自动驾驶插秧机结构设计方案
细谈一种自动行走的插秧机械—新型手动自走插秧机.doc
细谈一种自动行走的插秧机械—新型手动自走插秧机现在有了一种新型自动行走的插秧机械——手动自走插秧机，在河南省周口市启成建筑设备厂研制成功，并已投放市场。
该机采取滚动分秧、滚动接秧和垂直插秧作业方式，巧妙地模仿人工插秧动作，具有体积小、重量轻、结构简单，操作灵活等特点，解决了以往插秧机普遍存在的分秧能力不强、均匀度不高、勾伤秧苗等技术难题，适合早稻、晚稻的浅根秧苗移栽，一人每小时可插秧1334平方米，苗高18-35厘米，省时省力，自动成行，作业整齐，株距均匀。
自动辅助驾驶高速插秧机在江苏的应用现状和发展建议
摘要：江苏省2017年开始进行自动辅助驾驶高速插秧机试验研究。
该文介绍了自动辅助驾驶高速插秧机分类、结构和性能，分析了机具的优势及推广应用难点，并结合实际提出机具在江苏的发展建议。
关键词：自动辅助驾驶；高速插秧机；应用现状；发展建议0引言随着卫星定位技术、传感器技术和自动控制技术的发展，变量施肥、精准施药、精确种植等精准农业技术应用范围越来越广，对农机作业的精确性提出了更高的要求，推动了自动辅助驾驶系统在农机上的应用。
江苏省自2017年开始试验研究自动辅助驾驶高速乘坐式插秧机，2019年，部分市县通过示范项目建设，开始购买应用自动辅助驾驶高速插秧机。
目前，该机具在江苏的应用已进入用户自愿选择使用阶段。
1自动辅助驾驶高速插秧机分类目前，市场上已经商品化的自动辅助驾驶高速插秧机根据其能够实现的功能主要分为自动直行乘坐式高速插秧机[1]和智能控制半自动高速插秧机[2]两类。
自动直行乘坐式高速插秧机是一种可以在直线行走作业时无需驾驶员控制、按照预先设定的行驶方向自动保持直线作业任务的高速插秧机。
智能控制半自动高速插秧机是一种可以按照预先设定的程序自动完成作业路径规划，插植部升降，插秧机调头、转向等作业任务，插秧作业时无需驾驶员的高速插秧机。
但这两种高速插秧机均需由人工驾驶到作业田块内，并需人工上秧，在特定状态下需要人工制动停机。
自动辅助驾驶高速插秧机从自动辅助驾驶系统的安装方式上又分为前装和后装两种。
前装一般是指自动辅助驾驶系统和高速插秧机在出厂前就安装好，作为一个整机出厂；后装是指高速插秧机出厂后，由用户选择其它品牌的自动辅助驾驶系统安装在高速插秧机上，组成自动辅助驾驶高速插秧机。
2自动辅助驾驶高速插秧机结构和性能2.1结构自动辅助驾驶高速插秧机由高速插秧机本体和自动辅助驾驶系统组成。
自动辅助驾驶系统主要由卫星接收天线、GNSS接受机、角度等传感器、液晶控制面板、控制器和油缸等控制机构组成，能够通过接收北斗、GPS、格洛纳斯和伽利略等卫星信号辅助以RTK基站网络来实现精确定位，也可以仅通过双卫星实现精确定位。
插秧机结构设计
插秧机结构设计
插秧机结构设计是一项重要的工作，它为最终产品提供了可靠性和安全性。
正确的插秧机结构设计将有助于提高整体系统的性能，并为后续使用者提供更好的服务。
因此，在设计插秧机结构时，必须考虑到插秧机的功能、外形、尺寸等各方面的要求。
首先，要考虑插秧机的功能要求，确定插秧机的类型和使用范围，以便根据不同的功能，设计出合适的结构。
其次，要考虑插秧机的外形和尺寸，即确定插秧机的外形和尺寸，以便确保其在生产中占用的空间合理，并且可以符合插秧机的使用环境。
同时，应考虑插秧机的使用频率，以确定插秧机的使用寿命。
接下来，要考虑插秧机的动力部件，即确定插秧机的动力部件，以便确保插秧机的稳定性和可靠性。
具体而言，应考虑动力部件的特性和性能，例如动力部件的功率大小、动力部件的可靠性、动力部件的抗冲击性能等。
此外，还要考虑插秧机的传动系统和操作系统，这些系统将直接影响插秧机的性能和使用寿命。
因此，必须确保插秧机的传动系统和操作系统在使用过程中可靠可靠，可以有效地提高插秧机的性能和使用寿命。
最后，要考虑插秧机的安全性，确定插秧机的安全设计，以确保插秧机的安全使用。
具体而言，应考虑插秧机的安全保护装置、操作安全设施、防火设施等，以及插秧机的安全操作程序。
综上所述，插秧机结构设计包括功能要求、外形尺寸、动力部件、传动系统和操作系统、安全性等多项内容。
在设计过程中，必须考虑到插秧机的功能、外形、尺寸、动力部件、传动系统和操作系统、安全性等多方面的要求，以确保最终产品的可靠性和安全性。
