一種拖拉機(jī)液壓懸掛位置調(diào)節(jié)的電控裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到農(nóng)用拖拉機(jī)機(jī)組作業(yè)深度調(diào)節(jié)控制領(lǐng)域，尤其是一種拖拉機(jī)液壓懸掛位置調(diào)節(jié)的電控裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]拖拉機(jī)通常通過液壓懸掛裝置掛接農(nóng)機(jī)具進(jìn)行田間作業(yè)。液壓懸掛裝置通過液壓換向閥控制液壓油缸，提升或下降農(nóng)機(jī)具，對農(nóng)機(jī)具作業(yè)深度進(jìn)行調(diào)節(jié)。拖拉機(jī)田間作業(yè)深度的均勻性直接影響農(nóng)藝水平，也是衡量拖拉機(jī)作業(yè)水平高低的重要指標(biāo)。為了實(shí)現(xiàn)拖拉機(jī)田間作業(yè)深度的均勻，懸掛裝置具有位置控制、阻力控制、力位綜合控制等控制方式[1?
4]
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[0003]目前生產(chǎn)的拖拉機(jī)液壓懸掛裝置絕大多數(shù)采用機(jī)械機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)位置調(diào)節(jié)和阻力調(diào)節(jié)。機(jī)械位置調(diào)節(jié)多數(shù)采用內(nèi)懸掛軸上的凸輪升程作為農(nóng)機(jī)具作業(yè)深度的輸出信號，機(jī)械傳動桿系將凸輪升程位移信號傳遞到液壓提升滑閥，與駕駛員作業(yè)深度設(shè)定的液壓提升滑閥的位移相平衡。若因各種干擾導(dǎo)致農(nóng)機(jī)具上升或下降，凸輪升程變化導(dǎo)致提升滑閥的平衡位置被破壞，提升滑閥的位移控制液壓油缸驅(qū)動農(nóng)機(jī)具產(chǎn)生與干擾相反的位移，使農(nóng)機(jī)具下降或提升，控制農(nóng)機(jī)具在預(yù)定的作業(yè)深度附近。
[0004]作業(yè)深度由駕駛員通過位調(diào)節(jié)操作手柄設(shè)置。操作手柄的控制方式使得駕駛員無法直接讀出農(nóng)具的實(shí)際作業(yè)深度參數(shù)，需要依賴在作業(yè)過程中調(diào)試和駕駛員經(jīng)驗(yàn)估計(jì)。位置調(diào)節(jié)信號的機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)的間隙、彈性變形、摩擦等因素都直接降低對整個調(diào)節(jié)裝置的控制精度、響應(yīng)速度。
[0005]經(jīng)查，目前國內(nèi)關(guān)于拖拉機(jī)電控懸掛系統(tǒng)的專利僅有一項(xiàng)，名稱是“可轉(zhuǎn)換懸掛方式限位桿限位的履帶拖拉機(jī)電控懸掛裝置”專利號201220502117.6。該專利提供了一種拖拉機(jī)兩點(diǎn)懸掛與三點(diǎn)懸掛的切換，以限位桿限位的履帶拖拉機(jī)電控懸掛裝置。著重研宄的是用限位桿限位的懸掛裝置，僅能實(shí)現(xiàn)電控阻力控制策略。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供了一種拖拉機(jī)懸掛農(nóng)機(jī)具位置的自動調(diào)節(jié)方法及裝置，可采用位置控制策略實(shí)現(xiàn)拖拉機(jī)農(nóng)田作業(yè)深度均勻，并且可以根據(jù)農(nóng)藝需求和拖拉機(jī)耕作的土地情況選擇控制作業(yè)深度參數(shù)。
