秧苗或者农药充足的状态下，只需要一个人摆放秧苗即可，真正的可以做到解放劳动力，真正的做到了释放双手，减少人力，节约成本，提高了作业的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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为本发明中一种具体实施方式所提供的用于农业机械无人驾驶的控制装置的结构示意图。
附图中标记如下：
驱动电机1、尾端孔位2、壳体3、螺纹组件4、滚珠丝杆5、首端孔位6。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种用于农业机械无人驾驶的控制装置，该用于农业机械无人驾驶的控制装置使得农业机械对应的操作挡位以及对应的速度挡位得到控制，使农业机械实现无人控制。
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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，图1为本发明中一种具体实施方式所提供的用于农业机械无人驾驶的控制装置的结构示意图。
在一种具体实施方式中，本发明所提供的用于农业机械无人驾驶的控制装置，包括能够实现正反转的驱动电机1、与驱动电机1的电机轴连接的主动齿轮、与主动齿轮啮合的从动齿轮、与从动齿轮连接的滚珠丝杆5、内部螺纹能够与滚珠丝杆5相配合的螺纹组件4，以及设置于滚珠丝杆5和螺纹组件4外部的壳体3，壳体3与农业机械的固定机架连接，螺纹组件4的端部与农业机械需要换挡部件的结构件连接，控制装置的数量与农业机械需要换挡部件的数量对应。
上述结构中，用于农业机械无人驾驶的控制装置包括驱动电机1、主动齿轮、从动齿轮、滚珠丝杆5、螺纹组件4以及壳体3。
驱动电机1是一种能够实现正反转的电机，不仅能正转，还能实现反驱，反向运动。
主动齿轮与驱动电机1的电机轴连接，滚珠丝杆5与从动齿轮连接，从动齿轮与主动齿轮啮合。主动齿轮与驱动电机1的电机轴以及滚珠丝杆5与从动齿轮的连接方式通常是键连接。驱动电机1驱动主动齿轮转动，主动齿轮带动从动齿轮及与从动齿轮连接的滚珠丝杆5转动。
螺纹组件4靠近滚珠丝杆5的一端具有螺纹孔，螺纹能够与滚珠丝杆5相配合，滚珠丝杆5在转动时能够驱动螺纹组件4横向移动，比如说当驱动电机1正向转动的时候能够驱动螺纹组件4向外移动，反之，向内移动。
壳体3设置于滚珠丝杆5和螺纹组件4外部，滚珠丝杆5和壳体3的轴向相对位置是相对固定的，壳体3对滚珠丝杆5和螺纹组件4具有保护作用。
壳体3与农业机械的固定机架连接，安装完成后壳体3位置相对固定，比如与插秧机等农业机械的静态位置固定连接，保证尾端固定牢固。
螺纹组件4的端部与农业机械需要换挡部件的结构件连接，农业机械需要换挡部件可以为秧台、档位或者油门等。控制装置的数量与农业机械需要换挡部件的数量对应，通过控制装置驱动相应部件换挡，实现无人控制对应的挡位。驱动电机1可以反驱，进而可以实现手动和自动之间的切换，不会存在滚珠丝杆5推拉不动的情况，进而实现无人控制的状态，只需要软件在控制端发送一条指令即可。
比如控制插秧机秧台的抬升、下降挡位，从而实现秧台自动抬升下降，实现无人插秧。另外一个是根据插秧机结构的不同，通过对应的推杆电机控制加减速挡位，或者脚踩油门控制的挡位，驱动档位增或减、驱动油门前进或停车，进而实现无人行走。
应用本发明实施例所提供的技术方案，适用于无人驾驶插秧机、收割机、打药机等农业机械，驱动电机1和滚珠丝杆5可以进行正反向运动，进而可以控制插秧机等农业机械的秧台挡位，使得秧台挡位可以实现无人控制；也可以控制插秧机等农业机械的油门挡位，使得油门挡位可以实现无人控制，使得插秧机对应的速度挡位得到控制。由于插秧机等农业机械的秧台以及油门得到无人控制，在加装自动驾驶系统的情况下，进而插秧机等农业机械实现无人控制，可无人模式情况下进行作业工作，实现无人驾驶，在工作状态下，无需控制秧台，无需控制速度，在秧苗或者农药充足的状态下，只需要一个人摆放秧苗即可，真正的可以做到解放劳动力，真正的做到了释放双手，减少人力，节约成本，提高了作业的效率。