插秧机电控操作机构和控制算法设计
第２５卷第４期１１８２００９年４月农业工程学报ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅＣＳＡＥ、，０１．２５ＮＯ．４Ａｐｒ．２００９插秧机电控操作机构和控制算法设计胡炼１，一，罗锡文１，２※，赵祚喜１，一，张智刚１，２胡均万１２，陈斌１，２（１．华南农业大学南方农业机械与装备关键技术省部共建教育部重点实验室，广州５１０６４２；２．华南农业大学工程学院，广州５１０６４２）摘要：为了进行农业机械导航和变量作业试验研究，以久保田ＳＰＵ．６８型插秧机为试验平台，对插秧机转向机构、变速机构和插秧机具升降机构进行了改造，实现自动控制。
采用小功率直流电机为动力，设计了带双阈值死区的ＰＤ电机位置控制算法。
转向操纵机构导向信号跟踪试验及与驾驶员操作的对比试验结果表明，转向系统具有良好的响应特性，电控操作装置控制作业效果与驾驶员操作作业效果相当。
关键词：插秧机，自动导航，电机位置控制，双闽值死区中图分类号：￥２２３．１９＋２文献标识码：Ａ文章编号：１００２—６８１９（２００９）－４－０１１８—０５胡炼，罗锡文，赵祚喜，等．插秧机电控操作机构和控制算法设计［Ｊ】．农业工程学报，２００９，２５（４）：１１８—１２２．ＨｕＬｉａｎ，ＬｕｏＸｉｗｅｎ，ＺｈａｏＺｕｏｘｉ，ｅｔａ１．Ｄｅｓｉｇｎｏｆｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｃｏｎｔｒｏｌｄｅｖｉｃｅａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｆｌｇｏｆｉｔｈｍｆｏｒｒｉｃｅｔｒａｎｓｐｌａｎｔｅｒ［Ｊ］．ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅＣＳＡＥ，２００９，２５（４）：１１８—１２２．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅｗｉｔｈＥｎｇｌｉｓｈａｂｓｔｒａｃＯ０引言目前商品化的农田作业机械一般都是采用人工驾驶和手工操作机构，将农田作业机械的人工驾驶和手工操作机构改造为电控机构是实现农田作业机械自动导航控制和变量作业的关键之一。
国外对转向控制系统进行了较多研究，常用方法可分为电液控制方法和电机控制方法。
电液控制转向系统具有控制功率大和响应速度快等特点，因而广泛应用于农田作业机械导航中。
全自动智能插秧机的设计
全自动智能插秧机的设计摘要：水稻是我国大部分地区都种植的一种主要农作物，也是我国主要粮食的来源之一。
但因受各种观念和技术等多方面因素的影响，我国很大一部分地区的水稻种植仍是以人工播种为主，尤其是地形狭小、地势高低不平的的地区，水稻机械化种植的普及率不高，这也导致我国水稻生产效率相对较低，并对农业行业及市场的发展造成限制。
本文针对水稻种植机械化的发展问题，在简要分析水稻种植机械化发展前景的基础上，并且阐述全自动智能插秧机在这种问题下的解决方法。
关键词：水稻种植机械化小型1.研究背景在美国、日本、德国这些国家他们的国家人口基数较小，人口的数量较少，所以导致劳动费用高，人工种植的方法显然是不可取。
而且由于文化传统和地域的不同，一些国家受地理因素影响，适合种植水稻的土地相对分散，不能大规模的用机械进行操作，所以他们国家的关于水稻种植方面的小型设备也是较少。
但是每个国家对水稻的需求量都很高，所以一个自动化机械化水平高的全自动智能插秧机更会有很大的市场可以推广。
如今政府对于水稻种植设备方面的市场发展情况，设备技术水平，市场供需情况以及未来几年影响市场走向的因素来看，以现阶段的农业机械化水平还远远不足。
在当今科技水平飞速发展的大背景下，农业机械自动化水平也有了质的飞跃。
就我国所处的地理环境而言，水稻是我国的主要农作物，早期种植水稻主要依靠人力资源，费时费力而且效率低，随着近几年农业机械化的普及，种植水稻的方式有所改善，但仍存在较多问题。
水稻播种机受限于我国错综复杂的地形，在推广和普及等方面还不如人意，种植生产效率仍然较低。
此外，随着我国城市化的发展，乡村大部分劳动力流向城市，导致农业劳动力出现缺口，急需高水平的自动化农业机械来补足。