[0007]本發(fā)明采用的技術(shù)方案:一種拖拉機(jī)液壓懸掛位置調(diào)節(jié)的電控裝置，包括控制器、電液控比例換向閥、角度傳感器，拖拉機(jī)包括提升器、提升臂、提升油缸和液壓油箱，所述角度傳感器分別固定在所述拖拉機(jī)的提升器殼體和提升臂轉(zhuǎn)軸上，所述電液比例換向閥包括出油口、進(jìn)油口和回油口，所述電液比例換向閥的出油口連接所述提升油缸的壓力腔，所述電液比例換向閥的進(jìn)油口連接所述液壓泵的出油口，所述電液比例換向閥的回油口連接所述液壓油箱，所述控制器連接角度傳感器，并將控制信號輸送給所述電液比例閥。
[0008]上述方案中，所述角度傳感器分別通過連接板和彈性連軸節(jié)安裝在所述拖拉機(jī)提升器殼體和提升臂轉(zhuǎn)軸上。
[0009]上述方案中，所述控制器還包括顯示器和控制面板，所述顯示器和控制面板分別連接所述控制。
[0010]上述方案中，所述控制器、控制面板和顯示器通過支撐連接板安裝在拖拉機(jī)駕駛室內(nèi)。
[0011]一種拖拉機(jī)液壓懸掛位置調(diào)節(jié)方法，包括:
[0012]第一步，所述控制器實(shí)時(shí)采集所述角度傳感器測得的信號，并計(jì)算出農(nóng)具作業(yè)深度參數(shù)Pl，并顯示在所述顯示器上；
[0013]第二步，駕駛員獲取顯示器上的作業(yè)深度參數(shù)后，在控制面板上選擇合適的作業(yè)深度參數(shù)P2 ；
[0014]第三步，控制器計(jì)算出作業(yè)深度參數(shù)Pl和作業(yè)深度參數(shù)P2的差值，并將差值作為控制算法計(jì)算；
[0015]第四步，控制器向電液比例換向閥輸出調(diào)節(jié)信號，電液比例換向閥根據(jù)所述控制信號控制液壓油缸的行程，從而驅(qū)動農(nóng)機(jī)具的上升或下降。
[0016]本發(fā)明的優(yōu)勢在于:
[0017]1.該電控裝置能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)具作業(yè)位置的精確閉環(huán)控制。
[0018]2.該電控裝置的控制軟件能夠根據(jù)不同拖拉機(jī)及懸掛尺寸和作業(yè)田塊的土壤性質(zhì)調(diào)整位置控制算法的參數(shù)，以適應(yīng)不同機(jī)組和不同的作業(yè)區(qū)域；
[0019]3.該電控裝置的控制器和顯示器可以實(shí)時(shí)監(jiān)控農(nóng)具位置控制參數(shù)。
【附圖說明】
[0020]圖1是拖拉機(jī)液壓懸掛位置調(diào)節(jié)的電控裝置示意圖。
[0021]圖2是控制面板圖
[0022]圖3是位置控制軟件的邏輯圖。
[0023]圖中:1.控制器2.控制面板3.顯示器4.電液比例換向閥5角度傳感器6.提升臂7.液壓油缸8.農(nóng)具9.下拉桿10.液壓泵11.模式旋鈕12.升降速度調(diào)節(jié)旋鈕13.作業(yè)深度旋鈕
【具體實(shí)施方式】
[0024]該電控裝置由控制器、電液比例換向閥、顯示器、控制面板、角度傳感器組成，以此代替?zhèn)鹘y(tǒng)拖拉機(jī)液壓懸掛系統(tǒng)中的液壓控制閥和機(jī)械控制式的作業(yè)深度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
[0025]整個裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示，在懸掛裝置的提升臂6的回轉(zhuǎn)軸處安裝角度傳感器5，用來檢測提升臂6的轉(zhuǎn)角；控制器將角度傳感器5實(shí)時(shí)測得的提升臂轉(zhuǎn)角換算成實(shí)時(shí)耕作深度，并且將實(shí)時(shí)實(shí)際耕作深度與預(yù)先設(shè)定耕作深度進(jìn)行比較，然后將兩者的差作為負(fù)反饋信號傳送到電液比例換向閥，電液比例閥根據(jù)控制器的信號，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)耕作深度。
