本實用新型涉及農業機械自動導航技術，具體地指一種農機方向盤自動轉向裝置。

背景技術：

農業機械自動導航是精準農業技術體系中的一項核心關鍵技術，廣泛應用于耕作、播種、施肥、噴藥、收獲等農業生產過程。農機位置測量方法、農機模型與導航路徑跟蹤控制方法是農業機械自動導航技術的研究重點，受到國內外科研人員的廣泛關注。導航系統的作用是使農業機械按照優化的作業路徑工作，減少重復作業區和遺漏作業區的面積，提高農業機械的田間作業質量和效率、降低駕駛員勞動強度。其中，轉向執行機構是農業機械自動導航系統的必要組成部分之一，控制指令最終由執行機構實現，轉向執行機構的優劣直接決定導航系統最終的導航質量。目前，拖拉機等農機的轉向執行機構存在以下問題：1)傳統導航轉向執行機構結構龐大，安裝復雜，拆卸不便；2)手動與自動之間切換不夠順暢；3)對安裝精度要求高，適用范圍小。

技術實現要素：

本實用新型的目的就是要提供一種農機方向盤自動轉向裝置，該裝置安裝拆卸便捷，轉向靈活，適應性強。

為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是：一種農機方向盤自動轉向裝置，包括基支架和驅動系統支架和基支架，所述驅動系統支架與所述基支架之間連有壓力彈簧和連桿機構，所述驅動系統支架上設有能驅動農機方向盤轉動的摩擦機構，所述基支架上設有摩擦壓力調節機構，所述壓力彈簧一端與所述驅動系統支架連接，另一端 與所述摩擦壓力調節機構連接；所述基支架端部設有方向盤支桿夾持機構。

進一步地，所述摩擦機構包括驅動電機，驅動軸及方向盤摩擦輪，所述驅動電機固定在所述驅動系統支架上，所述驅動軸與所述驅動電機的動力輸出軸固定連接，所述方向盤摩擦輪固定在所述驅動軸上。

進一步地，所述摩擦壓力調節機構包括固定在所述基支架上的至少兩個立式絲桿軸承，絲桿，絲桿手輪，及絲桿滑塊，所述絲桿水平承托于所述兩個立式絲桿軸承上，所述絲桿手輪與所述絲桿螺紋連接，所述絲桿滑塊固定在所述絲桿上，且所述絲桿滑塊與所述壓力彈簧的底端連接。

進一步地，所述驅動系統支架上設有彈簧安裝座，所述彈簧安裝座與所述壓力彈簧的頂端連接。

進一步地，所述連桿機構為多根相互平行且對稱布置的支撐連桿，所述支撐連桿頂端與所述驅動系統支架鉸接，所述支撐連桿底端與所述基支架鉸接。

進一步地，所述方向盤支桿夾持機構包括左夾板和右夾板，所述左夾板的一端與所述基支架之間連有左合頁，另一端設有夾緊鎖，所述右夾板的一端與所述基支架之間連有右合頁，另一端設有與所述夾緊鎖配合的夾緊鎖扣。

進一步地，所述左合頁和所述右合頁的開度分別為0°～270°。

進一步地，所述左夾板和所述右夾板的橫斷面均呈“L”形。

進一步地，所述驅動電機為24v直流步進電機，額定扭矩為4Nm。

更進一步地，所述驅動軸與所述驅動電機的動力輸出軸通過聯軸器固定連接。

與現有技術相比，本實用新型具有以下優點：

其一，本轉向裝置采用摩擦機構驅動農機方向盤轉動，進而實現農機前輪自動轉向功能，具有無需使用潤滑油，驅動噪聲小的特點。

其二，本轉向裝置采用可拆卸的模塊化設計，利用方向盤支桿夾持機構進行固定，安裝和拆卸便捷，在不使用時可以從方向盤支桿上卸除，節省空間，便于保存與維護，進而便捷靈活的轉向裝置降低了農機改裝難度，同時提高了本裝置對不同種類農機的適應性。

其三，本轉向裝置通過壓力彈簧、連桿機構及摩擦機構的妥善配合，使得手動與自動能夠自由切換，具有便捷切換手動操作與自動操作的功能。

其四，本轉向裝置結構簡單緊湊，具有較強的方向盤自適應性，對安裝精度和方向盤同心度要求較低，不影響農機使用，無需額外改造農機原有設備與結構，因此廣泛適用于不同機型的方向盤，能夠實現高效電力驅動農機車輛前輪轉向，較好地滿足不同農機的導航需求。

附圖說明

圖1是一種農機方向盤自動轉向裝置的裝配狀態結構示意圖。

圖2為圖1中基支架，方向盤支桿夾持機構，連桿機構，壓力彈簧，摩擦壓力調節機構及驅動系統支架的連接關系示意圖。

圖3為圖1中摩擦機構的結構示意圖。

圖4為圖2的俯視結構示意圖。

圖5為圖2的剖面結構示意圖。

圖6為方向盤支桿夾持機構的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步的詳細說明，便于更清楚地了解本實用新型，但它們不對本實用新型構成限定。

如圖1，圖2所示的農機方向盤自動轉向裝置，包括驅動系統支架1和基支架2，所述驅動系統支架1與所述基支架2之間連有壓力彈簧3和連桿機構4，所述驅動系統支架1上安裝有能驅動農機方向盤轉動的摩擦機構5，所述基支架2上設有摩擦壓力調節機構6，壓力彈簧3一端與所述驅動系統支架1連接，另一端與摩擦壓力調節機 構6連接；所述基支架2端部設有方向盤支桿夾持機構7。