以此提高水稻生产效率并促进农业的发展。
总体来说，国内市场对水稻种植这方面的很不完善。
随着我国科技水平的不断提高，我国农业工业的改革和发展不断进行，农业机械化的发展逐渐受到重视。
水稻是我国大部分地区种植的主要粮食作物之一，随着农业机械化的发展，水稻种植方法逐渐向机械化发展。
新型小型水稻插秧机结构设计
新型小型水稻插秧机结构设计1.外壳结构：外壳采用轻质铝合金材料，抗压、抗拉强度高，造型可靠，表面美观，实用性强，耐腐蚀，减少颜色的脱落或褪色的问题，也可有效地降低机器运行噪音。
2.驱动系统：使用PLC控制器，具有易于操作，稳定可靠，功能强大，安全可信任，能够在恶劣环境下安全运行！控制电源采用DC 24V，使用低压电源，可以有效避免非机械物理因素造成的印刷过程中的失误。
3.传输系统：采用全传动系统，电机、减速机、轴承，都是传动系统的基础组件。
齿轮采用剃耳落口齿轮磨削工艺，满足精密机械方面的要求。
4.抓取系统：首先采用机械结构抓取床秧苗，然后秧苗抓取牙瓣将秧苗抓取，将秧苗放入插秧模具内；再使用凹槽内注水模块，完成秧苗湿化，其次将湿化的秧苗抓取到插秧模具，实现水稻插秧。
5.控制系统：PLC控制系统是小型水稻插秧机的核心，负责对整机的控制。
它具有可靠性强，多步技术，程序易改动，能够满足插秧的自动控制要求，可以让用户更好的使用设备。
二、电路设计1.控制电路：采用PLC控制系统，由高压、中低压、开关技术组成，其中具有传感器、控制器、控制电磁开关和传动系统等，控制器用来控制传动系统，完成水稻插秧任务。
2.传动电路：调节高压（220V）调节开关，改变水稻插秧机的作业时间，改变插秧步进步进比，使插秧速度可以更好的适应水稻插秧机的运行环境。
3.液压电路：使用液压电磁换向阀控制液阀，实现水稻插秧机的启动、停止和反转等功能，确保水稻插秧机在各种运行环境下实现最佳性能。
4.加热电路：采用高压石英加热电热元件，UV辐射和热风吹打功能，保证秧苗发芽、生根、茁壮的大量水稻的插秧。
总之，小型水稻插秧机的设计重点是希望机器运行安全可靠，市场投入最小，结构简单，操作简单，投入的技术成本低，并且还可以安全而可靠的完成水稻插秧的功能。
自动导航插秧机转向控制系统设计
［36］科研开发第5期自动导航插秧机转向控制系统设计赵熙玮(青岛工学院 山东胶州 266300)摘要：水田农业机械具有转向阻力大的特点，而农机导航系统的转向执行机构电动转向盘是否能够适应这样的工作条件需要进一步的研究。
本设计采用一种水稻插秧机作为平台，对插秧机进行转向控制系统的研究，构建转向机构的系统模型，通过实验的方法，获得对应的系统参数。
设计转向控制的方法，并采用Simulink 仿真验证该PID 嵌套转向算法的可行性。
分别进行不同参数的实验，验证系统的稳定性及动态响应特性。
保证插秧机在工作条件下能够实现自动转向控制，满足其自动导航作业的要求。
关键词：插秧机；农业机械；自动导航；转向控制1绪论作为农业机械自动导航控制的基础，自动转向控制也是导航系统的关键执行环节，能够影响导航的工作效果。
作为最常用的自动转向控制方法，电机控制法和电控液压控制法有不同的特点。
第一种方法系统不需要大的改动，但在切换手动自动时结构繁杂，传动机构安装要求严格，对不同的插秧机适应性较弱。
针对这个特点，采用电动方向盘对机器进行改造。
针对插秧机水田作业控制阻力多变化，阻力大的特点，重新设计转向机构的模型，采用带死区的嵌套控制算法，通过仿真和具体环境的实际效果，来验证电动方向盘自动转向控制的适应性。
2系统设计硬件设计部分主要包含：电动方向盘的转向机构设计、轮角传感器的应用和转向控制器。
软件方面主要包含：转向系统模型的设计、转向控制算法的设计和嵌套算法的仿真。
固定部分加上转动部分组成了电动方向盘的结构。
固定部分主要包含圆柱形电气的电子部分，使用固定支架安装在转向轴的固定筒上；转动部分上端固定在转子上，下端连接到转向柱上，主要组成为花键套、方向盘和转子。
轮角传感器主要作用为控制转向，影响精度，根据具体情况采用间接测量的方法，得到插秧机前轮转角旋转的角度。
转向控制器运算和决策，实现对应的通信功能，电动方向盘控制对应的角度与速度，形成一个闭环的控制系统。
毕业设计(论文)-手扶六行机动插秧机的设计模板
