CN109677485A - 自动转向装置和高速插秧机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一自动转向装置和高速插秧机，其中所述自动转向装置包括一环境获取装置、一方向装置、一主控制装置以及一转向电机，其中该环境获取装置采集该高速插秧机的周侧行驶环境信息，其中该方向装置触发该高速插秧机的一行驶执行装置执行行驶变化，其中该主控制装置根据该行驶环境信息，分析该方向装置所需执行的操作变化，形成一转向控制信息，其中该转向电机根据该转向控制信息，控制该方向装置至对应的操作位置，以使该方向装置触发该行驶执行装置执行响应的行驶变化，从而提高工作效率。

Description

自动转向装置和高速插秧机

技术领域

本发明涉及高速插秧机领域，更详而言之地涉及一自动转向装置和高速插秧机，实现所述高速插秧机的自动转向，提高插秧机的智能化和工作效率。

背景技术

中国产业调研网发布的2018-2025年全球及中国水稻插秧机行业现状研究分析及发展趋势预测报告认为，水稻是我国种植面积最大、单产和总产量最高的粮食作物，抓好水稻生产，对实现恢复和发展粮食生产的目标具有举足轻重的影响。大力发展水稻生产机械化，可以有效争抢农时，抵御自然灾害的影响，确保和扩大种植面积，提高水稻产量，节约生产成本。推进水稻主产区生产机械化，增强水稻生产的科技应用、节本增效和救灾减灾能力，是加强水稻生产能力建设，恢复和发展粮食生产的重要物质基础和技术手段。

目前，我国市场插秧机产品主要分为手扶式插秧机和乘坐式插秧机。操作时，手扶式插秧机需要操作员手扶插秧机，推动和跟随插秧机前进；而乘坐式插秧机需要操作员坐在插秧机上，控制插秧机的方向盘，从而操控插秧机的方向。也就是说，目前的插秧机产品仍为完全解放人力和实现完全机械化，插秧机的操作还需要通过操作员执行。而且，操作员需要通过专门的学习和培训才能完全熟悉插秧机的操作。

这对争抢农时，扩大种植面积，节约生产成本并不利。一方面，农忙时节，大面积的水稻田需要种植，但是操作员的精力有限，部分水稻田的无法及时耕种，不利于水稻产量。另一方面，随着种植面积的扩大，操作员的时间和人力成本增加，工作压力越来越大，效率无法进一步提高。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一自动转向装置和高速插秧机，通过所述自动转向装置，所述高速插秧机可以实现自动转向，无需人工操作，解放人力，提高效率，实现智能化。

本发明的另一个目的在于提供一自动转向装置和高速插秧机，其中所述自动转向装置可以识别路况或农田状况等，从而自动地控制所述高速插秧机转向。

本发明的另一个目的在于提供一自动转向装置和高速插秧机，其中所述自动转向装置可以通过深度摄像识别、二维摄像识别、远程监控识别等技术实现路况或农田状况的识别分析。也就是说，所述自动转向装置所采用的路况或农田状况获取技术并不限制，生产商可以根据成本、技术需求或迭代等，选取或装配合适的技术装置。

本发明的另一个目的在于提供一自动转向装置和高速插秧机，其中所述自动转向装置可以通过机械手段实现对所述高速插秧机方向的控制，对现有高速插秧机的结构改动较少，成本较低。

本发明的另一个目的在于提供一自动转向装置和高速插秧机，其中所述高速插秧机兼具自动驾驶模式和人工驾驶模式，并可以根据需求在两种模式下切换，以适应不同的作业需求。

本发明的另一个目的在于提供一自动转向装置和高速插秧机，其中所述高速插秧机为全自动驾驶插秧机，相比现有的插秧机，更加智能和高效，进一步解放生产力。

本发明的另一个目的在于提供一自动转向装置和高速插秧机，其中所述自动转向装置可以被安装于所述高速插秧机的壳体内部，无需暴露，减少外界占用空间。

本发明的另一个目的在于提供一自动转向装置和高速插秧机，其中所述自动转向装置可以检测一方向装置的转动方向和转动角度，以确认一行驶执行装置转向执行正确，保证所述高速插秧机转向合理并正确。

本发明的另一个目的在于提供一自动转向装置和高速插秧机，其中所述自动转向装置可以检测所述方向装置的当前方向和当前转动角度，根据所述路况或农田状况，分析所述方向装置所需转动方向和转动角度，从而实现所述高速插秧机行驶方向自动转变。

