一种无人农机的农具存换系统及使用方法与流程

本发明属于无人农场领域，具体涉及一种无人农机的农具存换系统及使用方法。

背景技术：

0、技术背景

1、国外自动驾驶技术研究较早，多传感器融合技术的应用能够有效地获取环境信息以及拖拉机自身状态信息，人工智能、通讯、高效控制、图像识别等技术有效解决了更多更复杂的田间作业难题。但国外自动驾驶拖拉机更加适用于控制难度较低的大型农场及牧场，并且由于自动驾驶拖拉机成本高昂，目前尚不适合我国的小地块及复杂地形进行低成本的应用。

2、所以现在国内无人农场大多都是小规模的实验性农场，并且其使用的无人驾驶拖拉机多由普通拖拉机附加电控系统改装而来，没有自动对接机构。

3、现有技术中存在中国发明cn202121069464.x 一种农机具自动牵引挂接机构。

4、在无人农业技术领域，现有技术中，无人农场中一般使用无人驾驶农机来进行农业作业，例如翻耕、整地、播种、施肥及收获等农业作业。但是无人农场往往种植有多种农作物，不同的农作物或采用套作、间作等优化农业模式，或采用不同片区种植。这就使得无人驾驶农机需要根据不同农作物的农艺顺序来带动不同农艺对应的农具按顺序对相应作物进行作业，现有技术中，通过农机自动驾驶去主动对准并对接农具或通过人工的方式去进行农具的对接，我国的无人农场往往是初级无人农场，国内现有无人驾驶拖拉机多是由普通拖拉机附加电控系统改装而来，没有自动对接机构。这种情况就造成了两个问题：

5、一、附加电控系统改装而来的农机在与农具对接时，通过农机主动对准造成算法规划路径困难，并且此种改装而来的无人农机精度不高，容易造成对接失误，撞伤农具；

6、二、如果采用人方式虽然能做到准确对接，但是违背了无人农场无人化的初衷。

7、综上所述现在急需提供一种针对农具与无人驾驶农机进行自动对接的农具存放对接系统，用于解决农具的自适应存入、调取及更换，适合我国初级无人农场的使用场景。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术中急需提供一种适合我国初级无人农场的使用场景，针对农具与无人驾驶农机进行自动对接的农具存放对接系统，对农具的自适应存入、调取及更换的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种无人农机的农具存换系统，用于存储农具并且在农机上进行农具的对接与更换，所述农具与所述农机通过插销结构连接，包括：顺序存放装置、自动装卸装置、识别模块、控制模块及用户终端；

4、所述顺序存放装置的一侧设置有存换区；

5、所述顺序存放装置包括对准夹持台及匚字形轨道，所述匚字形轨道一端为待用端，另一端为已用端，多个所述对准夹持台可滑动设置于所述匚字形轨道，多个所述对准夹持台按预定顺序排列在所述待用端，所述存换区位于所述待用端与所述已用端之间，多个所述对准夹持台上均放置有农具；

6、所述自动装卸装置位于所述存换区，所述自动装卸装置用于将所述对准夹持台上的农具安装在存换区的农机上，及用于拆卸农机上的农具，且所述对准夹持台承接拆卸下来的农具；

7、所述控制模块包括若干个控制单元，若干个所述控制单元分别与所述顺序存放装置、所述自动装卸装置及所述识别模块通过电信号连接；

8、所述用户终端与所述控制模块通过电信号连接，所述用户终端用于接收并向所述控制模块发送用户指令，且能够显示存放信息。

9、优选的，所述对准夹持台包括安装台，所述安装台设有滑动结构，所述滑动结构可滑动连接在所述匚字形轨道上。

10、优选的，所述对准夹持台还包括调节件及夹持件，所述调节件一端设置于所述安装台，所述夹持件设置于所述调节件另一端，所述调节件用于调节所述夹持件的位置，所述夹持件用于夹持农具，且与所述农具定位配合。

11、优选的，所述调节件为伸缩杆。

12、优选的，所述夹持件为机械抓手。

13、优选的，所述自动装卸装置包括插销拔插件及插销握持件，所述插销握持件安装在所述插销拔插件一端，所述插销握持件用于抓取插销，所述插销拔插件用于带动所述插销握持件锁紧或拆分农具与农机之间的插销。