[0026]駕駛員可根據(jù)實(shí)際作業(yè)情況通過控制面板2選擇工作模式。工作模式旋鈕11、農(nóng)具升降速度調(diào)節(jié)旋鈕12、作業(yè)深度設(shè)定旋鈕13，如附圖2所示；工作模式旋鈕有提升、下降、停止和調(diào)節(jié)四個模式可供選擇；當(dāng)選擇提升模式時(shí)，控制器I控制液壓油缸7將農(nóng)具8提升；若選擇停止位置時(shí)，農(nóng)具8停止升降；當(dāng)選擇下降時(shí)，則農(nóng)具下降；若選擇調(diào)節(jié)位置時(shí)，控制器將根據(jù)設(shè)定的耕深自動調(diào)節(jié)農(nóng)具。升降速度調(diào)節(jié)旋鈕12用于調(diào)節(jié)農(nóng)具提升/下降速度，防止農(nóng)具提升/下降過快而發(fā)生振顫。
[0027]控制器I根據(jù)傳感器角度傳感器5和控制面板2的模式選擇信號，計(jì)算得到作業(yè)深度控制信號，并將控制信號傳送給電液換向閥4。電液比例換向閥4根據(jù)控制器I的控制信號控制液壓油缸7的活塞運(yùn)動方向和行程大小，控制提升臂6轉(zhuǎn)動角位移，以此控制農(nóng)具8的作業(yè)深度參數(shù)。
[0028]拖拉機(jī)進(jìn)行農(nóng)田作業(yè)的農(nóng)具位置控制原理?？刂泼姘?上的作業(yè)模式旋鈕11有四個位置可供選擇，分別是提升、下降、停止和調(diào)節(jié)。當(dāng)模式旋鈕11選擇調(diào)節(jié)時(shí)，通過控制面板上的作業(yè)深度旋鈕13的設(shè)定農(nóng)具作業(yè)深度值實(shí)現(xiàn)農(nóng)具的位置控制。
[0029]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步描述
[0030]I按照圖1在拖拉機(jī)機(jī)組上安裝本裝置；
[0031]2根據(jù)拖拉機(jī)機(jī)組的結(jié)構(gòu)參數(shù)、作業(yè)田塊的土壤堅(jiān)實(shí)度和作業(yè)種類，設(shè)置控制軟件的參數(shù)；
[0032]3拖拉機(jī)機(jī)組向農(nóng)田轉(zhuǎn)移前，將控制面板2上的模式旋鈕11撥到提升位置，提升農(nóng)具至安全的運(yùn)輸高度后，將模式旋鈕11撥回停止位置，使得農(nóng)具保持在合適的運(yùn)輸位置，確保機(jī)組行駛安全。
[0033]4田間作業(yè)前，將模式旋鈕11撥至下降位置，通過調(diào)節(jié)升降速度調(diào)節(jié)旋鈕12控制農(nóng)具以適當(dāng)?shù)乃俣认陆怠．?dāng)農(nóng)具落地后，將模式旋鈕11撥至調(diào)節(jié)位置，通過作業(yè)深度旋鈕13選擇作業(yè)深度。調(diào)整完成后，拖拉機(jī)機(jī)組開始進(jìn)行農(nóng)田作業(yè)。作業(yè)中的農(nóng)具作業(yè)位置控制策略如圖3所示:
[0034]由作業(yè)深度旋鈕13設(shè)定確定農(nóng)具的作業(yè)深度參數(shù)。圖1中安裝在提升臂6軸上的角度傳感器5將提升臂角度信號實(shí)時(shí)反饋給控制器1，控制器根據(jù)提升臂角度計(jì)算出農(nóng)具實(shí)際作業(yè)深度，并將農(nóng)具實(shí)際作業(yè)深度與作業(yè)深度旋鈕13設(shè)定的作業(yè)深度值進(jìn)行比較，將兩者偏差作為電液比例換向閥4的控制信號，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)農(nóng)具8的作業(yè)深度達(dá)到設(shè)定作業(yè)深度。