依本发明的一个方面，本发明进一步提供一适用于高速插秧机的自动转向装置，包括：

一环境获取装置，其中所述环境获取装置采集所述高速插秧机的周侧行驶环境信息；

一方向装置，其中所述方向装置触发所述高速插秧机的一行驶执行装置执行行驶变化；

一主控制装置，其中所述主控制装置根据所述行驶环境信息，分析所述方向装置所需执行的操作变化，形成一转向控制信息；以及

一转向电机，其中所述转向电机根据所述转向控制信息，控制所述方向装置至对应的操作位置，以使所述方向装置触发所述行驶执行装置执行响应的行驶变化。

根据本发明的一个实施例，所述自动转向装置进一步包括一转向传感器，其中所述转向传感器被安装于所述方向装置，测量所述方向装置的当前方向状态，其中所述主控制装置根据当前方向状态，分析所述方向装置所需的方向变化，形成所述转向控制信息。

根据本发明的一个实施例，所述自动转向装置进一步包括一转向角度传感器，其中所述转向角度传感器被安装于所述方向装置，测量所述方向装置的当前角度状态，其中所述主控制装置根据当前角度状态，分析所述方向装置所需的角度变化，形成所述转向控制信息。

根据本发明的一个实施例，所述自动转向装置进一步包括一转向传感器和一转向角度传感器，其中所述转向传感器和所述转向角度传感器被安装于所述高速插秧机的一转向车轮，测量所述转向车轮的当前方向和角度状态，其中所述主控制装置根据当前方向和角度状态，分析所述方向装置所需的方向和角度变化，形成所述转向控制信息。

根据本发明的一个实施例，所述自动转向装置进一步包括一传动装置，其中所述传动装置被可驱动地安装于所述转向电机，所述方向装置被可驱动地安装于所述传动装置，其中当所述转向电机工作时，所述传动装置在所述转向电机和所述方向装置间传递动力，以使所述方向装置根据所述转向控制信息被操作。

根据本发明的一个实施例，所述主控制装置包括一方向控制模块，其中所述方向控制模块根据行驶环境信息，判断所述方向装置所需的方向变化，形成所述转向控制信息。

根据本发明的一个实施例，所述主控制装置包括一转向角度控制模块，其中所述转向角度控制模块根据所述行驶环境信息，判断所述方向装置所需的方向变化角度，形成所述转向控制信息。

根据本发明的一个实施例，所述主控制装置包括一确认模块，其中当所述方向装置被所述转向电机驱动后，所述方向装置的执行状态被反馈至所述确认执行模块，其中所述确认模块根据所述转向控制信息，判断所述方向装置是否被操作正确，形成一执行指令，以供判断是否授权所述行驶执行装置执行变化。

根据本发明的一个实施例，所述方向装置包括一转向杆，其中所述传动装置包括一驱动轮、一从动轮和一传动带，其中所述驱动轮被可驱动地耦合于所述转向电机，所述从动轮被固定于所述转向杆，驱动所述转向杆，其中所述传动带可活动地固定于所述驱动轮和所述从动轮，在两者之间传递动力。

根据本发明的一个实施例，所述方向装置包括一转向杆，其中所述传动装置包括一驱动轮、一从动轮和一中间齿轮，其中所述驱动轮被可驱动地耦合于所述转向电机，所述从动轮被固定于所述转向杆，驱动所述转向杆，其中所述中间齿轮连接所述驱动轮和所述从动轮用于加大速比。

根据本发明的一个实施例，所述方向装置包括一转向杆，其中所述传动装置包括一驱动齿轮和一从动齿轮，其中所述驱动齿轮被可驱动地耦合于所述转向电机，所述从动齿轮被固定于所述转向杆，驱动所述转向杆，其中所述驱动齿轮和所述从动齿轮相互啮合。

根据本发明的一个实施例，所述自动转向装置进一步包括一模式切换装置，其中所述模式切换装置被安装于所述转向电机和传动装置之间，控制所述转向电机和所述传动装置之间的动力传输，以切换所述高速插秧机的工作模式。

根据本发明的一个实施例，所述模式切换装置被实施为所述转向电机的电机供源装置或离合装置。

根据本发明的一个实施例，所述自动转向装置进一步包括一离合装置，其中所述离合装置包括一离合摩擦片和一离合定盘，其中所述离合动盘被可滑动地定位于所述驱动齿轮转动轴轴线上，其中所述离合摩擦的贴合地固定于所述驱动齿轮的底侧，与所述离合动盘设有预设间距，其中当所述离合定盘通电产生电磁力，所述离合动盘与所述离合摩擦片相抵产生摩擦力，使得所述驱动齿轮和所述转向电机可驱动地连接为一体，从而实现自动驾驶模式工作；当所述离合定盘不通电，所述离合动盘与所述离合定盘分离，致使所述驱动齿轮和所述转向电机分离，所述转向电机无法驱动所述驱动齿轮，从而人工驾驶模块工作。