第一章引言水稻是我国三大粮食作物之一，终止面积约占我国粮食作物总面积的三分之一，因此，水稻在我国国民经济中占有着极其重要的地位。
然而，水稻种植机械化问题越发成为农业生产机械化的瓶颈，成为制约我国农业机械化发展的主要障碍，第十个五年计划，水稻机械化问题将成为我国农业生产需要解决的重中之重的问题。
目前机械化种植工艺主要有抛秧、摆秧、旱直播、插秧四种，而前三种均在试验阶段，至今不算成熟，有些还有地域局限性，在机械化插秧工艺中也唯有插秧中、小苗工艺属于成熟工艺。
现在，中、小苗插秧工艺及其设备均得到政府的大力推广，所以，发展机动插秧机遇到了前所未有的大好机遇。
目前国内同类型的机型不多，国产插秧机以吉林某插秧机厂生产的2ZT—935型乘骑式插秧机为代表，进口的以日本洋马，韩国东洋系列为代表。
通过比较可知目前国内生产的插秧机主要存在以下缺陷：1）整机故障率高，在试用期间基本上几天就要发生一次故障；2）前面一轮驱动的三轮式插秧机，附着重量不够，操作性能不好，而且整体结构显得不够紧凑，造型也显粗糙和缺乏整体感；3）仿形机构不太灵活，导致插秧深度一致性差，容易产生浮秧现象。
国外插秧机性能大大优于国产插秧机，基本上不存在上述问题。
在调查使用者谈到机插苗刚刚插好时，看上去好象太稀和，基本苗不够，但机插苗发得快，分多，插好后一个月就可看出苗长势好于手插苗；此外，机插苗行距大，通风透气性好，抗病力强，秸杆相对粗壮，抗倒伏能力强得多。
结合调查研究并在张瑞宏老师的指导下，我们设计出适合我国国情的一款新型插秧机。
该机的主要特点是：①在手扶步行式插秧机上实现六行插秧，利用同样的生产成本可以比现有手扶机型插秧效率增加30%；②行距由30cm降为22cm，保证单位面积基本苗，更加符合中国国情和土地肥力情况，也更加符合中国农民的习惯；③用美国发动机，大大降低了插秧机的故障率；④重量轻，这样不但操纵轻快且成本大大降低。
第二章目前国内插秧设备和技术现状2.1研发的意义和目的水稻是我国三大粮食作物之一，种植面积约占我国粮食作物总面积的三分之一，总产量却近全国粮食总产量的60%，因此，水稻在我国国民经济中有着极其重要的地位。
简述了机动插秧机的构造及工作过程
简述了机动插秧机的构造及工作过程一、引言机动插秧机是一种现代化的农业机械，它可以帮助农民完成插秧的工作，提高了农业生产效率。
本文将对机动插秧机的构造及工作过程进行详细的介绍。
二、机动插秧机的构造1.底盘底盘是机动插秧机的主要部分，它由钢板焊接而成，具有足够的强度和刚度。
底盘上安装有行走轮、支撑轮和转向轮等。
2.发动机发动机是驱动机器运转的核心部件，它通常采用柴油发动机或汽油发动机。
发动机通过传动系统将能量传递给插秧部分。
3.传动系统传动系统包括离合器、变速箱和传动轴等。
离合器用于控制发动机与变速箱之间的连接和断开，变速箱可以实现不同速度之间的切换。
4.插秧部分插秧部分包括种子箱、种子输送装置、种苗输送装置和插秧器等。
种子箱用于储存作物种子，种子输送装置将种子从种子箱中输送到种苗输送装置中，种苗输送装置将种子转运到插秧器中，插秧器将种子插入土壤中。
5.控制系统控制系统包括操纵杆、油门和刹车等。
通过操纵杆可以控制机器的行驶方向和速度，油门用于调节发动机的转速，刹车用于停止机器的运转。
三、机动插秧机的工作过程1.准备工作在使用机动插秧机之前，需要进行一系列准备工作。
首先要检查机器是否正常，包括发动机、传动系统、插秧部分和控制系统等。
其次要确定好作业区域和作业路线，并清理好作业区域。
2.开始工作在开始工作之前，需要将种子装入种子箱中，并调整好种子输送装置和种苗输送装置的位置。
然后启动发动机，并通过油门调节好发动机的转速。
接着按下刹车解除锁定，并轻轻拉起操纵杆，使机器开始行驶。
3.插秧过程在行驶过程中，插秧部分会自动将种子从种子箱中输送到插秧器中，并将其插入土壤中。
插秧器会根据设定的深度和距离进行插秧，确保每个种子都能够被插入到土壤中。
4.结束工作当作业完成后，需要将机器停止运转，并进行清洗和保养。
清洗可以去除机器表面的污垢和积尘，保养可以延长机器的使用寿命。
四、总结机动插秧机是一种高效、方便的农业机械，它可以帮助农民完成插秧工作，提高农业生产效率。
插秧机系统设计范文
插秧机系统设计范文系统概述：插秧机是一种用于农田作业的机械设备，它可以自动完成插秧工作，提高农田作业效率。
