拖拉机后悬挂机组及其调平系统和控制方法与流程

本发明涉及农业机械技术领域，特别涉及一种拖拉机后悬挂机组及其调平系统和控制方法。

背景技术：

拖拉机后悬挂机组通过液压悬挂装置挂结在拖拉机上，运输时，全部重量由拖拉机承受，转弯半径小。

工作时，拖拉机承受机具部分重量和耕作阻力，改善拖拉机牵引性能，重量轻、结构紧凑、机动性好、效率高。但对宽幅机具的稳定性和对地表的适应性差。具体表现为，由于坡度、垄作、岸上岸下、土壤紧实度、秸秆、水田等原因造成拖拉机前后、左右轮胎发生与地面接触高程不一致，导致机具水平方向发生倾斜，拖拉机后悬挂机组作业性能、耕作质量偏差。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

鉴于上述技术缺陷和应用需求，本申请要解决的技术问题应当是：提供一种拖拉机后悬挂机组及其调平系统和控制方法，以解决现有技术中拖拉机后悬挂机组作业性能、耕作质量偏差的问题。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明提供一种拖拉机后悬挂机组调平系统，所述拖拉机后悬挂机组调平系统包括：液压阀组、第一传感器、第二传感器和控制器；所述第一传感器用于监测后悬挂农具的耕作深度，并将监测的数据发送至所述控制器；所述第二传感器用于监测所述后悬挂农具的左右倾角及前后倾角，并将监测的数据发送至所述控制器；所述液压阀组与所述后悬挂农具铰接，所述控制器根据所述第一传感器和所述第二传感器发送的数据控制所述液压阀组，以通过所述液压阀组对应调整所述后悬挂农具的耕作深度、左右倾角及前后倾角。

进一步地，所述后悬挂农具上设有左下拉杆、右下拉杆和上挂接点；所述液压阀组包括：第一液压管路，所述第一液压管路内的提升油缸与所述左下拉杆铰接，用于控制所述后悬挂农具的耕作深度；第二液压管路，所述第二液压管路内的提升油缸与所述右下拉杆铰接，用于控制所述后悬挂农具的左右倾角；第三液压管路，所述第三液压管路内的提升油缸与所述上挂接点铰接，用于控制所述后悬挂农具的前后倾角。

进一步地，所述液压阀组还包括：油箱、液压泵、压力计和回油管路；所述油箱的出油口依次通过所述液压泵与所述压力计连通，所述油箱的进油口与所述回油管路连通，所述第一液压管路、所述第二液压管路和所述第三液压管路均并接在所述压力计和所述回油管路之间。

进一步地，所述第一液压管路、所述第二液压管路和所述第三液压管路的结构相同，均包括：节流阀、电磁换向阀和所述提升油缸；所述节流阀的进油口与所述压力计连通，所述节流阀的出油口依次通过所述电磁换向阀的第一进油口、所述提升油缸和所述电磁换向阀的第二进油口与所述回油管路连通。

进一步地，所述回油管路沿流动方向依次设有单向阀和油滤器；所述单向阀用于限制油的流动方向，所述油滤器用于过滤所述回油管路中的杂质。

进一步地，所述液压阀组还包括：截流阀，所述截流阀并接在所述压力计和所述回油管路之间；溢流阀，所述溢流阀并接在所述压力计和所述回油管路之间。

进一步地，所述第一传感器为超声波传感器，所述第二传感器为姿态传感器。

为解决上述问题，本发明还提供一种后悬挂机组调平系统包括：拖拉机、后悬挂农具和上述的拖拉机后悬挂机组调平系统；所述控制器设置在所述拖拉机上，所述液压阀组固定在拖拉机上，所述拖拉机通过所述液压阀组与所述后悬挂农具铰接。

为解决上述问题，本发明还提供一种拖拉机后悬挂机组的控制方法，所述控制方法包括如下步骤：

步骤s1：第一传感器监测后悬挂农具的耕作深度，并将监测的数据发送至控制器；第二传感器监测后悬挂农具的左右倾角及前后倾角，并将监测的数据发送至控制器；

步骤s2：控制器判断第一传感器发送的数据，若第一传感器发送的数据在第一预设范围内，则控制器生成第一操作指令并发送至液压阀组；控制器判断第二传感器发送的数据，若第二传感器发送的数据在第二预设范围内，则控制器生成第二操作指令并发送至液压阀组，若第二传感器发送的数据在第三预设范围内，则控制器生成第三操作指令并发送至液压阀组；