根据本发明的一个实施例，所述自动转向装置进一步包括一离合装置，其中所述离合装置包括一离合摩擦片和一离合定盘，其中所述离合动盘被可滑动地定位于所述驱动轮转动轴轴线上，其中所述离合摩擦的贴合地固定于所述驱动轮的底侧，与所述离合动盘设有预设间距，其中当所述离合定盘通电产生电磁力，所述离合动盘与所述离合摩擦片相抵产生摩擦力，使得所述驱动轮和所述转向电机可驱动地连接为一体，从而实现自动驾驶模式工作；当所述离合定盘不通电，所述离合动盘与所述离合定盘分离，致使所述驱动轮和所述转向电机分离，所述转向电机无法驱动所述驱动轮，从而人工驾驶模块工作。

依本发明的另一个方面，本发明进一步提供一高速插秧机，包括：

一自动转向装置，其中所述自动转向装置包括：

一环境获取装置，其中所述环境获取装置采集所述高速插秧机的周侧行驶环境信息；

一方向装置，其中所述方向装置触发所述高速插秧机的一行驶执行装置执行行驶变化；

一主控制装置，其中所述主控制装置根据所述行驶环境信息，分析所述方向装置所需执行的操作变化，形成一转向控制信息；以及

一转向电机，其中所述转向电机根据所述转向控制信息，控制所述方向装置至对应的操作位置，以使所述方向装置触发所述行驶执行装置执行响应的行驶变化；以及一插秧机本体，其中所述自动转向装置被安装于一插秧机本体，自动地控制所述插秧机本体的转向。

附图说明

图1是根据本发明的第一实施例的一高速插秧机的立体示意图。

图2是根据本发明的第一较佳实施例的一自动转向装置的立体示意图。

图3是根据本发明的上述第一实施例的所述自动转向装置的局部立体示意图。

图4是根据本发明的上述第一实施例的所述高速插秧机的结构框图。

图5是根据本发明的第二实施例的一高速插秧机的立体示意图。

图6是根据本发明的第二实施例的一种自动转向装置的立体示意图。

图7是根据本发明的第二实施例的一种自动转向装置的局部示意图。

图8是根据本发明的第二实施例的另一种自动转向装置的模式切换示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，所述元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

如图1所示，其阐述了本发明的一较佳实施例的一自动转向装置100，所述自动转向装置100被安装于一插秧机本体200，自动地控制所述插秧机本体200的转向，实现一高速插秧机的智能化，提高工作效率。也就是说，所述高速插秧机包括所述插秧机本体200和被设置于所述插秧机本体200的所述自动转向装置100，其中所述自动转向装置100能够实现所述插秧机本体200的自动转向。

所述插秧机本体200包括一行驶执行装置210和一栽苗装置220。所述行驶执行装置210是具备驱动轮的行驶车体，例如可以是具有一对前轮和一对后轮的四轮驱动车体，或者可以是具有一对履带轮的驱动车体等等，本发明并不限制。举例说明，所述行驶执行装置210可以是将一发动机的旋转动力，通过一传动装置或\和一液压式无极变速装置，传递至一变速箱。所述变速箱将旋转动力变速传递至驱动车体的车轮，从而所述插秧机本体200可以前进、后退或转弯地行驶。

所述栽苗装置220可以被实施为各种规格的栽苗设备，例如可以是栽种2株、6株或8株等秧苗的栽苗设备，本发明并不限制。举例说明，所述栽苗装置220可以是通过一运苗带将秧苗一株一株地运输至对应地取苗口，一栽种装置将取苗口的秧苗种植。举例说明，当所述栽苗装置为栽种8株秧苗的结构时，对应地，所述栽苗装置具有8个取苗口，所述栽种装置可以是8个对应的栽种机械臂。

进一步，所述插秧机本体200还可以进一步包括一施肥装置。将肥料放入存入一存储漏斗，通过一释洒部将存储漏斗内的肥料定量地或有条件地释放，并引导至一施肥导管。所述施肥装置包括一挖槽件，所述挖槽件位于所述施肥导管施肥口的前侧，用于在栽种秧苗附近形成一施肥槽。所述施肥导管可以将肥料引导至所述施肥槽。

具体地说，所述插秧机本体200的结构并不限制，本领域技术人员可以采用其已知的任何结构或者装置组装。此处也只是举例说明，并不是限制。换句话说，本领域的技术人员应知晓所述插秧机本体200的具体结构和制造方法，此处不再赘述。

如图1至图4所示，为本发明的第一实施例的自动转向装置和高速插秧机。在第一实施例中，所述自动转向装置100可以实现全自动驾驶，而无需人工操作，全面解放生产力，提高作业效率。

