專利名稱：連桿式農(nóng)機車輪轉(zhuǎn)角測量機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于車輪轉(zhuǎn)角測量技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種連桿式農(nóng)機車輪轉(zhuǎn)角測量機構(gòu)。
背景技術(shù)：
農(nóng)機自動導航技術(shù)是現(xiàn)代農(nóng)機裝備的重要支持技術(shù)之一。實現(xiàn)農(nóng)機的智能化導航，可以有效減少駕駛員的勞動強度，提高農(nóng)田作業(yè)質(zhì)量，具有重要的理論研究意義和實際應(yīng)用價值。在農(nóng)機自動導航控制系統(tǒng)中，車輪轉(zhuǎn)角測量精度是影響導航控制精度的重要因素之一。現(xiàn)有測量農(nóng)機車輪轉(zhuǎn)角的傳感器主要有電子尺、磁敏電阻式角度傳感器和角度編碼器。角度編碼器需要一套連桿機構(gòu)與其配合測量車輪轉(zhuǎn)角，最常用的連桿機構(gòu)是平行四桿機構(gòu)。平行四桿機構(gòu)的作用把車輪轉(zhuǎn)角等量地轉(zhuǎn)換到角度編碼器上。采用電子尺測量車輪轉(zhuǎn)角需要高精度車輪轉(zhuǎn)角儀對車輪轉(zhuǎn)角標定，這無疑增加了成本；磁敏電阻式角度傳感器對安裝精度有較高的要求，需要角度傳感器的旋轉(zhuǎn)中心與主銷中心同軸；采用平行四桿機構(gòu)這種方法簡單實用，但農(nóng)機前橋結(jié)構(gòu)復(fù)雜，建立平行四桿機構(gòu)比較困難，不易于廣泛推廣。因此，針對農(nóng)機自動導航中車輪轉(zhuǎn)角測量存在的問題，研制開發(fā)一個經(jīng)濟、簡單實用和能夠廣泛推廣的車輪轉(zhuǎn)角測量機構(gòu)是很有必要的。

實用新型內(nèi)容針對上述問題，本實用新型的目的在于提供一種連桿式農(nóng)機車輪轉(zhuǎn)角測量機構(gòu)。該連桿式農(nóng)機車輪轉(zhuǎn)角測量機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、易于安裝。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案:一種連桿式農(nóng)機車輪轉(zhuǎn)角測量機構(gòu)，包括連桿機構(gòu)、角度傳感器、轉(zhuǎn)向油缸、主銷及轉(zhuǎn)向臂，其中連桿機構(gòu)的一端與農(nóng)機的前橋連接，另一端與轉(zhuǎn)向油缸輸出端連接，所述轉(zhuǎn)向臂的一端與轉(zhuǎn)動安裝于農(nóng)機前橋上的主銷連接，另一端與轉(zhuǎn)向油缸輸出端連接，所述角度傳感器設(shè)置于連桿機構(gòu)的一端，所述轉(zhuǎn)向油缸驅(qū)動轉(zhuǎn)向臂和連桿機構(gòu)轉(zhuǎn)動。所述連桿機構(gòu)包括連接架、底架、上架、角度傳感器支架、從動擺桿及主動桿，其中連接架的下端與轉(zhuǎn)向油缸的輸出端連接，上端與主動桿的一端鉸接，所述主動桿的另一端與從動擺桿的一端鉸接，所述底架和上架固接于農(nóng)機前橋上，所述角度傳感器支架安裝于上架上，所述角度傳感器設(shè)置于角度傳感器支架上，所述從動擺桿的另一端與角度傳感器連接。所述角度傳感器支架上設(shè)有用于保護傳感器旋轉(zhuǎn)軸的蓋板。所述從動擺桿的另一端通過頂絲與角度傳感器的旋轉(zhuǎn)軸連接。所述主動桿包括拉桿、旋緊螺母、球頭軸承、彈簧墊片及雙緊固螺母，其中球頭軸承包括球頭桿和球頭座，所述拉桿的兩端為螺桿、并與球頭軸承的球頭座螺孔配合，所述旋緊螺母設(shè)置于拉桿兩端，所述球頭桿通過簧墊片及雙緊固螺母與從動擺桿的一端連接。所述角度傳感器支架呈倒L型，角度傳感器支架平行于地面的一側(cè)為方形法蘭，所述方形法蘭上設(shè)有角度傳感器定位孔和蓋板定位孔，角度傳感器支架垂直于地面的一側(cè)設(shè)有用于與上架連接的定位孔。所述從動擺桿的一端設(shè)有角度傳感器旋轉(zhuǎn)軸固定孔和頂絲孔，另一端沿長度方向設(shè)有多個通孔。