农用耕作拖拉机牵引板自动测平调平器及测调平方法
【专利摘要】本发明公开了一种农用耕作拖拉机牵引板自动测平调平器及测调平方法，该测平调平器包括电路系统(1)、与电路系统连接的液压系统(2)、与液压系统连接的机械系统(3)，所述电路系统(1)起控制调整作用，所述液压系统(2)起执行作用，所述机械系统(3)为受控对象。发明结构简单，适应范围广，方便耐用。使用该装置，既可提高拖拉机悬挂水平调整精度、提高耕作效率，又可减轻劳动强度。
【专利说明】
农用耕作拖拉机牵引板自动测平调平器及测调平方法
技术领域
[0001]本发明涉及自动测平调平器，具体涉及一种农用耕作拖拉机牵引板自动测平调平器及测调平方法。
【背景技术】
[0002]随着我国农业机械化的普及和提高，拖拉机在农业耕作中获得广泛的应用。在农业生产规模化程度较低、仍以条块经营为主的现实条件下，拖拉机在作业中经常因土地不平整、地埂多而导致车身产生较大的侧偏度。以往的拖拉机在作业过程中，因没有自动检测及调平装置，故需驾驶员不断停机调整牵引板拉杆以达到平衡，既费时费力，调整精度又不高。研发的拖拉机牵引板自动测平调平器，可以做到实时监测农机具水平状态，并进行不停车自动调整，既提高了调整精度、提高了耕作效率，又减轻了操作员的劳动强度，一举两得。同时，该发明符合国家“大众创业，万众创新”的政策导向及“工业4.0”大趋势对农业机械化及自动化的要求。
【发明内容】
[0003]技术问题:本发明提供了一种农用耕作拖拉机牵引板自动测平调平器，使得拖拉机在不平整土地上作业时可以做到实时监测农机具水平状态，并进行不停车自动调整，既提高了调整精度、提高了耕作效率，又减轻了操作员的劳动强度，一举两得。
[0004]技术方案:为解决上述技术问题，本发明提供一种农用耕作拖拉机牵引板自动测平调平器，包括电路系统、与电路系统连接液压系统、与液压系统连接的机械系统，所述电路系统起控制调整作用，所述液压系统起执行作用，所述机械系统为受控对象。
[0005]优选的，电路系统由一对三档开关、水平传感器、第一电磁继电器、第二电磁继电器、双向液压换向电磁阀以及导线若干构成;所述三档开关包括手、自动转换开关和手动开关;所述手、自动转换开关通过导线分别与水平传感器和手动开关相连;所述第一电磁继电器通过导线分别与水平传感器、双向液压换向电磁阀、手动开关相连;所述第二电磁继电器通过导线分别与水平传感器、双向液压换向电磁阀、手动开关相连。
[0006]优选的，液压系统由油箱、油栗、双向液压换向电磁阀和双向油缸构成;所述双向液压换向电磁阀通过液压管路与主车液压回路相连;所述双向油缸通过液压管路与双向液压换向电磁阀相连;所述油栗通过液压管路分别与油箱和双向液压换向电磁阀相连。
[0007]优选的，机械系统由双向可调拉杆、拖拉机主车上的第一悬挂拉臂、第二悬挂拉臂、双向油缸、不可伸缩杆和置有水平传感器的不可伸缩杆构成;所述双向可调拉杆与拖拉机主车上的第一悬挂拉臂固连;所述不可伸缩杆通过转动球铰与置有水平传感器的不可伸缩杆相连;所述双向油缸通过转动球铰分别与拖拉机主车上的第二悬挂拉臂和置有水平传感器的不可伸缩杆相连。
[0008]优选的，水平传感器为可编程式水平传感器。
[0009]本发明还提供了一种农用耕作拖拉机牵引板自动测调平方法，采用原车液压系统为动力源;将手、自动转换开关拨至自动挡后，水平传感器即可检测到拖拉机行驶状态是否在水平位置，进而控制双向液压换向电磁阀，双向液压换向电磁阀控制双向油缸的供油，双向油缸的伸缩控制拖拉机单面悬挂拉臂的高低，从而控制和调整农机具的水平状态。
[0010]优选的，控制方法为自动控制或人工控制;如果人工干预悬挂调整，关闭水平传感器电源，将手、自动转换开关拨至手动挡后，打开手动开关直接控制双向液压换向电磁阀，进而人工控制拖拉机单面悬挂拉臂处于水平位置。
[0011]有益效果:
[0012]1、适用范围广。该自动测平调平器可通过液压油缸的调整适应各种品牌型号的农用拖拉机。2、改动小。使用该自动测平调平器不需要对拖拉机进行大规模机械、电路及液压系统改动。3、简单易行。该自动测平调平器零部件少，原理简单易行，可靠性高，即使出现故障也不会造成关联系统不工作。4、方便使用。该自动测平调平器既可自动控制，又可手动控制，既避免了因水平传感器故障而导致整个装置失效，又达到了多功能的应用目的。
【附图说明】
[0013]图1是本发明的电路结构示意图；
[0014]图2是本发明的液压结构示意图；
[0015]图3是本发明的机械结构示意图；
[0016]图4是本发明的自动控制原理示意图；