所述自动转向装置100包括一环境获取装置110和一主控制装置120。所述环境获取装置110检测所述插秧机本体200周边的行驶环境信息，并传递至所述主控制装置120。所述主控制装置120根据行驶环境信息，判断所述插秧机本体200所需的行驶状态变化，形成一转向控制信息，以供所述行驶执行装置210执行转向，使得所述插秧机本体200自动地转向。

所述环境获取装置110可以采用深度摄像、二维摄像、红外感应等技术实现对行驶环境信息进行采集。举例说明，所述环境获取装置110采用深度摄像技术，将各个深度摄像模组分别安装于所述插秧机本体200的前后左右侧，对所述插秧机本体200的周侧环境进行深度摄像，将所得深度摄像影像传输至所述主控制装置120。所述行驶环境信息为所述插秧机本体200的周边的路况信息，或者身处农田中时农田状况信息等，例如所述插秧机本体200周侧是否有河流、田垄、深坑、斜坡，或者在农田作业时，所述插秧机本体200拐弯侧是否有秧苗等。

所述主控制装置120根据行驶环境信息，分析所述插秧机本体200所需的行驶状态变化，形成一转向控制信息。所述主控制装置120可以被实施为服务器、电脑、CPU等具有处理分析数据功能的装置。具体地，所述主控制装置120包括一方向控制模块121，根据行驶环境信息，判断所述插秧机本体200所需的行驶方向变化。也就是说，所述转向控制信息包括但不限于方向变化控制信息，例如是否继续直行、是否转弯、是否于斜坡行驶等等。

例如，当所述高速插秧机在农田中作业时，所述环境获取装置110所采集的行驶环境信息显示，前方为田垄，即作业农田边界，所述方向控制模块121则判断所述高速插秧机需转弯行驶。而所述环境获取装置110所采集的行驶环境信息进一步显示，所述高速插秧机的右侧为田垄或有已栽种的秧苗，左侧为未作业农田，则所述方向控制模块121判断所述高度插秧机需要向左转弯，从而继续作业。

或者，在另一种情形下，所述环境获取装置110所采集的行驶环境信息显示，前方为田垄，左侧为田垄，而右侧为已栽种的秧苗，即此时农田作业已结束，则所述方向控制模块121判断所述高速插秧机需离开作业农田。进一步，所述行驶环境信息显示前方田垄附近有道路足够所述高速插秧机行驶，或者显示前方田垄足够所述高速插秧机行驶，则所述方向控制模块121判断所述高度插秧机需直行，径直跨上前方田垄，后续转弯至田垄附近的道路或者直接沿田垄行驶。

进一步，所述主控制装置120包括一转向角度控制模块122，根据所述行驶环境信息，判断所述插秧机本体200所需的行驶方向变化角度。也就是说，所述转向控制信息根据不同的行驶环境信息，相应地会不同。具体地，包括但不限制于转向角度控制信息包括但不限于方向变化角度控制信息，例如左转弯或右转弯的转弯角度。

例如，当所述高速插秧机在道路上行驶，道路前方为转弯道。所述环境获取装置110所采集的行驶环境信息显示转弯道的转弯方向和转弯角度。所述方向控制模块121则由此判断出转弯方向，所述转向角度控制模块122由此判断出所述高速插秧机所需行驶转弯角度，从而形成所述转向控制信息。可以知道的是，在转弯的过程中，行驶环境信息会不断更新，转弯角度会随着所述高速插秧机在转弯道的形式而不断变化。对应地，所述转向控制模块122会更新所述转向控制信息，以使所述高速插秧机转弯角度契合行驶过程中弯道变化。

或者，在另一种情形中，所述高速插秧机在农田作业。当一列秧苗被栽种完成后，所述高速插秧机需要转弯继续栽种另一列进行作业，此时所述转向角度控制模块122可以根据插秧机与田垄的间距、机身宽度、行驶速度等，分析得出所述高速插秧机所需转弯角度。

进一步地，所述自动转向装置100包括一传感器装置130和一方向装置140。所述转向控制信息可以是基于所述高速插秧机当前行驶状态，作出的所述方向装置140的操纵变化量判断。所述方向装置140用于触发所述行驶执行装置210执行行驶变化。

具体地，所述传感器装置130包括一转向传感器131，其中所述转向传感器131被安装于所述方向装置140的一转向杆141。当所述方向装置140旋转，所述转向杆141随之旋转，所述转向传感器131可以测量出所述方向装置140的执行的旋转方向。所述传感器装置130进一步包括一转向角度传感器132，其中所述转向角度传感器132用于测量所述方向装置140的执行的转向角度。所述转向角度传感器132可以被安装于所述转向杆141，或者被安装于所述行驶执行装置210的转向车轮相连的杆，根据扭矩或测量杆的伸缩长度等测量所述方向装置140的转向角度。