所述連接架上沿高度方向設(shè)有多個連接孔。所述上架的形狀與農(nóng)機前橋的截面輪廓相對應(yīng)，上架的一端設(shè)有螺孔，另一端設(shè)有固定板，所述固定板與角度傳感器支架連接。所述固定板上設(shè)有橢圓孔，在該橢圓孔處將固定板與角度傳感器支架連接、并通過橢圓孔調(diào)節(jié)角度傳感器支架的高度。本實用新型的優(yōu)點及有益效果是:1.本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、易于安裝。2.本實用新型實現(xiàn)了機構(gòu)、測量一體化設(shè)計。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型中連桿機構(gòu)的機構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型中主動桿的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實用新型中角度傳感器支架的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實用新型中從動擺桿的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本實用新型中上架的結(jié)構(gòu)示意圖。其中:1為連桿機構(gòu),2為角度傳感器,3為轉(zhuǎn)向油缸,4為轉(zhuǎn)向臂,5為主銷,6為前橋，7為連接架,8為底架,9為上架,9a為螺孔,9b為橢圓孔,9c為固定板,10為蓋板,11為角度傳感器支架，Ila為定位孔，Ilb為蓋板定位孔，Ilc固定板，12為從動擺桿，12a為角度傳感器旋轉(zhuǎn)軸固定孔，12b為頂絲孔，12c為通孔，13為主動桿，13a為拉桿，13b為旋緊螺母，13c為球頭軸承，13d為彈簧墊圈，13e為雙緊固螺母，A為主銷旋轉(zhuǎn)中心，E為角度傳感器旋轉(zhuǎn)中心，B、F為球頭軸承的兩個鉸接點。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步描述。如圖1所示，本實用新型包括連桿機構(gòu)1、角度傳感器2、轉(zhuǎn)向油缸3、主銷5及轉(zhuǎn)向臂4，其中連桿機構(gòu)I的一端與農(nóng)機的前橋6連接，另一端與轉(zhuǎn)向油缸3輸出端連接。轉(zhuǎn)向臂4的一端與轉(zhuǎn)動安裝于農(nóng)機前橋6上的主銷5連接，另一端與轉(zhuǎn)向油缸3輸出端連接，角度傳感器2設(shè)置于連桿機構(gòu)I的一端，主銷旋轉(zhuǎn)中心A、角度傳感器旋轉(zhuǎn)中心E和球頭軸承的兩個鉸接點B、F構(gòu)成任意四邊形。轉(zhuǎn)向油缸3驅(qū)動轉(zhuǎn)向臂4和連桿機構(gòu)I轉(zhuǎn)動。如圖2所示，連桿機構(gòu)I包括連接架7、底架8、上架9、角度傳感器支架11、從動擺桿12、蓋板10及主動桿13，其中連接架7的下端通過螺栓與轉(zhuǎn)向油缸3的輸出端連接，上端與主動桿13的一端鉸接，主動桿13的另一端與從動擺桿12的一端鉸接，底架8和上架9通過螺栓固接于農(nóng)機前橋6上，角度傳感器支架11安裝于上架9上，角度傳感器2設(shè)置于角度傳感器支架11上，從動擺桿12的另一端與通過頂絲與角度傳感器2的旋轉(zhuǎn)軸連接。角度傳感器支架11上設(shè)有用于保護傳感器旋轉(zhuǎn)軸的蓋板10。[0027]如圖3所示，主動桿13包括拉桿13a、旋緊螺母13b、球頭軸承13c、彈簧墊片13d及雙緊固螺母13e，其中球頭軸承13c包括球頭桿和球頭座，拉桿13a的兩端為螺桿、并與球頭軸承13c的球頭座螺孔配合。旋緊螺母13b設(shè)置于拉桿13a兩端，球頭桿通過簧墊片13d及雙緊固螺母13e與從動擺桿12的一端連接。球頭桿在一定角度范圍內(nèi)作傾斜運動，當主動桿13不平行與地面時，連桿機構(gòu)I仍能正常工作。