[0017]图中，101为手、自动转换开关，102为水平传感器，103、104分别为第一电磁继电器和第二电磁继电器，105为双向液压换向电磁阀，106为手动开关，201为油箱，202为油栗，203为双向油缸，301为双向可调拉杆，302、303分别为拖拉机主车上的第一悬挂拉臂和第二悬挂拉臂，304为不可伸缩杆，305为置有水平传感器的不可伸缩杆。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本发明做进一步说明。
[0019]本发明可以做到实时监测农机具水平状态，并进行不停车自动调整。本发明包括电路系统，液压系统及机械系统。所述系统主要由手、自动转换开关、手动开关、水平传感器、双向液压换向电磁阀、双向油缸及不可伸缩杆构成。本发明采用原车液压系统为动力源，打开自动控制开关后，所述水平传感器控制双向液压换向电磁阀，所述双向液压换向电磁阀控制双向油缸的供油，所述双向油缸的伸缩控制了拖拉机单面悬挂拉臂的高低，所述拖拉机单面悬挂拉臂间接控制了农机具的水平状态。本发明结构简单，适应范围广，方便耐用。使用该装置，既可提高拖拉机悬挂水平调整精度、提高耕作效率，又可减轻劳动强度。
[0020]本发明提供的农用耕作拖拉机牵引板自动测平调平器，包括电路系统1、与电路系统连接液压系统2、与液压系统连接的机械系统3，所述电路系统I起控制调整作用，所述液压系统2起执行作用，所述机械系统3为受控对象。
[0021]电路系统I由一对三档开关、水平传感器102、第一电磁继电器103、第二电磁继电器104、双向液压换向电磁阀105以及导线若干构成；所述三档开关包括手、自动转换开关101和手动开关106;所述手、自动转换开关101通过导线分别与水平传感器102和手动开关106相连;所述第一电磁继电器103通过导线分别与水平传感器102、双向液压换向电磁阀105、手动开关106相连;所述第二电磁继电器104通过导线分别与水平传感器102、双向液压换向电磁阀105、手动开关106相连。
[0022]液压系统2由油箱201、油栗202、双向液压换向电磁阀105和双向油缸203构成;所述双向液压换向电磁阀105通过液压管路与主车液压回路相连;所述双向油缸203通过液压管路与双向液压换向电磁阀105相连;所述油栗202通过液压管路分别与油箱201和双向液压换向电磁阀105相连。
[0023]机械系统3由双向可调拉杆301、拖拉机主车上的第一悬挂拉臂302、第二悬挂拉臂303、双向油缸203、不可伸缩杆304和置有水平传感器的不可伸缩杆305构成;所述双向可调拉杆301与拖拉机主车上的第一悬挂拉臂302固连;所述不可伸缩杆304通过转动球铰与置有水平传感器的不可伸缩杆305相连;所述双向油缸203通过转动球铰分别与拖拉机主车上的第二悬挂拉臂303和置有水平传感器的不可伸缩杆305相连。
[0024]水平传感器102为可编程式水平传感器。
[0025]电磁继电器103、104常态下为断开状态。
[0026]不可伸缩杆304和置有水平传感器的不可伸缩杆305采用45钢为原料。
[0027]不可伸缩杆304的长度根据拖拉机具体类型进行调整。
[0028]置有水平传感器的不可伸缩杆305的长度根据水平传感器具体长度进行调整。
[0029]本发明还提供了一种农用耕作拖拉机牵引板自动测调平方法，采用原车液压系统为动力源;将手、自动转换开关101拨至自动挡后，水平传感器102即可检测到拖拉机行驶状态是否在水平位置，进而控制双向液压换向电磁阀105，双向液压换向电磁阀105控制双向油缸203的供油，双向油缸203的伸缩控制拖拉机单面悬挂拉臂303的高低，从而控制和调整农机具的水平状态。
[0030]控制方法为自动控制或人工控制;如果人工干预悬挂调整，关闭水平传感器102电源，将手、自动转换开关101拨至手动挡后，打开手动开关106直接控制双向液压换向电磁阀105，进而人工控制拖拉机单面悬挂拉臂303处于水平位置。
[0031]本发明的原理是:闭环反馈控制系统的预期输出响应为农具水平位置，实际输出响应为农具实际位置，控制器为电路系统，执行机构为液压系统，受控对象为机械系统，通过水平传感器102测量实际输出响应与预期输出响应进行比较，实现负反馈，达到利用误差消除误差的目的，从而实现了整个装置的控制需求。