所述传感器装置130，即所述转向角度传感器132和所述转向传感器131，将所述方向装置140的当前状态反馈至所述主控制装置120。所述转向角度控制模块122和所述方向控制模块121基于获取的所述方向装置140的当前状态，包括当前方向状态和当前角度状态，并根据行驶环境信息，判断所述方向装置140所需的方向和角度变化。例如，所述高速插秧机当前状态为直行，对应地，所述方向装置140处于当前状态为预设的直行位置，即当前方向装置140并未转向，转向角度为0。根据行驶环境信息，所述高速插秧机需以60度角度右转，则基于当前状态，所述转向控制信息为操作所述方向装置140右转至对应执行60度的位置。

或者所述高速插秧机当前状态为以60度角度右转，即当前方向装置140处于执行右转60度的位置。根据行驶环境信息，所述高速插秧机下一行驶状态为右转55度，则基于当前位置，所述转向控制信息为操作所述方向装置左转至对应执行55度的位置。

也就是说，所述方向装置140可以根据所述转向控制信息，基于当前状态操作变化量，从而达到所述高速插秧机所需执行的下一行驶状态。本领域技术人员可以理解的是，对于接下来的再一行驶状态，所述下一行驶状态是所述再一行驶状态的当前状态，而所述再一行驶状态可以基于所述下一行驶状态操作所述转向控制信息所得。

可选地，所述传感器装置130还可以直接被安装于所述插秧机本体200的转向车轮，即。以转向车轮是前轮为例，所述转向传感器131和所述转向角度传感器132测量前轮的旋转方向和转向角度信息，并反馈至所述主控制装置120。

具体地，所述自动转向装置100进一步包括一转向电机160，其中所述方向装置140通过所述转向电机160执行所述转向控制信息。也就是说，所述转向电机160通信地连接所述主控制装置120，根据所述转向控制信息，控制所述方向装置140操作。具体地，在本发明的一实施例中，所述转向电机160所述一传动装置161，所述方向装置140被可驱动地连接于所述转向电机160的所述传动装置161，其中所述转向电机160通过所述传动装置161驱动所述方向装置140。所述传动装置161可以被实施为一轮带式传动装置或一齿轮式传动装置等，本发明并不限制。例如，在本发明的一实施例中，所述传动装置161包括一驱动轮1611和一从动轮1612。所述驱动轮1611被可驱动地耦合于所述转向电机160，例如所述驱动轮1611可驱动地套接于所述转向电机160的输出轴。所述从动轮1612被固定于所述方向装置140的所述转向杆141，驱动所述转向杆141和\或所述转动轮142。一传动带1613可活动地固定于所述驱动轮1611和所述从动轮1612，在两者之间传递动力。

当所述转向电机160工作时，其根据所述转向控制信息驱动所述驱动轮1611，所述传动带1613被驱动，进而所述从动轮1612被驱动。进一步，所述从动轮1612带动所述转向杆141和\或转向轮根据所述转向控制信息转动。与所述方向装置140驱动地连接的所述行驶执行装置210被对应地触发执行，并根据所述方向装置140的操作执行行驶变化，从而所述高速插秧机自动地转向。

在本发明的另一实施例中，所述传动装置161包括一中间齿轮，代替上述举例实施例中的传动带。也就是说，所述传动装置161包括所述驱动轮1611，所述中间齿轮，和所述从动轮1612，其中所述驱动轮1611被可驱动地耦合于所述转向电机160，所述从动轮1612被固定于所述转向杆141，所述中间齿轮连接所述驱动轮1611和所述从动轮1612用于加大速比。

优选地，为了确保自动驾驶的安全性和准确性，所述主控制装置120进一步包括一确认模块123，用于确认所述方向装置140执行所述转向控制信息正确，授权所述行驶执行装置210执行。当所述方向装置140根据所述转向控制信息操作变化后，所述转向角度传感器132和所述转向传感器131将所述方向装置140此时的执行状态反馈至所述确认执行模块123。所述确认模块123根据所述转向控制信息，判断所述方向装置140是否被操作正确，形成一执行指令。当所述方向装置140执行正确，则所述执行指令为授权执行指令，所述行驶执行装置210被授权执行变化；当所述方向装置140执行错误，则所述执行指令为禁止执行指令，所述行驶执行装置210被禁止执行变化。此时，如果转向电机160或传动装置161破损等原因造成所述方向装置140被执行不正确，所述确认模块123也可以及时地制止错误操作。

值得一提的是，在本发明的第一实施例中，所述自动转向装置100可以被直接安装于所述高速插秧机壳体内部，即无需暴露于外界，尤其是方向装置140。此时，所述高速插秧机可以实现全自动驾驶，实体方向盘可以直接取消，避免占用空间。