步骤s3：若液压阀组接收到第一操作指令，则液压阀组对应调整后悬挂机的耕作深度；若液压阀组接收到第二操作指令，则液压阀组对应调整后悬挂机的左右倾角；若液压阀组接收到第三操作指令，则液压阀组对应调整后悬挂机的前后倾角。

进一步地，所述步骤s3的具体步骤包括：若液压阀组接收到第一操作指令，则通过第一液压管路控制后悬挂农具的耕作深度；若液压阀组接收到第二操作指令，则通过第二液压管路控制后悬挂农具的水平倾角；若液压阀组接收到第三操作指令，则通过第三液压管路控制后悬挂农具的前后倾角。

(三)有益效果

本发明提供一种拖拉机后悬挂机组及其调平系统和控制方法，该拖拉机后悬挂机组调平系统通过第一传感器监测后悬挂农具的耕作深度，通过第二传感器监测后悬挂农具的左右倾角及前后倾角，利用控制器配合液压阀组对应调整后悬挂农具的耕作深度、左右倾角及前后倾角。不仅解决了后悬挂农具安装调平通用性差、左右调平问题，同时具备前后俯仰仿形功能。有效控制后悬挂机组的作业状态，大幅改善了后悬挂机组的作业质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明优选实施例提供的拖拉机后悬挂机组的主视图；

图2是本发明优选实施例提供的拖拉机后悬挂机组的侧视图；

图3是本发明优选实施例提供的液压阀组的结构示意图；

其中，1：控制器；2：拖拉机；3：液压阀组；5：第一传感器；6：第二传感器；7：后悬挂农具；9：右下拉杆；10：左下拉杆；31：第一液压管路；32：第二液压管路；33：第三液压管路；34：油箱；35：液压泵；36：压力计；37：回油管路；38：截流阀；39：溢流阀；311：第一提升油缸；312：第一节流阀；313：第一电磁换向阀；321：第二提升油缸；322：第二节流阀；323：第二电磁换向阀；331：第三提升油缸；332：第三节流阀；333：第三电磁换向阀；371：单向阀；372：油滤器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种拖拉机后悬挂机组调平系统，如图1和图2所示，该拖拉机后悬挂机组调平系统包括：液压阀组3、第一传感器5、第二传感器6和控制器1。第一传感器5用于监测后悬挂农具7的耕作深度，并将监测的数据发送至控制器1。第二传感器6用于监测后悬挂农具7的左右倾角及前后倾角，并将监测的数据发送至控制器1。液压阀组3与后悬挂农具7铰接，控制器1根据第一传感器5和第二传感器6发送的数据控制液压阀组3，以通过液压阀组3对应调整后悬挂农具7的耕作深度、左右倾角及前后倾角。

工作过程中，第一传感器5监测后悬挂农具7的耕作深度，并将监测的数据发送至控制器1。第二传感器6监测后悬挂农具7的左右倾角及前后倾角，也将监测的数据发送至控制器1。

控制器1获取数据后，判断第一传感器5发送的数据，若第一传感器5发送的数据在第一预设范围内，例如测得耕作深度过大或过小时，则控制器1生成第一操作指令并发送至液压阀组3。若液压阀组3接收到第一操作指令，则液压阀组3对应调整后悬挂农具7的耕作深度。如果是第二传感器6发送的数据，则控制器1开始判断第二传感器6发送的数据，若第二传感器6发送的数据在第二预设范围内，例如后悬挂农具7的左右倾角过大，则控制器1生成第二操作指令并发送至液压阀组3，液压阀组3接收到第二操作指令，则液压阀组3对应调整后悬挂农具7的左右倾角。若第二传感器6发送的数据在第三预设范围内，则控制器1生成第三操作指令并发送至液压阀组3。液压阀组3接收到第三操作指令，则液压阀组3对应调整后悬挂农具7的前后倾角。

其中，第一传感器5为超声波传感器，第一传感器5通过支架水平安装于后悬挂农具7上，相对地面设置。该超声波传感器通过向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播时碰到障碍物就立即返回来，超声波传感器收到反射波就立即停止计时，进而测量出耕作深度。

其中，第二传感器6为姿态传感器，第二传感器6通过支架水平固定在后悬挂农具7上。姿态传感器包含三轴陀螺仪、三轴加速度计和三轴电子罗盘等辅助运动传感器，通过内嵌的低功耗处理器输出校准过的角速度、加速度和磁数据等，通过基于四元数的传感器数据算法进行运动姿态测量，从而可实时输出后悬挂农具7的的倾斜角度。