調(diào)整拉桿13a兩端的螺桿與球頭座螺孔的旋合長度進而調(diào)整主動桿13的長度，拉桿13a兩端的螺桿上配有旋緊螺母13b，起緊固作用。彈簧墊圈13d和雙緊固螺母13e起到防止松動的作用。如圖4所示，角度傳感器支架11呈倒L型，角度傳感器支架11平行于地面的一側(cè)為方形法蘭，方形法蘭上設(shè)有兩種定位孔，第一種是角度傳感器定位孔11a，方形法蘭中間是一大孔，大孔周圍設(shè)有三個呈120°分布的小孔，用來安裝固定角度傳感器2 ;另一種是蓋板定位孔11b，分布在方形法蘭的四周，使角度傳感器支架11與蓋板10之間呈0°、90°、180°或270°固定。角度傳感器支架11垂直于地面的一側(cè)設(shè)有兩個用于與上架9連接的定位孔。如圖5所示，從動擺桿12的一端設(shè)有角度傳感器旋轉(zhuǎn)軸固定孔12a和頂絲孔12b，另一端沿長度方向設(shè)有五個通孔12c。角度傳感器2的旋轉(zhuǎn)軸與角度傳感器旋轉(zhuǎn)軸固定孔12a為間隙配合，利用頂絲穿過頂絲孔12b，使從動擺桿12固定在角度傳感器旋轉(zhuǎn)軸上。球頭軸承13c的球頭桿穿過通孔12c，并采用彈簧墊圈13d、雙緊固螺母13e緊固。五個通孔12c可以調(diào)整主動桿13在一側(cè)的位置，連接架7上沿高度方向設(shè)有的四個通孔也具有相同的作用。如圖6所示，上架9的形狀與農(nóng)機前橋6的截面輪廓相對應(yīng)，其形狀更利于固定。上架9的一端設(shè)有兩個螺孔9a，螺孔9a的作用是可以利用頂絲穿過螺孔9a使上架9頂在農(nóng)機前橋6上。上架9的另一端焊接有固定板9c，固定板9c上設(shè)有兩個橢圓孔％，在兩個橢圓孔9b處將固定板9c與角度傳感器支架11連接，通過兩個橢圓孔9b可以調(diào)整角度傳感器2的高度，進而調(diào)整從動擺桿12的高度，最終使主動桿13與地面平行。本實用新型的測量原理是:將轉(zhuǎn)向油缸3的直線運動轉(zhuǎn)換成角度傳感器2的擺動，并且認為主銷5的轉(zhuǎn)角等于車輪轉(zhuǎn)角。具體的運動分析:轉(zhuǎn)向油缸3伸長或收縮時，轉(zhuǎn)向油缸帶動轉(zhuǎn)向臂4轉(zhuǎn)動。這時，B點相對于轉(zhuǎn)向油缸3是直線運動，由于轉(zhuǎn)向油缸3能繞CD軸擺動，那么B點相對于A點做圓周運動。B點繞A點旋轉(zhuǎn)的角度為車輪轉(zhuǎn)角。同時，轉(zhuǎn)向油缸3的運動也帶動了連桿機構(gòu)I的運動，使角度傳感器2旋轉(zhuǎn)一定的角度，即為角度傳感器轉(zhuǎn)角。由于角度傳感器2的轉(zhuǎn)角可以直接測量得到，通過建立或標定主銷轉(zhuǎn)角和角度傳感器轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系，就能計算出車輪轉(zhuǎn)角。本實用新型車輪轉(zhuǎn)角與角度傳感器轉(zhuǎn)角具有如下關(guān)系:
權(quán)利要求1.一種連桿式農(nóng)機車輪轉(zhuǎn)角測量機構(gòu)，其特征在于:包括連桿機構(gòu)(I)、角度傳感器(2)、轉(zhuǎn)向油缸(3)、主銷(5)及轉(zhuǎn)向臂(4)，其中連桿機構(gòu)(I)的一端與農(nóng)機的前橋(6)連接，另一端與轉(zhuǎn)向油缸(3)輸出端連接，所述轉(zhuǎn)向臂(4)的一端與轉(zhuǎn)動安裝于農(nóng)機前橋(6)上的主銷(5)連接，另一端與轉(zhuǎn)向油缸(3)輸出端連接，所述角度傳感器(2)設(shè)置于連桿機構(gòu)⑴的一端，所述轉(zhuǎn)向油缸⑶驅(qū)動轉(zhuǎn)向臂⑷和連桿機構(gòu)⑴轉(zhuǎn)動。
2.按權(quán)利要求1所述的連桿式農(nóng)機車輪轉(zhuǎn)角測量機構(gòu)，其特征在于:所述連桿機構(gòu)(I)包括連接架(7)、底架(8)、上架(9)、角度傳感器支架(11)、從動擺桿(12)及主動桿(13)，其中連接架(7)的下端與轉(zhuǎn)向油缸(3)的輸出端連接，上端與主動桿(13)的一端鉸接，所述主動桿(13)的另一端與從動擺桿(12)的一端鉸接，所述底架(8)和上架(9)固接于農(nóng)機前橋(6)上，所述角度傳感器支架(11)安裝于上架(9)上，所述角度傳感器⑵設(shè)置于角度傳感器支架(11)上，所述從動擺桿(12)的另一端與角度傳感器(2)連接。