进一步，当所述方向装置140执行转向角度到一设定值的同时，所述插秧机本体200的栽苗装置自动上升预设高度，无需人工操作。具体地，所述主控制装置120接收转向角度传感器132反馈的转向车轮的转向角度信息，分析并输出栽苗装置动作控制信号，所述栽苗装置自动上升。

如图5至图8所示，为本发明的第二实施例的转向装置和高速插秧机。在本第二实施例中，所述高速插秧机兼具自动驾驶和人工驾驶两种模式，便于适应不同的作业环境和作业条件。

在本实施例中，所述高速插秧机的一插秧机本体200A仍可以如第一实施例所示出的状态，即，所述插秧机本体200A包括一行驶执行装置210A、一栽苗装置220A和/或一施肥装置等，本实施例并不限制。所述行驶执行装置210A、所述栽苗装置220A和所述施肥装置的具体结构也可以如第一实施例所述或采用其他结构，此处不再赘述。所述高速插秧机进一步包括一自动转向装置100A，其中所述自动转向装置100A被安装于所述插秧机本体200A，实现自动地控制所述插秧机本体200A的转向和人工控制转向兼具，且可以在两模式间切换。

所述自动转向装置100A包括一环境获取装置110A和被连接于所述环境获取装置110A的一主控制装置120A。所述环境获取装置110A检测所述插秧机本体200A周边的行驶环境信息，并传递至所述主控制装置120A。所述环境获取装置110A可以采用深度摄像、二维摄像、红外感应等技术实现对行驶环境信息进行采集。

所述自动转向装置100A包括一方向装置140A，所述方向装置140A被设置于所述插秧机本体200A，以用于控制所述插秧机本体200A的行走方向，其中所述主控制装置120A根据行驶环境信息，基于所述方向装置140A当前状态，作出所述方向装置140A的操纵变化量判断，形成一转向控制信息。具体地，所述主控制装置120A包括一方向控制模块121A和一转向角度控制模块122A，分别根据行驶环境信息，判断所述方向装置140A所需的方向变化和角度变化量。

具体地，所述方向装置140A包括一方向盘143A和一转向杆141A。所述转向杆143A从所述方向盘143A底侧延伸，所述方向盘143A被固定于所述转向杆143A的一固定端，所述转向杆141A被设置于所述插秧机本体200A。

所述自动转向装置100A进一步包括一传感器装置130A，所述传感器装置130A包括一转向传感器131A，其中所述转向传感器131A被安装于所述方向装置140A的所述转向杆141A。当所述方向盘143A旋转，所述转向杆141A随之旋转，所述转向传感器131A可以测量出所述方向装置140A的执行的旋转方向。所述传感器装置130A进一步包括一转向角度传感器132A，其中所述转向角度传感器132A被用于测量所述方向装置140A的执行的转向角度，所述转向角度传感器132A被安装于所述转向杆141A。或者在本发明的另一实施例中，所述转向角度传感器132A被安装于所述行驶执行装置210A的转向轮的杆，通过测量杆的伸缩长度获取转向角度。

所述传感器装置130A，即所述转向角度传感器132A和所述转向传感器131A，将所述方向装置140A的当前状态反馈至所述主控制装置120A，以供所述转向控制信息。

具体地，在自动驾驶模式下，所述自动转向装置100A包括一转向电机160A，其中所述方向装置140A被可操作地连接于所述转向电机160A，其中所述方向装置140A通过所述转向电机160A执行所述转向控制信息。也就是说，所述转向电机160A通信地连接所述主控制装置120A，根据所述转向控制信息，控制所述方向装置140A操作。

在本发明的一实施例中，所述转向电机160A包括一传动装置161A，其中所述方向装置140A被可驱动地连接于所述传动装置161A，其中所述转向电机160A通过所述传动装置161A驱动所述方向装置140A。所述传动装置161A可以被实施为一轮带式传动装置或一齿轮式传动装置等，本发明并不限制。例如，在本发明的一实施例中，所述传动装置161A包括一驱动齿轮1611A和一从动齿轮1612A。所述驱动齿轮1611A被可驱动地耦合于所述转向电机160A，例如所述驱动齿轮1611A可驱动地套接于所述转向电机160A的输出轴。所述从动齿轮1612A被固定于所述方向装置140A的所述转向杆141A，驱动所述转向杆141A。所述从动齿轮1612A从所述转向杆141A的周壁向外侧延伸。所述驱动齿轮1611A和所述从动齿轮1612A啮合，在两者之间传递动力。

当所述转向电机160A工作时，其根据所述转向控制信息驱动所述驱动齿轮1611A。所述驱动齿轮1611A带动啮合的所述从动齿轮1612A。进一步，所述从动轮1612A带动所述转向杆141A根据所述转向控制信息转动。所述转向杆141A和\或所述转向轮142A对应地驱动所述方向盘143A。与所述方向装置140A驱动地连接的所述行驶执行装置210A被对应地触发执行，并根据所述方向装置140A的操作执行行驶变化，从而所述高速插秧机自动地转向。

