一种拖拉机液压悬挂位置调节的电控装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及到农用拖拉机机组作业深度调节控制领域，尤其是一种拖拉机液压悬挂位置调节的电控装置及方法。
【背景技术】
[0002]拖拉机通常通过液压悬挂装置挂接农机具进行田间作业。液压悬挂装置通过液压换向阀控制液压油缸，提升或下降农机具，对农机具作业深度进行调节。拖拉机田间作业深度的均匀性直接影响农艺水平，也是衡量拖拉机作业水平高低的重要指标。为了实现拖拉机田间作业深度的均匀，悬挂装置具有位置控制、阻力控制、力位综合控制等控制方式[1?
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[0003]目前生产的拖拉机液压悬挂装置绝大多数采用机械机构实现位置调节和阻力调节。机械位置调节多数采用内悬挂轴上的凸轮升程作为农机具作业深度的输出信号，机械传动杆系将凸轮升程位移信号传递到液压提升滑阀，与驾驶员作业深度设定的液压提升滑阀的位移相平衡。若因各种干扰导致农机具上升或下降，凸轮升程变化导致提升滑阀的平衡位置被破坏，提升滑阀的位移控制液压油缸驱动农机具产生与干扰相反的位移，使农机具下降或提升，控制农机具在预定的作业深度附近。
[0004]作业深度由驾驶员通过位调节操作手柄设置。操作手柄的控制方式使得驾驶员无法直接读出农具的实际作业深度参数，需要依赖在作业过程中调试和驾驶员经验估计。位置调节信号的机械传动机构的间隙、弹性变形、摩擦等因素都直接降低对整个调节装置的控制精度、响应速度。
[0005]经查，目前国内关于拖拉机电控悬挂系统的专利仅有一项，名称是“可转换悬挂方式限位杆限位的履带拖拉机电控悬挂装置”专利号201220502117.6。该专利提供了一种拖拉机两点悬挂与三点悬挂的切换，以限位杆限位的履带拖拉机电控悬挂装置。着重研宄的是用限位杆限位的悬挂装置，仅能实现电控阻力控制策略。
【发明内容】
[0006]本发明提供了一种拖拉机悬挂农机具位置的自动调节方法及装置，可采用位置控制策略实现拖拉机农田作业深度均匀，并且可以根据农艺需求和拖拉机耕作的土地情况选择控制作业深度参数。
[0007]本发明采用的技术方案:一种拖拉机液压悬挂位置调节的电控装置，包括控制器、电液控比例换向阀、角度传感器，拖拉机包括提升器、提升臂、提升油缸和液压油箱，所述角度传感器分别固定在所述拖拉机的提升器壳体和提升臂转轴上，所述电液比例换向阀包括出油口、进油口和回油口，所述电液比例换向阀的出油口连接所述提升油缸的压力腔，所述电液比例换向阀的进油口连接所述液压泵的出油口，所述电液比例换向阀的回油口连接所述液压油箱，所述控制器连接角度传感器，并将控制信号输送给所述电液比例阀。
[0008]上述方案中，所述角度传感器分别通过连接板和弹性连轴节安装在所述拖拉机提升器壳体和提升臂转轴上。
[0009]上述方案中，所述控制器还包括显示器和控制面板，所述显示器和控制面板分别连接所述控制。
[0010]上述方案中，所述控制器、控制面板和显示器通过支撑连接板安装在拖拉机驾驶室内。
[0011]一种拖拉机液压悬挂位置调节方法，包括:
[0012]第一步，所述控制器实时采集所述角度传感器测得的信号，并计算出农具作业深度参数Pl，并显示在所述显示器上；
[0013]第二步，驾驶员获取显示器上的作业深度参数后，在控制面板上选择合适的作业深度参数P2 ；
[0014]第三步，控制器计算出作业深度参数Pl和作业深度参数P2的差值，并将差值作为控制算法计算；
[0015]第四步，控制器向电液比例换向阀输出调节信号，电液比例换向阀根据所述控制信号控制液压油缸的行程，从而驱动农机具的上升或下降。
[0016]本发明的优势在于:
[0017]1.该电控装置能够实现农具作业位置的精确闭环控制。
[0018]2.该电控装置的控制软件能够根据不同拖拉机及悬挂尺寸和作业田块的土壤性质调整位置控制算法的参数，以适应不同机组和不同的作业区域；
[0019]3.该电控装置的控制器和显示器可以实时监控农具位置控制参数。
【附图说明】
[0020]图1是拖拉机液压悬挂位置调节的电控装置示意图。
[0021]图2是控制面板图
[0022]图3是位置控制软件的逻辑图。
[0023]图中:1.控制器2.控制面板3.显示器4.电液比例换向阀5角度传感器6.提升臂7.液压油缸8.农具9.下拉杆10.液压泵11.模式旋钮12.升降速度调节旋钮13.作业深度旋钮
【具体实施方式】
[0024]该电控装置由控制器、电液比例换向阀、显示器、控制面板、角度传感器组成，以此代替传统拖拉机液压悬挂系统中的液压控制阀和机械控制式的作业深度调节机构。
[0025]整个装置结构如图1所示，在悬挂装置的提升臂6的回转轴处安装角度传感器5，用来检测提升臂6的转角；控制器将角度传感器5实时测得的提升臂转角换算成实时耕作深度，并且将实时实际耕作深度与预先设定耕作深度进行比较，然后将两者的差作为负反馈信号传送到电液比例换向阀，电液比例阀根据控制器的信号，实时调节耕作深度。