本文将对插秧机系统进行设计，包括系统结构、工作流程、主要功能模块等。
系统结构：工作流程：插秧机的工作流程如下：1.系统启动：用户通过人机界面输入相关参数，并启动插秧机系统。
2.实时检测：通过传感器对农田进行实时检测，包括土壤湿度、土壤温度、土壤质地等参数。
3.秧苗定位：根据检测到的农田参数，插秧机自动判断最佳的插秧位置，以确保秧苗生长的良好环境。
4.秧苗插入：插秧机根据定位结果，利用执行机构将秧苗插入土壤中，并进行适当的压实。
5.数据处理：系统会将检测到的参数和插秧数据进行记录和分析，为后续的农田管理提供参考。
主要功能模块：1.嵌入式控制程序：控制插秧机的运行，包括各个执行机构的动作控制和传感器数据的采集。
2.传感器：用于检测农田的土壤湿度、土壤温度、土壤质地等参数，并将数据传输给嵌入式控制程序。
3.执行机构：用于实现插秧的动作，包括定位、插入和压实等。
4.人机界面：提供给用户的操作界面，可以设置相关参数、监控工作状态等。
5.数据处理程序：对传感器采集到的数据进行记录、分析和保存，为后续的农田管理提供参考。
系统优势：1.自动化操作：插秧机系统可以实现自动化的插秧作业，减轻人工劳动强度，提高作业效率。
2.数据分析：系统可以实时检测和记录农田参数，对农田进行准确的数据分析，为农田管理提供科学依据。
3.高精度插秧：系统利用传感器实时监测农田参数，并根据数据进行插秧定位，保证秧苗插入的准确性和一致性。
4.灵活性：系统可以根据用户需求进行参数配置和调整，适应不同的农田需求和秧苗类型。
总结：插秧机系统设计包括硬件和软件两个方面，通过嵌入式控制程序、传感器、执行机构和人机界面等模块的协同工作，实现自动化的插秧作业。
系统具有自动化操作、数据分析、高精度插秧和灵活性等优势，能够提高农田作业效率，促进农田管理的科学化和精细化。
毕业设计方案插秧机导航控制单元系统设计方案
毕业论文< 设计）题目插秧机导航控制单元系统设计姓名符冰学号3060611084专业班级06机制3班指导教师张方明分院机电与能源工程分院完成日期2018年6月13日摘要农业机械化，使机械装置代替了人的劳动，把人从繁重的体力劳动中解脱出来，极大的推动了农业生产的发展。
进入21世纪，信息技术、传感器技术、控制技术、网络技术等的发展，将农业生产带入了自动化发展时代。
本文介绍的是用一台25W 的直流电动机，16F873A 单片机构成的数字化直流调速系统。
目的在于通过单片机控制电机的转向及转速单元，实现插秧机自动导航功能的操作。
同时辅助同组同学设计了微电机控制电路，实现其对编码器转角的测量。
本控制单元通过PWM 模式的编程及调试，最后通过实验测得最佳的输出电压，确定其速度，保证自动导航系统的稳定工作。
关键词：单片机自动导航电机控制 PWM 模式ABSTRACTMechanization of farming makes the mechanical equipments instead of the labor andfrees the human beings out of the heavy work, which improve the blooming of theagriculture production. Stepping into the 21st century, the developments ofinformation technology, the sensor technology, control technology, network technologybring the agriculture production into the Age of automatic development.This article introduces the continuous current electromotor with 25w and thedigital speed control system made up by 16F873A SCM. The purpose of this machine ismaking the operating of Automatic navigation in transplanter come true. And