新疆农机化２０14年第2期
（1）拖拉机自身的液压输出，驱动定量低速大扭矩马达，采用调速阀控制马达的流量，实现马达转速控制，该调速方案本质上是定量泵-定量马达的节流调速回路。优点：利用了拖拉机自身的液压系统，结构简单，制造成本低。缺点：阀控调速实质是一种节流调速方式，节流损失会导致能耗增大；且液压油液易发热导致粘度变低，产生系统元件的内泄漏。因此，马达易产生内泄漏，需配置内泄漏量小的马达；调速阀应具备较好的流量控制特性和可靠性。该方案优于采用节流阀调速控制方案，但油液发热后会导致调速性能不稳定。 储物盒（
2）拖拉机动力输出轴通过万向联轴器驱动变量泵，选用定量低速大扭矩马达，该方案本质上为变量泵-定量马达的容积调速回路。优点：无节流能量损耗，采用变量泵改变排量，从而马达输入流量随之变化，用以改变马达转速，该方案性能较为可靠。缺点：需要配置专用的油箱、变量泵，结构相对复杂，制造成本较高。
（3）拖拉机自身的液压输出驱动变量低速大扭矩马达，该方案本质上为定量泵-变量马达的容积调速回路。优点：结构简单，节能。缺点：低速大扭矩变量马达一般为单作用径向柱塞马达，该马达一般
为进口元件，成本较高；而国内同类马达产品较为少见，性能与国外产品存在差距。
4结论
通过两种双箱施肥机的结构分析，认为液压马达驱动型式具有结构简化、驱动力矩大的优点；在其他工况参数一定时，肥量按需变量控制的本质是排肥轴转速的无级调速控制。针对液压马达驱动式双箱施肥机的排肥轴无级调速问题，初步提出了三种方案：调速阀调速、变量泵调速、变量马达调速，供后续改进参考。
参考文献：
[1]石丽春.1SF-3.6型牵引式多功能双箱施肥机[J].新疆农机
化，2003(6):17.
[2]高有东.牵引式双箱施肥机的研制[J].新疆农机化，2008(5):6.
[3]罗兵，王强.九团研制前置式双箱施肥装置[J].新疆农机化，2001(4):12.
[4]张建，桂南尧.耕地前大施肥量双箱施肥机[J].新疆农机化，2009(1):24.
[5]雷长军，赵卫林，吴永林.多功能施肥机：中国，201320046258.6[P].2013-09-04.
[6]卢登明，廖应良.地表施肥双箱施肥机：中国，201320077152.2[P].2013-07-31.
收稿日期：2014-4-2 通讯作者：马俊贵
doi:10.13620/jki.issn1007-7782.2014.02.008
中图分类号：S232.3文献标识码：A
上个世纪，精准农业问世，并且成为农业领域的热门领域。所谓精准农业，就是将遥感、全球定位系统、地理信息系统、自动化技术、通讯和网络技术等高新科技结合农业、地理、植物生理学等基础学科，实现对农作物的生长与土地土壤变化的实时监控， 以获取农业生产中的农作物生长、病虫害、水肥及所处环境状况的信息，并进行动态分析、诊断、决策和制定实施计划，在GPS 与GIS 支持下进行生产的现代化农业[1]。精准农业实现了低投入高产出，提高了农业资源的利用率。
农用车辆自动导航驾驶系统是精准农业技术的体现，是实施精准农业的基础，该系统技术在耕地、整地、起垄、播种、喷药等作业生产中，对行距的精准度、减少成本、优化农作物的种植农艺、提高生产质浅谈农用车辆自动导航驾驶系统及应用 水塔水位控制器
高团结，马俊贵
（石河子大学机械电气工程学院，新疆石河子832003）
摘
要：农用车辆自动导航驾驶技术是精准农业工程中的关键技术，文中介绍了国内外农用车辆自动导航驾驶系统
的发展现状，概述了系统的组成、工作原理、安装、使用方法及经济效益等，并对其工作过程进行了分析总结，旨在对
农用车辆自动导航驾驶系统的应用提供思路与建议。关键词：农用车辆；自动导航；自动驾驶文章编号：1007-7782（2014）02-0021-03
·开发研究·
21．．
新疆农机化２０14年第2期
量、避免“重漏”等方面起到了保障性的作用[2]。目前农用车辆自动导航驾驶技术的研究主要集中在机器视觉和GPS导航这两种最具发展前途的方式上[3]。1系统组成
