本实用新型专利技术公开了一种基于力/位置混合控制的拖拉机驾驶机器人，属于拖拉机自动驾驶装置技术领域，该机器人包括基座、油门机械腿、制动机械腿、离合器机械腿、换挡机械手、转向机械手，本拖拉机驾驶机器人可无损安装在各种型号拖拉机上，并采用力/位置混合控制方法对拖拉机变速杆、拖拉机油门踏板、拖拉机离合器踏板、拖拉机制动踏板、拖拉机方向盘进行控制，可替代驾驶员完成对拖拉机的驾驶操作。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种机器人，特别涉及一种基于力/位置混合控制的拖拉机驾驶机器人，属于拖拉机自动驾驶装置
技术介绍
拖拉机驾驶机器人是指无需对拖拉机进行改装，可无损安装在驾驶室内，可方便安装、拆卸，并适应于各种型号拖拉机，可替代驾驶员在拖拉机作业工况下进行自动驾驶的工业机器人。利用拖拉机驾驶机器人进行拖拉机试验、田间作业可减轻人类劳动强度，提高拖拉机作业效率，为现代农业的发展提供新方法和新途径。另外，智能拖拉机是将拖拉机作为一个整体进行考虑，把拖拉机作为移动机器人进行改装和重新设计，对拖拉机的操纵机构甚至动力系统等进行了比较多的改造或重新设计，一旦该拖拉机任何一部分损坏，就无法继续进行作业。拖拉机驾驶机器人并非构建在特殊的拖拉机上，不需要对拖拉机进行改造，而是可以无损地安装到各种规格的拖拉机上，一旦拖拉机损坏，该机器人可以换装到另一辆拖拉机上使用。目前国内外还未公开将驾驶机器人技术应用在四轮农用拖拉机上，但将其应用在汽车上进行汽车试验的起步较早，研制驾驶机器人的公司主要有，日本HORIBO、NissanMotor、AUTOMAX公司、德国SCHENCK公司、英国MIRA等公司。已经公开的驾驶机器人在结构和驱动上主要有几种：(1)液压驱动。液压驱动方式的缺点在于对油的密封性要求高，机构复杂，此方式目前已被淘汰，未见国内外公开报道。(2)气动驱动。中国专利200410065844.0“汽车试验用气电混合式驾驶机器人”利用带锁气缸驱动驾驶机器人的换挡机械手、制动机械腿和离合器机械腿，但其机构复杂，实现轨迹控制和多点准确定位较困难，在实车自动驾驶试验中气源的获取比较困难。(3)电机+减速齿轮。中国专利200410065844.0“汽车试验用气电混合式驾驶机器人”利用旋转步进电机并通过减速齿轮传递扭矩，驱动驾驶机器人的油门机械腿，但这种结构对安装的精度要求比较高，结构复杂。(4)电机+拉丝。中国专利201110264908.X“滑轮钢丝式汽车试验驾驶机器人”利用伺服电机和减速机、驱动杆、压缩弹簧、钢丝绳、大滑轮和小滑轮来驱动汽车试验驾驶机器人，但这种结构过于复杂，定位精度低，执行机构必须始终处于工作状态。(5)电机+滚珠丝杠。美国专利5372035“底盘测功机上用于驾驶汽车的机器人”利用旋转直流伺服电机并通过滚珠丝杠传递扭矩，驱动驾驶机器人的换挡机械手、油门机械腿、制动机械腿和离合器机械腿，但其结构复杂，体积较大，传动效率低，控制精度难以控制。
技术实现思路
本技术旨在提供一种可基于力/位置混合控制、结构简单、方便实时安装和拆卸的拖拉机驾驶机器人。为实现上述目的，本技术采用以下技术方案：一种基于力/位置混合控制的拖拉机驾驶机器人，包括一基座、一油门机械腿、一制动机械腿、一离合器机械腿、一换挡机械手、一转向机械手，其特征在于，基座固装于拖拉机驾驶座椅上方，基座前端自右向左分别通过轴承与油门机械腿、制动机械腿、离合器机械腿的一端旋转连接，油门机械腿、制动机械腿、离合器机械腿的另一端分别与拖拉机油门踏板、拖拉机制动踏板、拖拉机离合器踏板旋转连接，换挡机械手一端与基座固定连接，换挡机械手另一端的换挡手柄套套入拖拉机变速杆末端，并与拖拉机变速杆滑动连接，转向机械手一端固装于基座上方，另一端与方向盘固定板固定连接。本技术与现有技术相比，其显著优点：(1)本技术针对拖拉机操纵机构特点设计驾驶机器人结构，该驾驶机器人安装在不同型号的拖拉机上，可控制拖拉机的变速杆、油门踏板、离合器踏板、制动踏板、方向盘运动，实现拖拉机自动驾驶。(2)本技术所采用的换挡机械手结构，可保证在选挡和挂挡两个方向运动互不干涉，实现机械解耦，可适应不同型号的拖拉机换挡器，换挡机械手末端执行器采用塑性材质的换挡手柄套，该手柄套与拖拉机变速杆滑动连接，不需要对拖拉机进行改造，可实现无损安装。附图说明图1是本技术的总体结构示意图。图2是本技术的俯视结构示意图。图1中，1.基座；2.转向机械手固定板；3.换挡推杆；4.换挡力传感器；5.转向电机；6.万向节联轴器；7.力矩传感器；8.方向盘固定板；9.拖拉机方向盘；10.换挡手柄套；11.拖拉机变速杆；12.离合力传感器；13.离合器推杆；14.拖拉机离合器踏板；15.离合器踏板固定板；16.换挡连接件；17.平行双杆滑台；34.换挡力传感器连接杆。图2中，1.基座；3.换挡推杆；4.换挡力传感器；10.换挡手柄套；12.离合力传感器；13.离合器推杆；14.拖拉机离合器踏板；15.离合器踏板固定板；16.换挡连接件；18.油门推杆；19.制动力传感器；20.油门力传感器；21.拖拉机油门踏板；22.制动推杆；23.拖拉机制动踏板；24.步进电机；25.步进电机编码器；26.滑台座；27.滑杆；28.滑块；29.制动踏板固定板；30.油门踏板固定板；31.油门力传感器连接杆；32制动力传感器连接杆；33.离合力传感器连接杆；34.换挡力传感器连接杆。