aftercombining with the auxiliary control circuit designed by the group mate, the measurefrom the electromotor to the angle of encoder can be realized. This control unit viathe programming and debugging of the mode of PWM and ensures the speed by examine thebest output voltage it can be done after many experiments, so that we can guaranteethe stability working of automatic navigation system.key words： SCM， automatic navigation，the control of electromotor， the mode of PWM摘要1ABSTRACT2第一章引言31.1 选题背景41.1.1 农业背景41.1.2 农机自动导航研究现状51.2 设计目标和意义111.2.1 设计目标111.2.2 设计意义121.3 设计内容12 第二章插秧机导航控制单元系统设计122.1 框图122.2 程序步骤及实现132.2 程序步骤及实现132.2.1 中断程序132.2.2 初始化程序142.2.3 循环程序152.2.4 子程序16 第三章测控单元硬件电路及软件设计193.1 主电路193.2 直流电机转向控制模块203.2.1 实验方案203.2.2 所用芯片及其模块概述203.3 油门刹车控制293.4 微电机控制293.4.1 控制电机电路图293.4.2 各部件参数303.4.3 控制程序31 第四章实验324.1 实验原理324.2 实验程序33 结束语36 参考文献36 致谢41附录41附录一：实验电机的运转状况41 附录二：实验结果的处理44第一章引言1.1 选题背景1.1.1 农业背景农业生产是人类社会存在和发展的基础，为了不断提高生产效率，改善农业生产环境，人类从诞生之日起，对农业生产方式的研究就从来没有停止过。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
个人资料整理仅限学习使用宁波理工学院毕业论文设计说明书题目自动驾驶插秧机的结构设计姓名方方学号**********分院<系）机电与能源分院专业班级06级机械设计制造及自动化4班指导教师<职称）张方明2018年 5月 20日摘要本文设计自动导航插秧机的电控转向机构、油门控制机构与刹车控制机构。
电控转向机构由直流减速电机驱动，带动齿轮使方向盘自动转动，转动角度由编码器测出。
油门控制机构与刹车控制机构均采用油缸驱动方式。
本文对轴、齿轮、离合器和轴承进行了设计与校核，这种装置可以大大提高农业生产率，减少人力资源的消耗，推动了农业高精机械化的发展。
关键词：插秧机；电控机构；自动导航。
AbstractThis automatic navigation transplanter designed electronic control steering, throttle and brake control bodies and control institutions. Electronic control steering by the DC gear motor, drive gear to the steering wheel automatic rotation, rotation angle measured by the encoder. Throttle control mechanism and the brake cylinder control device are driven approach. In this paper, shafts, gears, clutches and bearings design and verification, such devices can greatly increase agricultural productivity, reduce the consumption of human resources, promoting agricultural mechanization development of high precision.Keywords: rice transplanter。