本发明实施例提供一种拖拉机后悬挂机组调平系统，该拖拉机后悬挂机组调平系统通过第一传感器监测后悬挂农具的耕作深度，通过第二传感器监测后悬挂农具的左右倾角及前后倾角，利用控制器配合液压阀组对应调整后悬挂农具的耕作深度、左右倾角及前后倾角。不仅解决了后悬挂农具安装调平通用性差、左右调平问题，同时具备前后俯仰仿形功能。有效控制后悬挂农具的作业状态，大幅改善了后悬挂机组的作业质量。

基于上述实施例，在一个优选的实施例中，如图1、图2和图3所示，后悬挂农具7上设有左下拉杆10、右下拉杆9和上挂接点，液压阀组3包括：

第一液压管路31，第一液压管路31内的第一提升油缸311与左下拉杆10铰接，用于控制后悬挂农具7的耕作深度。

第二液压管路32，第二液压管路32内的第二提升油缸321与右下拉杆9铰接，用于控制后悬挂农具7的左右倾角。

第三液压管路33，第三液压管路33内的第三提升油缸331与上挂接点铰接，用于控制后悬挂农具7的前后倾角。

其中，液压阀组3还包括：油箱34、液压泵35、压力计36和回油管路37。油箱34的出油口依次通过液压泵35与压力计36连通，油箱34的进油口与回油管路37连通，第一液压管路31、第二液压管路32和第三液压管路33均并接在压力计36和回油管路37之间。

本实施例中，第一液压管路31、第二液压管路32和第三液压管路33的结构相同，均包括：节流阀、电磁换向阀和提升油缸。节流阀的进油口与压力计36连通，节流阀的出油口依次通过电磁换向阀的进油口、提升油缸和电磁换向阀的第二进油口与回油管路37连通。

具体地，第一液压管路31包括：第一节流阀312、第一电磁换向阀313和第一提升油缸311。第一节流阀312的进油口与压力计36连通，第一节流阀312的出油口312依次通过第一电磁换向阀313的第一进油口、第一提升油缸311和第一电磁换向阀313的第二进油口与回油管路37连通。

第二液压管路32包括：第二节流阀322、第二电磁换向阀323和第二提升油缸321。第二节流阀322的进油口与压力计36连通，第二节流阀322的出油口322依次通过第二电磁换向阀323的第一进油口、第二提升油缸321和第二电磁换向阀323的第二进油口与回油管路37连通。

第三液压管路33包括：第三节流阀332、第三电磁换向阀333和第三提升油缸331。第三节流阀332的进油口与压力计36连通，第三节流阀332的出油口332依次通过第三电磁换向阀333的第一进油口、第三提升油缸331和第三电磁换向阀333的第二进油口与回油管路37连通。

其中，第一节流阀312、第二节流阀322与第三节流阀332分别用于调整第一提升油缸311、第二提升油缸321与第三提升油缸331流量，实现油缸活塞杆伸缩速度调节。

其中，第一电磁换向阀313、第二电磁换向阀323与第三电磁换向阀333通过调整进出油口流向实现油缸活塞杆伸缩调节。具体地，第一电磁换向阀313用于控制第一提升油缸311进出油口流向，实现油缸活塞杆伸缩调节。第二电磁换向阀323用于控制第二提升油缸321进出油口流向，实现油缸活塞杆伸缩调节。第三电磁换向阀333用于控制第三提升油缸331进出油口流向，实现油缸活塞杆伸缩调节。

其中，回油管路37沿流动方向依次设有单向阀371和油滤器372。单向阀371用于限制油的流动方向，油滤器372用于过滤回油管路37中的杂质。单向阀371的出油口连接油滤器372的进油口，油滤器372的进油口连接油箱34的回油口。

本实施例中，液压阀组3还包括：截流阀38，截流阀38并接在压力计36和回油管路37之间；截流阀38在油缸34工作时关闭，进行截流，截流阀38在油缸34不工作时打开，形成回路，防止油路温度过高。溢流阀39，溢流阀39并接在压力计36和回油管路37之间，用于防止第一液压管路31、第二液压管路32和第三液压管路33中的流量过大。

本发明实施例提供一种拖拉机后悬挂机组调平系统，该拖拉机后悬挂机组调平系统第一传感器监测后悬挂农具的耕作深度，通过第二传感器监测后悬挂农具的左右倾角及前后倾角，利用控制器配合第一液压管路、第二液压管路和第三液压管路对应调整后悬挂机的耕作深度、左右倾角及前后倾角。不仅解决了后悬挂农具安装调平通用性差、左右调平问题，同时具备前后俯仰仿形功能。有效控制后悬挂机组的作业状态，大幅改善了后悬挂机组的作业质量。