农用车辆自动导航驾驶系统主要由RTK和拖拉机车载两部分组成。
1.1RTK
为了实现自动导航驾驶系统高精度的驾驶，连续发送高精度的差分数据给农用车辆，保证耕整地、起垄、播种、喷药等作业的精度要求，通过RTK的差分纠错后，作业精度可达2.5cm的千米直线度和行距精度。
（1）接收部分：接收卫星信号，并实时输出高精度差分数据。
（2）通讯部分：采取电台或者网络模式将差分数据传输给拖拉机终端设备。
1.2车载部分
车载部分主要由：卫星定位部分、通信模块部分、控制器部分、转向控制部分、角度传感器部分等组成。
这五部分是导航自动驾驶系统所有技术共有和不可或缺的组成部分。液压组件为液压模式独有，方向盘组件为方向盘式独有，转向控制部分其意义包含多种实现模式。
（1）卫星定位部分：由卫星接收机接收卫星信号不进行结算得出粗略的单点定位信息，并传输至控制器部分。
（2）通信模块部分：通过电台或者网络模式接收发送的查分数据，传输至控制器部分。
（3）控制器部分：控制器部分为人机交互和数据计算的综合系统，首先其接收拖拉机卫星定位数据和查分数据并进行计算得出精确定位坐标，提高拖拉机定位精度；其次，控制器部分作为车辆设置、行进轨迹、操控设置等实际操作终端。
（4）转向控制部分：针对不同的导航自动驾驶技术实现方式，转向控制部分通过调节方向盘的转动或者调节液压的流向和流速等实现对车辆方向的调节。
（5）角度传感器部分：角度传感器为测量车辆当前位置下车轮朝向的传感器，用于计算定位坐标的延续和车轮转向角度的调整。
2工作原理
系统工作前需将该系统各部分准确安装在拖拉机上，工作时首先在控制器部分设定好农用车辆的行走路线，设置导航模式（直线、曲线或者环线）。通过接收RTK发出的差分数据，实现高精度的卫星定位，并实时将定位信息通过角度传感器将车轮的运动信息发送至控制器。导航控制器通过定位系
统的坐标及车轮的转动信息实时的向液压控制系统发送指令，以控制液压油的流量和方向，从而控制拖拉机的行驶，确保拖拉机按照设定的路线行驶。
3自动导航驾驶系统的特点
（1）不限品牌、车型，适用于任何进口及国产拖拉机，不需要对液压系统做配套改造，只要待安装的拖拉机是由方向盘操纵，便可安装该系统。
（2）装卸简单方便，在不更改原拖拉机液压系统的情况下安装该系统，不会对原拖拉机造成任何损害，避免了因改装后而出现的液压故障以及保修问题。
（3）一套设备可多台拖拉机使用，由于该系统安装拆卸十分简单，安装拆卸只需要1个小时即可完成，而且不必改变原拖拉机的油路，因此可在不同拖拉机间进行装卸和调用，大大提高了设备的使用效率[4]。
（4）地形适应性强。该系统既可用于平地也可用于坡地，系统的地形补偿技术不断修正和补偿农机具的翻滚、俯仰等多种姿态，达到高精准度导航驾驶的目的。
4自动驾驶系统的使用方法及注意事项
4.1首次使用设置
管式热交换器原理图
（1）自动驾驶模式选择Autopilot：设置→农机→自动驾驶→自动驾驶类型→Autopilot。
（2）GPS差分模式选择RTK：设置→系统→GP－S→GPS设置→RTK，并选择“通用的CMR电台”，波特率设置为19200，如果使用的是电台传输RTK的差分信号，波特率应设置为38400。
（3）时区设置：设置→系统→显示→时区，设置为+8:00。
（4）单位设置：设置系统显示→单位，设置为米制。
（5）模式类型设置：地块→创建新地块→模式类型，一般选择直线AB。
（6）农具宽度设置：地块→创建新地块→农具设置→农具宽度；农户自行设置宽度，还可自行对工作地块进行命名，以便下次作业以及记录作业情况。
·开发研究·22
．．
新疆农机化２０14年第2期
2014年４月１０日，新疆生产建设兵团第五师八十九团