electronic control agencies。
automatic navigation目录摘要IABSTRACTII第一章绪论11.1 课题研究背景11.2 国内外发展状况11.3自动驾驶系统发展的必要性21.4设计的目的31.5自动驾驶系统设计内容31.6 本设计的主要工作3第二章自动驾驶机构原理、设计方案拟定42.1自动转向系统的选择42.2 自动转向系统的原理42.3 设计准则52.4 设计参数52.5设计任务6第三章各部件的设计及校核63.1 电机的选择63.1.1电动机类型和结构形式的选择63.1.2确定电动机转速63.1.3传动系统的运动和动力参数73.1.4计算总传动比73.1.5分配传动装置的各级传动比73.2计算传动装置的运动和动力参数73.2.1计算各轴转速73.2.2计算各轴输入功率73.2.3计算各轴输入转矩73.3传动零件的设计计算83.3.1齿轮材料，热处理及精度83.3.2齿轮材料及热处理83.3.3齿轮精度93.3.4初步设计齿轮传动的主要尺寸93.3.5计算93.3.6齿根弯曲疲劳强度设计113.3.7 确定公式内各计算数值113.3.8设计计算123.4 轴、轴承、键的设计及校核计算123.4.1 轴的设计及校核123.4.2 滚动轴承的选用及其校核163.4.3键的强度校核183.4.4离合器的校核19第四章结语214.1 研究总结214.2 研究展望22参考文献23致谢24第一章绪论1.1 课题研究背景中国是一个农业大国，用占世界7％的耕地解决了世界22％的人口温饱问题取得了举世瞩目的成就。
目前，我国面对“人多地少，资源短缺，环境恶化，人增地减”的趋势不可逆转。
保证21世纪我国16亿人口的食物安全，关键在于推动农业科技的进步。
正如江泽民同志所指出的“中国的农业问题，粮食问题要靠中国人自己解决。
这就要求我们的农业科技必须要有一个大的发展，必然要进行一次新的农业科技革命”。
纵观世界现代农业发展动态，一个新的农业科技革命的序幕已经拉开。
以生物技术、信息技术为先导的现代科学技术发展及其在农业上的广泛应用，为世界各国农业发展提供了前所未有的机遇。
“精细农业”技术正是在这种环境下应运而生，成为农业信息技术应用的一个重要分支。
其核心是用现代高新技术特别是信息技术来改造传统农业，在机械化的基础上，把地理信息系统<GIS）、定位系统<GPS）、决策支持系统、传感技术进行集成，使作物生产更加科学，减少投入，提高产出，实现高效利用各种农业资源，保护生态环境的农业可持续发展目标。
1.2 国内外发展状况在国内，清华大学、吉林工业大学、中国农业大学等近几年也进行了这方面的研究，如清华大学智能技术与国家重点实验室研制成功智能车THMR－V，配备了先进的GPS互补定位系统和激光雷达测障系统, 最高时速达到150公里；吉林大学进行了JUTI系列智能车辆的研究，主要采用机器视觉实现导航；据新华社报道中国第一汽车集团公司和国防科技大学联合研制的自主车在高速公路上行驶的最高稳定速度为130km/h，最高峰值速度为170 km/h，并且具有超车功能；交通部交通科学研究院也进行了相关的研究，但这些研究大多是针对汽车的，对于拖拉机自动驾驶、相关的报道较少，南京农业大学的姬长英教授、周俊博士在小四轮拖拉机的基础上设计改装了一种农用轮式移动机器人实验原型，采用视觉作为导航传感器，探讨了基于区域和边缘两种农用轮式移动机器人视觉导航跟踪路径的检测方法，分析了轮式机器人导航系统的行为特点，给出了相应的系统状态方程和系统观测方程等，但其实验是以校园内的人工绿篱作为路标进行的，与实际的农田还是有较大差别的；西安交通大学的杨为民博士、李天石等开发了农业机械机器视觉导航实验系统；其余的研究大多集中在一些农业应用的相关智能化上，<删去换行符）例如，中国农业大学自1999年开始陆续开展了拖拉机作业机组AMT方面的研究；西北农林科技大学的杨秦教授领导的基于GPS与GIS控制的可变灌溉系统研究；中国农业大学、华南理工大学分别研究的激光平地机；浙江大学的基于图像边缘检测的<收获季节）导航研究。