本发明实施例提供拖拉机后悬挂机组，如图1和图2所示，该拖拉机后悬挂机组包括：拖拉机2、后悬挂农具7和拖拉机后悬挂机组调平系统；拖拉机后悬挂机组调平系统包括：液压阀组3、第一传感器5、第二传感器6和控制器1。第一传感器5用于监测后悬挂农具7的耕作深度，并将监测的数据发送至控制器1。第二传感器6用于监测后悬挂农具7的左右倾角及前后倾角，并将监测的数据发送至控制器1。液压阀组3与后悬挂农具7铰接，控制器1根据第一传感器5和第二传感器6发送的数据控制液压阀组3，以通过液压阀组3对应调整后悬挂农具7的耕作深度、左右倾角及前后倾角。控制器1设置在拖拉机2上，液压阀组3固定在拖拉机2上，拖拉机2通过液压阀组3与后悬挂农具7铰接。需要说明的是，拖拉机后悬挂机组调平系统更加具体的结构请参阅上述实施例，在此不再赘述。

本发明实施例提供拖拉机后悬挂机组调平系统，该拖拉机后悬挂机组调平系统通过第一传感器监测后悬挂农具的耕作深度，通过第二传感器监测后悬挂农具的左右倾角及前后倾角，利用控制器配合液压阀组对应调整后悬挂农具的耕作深度、左右倾角及前后倾角。不仅解决了后悬挂农具安装调平通用性差、左右调平问题，同时具备前后俯仰仿形功能。有效控制后悬挂机组的作业状态，大幅改善了后悬挂机组的作业质量。

本发明实施例提供一种拖拉机后悬挂机组的控制方法，该控制方法用于控制如图1至图3所示的拖拉机后悬挂机组调平系统，该控制方法包括如下步骤：

步骤s1：第一传感器5监测后悬挂农具7的耕作深度，并将监测的数据发送至控制器1；第二传感器6监测后悬挂农具7的左右倾角及前后倾角，并将监测的数据发送至控制器1；

步骤s2：控制器1判断第一传感器5发送的数据，若第一传感器5发送的数据在第一预设范围内，则控制器1生成第一操作指令并发送至液压阀组3；控制器1判断第二传感器6发送的数据，若第二传感器6发送的数据在第二预设范围内，则控制器1生成第二操作指令并发送至液压阀组3，若第二传感器6发送的数据在第三预设范围内，则控制器1生成第三操作指令并发送至液压阀组3；

步骤s3：若液压阀组3接收到第一操作指令，则液压阀组3对应调整后悬挂农具7的耕作深度；若液压阀组3接收到第二操作指令，则液压阀组3对应调整后悬挂农具7的左右倾角；若液压阀组3接收到第三操作指令，则液压阀组3对应调整后悬挂农具7的前后倾角。

具体地，工作过程中，第一传感器5监测后悬挂农具7的耕作深度，并将监测的数据发送至控制器1。第二传感器6监测后悬挂农具7的左右倾角及前后倾角，也将监测的数据发送至控制器1。控制器1获取数据后，判断第一传感器5发送的数据，若第一传感器5发送的数据在第一预设范围内，例如测得耕作深度过大或过小时，则控制器1生成第一操作指令并发送至液压阀组3。若液压阀组3接收到第一操作指令，则液压阀组3对应调整后悬挂农具7的耕作深度。如果是第二传感器6发送的数据，则控制器1开始判断第二传感器6发送的数据，若第二传感器6发送的数据在第二预设范围内，例如后悬挂农具7的左右倾角过大，则控制器1生成第二操作指令并发送至液压阀组3，液压阀组3接收到第二操作指令，则液压阀组3对应调整后悬挂农具7的左右倾角。若第二传感器6发送的数据在第三预设范围内，则控制器1生成第三操作指令并发送至液压阀组3。液压阀组3接收到第三操作指令，则液压阀组3对应调整后悬挂农具7的前后倾角。

其中，步骤s3的具体步骤包括：若液压阀组3接收到第一操作指令，则通过第一液压管路31控制后悬挂农具7的耕作深度。若液压阀组3接收到第二操作指令，则通过第二液压管路32控制后悬挂农具7的水平倾角。若液压阀组3接收到第三操作指令，则通过第三液压管路33控制后悬挂农具7的前后倾角。

本发明实施例提供一种拖拉机后悬挂机组的控制方法，通过第一传感器监测后悬挂农具的耕作深度，通过第二传感器监测后悬挂农具的左右倾角及前后倾角，利用控制器配合液压阀组对应调整后悬挂机的耕作深度、左右倾角及前后倾角。不仅解决了后悬挂机组安装调平通用性差、左右调平问题，同时具备前后俯仰仿形功能。有效控制后悬挂机组的作业状态，大幅改善了后悬挂机组的作业质量。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。