七连的一块棉田里，农机户驾驶着享受国家农机具购置补贴的大马力拖拉机在进行机械化播种。春耕时节，该团百余台大马力机车耕耘在近7000hm 2农田中。近年来，该团落实国家农机具购置补贴惠农政策。从２００８年截至去年底，该团合计使用中央农机购置补贴１５６７万元。带动农户总投入农机资金８１００万元，共更新各种农机具５３２台（架），受益人数５５４人。该团被兵团列为“全国农垦农机标准化示范农场”创建活动团场之一。
（刘世全常峰摄影报道）
八十九团补贴农机春耕忙
4.2田间操作步骤（以直线导航为例）
在正确安装自动导航驾驶系统后，操作界面左上角的卫星图标全部变成绿后才能操作，若卫星图标为黄说明信号不足，则不能操作。
定义AB 线：点击操作界面右上方的田块，创建新地块，选择所需的模式类型和设置农具宽度，设置完毕后操作界面上就会出现A 、B 两点，点击A 点后，手动驾驶到地块的另一端（地块长度要求大于50m ），点击B 点，此时生成AB 直线，同时生成与农具宽度相等的平行直线，接下来操作界面右下角的方向盘显示黄，这样定义AB 线的好处是拖拉机接近地头时会发出“滴滴”的响声提示驾驶员。调头时需要驾驶员手动调转拖拉机，根据操作界面上的提示行驶拖拉机到提示线位置，点击操作界面上的黄方向盘图标，此时图标变为绿，则进入自动驾驶状态。
4.3自动驾驶系统作业注意事项
钼板坯（1）拖拉机作业地块与距离最好在50km 以内。
（2）要确定作业农具是正牵引还是偏牵引，如果是偏牵引则要对农机具进行偏移设置。
（3）当拖拉机工作遇见林带时，若卫星信号不好，可在设定好AB 线后，由农田中央向边缘作业。
（4）当信号出现问题，误差较大时，按左上角的状态键来查看，确认是卫星信号不好，还是RTK 信号不好。若卫星数量在6颗以上，HDOP 值在1.5以下，则卫星信号质量良好。若CMR 输入在40％以下，CMR 时间在35以下，则RTK 的信号质量良好。当卫星信号不好时，查看天线是否被遮挡，附近是否有高压电线等会产生强磁场的设施设备。当RTK 信号不好，通信模块登陆不正常时，请先确认RTK 是否正常运行；其次确认CDMA 或GPRS 的SIM 是否能正常通信。
5效益分析
（1）行走路线端直、接茬准确，可提高农机具的作业精确度，经济效益显著。使用农用车辆GPS 自动导航驾驶系统进行整地、起垄、播种、喷药等作业时，接茬线之间的误差和千米直线度偏差可以控制在2.5cm 之内，大幅提高了作业质量，提高了土地的使用率，做到了不重不漏，而且提高了种子和化肥的利用率，为田间机械作业打下了坚实基础。
（
2）自动驾驶技术不受光线的限制，因此在昼夜都可以使用，可实现全天24h 不间断作业，提高了拖拉机的操作性能，延长了作业时间，大大提高了拖拉机的出勤率和时间利用率，提高拖拉机经济效益30％～40％。
（3）使用该系统技术操作简单，驾驶员只需控制油门，不需掌握方向，就能操作拖拉机，大大减轻了驾驶操作人员的劳动强度，可减少每台拖拉机每年人工作业费用2～3万元。
（4）实现合理调配拖拉机。利用卫星定位，可以实时掌握拖拉机田间作业的地号、速度等信息，并实时的将作业情况通过信息中心显示屏显示出来，使农机管理人员随时根据拖拉机的作业情况，科学合理地对全场拖拉机进行统一指挥和调度。
参考文献：
强氧化剂[1]孙燕．精细农业发展与工程技术创新[J].农业与技术，2009,29(2)：4～5.
塑料光纤收发器[2]孔德峰.大型农用拖拉机GDP 自动导航系统研究[D]，大
庆：黑龙江八一农垦大学，2007
[3]WilsonJN.Guidance of agriculturalvehicles ahistoricalper -spective[J].Computers and Electronics inAgriculture,2000,25:3~9.
[4]沙湾县引进拖拉机自动导航驾驶系统[J].农村牧区机械
化，2013（2）:59～60.
·开发研究·
23．．
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议