具体实施方式本技术提出一种基于力/位置混合控制的拖拉机驾驶机器人，包括一基座1、一油门机械腿、一制动机械腿、一离合器机械腿、一换挡机械手、一转向机械手，其特征在于，基座1固装于拖拉机驾驶座椅上方，基座1前端自右向左分别通过轴承与油门机械腿、制动机械腿、离合器机械腿的一端旋转连接，油门机械腿、制动机械腿、离合器机械腿的另一端分别与拖拉机油门踏板21、拖拉机制动踏板23、拖拉机离合器踏板14旋转连接，换挡机械手一端与基座1固定连接，换挡机械手另一端的换挡手柄套10套入拖拉机变速杆11末端，并与拖拉机变速杆11滑动连接，转向机械手一端固装于基座1上方，另一端与方向盘固定板8固定连接。油门机械腿由油门推杆18、油门力传感器20和油门踏板固定板30组成，其中油门推杆18一端与基座1旋转连接，油门推杆18另一端与油门力传感器20一端固定连接，油门力传感器20另一端与油门力传感器连接杆31一端固定相连，油门力传感器连接杆31另一端与油门踏板固定板30旋转连接，油门踏板固定板30与拖拉机油门踏板21固定连接。制动机械腿由制动推杆22、制动力传感器19和制动踏板固定板29组成，其中制动推杆22一端与基座1旋转连接，制动推杆22另一端与制动力传感器19一端固定连接，制动力传感器19另一端与制动力传感器连接杆32一端固定相连，制动力传感器连接杆32另一端与制动踏板固定板29旋转连接，制动踏板固定板29与拖拉机制动踏板23固定连接。离合器机械腿由离合器推杆13、离合力传感器12和离合器踏板固定板15组成，其中离合器推杆13一端与基座1旋转连接，离合器推杆13另一端与离合力传感器12一端固定连接，离合力传感器12另一端与离合力传感器连接杆33一端固定相连，离合力传感器连接杆33另一端与离合器踏板固定板15旋转连接，离合器踏板固定板15与拖拉机离合器踏板14固定连接。换挡机械手由平行双杆滑台17、换挡连接件16、换挡推杆3、换挡力传感器4和换挡手柄套10组成，其本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于力/位置混合控制的拖拉机驾驶机器人，包括一基座(1)、一油门机械腿、一制动机械腿、一离合器机械腿、一换挡机械手、一转向机械手，其特征在于，基座(1)固装于拖拉机驾驶座椅上方，基座(1)前端自右向左分别通过轴承与油门机械腿、制动机械腿、离合器机械腿的一端旋转连接，油门机械腿、制动机械腿、离合器机械腿的另一端分别与拖拉机油门踏板(21)、拖拉机制动踏板(23)、拖拉机离合器踏板(14)旋转连接，换挡机械手一端与基座(1)固定连接，换挡机械手另一端的换挡手柄套(10)套入拖拉机变速杆(11)末端，并与拖拉机变速杆(11)滑动连接，转向机械手一端固装于基座(1)上方，另一端与方向盘固定板(8)固定连接。
【技术特征摘要】
1.一种基于力/位置混合控制的拖拉机驾驶机器人，包括一基座(1)、一油门机械腿、一制动机械腿、一离合器机械腿、一换挡机械手、一转向机械手，其特征在于，基座(1)固装于拖拉机驾驶座椅上方，基座(1)前端自右向左分别通过轴承与油门机械腿、制动机械腿、离合器机械腿的一端旋转连接，油门机械腿、制动机械腿、离合器机械腿的另一端分别与拖拉机油门踏板(21)、拖拉机制动踏板(23)、拖拉机离合器踏板(14)旋转连接，换挡机械手一端与基座(1)固定连接，换挡机械手另一端的换挡手柄套(10)套入拖拉机变速杆(11)末端，并与拖拉机变速杆(11)滑动连接，转向机械手一端固装于基座(1)上方，另一端与方向盘固定板(8)固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于力/位置混合控制的拖拉机驾驶机器人，其特征为，油门机械腿由油门推杆(18)、油门力传感器(20)和油门踏板固定板(30)组成，其中油门推杆(18)一端与基座(1)旋转连接，油门推杆(18)另一端与油门力传感器(20)一端固定连接，油门力传感器(20)另一端与油门力传感器连接杆(31)一端固定相连，油门力传感器连接杆(31)另一端与油门踏板固定板(30)旋转连接，油门踏板固定板(30)与拖拉机油门踏板(21)固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于力/位置混合控制的拖拉机驾驶机器人，其特征为，制动机械腿由制动推杆(22)、制动力传感器(19)和制动踏板固定板(29)组成，其中制动推杆(22)一端与基座(1)旋转连接，制动推杆(22)另一端与制动力传感器(19)一端固定连接，制动力传感器(19)另一端与制动力传感器连接杆(32)一端固定相连，制动力传感器连接杆(32)另一端与制动踏板固定板(29)旋转连接，制动踏板固定板(29)与拖拉机制动踏板(23)固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于力/位置混合控制的拖拉机驾驶机器人，其特征是，离合器机...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢伟，陈浩，张月伟，
申请(专利权)人：南京农业大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32
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