[0026]驾驶员可根据实际作业情况通过控制面板2选择工作模式。工作模式旋钮11、农具升降速度调节旋钮12、作业深度设定旋钮13，如附图2所示；工作模式旋钮有提升、下降、停止和调节四个模式可供选择；当选择提升模式时，控制器I控制液压油缸7将农具8提升；若选择停止位置时，农具8停止升降；当选择下降时，则农具下降；若选择调节位置时，控制器将根据设定的耕深自动调节农具。升降速度调节旋钮12用于调节农具提升/下降速度，防止农具提升/下降过快而发生振颤。
[0027]控制器I根据传感器角度传感器5和控制面板2的模式选择信号，计算得到作业深度控制信号，并将控制信号传送给电液换向阀4。电液比例换向阀4根据控制器I的控制信号控制液压油缸7的活塞运动方向和行程大小，控制提升臂6转动角位移，以此控制农具8的作业深度参数。
[0028]拖拉机进行农田作业的农具位置控制原理。控制面板2上的作业模式旋钮11有四个位置可供选择，分别是提升、下降、停止和调节。当模式旋钮11选择调节时，通过控制面板上的作业深度旋钮13的设定农具作业深度值实现农具的位置控制。
[0029]下面结合附图对本发明做进一步描述
[0030]I按照图1在拖拉机机组上安装本装置；
[0031]2根据拖拉机机组的结构参数、作业田块的土壤坚实度和作业种类，设置控制软件的参数；
[0032]3拖拉机机组向农田转移前，将控制面板2上的模式旋钮11拨到提升位置，提升农具至安全的运输高度后，将模式旋钮11拨回停止位置，使得农具保持在合适的运输位置，确保机组行驶安全。
[0033]4田间作业前，将模式旋钮11拨至下降位置，通过调节升降速度调节旋钮12控制农具以适当的速度下降。当农具落地后，将模式旋钮11拨至调节位置，通过作业深度旋钮13选择作业深度。调整完成后，拖拉机机组开始进行农田作业。作业中的农具作业位置控制策略如图3所示:
[0034]由作业深度旋钮13设定确定农具的作业深度参数。图1中安装在提升臂6轴上的角度传感器5将提升臂角度信号实时反馈给控制器1，控制器根据提升臂角度计算出农具实际作业深度，并将农具实际作业深度与作业深度旋钮13设定的作业深度值进行比较，将两者偏差作为电液比例换向阀4的控制信号，实时调节农具8的作业深度达到设定作业深度。
[0035]5在拖拉机悬挂机组作业中，拖拉机驾驶员可通过显示器3上显示的作业深度量对农具位置进行监控。
[0036]除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
【主权项】
1.一种拖拉机液压悬挂位置调节的电控装置，其特征在于，包括控制器(I)、电液控比例换向阀(4)、角度传感器(5)，拖拉机包括提升器、提升臂、提升油缸和液压油箱，所述角度传感器(5)分别固定在所述拖拉机的提升器壳体和提升臂转轴上，所述电液比例换向阀(4)包括出油口、进油口和回油口，所述电液比例换向阀(4)的出油口连接所述提升油缸的压力腔，所述电液比例换向阀⑷的进油口连接所述液压泵(10)的出油口，所述电液比例换向阀(4)的回油口连接所述液压油箱，所述控制器(I)连接所述电液比例阀(4)。
2.根据权利要求1所述的一种拖拉机液压悬挂位置调节的电控装置，其特征在于，所述角度传感器(5)分别通过连接板和弹性连轴节安装在所述拖拉机提升器壳体和提升臂转轴上。
3.根据权利要求1所述的一种拖拉机液压悬挂位置调节的电控装置，其特征在于，所述控制器⑴还包括显示器(3)和控制面板(2)，所述显示器(3)和控制面板(2)分别连接所述控制(I)。
4.根据权利要求3所述的一种拖拉机液压悬挂位置调节的电控装置，其特征在于，所述控制器(I)、控制面板(2)和显示器(3)通过支撑连接板安装在拖拉机驾驶室内。
5.一种拖拉机液压悬挂位置调节方法，其特征在于，包括: 第一步，所述控制器(I)实时采集所述角度传感器(5)测得的信号，并计算出农具作业深度参数Pl，并显示在所述显示器(3)上； 第二步，驾驶员获取显示器(3)上的作业深度参数后，在控制面板(2)上选择合适的作业深度参数P2 ； 第三步，控制器(I)计算出作业深度参数Pl和作业深度参数P2的差值，并将差值作为控制算法计算； 第四步，控制器⑴向电液比例换向阀⑷输出调节信号，电液比例换向阀⑷根据所述控制信号控制液压油缸(7)的行程，从而驱动农机具(8)的上升或下降。
【专利摘要】本发明公布了一种拖拉机液压悬挂电控装置及方法，应用于拖拉机液压悬挂系统中，该装置由电液比例换向阀、控制器，角度传感器、显示器、控制面板等组成。与显示器、控制面板、控制器安装在拖拉机驾驶室或右轮翼子板上，控制器通过电缆分别与控制面板、显示器、角度传感器、电液比例换向阀连接；角度传感器分别连接在拖拉机提升器壳体和拖拉机外提升臂转轴上，检测农机具与拖拉机的相对位置；电控液压换向阀可根据控制器信号控制液压悬挂系统提升油缸的位移，从而调节农机具的作业位置。
【IPC分类】A01B63-10
【公开号】CN104541636
【申请号】CN201410843680
【发明人】高翔, 夏长高, 商高高, 王建平, 曹磊磊, 韩江义
【申请人】江苏大学, 盐城平安机械有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月30日