国外在农用车辆自动驾驶方面研究的较早，20世纪70年代，世界各国许多工程师都对农田机械的自动导航进行了研究。
1978年一种Claas自动导航系统应用到农业机械，最初是为割草机设计开发的，后来又应用到拖拉机上，它由3部分组成：液压系统、传感系统、控制器，液压系统包括转向阀、转向液压泵、转向切换阀，传感系统包括前车轮转角传感器和安装在拖拉机前面的机械传感器<接触式），控制器通过比较前轮转角传感器的电压与设定电压得到一个电压差值，这一电压差值经过放大<后用于）控制转向液压阀的开闭，从而控制转向轮的转动实现自动驾驶。
机械传感器农业机械自动导航并不意味着不需要操作者，因为真正无人操作的农田机械除了要实现自动导航外，还要实现其它工作过程的最优化和自动化，这比仅仅实现自动导航技术更难，成本更高。
工程师们解决了有关自动导航的控制问题，还研究出许多自动导航系统，并对其进行了测试，其中一些系统也转化成了商品，但没有一套系统在生产实践中得到推广应用。
这些系统中大部分都只能在机器某一特定工作过程中实现自动导航，那些可以适用于所有工作过程的系统则需要操作者在田间或周围地区做大量准备工作，包括安装电缆、信号灯等设备才能正常导航，有的还需要在机器上安装体积庞大、笨重的控制装置。
因此，投资、维护成本、劳动力等因素限制了这些导航系统的应用。
1.3自动驾驶系统发展的必要性一．插秧机自动驾驶能够满足农业作业的精度――农田作业按精度，农机手和自动驾驶的精度二．插秧机自动驾驶能够提高农业劳动的生产率，从而提升中国农业产业在国际上的竞争力。
由于拖拉机在工作方式上与汽车有很大不同，特别是拖拉机的作业环境比较恶劣，作业工况复杂多变，再加上农机操作手技术水平的差异等原因，导致耕作精度低，造成土地资源浪费，并且不能保证拖拉机在作业中的生产效率和燃油经济性。
这样即使是拖拉机本身已经具有了较好的设计性能指标，也往往由于使用者的个人经验不足、熟练程度不同而难以完全发挥出来，如何将汽车自动驾驶技术合理应用于插秧机是一项艰巨而意义深远的任务1.4设计的目的为了减少农业人力消耗，增加农业生产率，提高农业机械化程度，设计一方向盘机构可以实现电控，同时可以转换到人工控制。
1.5自动驾驶系统设计内容<1）设计一个方向盘代替原来的插秧机方向盘，方向盘用一级齿轮副结构，由2DM直流减速电机驱动，其转过的角度由光电编码器测得。
<2）电机上装上离合器，由拨叉拨动控制离合。
<3）设计新方向盘箱体外形。
<4）设计刹车和油门由单杆活塞式液压缸来推动。
1.6 本设计的主要工作本设计的主要工作包括以下几方面：<1）插秧机自动驾驶机构总体装配图设计<2）主要零件的设计<3）撰写说明书第二章自动驾驶机构原理、设计方案拟定2.1自动转向系统的选择自动转向是智能车辆的一项关键技术,它可以自动地调整智能车辆的横向位置,实现对自动驾驶车辆的横向控制,是实现自动导航控制的基础。
智能车辆使用最多的自动转向方式有两种[1-4],一种是电液控制转向系统,如美国伊利诺斯州立大学通过对拖拉机转向系统进行改造,设计了一种电液操控系统以实现转向控制,系统主要由液压泵、三位四通电液比例方向控制阀、PWM电液阀驱动器和转向油缸等组成[5]。
另一种是控制电动机带动方向盘转动实现转向操作,如日本岩手大学研制的自动驾驶拖拉机,采用步进电机通过链条传动带动方向盘转动实现转向操作[6],中国农业大学魏延富博士研制了一套转向控制系统,由步进电机通过齿轮驱动方向盘实现转向[7]。
2.2 自动转向系统的原理转向控制系统是一个闭环控制系统,系统控制框图如图2所示。
其工作原理是:微控制器通过CAN总线从上位机获得拖拉机的目标转角信号,通过A/D模数转化模块获取转向轮实际转角信号,即反馈信号,并将目标转角和实际转角相比较得出转向轮的偏差信号双通道PD控制算法根据偏差信号值计算得到控制步进电机转速的步进脉冲周期,由脉宽调制器(PWM>以计算得到的脉冲周期向步进电机驱动器发送PWM脉冲,控制步进电机的转速,驱动全液压转向器实现转向轮的转向速度控制。
双通道PD控制算法通过判断偏差信号的正负得出步进电机转动的方向,由GPIO口输出高、低电平实现步进电机转向的控制。