值得一提的是，所述方向盘143A被安装于所述传动装置161A的顶端，所述传动装置161A被安装于所述转向杆141A的顶端部，从而可以保留人工驾驶模式。所述自动转向装置100A进一步包括一模式切换装置170A，便于在自动驾驶模式和人工驾驶模式间切换。在本发明的一实施例中，所述模式切换装置170A被实施为一电机供源装置，如图6所示。当需要从自动驾驶模式切换为人工驾驶模式时，可以切断所述转向电机供电，即关闭电机供源装置。所述转向电机不工作，驾驶员通过操作所述方向盘143A即可控制所述转向杆141A和所述转向轮142A，从而控制所述高速插秧机。当需要从人工驾驶模式切换至自动驾驶模式时，可以打开电机供源装置，所述转向电机工作，即可自动地控制所述方向装置140A。

或者在本发明的另一实施例中，所述模式切换装置170A可以被实施为一离合装置。举例说明，所述离合装置被固定于所述驱动齿轮1611A和所述转向电机160A之间，如图8所示。所述离合装置170A包括一离合动盘171A、一离合摩擦片172A和一离合定盘173A。所述离合定盘173A被固定于所述驱动齿轮1611A和所述转向电机160A之间，例如可以固定在于外壳或通过一固定板固定。所述离合动盘171A被可滑动地定位于所述驱动齿轮1611A转动轴轴线上。所述离合摩擦片172A的一面贴合地固定于所述驱动齿轮1611A的底侧，并与所述离合动盘171A设有预设间距。所述离合定盘通电产生电磁力，所述离合动盘171A与所述离合摩擦片172A相抵产生摩擦力，使得所述驱动齿轮1611A和所述转向电机160A可驱动地连接为一体，从而实现动力传递，即自动驾驶模式工作。当所述离合定盘不通电，所述离合动盘与所述离合定盘分离，致使所述驱动齿轮1611A和所述转向电机160A分离，所述转向电机160A无法驱动所述驱动齿轮1611A，即人工驾驶模块工作，此时转向电机160A不影响所述方向装置140A工作。

本领域技术人员可以知道的是，上述实施例只是举例说明并非限制。本领域技术人员可以采用其他技术或结构实现自动模式和人工模式的切换。例如，本发明的第二实施例也可以采用第一实施例中的传动结构，结合第二实施例中的模式切换装置从而实现模式切换。或者，在第一实施例中的传动结构也可以采用第二实施例中的传动结构，去除模式切换装置即可。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (18)

1.一适用于高速插秧机的自动转向装置，其特征在于，包括：

一环境获取装置，其中所述环境获取装置采集所述高速插秧机的周侧行驶环境信息；

一方向装置，其中所述方向装置触发所述高速插秧机的一行驶执行装置执行行驶变化；

一主控制装置，其中所述主控制装置根据所述行驶环境信息，分析所述方向装置所需执行的操作变化，形成一转向控制信息；以及

一转向电机，其中所述转向电机根据所述转向控制信息，控制所述方向装置至对应的操作位置，以使所述方向装置触发所述行驶执行装置执行响应的行驶变化。

2.根据权利要求1所述的自动转向装置，进一步包括一转向传感器，其中所述转向传感器被安装于所述方向装置，测量所述方向装置的当前方向状态，其中所述主控制装置根据当前方向状态，分析所述方向装置所需的方向变化，形成所述转向控制信息。

3.根据权利要求1所述的自动转向装置，进一步包括一转向角度传感器，其中所述转向角度传感器被安装于所述方向装置，测量所述方向装置的当前角度状态，其中所述主控制装置根据当前角度状态，分析所述方向装置所需的角度变化，形成所述转向控制信息。

4.根据权利要求2所述的自动转向装置，进一步包括一转向角度传感器，测量所述方向装置的当前角度状态，其中所述主控制装置根据当前角度状态，分析所述方向装置所需的角度变化，形成所述转向控制信息。

5.根据权利要求1所述的自动转向装置，进一步包括一转向传感器和一转向角度传感器，其中所述转向传感器和所述转向角度传感器被安装于所述高速插秧机的一转向车轮，测量所述转向车轮的当前方向和角度状态，其中所述主控制装置根据当前方向和角度状态，分析所述方向装置所需的方向和角度变化，形成所述转向控制信息。