上述方案中，結合圖3所示，所述摩擦機構5包括驅動電機5-1，驅動軸5-2及硅膠材質的方向盤摩擦輪5-3，所述驅動電機5-1固定在驅動系統支架1上，方向盤摩擦輪5-3固定在所述驅動軸5-2上，所述驅動軸5-2與所述驅動電機5-1的動力輸出軸固定連接。其中，為提高轉動效率，方向盤摩擦輪5-3通過驅動軸5-2和聯軸器5-4與驅動電機5-1直接相連，驅動軸5-2底端和驅動電機5-1的動力輸出軸頂端分別設有軸鍵，聯軸器5-4兩端均設有鍵槽，驅動軸5-2和驅動電機5-1動力輸出軸上的軸鍵分別嵌入聯軸器5-4的兩個鍵槽中完成連接；驅動軸5-2安裝于軸承8中為方向盤摩擦輪5-3提供支撐和驅動力；驅動電機5-1為24v直流步進電機，額定扭矩為4Nm。

上述方案中，結合圖4，圖5所示，所述摩擦壓力調節機構6包括固定在基支架2上的兩個立式絲桿軸承6-1，絲桿6-2，絲桿手輪6-3，及絲桿滑塊6-4，所述絲桿6-2水平承托于所述兩個立式絲桿軸承6-1上，所述絲桿手輪6-3與所述絲桿6-2螺紋連接，所述絲桿滑塊6-4固定在所述絲桿6-2上；驅動系統支架1上設有彈簧安裝座1-1，壓力彈簧3頂端安裝在彈簧安裝座1-1上，壓力彈簧3底端安裝在絲桿滑塊6-4上，彈簧安裝座1-1和絲桿滑塊6-4均可通過設置掛鉤來安裝壓力彈簧3，因此，壓力彈簧3通過絲桿滑塊6-4和彈簧安裝座1-1連接基支架2與驅動系統支架1，提供摩擦驅動所需的正壓力，同時也使得本裝置在切換至手動操作模式時系統抗振動能力提高。其中，通過轉動絲桿手輪6-3帶動絲桿6-2轉動，使絲桿滑塊6-4直線移動，進而絲桿滑塊6-4牽引壓力彈簧3伸縮，從而調節方向盤摩擦輪5-3的摩擦正壓力，具體調節過程是：當絲桿滑塊6-4向方向盤支桿9方向移動，壓力彈簧3伸長，使得方向盤摩擦輪5-3與方向盤10之間的摩擦壓力增加；當絲桿滑塊6-4向驅動電機5-1方向移動，壓力彈簧3縮短，使得方向盤摩擦輪5-3與方向盤10之間的摩擦壓力 減小。

上述方案中，連桿機構4與壓力彈簧3配合使驅動系統支架1可以處于上或下兩個穩態位置。其中，連桿機構4為四根相互平行且對稱布置在壓力彈簧3兩側的支撐連桿4-1，支撐連桿4-1頂端與驅動系統支架1鉸接，支撐連桿4-1底端與基支架2鉸接，在基支架2固定的情況下可以實現驅動系統支架1的定姿態上下移動，使方向盤摩擦輪5-3隨驅動系統支架1移動并始終保持軸向豎直，方向盤摩擦輪5-3與方向盤10保持水平，實現方向盤摩擦輪5-3對方向盤10的滾動驅動功能。

上述方案中，結合圖6所示，所述方向盤支桿夾持機構7包括橫斷面均呈“L”形的左夾板7-1和右夾板7-2，所述左夾板7-1的一端與所述基支架2之間連有左合頁7-3，另一端設有夾緊鎖7-4，所述右夾板7-2的一端與所述基支架2之間連有右合頁7-5，另一端設有與所述夾緊鎖7-4配合的夾緊鎖扣7-6。方向盤支桿夾持機構7通過前述兩片合頁與基支架2連接，從而能夠通過夾持方向盤支桿9固定整個農機方向盤自動轉向裝置。其中，左合頁7-3和右合頁7-5的開度分別為0°～270°，使得左夾板7-1和右夾板7-2活動范圍大，便于整個裝置的拆卸。

上述農機方向盤自動轉向裝置的工作過程如下：首先，將左夾板7-1和右夾板7-2夾持方向盤支桿9，利用夾緊鎖7-4和夾緊鎖扣7-6鎖緊，將整個轉向裝置固定在方向盤支桿9上，從而保持基支架2與方向盤10的相對位置關系；使用本轉向裝置進行電力驅動轉向操作時，將驅動系統支架1向上推，使方向盤摩擦輪5-3處于與方向盤10接觸的上穩態，此時驅動系統支架1被壓力彈簧3拉住，因驅動方向盤10所需的壓力由壓力彈簧3提供，扭動絲桿手輪6-3調節壓力彈簧3的伸縮長度調節壓力，然后通過驅動電機5-1帶動方向盤摩擦輪5-3轉動進行帶動方向盤10轉動，實現農機前輪轉向；本轉向裝置需由 電動切換為手動轉向操作時，將驅動系統支架1向下拉，使方向盤摩擦輪5-3處于與方向盤10分離的下穩態，驅動系統支架1被壓力彈簧3拉住，方向盤摩擦輪5-3與方向盤10分離，不再影響方向盤10轉向，進而可手動操作方向盤13；松開方向盤支桿夾持機構7上的夾緊鎖7-4和夾緊鎖扣7-6，就可以便捷地取下整個轉向裝置。