14、优选的，所述识别模块包括设置于所述存换区的在位识别单元、第一编号识别单元及位差识别单元；

15、所述在位识别单元用于识别在所述存换区的农机是否在位；

16、所述第一编号识别单元用于识别所述农机上的农具编号；

17、所述位差识别单元用于识别待安装农具与农机之间安装件的位差。

18、优选的，所述识别模块还包括设置于所述对准夹持台的第二编号识别单元。

19、一种无人农机的农具存换系统的使用方法，包括以下步骤：

20、s01：将若干所述对准夹持台排列在所述待用端，之后将若干农具设置编号并将对应农具的编号信息存入所述控制模块，并按预定顺序将若干农具一一对应存入所述对准夹持台，所述第二识别单元识别到存入农具的编号信息，将编号信息及对应的所述对准夹持台关联，并将关联信息存入所述控制模块；

21、s02：农机进入所述存换区，在位识别单元识别到农机正确停入存换区，向所述控制模块发送就位信息，使第一编号识别单元启动并识别农机装载的所述编号信息，向控制模块发送农机搭载农具的所述编号信息，所述控制模块接收到编号信息开始判断，如果所述编号信息为所述预定顺序的非末位编号则跳转至s03；

22、s03：控制所述已用端空置的所述对准夹持台移动至存换区，所述夹持件将农具抓取，所述插销拔插件从农机上拆除插销，所述对准夹持台回到所述已用端，第二编号识别单元识别到所述对准夹持台的编号信息，并向所述控制模块发送编号信息，所述控制模块接收到第二编号识别单元发送的所述编号信息生成对应的存入信息并向终端发送，所述终端显示该编号农具存入；

23、s04：所述控制模块控制待用端按预定顺序的下一所述对准夹持台移动至所述存换区，并控制所述调节件将所述夹持件夹持的农具初次对准农机，而后位差识别子模块识别农具与农机的对接部位的位置差产生竖直及水平方向的位差信息，并将位差信息发送至控制单元，控制单元根据接收到的位差信息控制调节件在竖直及水平方向二次校准农具位置，而后所述控制模块控制所述自动装卸装置将固定插销插入，所述夹持件松开已经安装在农机上的农具，所述对准夹持台移动至所述已用端，所述控制模块向所述用户终端发送本次更换至农机上农具的编号信息，所述用户终端显示该农具使用中，跳转至s02。

24、优选的，所述s02还包括以下步骤：

25、如果接收到就位信息，且未识别到所述编号信息则跳转至s05；

26、s05：控制待用端按预定顺序的首位所述对准夹持台移动至所述存换区，并控制所述调节件将所述夹持件夹持的农具初次对准农机，而后位差识别子模块识别农具与农机的对接部位的位置差产生竖直及水平方向的位差信息，并将位差信息发送至控制单元，控制单元根据接收到的位差信息控制调节件在竖直及水平方向二次校准农具位置，而后所述控制模块控制所述自动装卸装置将固定插销插入，所述夹持件松开已经安装在农机上的农具，所述对准夹持台移动至所述已用端，所述控制模块向所述用户终端发送首位的农具的编号信息，所述用户终端显示所述预定顺序开始，并显示该农具使用中，跳转至s02；

27、如果所述编号信息为所述预定顺序的末位编号则跳转至s06；

28、s06：所述用户终端显示所述预定顺序终止，按需跳转至s01。

29、有益效果：用户终端使用者通过所述用户终端查看农具存储及装载更换信息，对顺序存放装置下达指令实现了按使用顺序存储农具；

30、并通过控制模块控制对准夹持台在匚字形轨道上移动，实现了对存储的农具进行调用；

31、利用自动装卸装置与对准夹持台配合，通过控制模块对调用至存换区的农具与农机进行自适应安装；

32、通过控制模块控制自动装卸装置拆除存换区上农具装载的农具，并通过对准夹持台抓取后存入，通过上述过程实现了农具的自适应存入、调取及更换，节省了人力，提供了一种适合我国初级无人农场使用的农具存放及更换系统。