6.根据权利要求1至5任一所述的自动转向装置，进一步包括一传动装置，其中所述传动装置被可驱动地安装于所述转向电机，所述方向装置被可驱动地安装于所述传动装置，其中当所述转向电机工作时，所述传动装置在所述转向电机和所述方向装置间传递动力，以使所述方向装置根据所述转向控制信息被操作。

7.根据权利要求1至5任一所述的自动转向装置，其中所述主控制装置包括一方向控制模块，其中所述方向控制模块根据行驶环境信息，判断所述方向装置所需的方向变化，形成所述转向控制信息。

8.根据权利要求1至5任一所述的自动转向装置，其中所述主控制装置包括一转向角度控制模块，其中所述转向角度控制模块根据所述行驶环境信息，判断所述方向装置所需的方向变化角度，形成所述转向控制信息。

9.根据权利要求1至5任一所述的自动转向装置，其中所述主控制装置包括一确认模块，其中当所述方向装置被所述转向电机驱动后，所述方向装置的执行状态被反馈至所述确认执行模块，其中所述确认模块根据所述转向控制信息，判断所述方向装置是否被操作正确，形成一执行指令，以供判断是否授权所述行驶执行装置执行变化。

10.根据权利要求6所述的自动转向装置，其中所述主控制装置包括一确认模块，其中当所述方向装置被所述转向电机驱动后，所述方向装置的执行状态被反馈至所述确认执行模块，其中所述确认模块根据所述转向控制信息，判断所述方向装置是否被操作正确，形成一执行指令，以供判断是否授权所述行驶执行装置执行变化。

11.根据权利要求6所述的自动转向装置，其中所述方向装置包括一转向杆，其中所述传动装置包括一驱动轮、一从动轮和一传动带，其中所述驱动轮被可驱动地耦合于所述转向电机，所述从动轮被固定于所述转向杆，驱动所述转向杆，其中所述传动带可活动地固定于所述驱动轮和所述从动轮，在两者之间传递动力。

12.根据权利要求6所述的自动转向装置，其中所述方向装置包括一转向杆，其中所述传动装置包括一驱动轮、一从动轮和一中间齿轮，其中所述驱动轮被可驱动地耦合于所述转向电机，所述从动轮被固定于所述转向杆，驱动所述转向杆，其中所述中间齿轮连接所述驱动轮和所述从动轮用于加大速比。

13.根据权利要求6所述的自动转向装置，其中所述方向装置包括一转向杆，其中所述传动装置包括一驱动齿轮和一从动齿轮，其中所述驱动齿轮被可驱动地耦合于所述转向电机，所述从动齿轮被固定于所述转向杆，驱动所述转向杆，其中所述驱动齿轮和所述从动齿轮相互啮合。

14.根据权利要求6所述的自动转向装置，进一步包括一模式切换装置，其中所述模式切换装置被安装于所述转向电机和传动装置之间，控制所述转向电机和所述传动装置之间的动力传输，以切换所述高速插秧机的工作模式。

15.根据权利要求14所述的自动转向装置，其中所述模式切换装置被实施为所述转向电机的电机供源装置或离合装置。

16.根据权利要求13所述的自动转向装置，进一步包括一离合装置，其中所述离合装置包括一离合摩擦片和一离合定盘，其中所述离合动盘被可滑动地定位于所述驱动齿轮转动轴轴线上，其中所述离合摩擦的贴合地固定于所述驱动齿轮的底侧，与所述离合动盘设有预设间距，其中当所述离合定盘通电产生电磁力，所述离合动盘与所述离合摩擦片相抵产生摩擦力，使得所述驱动齿轮和所述转向电机可驱动地连接为一体，从而实现自动驾驶模式工作；当所述离合定盘不通电，所述离合动盘与所述离合定盘分离，致使所述驱动齿轮和所述转向电机分离，所述转向电机无法驱动所述驱动齿轮，从而人工驾驶模块工作。

17.根据权利要求11所述的自动转向装置，进一步包括一离合装置，其中所述离合装置包括一离合摩擦片和一离合定盘，其中所述离合动盘被可滑动地定位于所述驱动轮转动轴轴线上，其中所述离合摩擦的贴合地固定于所述驱动轮的底侧，与所述离合动盘设有预设间距，其中当所述离合定盘通电产生电磁力，所述离合动盘与所述离合摩擦片相抵产生摩擦力，使得所述驱动轮和所述转向电机可驱动地连接为一体，从而实现自动驾驶模式工作；当所述离合定盘不通电，所述离合动盘与所述离合定盘分离，致使所述驱动轮和所述转向电机分离，所述转向电机无法驱动所述驱动轮，从而人工驾驶模块工作。

18.一高速插秧机，其特征在于，包括：

如权利要求1至17任一所述的所述自动转向装置；和

一插秧机本体，其中所述自动转向装置被安装于一插秧机本体，自动地控制所述插秧机本体的转向。