3.按權(quán)利要求2所述的連桿式農(nóng)機車輪轉(zhuǎn)角測量機構(gòu)，其特征在于:所述角度傳感器支架(11)上設(shè)有用于保護傳感器旋轉(zhuǎn)軸的蓋板(10)。
4.按權(quán)利要求2所述的連桿式農(nóng)機車輪轉(zhuǎn)角測量機構(gòu)，其特征在于:所述從動擺桿(12)的另一端通過頂絲與角度傳感器(2)的旋轉(zhuǎn)軸連接。
5.按權(quán)利要求2所述的連桿式農(nóng)機車輪轉(zhuǎn)角測量機構(gòu)，其特征在于:所述主動桿(13)包括拉桿(13a)、旋緊螺母(13b)、球頭軸承(13c)、彈簧墊片(13d)及雙緊固螺母(13e)，其中球頭軸承(13c)包括球頭桿和球頭座，所述拉桿(13a)的兩端為螺桿、并與球頭軸承(13c)的球頭座螺孔配合，所述旋緊螺母(13b)設(shè)置于拉桿(13a)兩端，所述球頭桿通過簧墊片(13d)及雙緊固螺母(13e)與從動擺桿(12)的一端連接。
6.按權(quán)利要求2所述的連桿式農(nóng)機車輪轉(zhuǎn)角測量機構(gòu)，其特征在于:所述角度傳感器支架(11)呈倒L型，角度傳感器支架(11)平行于地面的一側(cè)為方形法蘭，所述方形法蘭上設(shè)有角度傳感器定位孔(Ila)和蓋板定位孔(11b)，角度傳感器支架(11)垂直于地面的一側(cè)設(shè)有用于與上架(9)連接的定位孔。
7.按權(quán)利要求2所述的連桿式農(nóng)機車輪轉(zhuǎn)角測量機構(gòu)，其特征在于:所述從動擺桿(12)的一端設(shè)有角度傳感器旋轉(zhuǎn)軸固定孔(12a)和頂絲孔(12b)，另一端沿長度方向設(shè)有多個通孔(12c)。
8.按權(quán)利要求2所述的連桿式農(nóng)機車輪轉(zhuǎn)角測量機構(gòu)，其特征在于:所述連接架(7)上沿高度方向設(shè)有多個連接孔。
9.按權(quán)利要求2所述的連桿式農(nóng)機車輪轉(zhuǎn)角測量機構(gòu)，其特征在于:所述上架(9)的形狀與農(nóng)機前橋(6)的截面輪廓相對應(yīng)，上架(9)的一端設(shè)有螺孔(9a)，另一端設(shè)有固定板(9c)，所述固定板(9c)與角度傳感器支架(11)連接。
10.按權(quán)利要求9所述的連桿式農(nóng)機車輪轉(zhuǎn)角測量機構(gòu)，其特征在于:所述固定板(9c)上設(shè)有橢圓孔(％)，在該橢圓孔(9b)處將固定板(9c)與角度傳感器支架(11)連接、并通過橢圓孔(9b)調(diào)節(jié)角度傳感器支架(11)的高度。
專利摘要本實用新型屬于車輪轉(zhuǎn)角測量技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種連桿式農(nóng)機車輪轉(zhuǎn)角測量機構(gòu)。包括連桿機構(gòu)、角度傳感器、轉(zhuǎn)向油缸、主銷及轉(zhuǎn)向臂，其中連桿機構(gòu)的一端與農(nóng)機的前橋連接，另一端與轉(zhuǎn)向油缸輸出端連接，所述轉(zhuǎn)向臂的一端與轉(zhuǎn)動安裝于農(nóng)機前橋上的主銷連接，另一端與轉(zhuǎn)向油缸輸出端連接，所述角度傳感器設(shè)置于連桿機構(gòu)的一端，所述轉(zhuǎn)向油缸驅(qū)動轉(zhuǎn)向臂和連桿機構(gòu)轉(zhuǎn)動。本實用新型實現(xiàn)了機構(gòu)、測量一體化設(shè)計，結(jié)構(gòu)簡單，易于安裝。
文檔編號G01B21/22GK202994123SQ201220746449
公開日2013年6月12日 申請日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者胡靜濤, 高雷, 王鶴, 白曉平, 劉曉光, 李逃昌, 遲浩東 申請人:中國科學院沈陽自動化研究所