在上述各个具体实施例的基础上，螺纹组件4的外尺寸和壳体3内腔的尺寸相等，螺纹组件4和壳体3的内腔为间隙配合，间隙的大小可以为0.2mm，方便螺纹组件4安装到壳体3内腔，壳体3内腔对螺纹组件4具有导向作用，减少螺纹组件4径向晃动。
在上述各个具体实施例的基础上，螺纹组件4的转动角度小于360°，当螺纹组件4转动超过360°，螺纹组件4的移动精度不能够精准控制，还会导致农业机械无人驾驶的控制装置失效，而且这种失效是不可逆的。
上述螺纹组件4的转动角度小于360°的方式包括至少两种方案，
第一种情况中，壳体3的内腔壁设置有与螺纹组件4轴线方向平行的限位槽，螺纹组件4的外周上设置有螺旋槽，螺旋槽的螺旋角度小于360°，限位槽和螺旋槽内卡有滚珠。
上述结构中，壳体3的内腔壁设置有限位槽，限位槽与螺纹组件4的轴线方向平行，也就是与螺纹组件4的移动方向相同。
螺纹组件4的外周上设置有螺旋槽，螺旋槽的螺旋角度小于360°，螺旋槽的长度小于螺纹组件4一圈。
限位槽和螺旋槽内卡有滚珠，限位槽和螺旋槽将滚珠卡住，滚珠只能在槽内运动。也就是说在螺纹组件4移动过程中，滚珠沿限位槽和螺旋槽之间运动，当螺纹组件4有旋转时，滚珠只能在螺旋槽的旋转角度内运动，转动角度不能超过360°，确保螺纹组件4的转动角度小于360°，保证螺纹组件4的移动精度。
第二种情况中，壳体3的内腔壁设置有与螺纹组件4轴线方向平行的限位槽，螺纹组件4的外周上设置有与限位槽相配合的限位凸台，限位凸台卡于限位槽内。
上述结构中，壳体3的内腔壁设置有限位槽，限位槽与螺纹组件4的轴线方向平行。
螺纹组件4的外周上设置有限位凸台，限位凸台与螺纹组件4的轴线方向平行，也就是与螺纹组件4的移动方向相同。
限位凸台与限位槽相配合，限位凸台卡于限位槽内且能够沿限位槽移动。限位凸台和限位槽的方向与螺纹组件4的移动方向相同，限位凸台和限位槽的结构及连接关系将螺纹组件4限制在只能沿轴向方向移动，不能发生转动，防止螺纹组件4发生过转动问题，保证螺纹组件4的移动精度。
进一步优化上述技术方案，壳体3的内腔壁具有多条平行设置的限位槽，螺纹组件4的外周上具有多条限位凸台，此时螺纹组件4相当于花键轴，多条限位凸台能够插于多条限位槽内，多条限位凸台和限位槽相配合，以防一条限位凸台和限位槽配合失效，多重保护，可靠性较高。需要说明的是，限位凸台和限位槽的数量不受限制，可以是两条、三条以及更多条，都在本发明的保护范围内。
另一种较为可靠的实施例中，在上述任意一个实施例的基础之上，限位槽的两端面分别位于螺纹组件4的最短行程和最长行程的内侧，也就是限位槽的长度小于螺纹组件4的行程，螺纹组件4不能到达最短行程和最长行程的位置。当螺纹组件4不能到达最短行程和最长行程的位置时，螺纹组件4只会沿轴线方向直线移动，不可能发生转动运动，进一步限制螺纹组件4发生转动，保证螺纹组件4的移动精度。
在上述各个具体实施例的基础上，螺纹组件4的行程为0-10cm，具体行程长度可以根据具体使用情况的不同自行确定，比如当农业机械需要换挡部件的驱动距离为4mm时，螺纹组件4可选5mm的行程，既满足农业机械需要换挡部件的驱动距离，又可以使螺纹组件4的长度较短，降低成本。
在上述各个具体实施例的基础上，壳体3的后端具有尾端孔位2，尾端孔位2用于与农业机械的固定机架连接，比如通过螺栓连接，连接较为方便。
同理，螺纹组件4的端部具有用于与农业机械需要换挡部件的结构件连接的首端孔位6，方便螺纹组件4的端部与农业机械需要换挡部件的结构件连接。
在上述各个具体实施例的基础上，壳体3的尾端孔位2与农业机械的固定机架之间通过第一结构件连接，可以根据尾端孔位2与农业机械的固定机架之间的距离和空间选择第一结构件的尺寸和结构，不仅方便连接，还节省空间。
同理，螺纹组件4的首端孔位6与农业机械需要换挡部件的结构件之间通过第二结构件连接。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上对本发明所提供的用于农业机械无人驾驶的控制装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