[0035]5在拖拉機(jī)懸掛機(jī)組作業(yè)中，拖拉機(jī)駕駛員可通過顯示器3上顯示的作業(yè)深度量對農(nóng)具位置進(jìn)行監(jiān)控。
[0036]除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種拖拉機(jī)液壓懸掛位置調(diào)節(jié)的電控裝置，其特征在于，包括控制器(I)、電液控比例換向閥(4)、角度傳感器(5)，拖拉機(jī)包括提升器、提升臂、提升油缸和液壓油箱，所述角度傳感器(5)分別固定在所述拖拉機(jī)的提升器殼體和提升臂轉(zhuǎn)軸上，所述電液比例換向閥(4)包括出油口、進(jìn)油口和回油口，所述電液比例換向閥(4)的出油口連接所述提升油缸的壓力腔，所述電液比例換向閥⑷的進(jìn)油口連接所述液壓泵(10)的出油口，所述電液比例換向閥(4)的回油口連接所述液壓油箱，所述控制器(I)連接所述電液比例閥(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種拖拉機(jī)液壓懸掛位置調(diào)節(jié)的電控裝置，其特征在于，所述角度傳感器(5)分別通過連接板和彈性連軸節(jié)安裝在所述拖拉機(jī)提升器殼體和提升臂轉(zhuǎn)軸上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種拖拉機(jī)液壓懸掛位置調(diào)節(jié)的電控裝置，其特征在于，所述控制器⑴還包括顯示器(3)和控制面板(2)，所述顯示器(3)和控制面板(2)分別連接所述控制(I)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種拖拉機(jī)液壓懸掛位置調(diào)節(jié)的電控裝置，其特征在于，所述控制器(I)、控制面板(2)和顯示器(3)通過支撐連接板安裝在拖拉機(jī)駕駛室內(nèi)。
5.一種拖拉機(jī)液壓懸掛位置調(diào)節(jié)方法，其特征在于，包括: 第一步，所述控制器(I)實(shí)時(shí)采集所述角度傳感器(5)測得的信號，并計(jì)算出農(nóng)具作業(yè)深度參數(shù)Pl，并顯示在所述顯示器(3)上； 第二步，駕駛員獲取顯示器(3)上的作業(yè)深度參數(shù)后，在控制面板(2)上選擇合適的作業(yè)深度參數(shù)P2 ； 第三步，控制器(I)計(jì)算出作業(yè)深度參數(shù)Pl和作業(yè)深度參數(shù)P2的差值，并將差值作為控制算法計(jì)算； 第四步，控制器⑴向電液比例換向閥⑷輸出調(diào)節(jié)信號，電液比例換向閥⑷根據(jù)所述控制信號控制液壓油缸(7)的行程，從而驅(qū)動農(nóng)機(jī)具(8)的上升或下降。
【專利摘要】本發(fā)明公布了一種拖拉機(jī)液壓懸掛電控裝置及方法，應(yīng)用于拖拉機(jī)液壓懸掛系統(tǒng)中，該裝置由電液比例換向閥、控制器，角度傳感器、顯示器、控制面板等組成。與顯示器、控制面板、控制器安裝在拖拉機(jī)駕駛室或右輪翼子板上，控制器通過電纜分別與控制面板、顯示器、角度傳感器、電液比例換向閥連接；角度傳感器分別連接在拖拉機(jī)提升器殼體和拖拉機(jī)外提升臂轉(zhuǎn)軸上，檢測農(nóng)機(jī)具與拖拉機(jī)的相對位置；電控液壓換向閥可根據(jù)控制器信號控制液壓懸掛系統(tǒng)提升油缸的位移，從而調(diào)節(jié)農(nóng)機(jī)具的作業(yè)位置。
【IPC分類】A01B63-10
【公開號】CN104541636
【申請?zhí)枴緾N201410843680
【發(fā)明人】高翔, 夏長高, 商高高, 王建平, 曹磊磊, 韓江義
【申請人】江蘇大學(xué), 鹽城平安機(jī)械有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月30日