[0032]图1是本发明的电路结构示意图。如图1所示，电路结构包括手、自动转换开关101，水平传感器102，电磁继电器103、104，双向液压换向电磁阀105及导线若干。手、自动转换开关101，手动开关106均为包括下，中，上三个档位的三档开关。当顺时针拨动手、自动转换开关101使下档位闭合时，该自动测平调平器处于自动控制状态，如果此时经水平传感器102检测农具不再处于水平面时，水平传感器102将根据农具对水平面偏离角度的正负按照预先的设定在其两条输出导线中的一条输出电流，从而控制电磁继电器103、104中的一个，进而使被控制的电磁继电器处于闭合状态以控制换向电磁阀105中相应的磁铁，达到了自动控制的目的。当逆时针拨动手、自动转换开关101使上档位闭合时，该自动测平调平器处于手动控制状态，操作员可根据农具对水平面偏离角度的正负自主选择将手动开关106拨至上档位或者下档位，从而控制电磁继电器103、104中的一个，进而使被控制的电磁继电器处于闭合状态以控制双向液压换向电磁阀105中相应的磁铁，达到了手动控制的目的。
[0033]图2是本发明的液压结构示意图。如图2所示，液压结构包括油箱201，油栗202，双向液压换向电磁阀105，双向油缸203。油箱201，油栗202与双向液压换向电磁阀105组成了一个闭合回路;双向液压换向电磁阀105与双向油缸203组成了另一个闭合回路。该液压结构采用拖拉机原车液压作为动力源，当双向液压换向电磁阀105被电路结构控制后，就可以控制双向油缸203的供油，进而控制了双向油缸203的伸缩。
[0034]图3是本发明的机械结构示意图。如图3所示，机械结构包括双向可调拉杆301，拖拉机主车上的悬挂拉臂302、303，双向油缸203，不可伸缩杆304，置有水平传感器的不可伸缩杆305。图中圆圈处均为球铰式可转动连接。农具水平放置在拖拉机主车上的悬挂拉臂302、303组成的平面上。当通过电路结构及液压结构控制双向油缸203后，双向油缸203进行相应的伸缩给拖拉机主车上的悬挂拉臂303—个和拖拉机侧偏方向相反的力，控制拖拉机主车上的悬挂拉臂303提升或下降从而保持农具处于水平状态。与此同时，双向油缸203进行相应的伸缩会使得不可伸缩杆304进行相应的转动，进而带动置有水平传感器的不可伸缩杆305的转动，并与农具同时达到水平状态。
[0035]图4是本发明的自动控制原理示意图。如图4所示，该闭环反馈控制系统的预期输出响应为农具水平位置，实际输出响应为农具实际位置，控制器为电路系统，执行机构为液压系统，受控对象为机械系统，通过水平传感器测量实际输出响应与预期输出响应进行比较，实现负反馈，达到利用误差消除误差的目的，从而实现了整个装置的控制需求。
[0036]应当指出，本说明书所述的内容，仅仅是对发明构思的实现形式的列举，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种农用耕作拖拉机牵引板自动测平调平器，其特征在于:包括电路系统(I)、与电路系统连接的液压系统(2)、与液压系统连接的机械系统(3)，所述电路系统(I)起控制调整作用，所述液压系统(2)起执行作用，所述机械系统(3)为受控对象。2.根据权利要求1所述的农用耕作拖拉机牵引板自动测平调平器，其特征在于:电路系统(I)由一对三档开关、水平传感器(102)、第一电磁继电器(103)、第二电磁继电器(104)、双向液压换向电磁阀(105)以及导线若干构成;所述三档开关包括手、自动转换开关(101)和手动开关(106);所述手、自动转换开关(101)通过导线分别与水平传感器(102)和手动开关(106)相连;所述第一电磁继电器(103)通过导线分别与水平传感器(102)、双向液压换向电磁阀(105)、手动开关(106)相连;所述第二电磁继电器(104)通过导线分别与水平传感器(102)、双向液压换向电磁阀(105)、手动开关(106)相连。3.根据权利要求2所述的农用耕作拖拉机牵引板自动测平调平器，其特征在于:液压系统(2)由油箱(201)、油栗(202)、双向液压换向电磁阀(105)和双向油缸(203)构成;所述双向液压换向电磁阀(105)通过液压管路与主车液压回路相连;所述双向油缸(203)通过液压管路与双向液压换向电磁阀(105)相连;所述油栗(202)通过液压管路分别与油箱(201)和双向液压换向电磁阀(105)相连。4.根据权利要求3所述的农用耕作拖拉机牵引板自动测平调平器，其特征在于:机械系统(3)由双向可调拉杆(301)、拖拉机主车上的第一悬挂拉臂(302)、第二悬挂拉臂(303)、双向油缸(203)、不可伸缩杆(304)和置有水平传感器的不可伸缩杆(305)构成;所述双向可调拉杆(301)与拖拉机主车上的第一悬挂拉臂(302)固连;所述不可伸缩杆(304)通过转动球铰与置有水平传感器的不可伸缩杆(305)相连;所述双向油缸(203)通过转动球铰分别与拖拉机主车上的第二悬挂拉臂(303)和置有水平传感器的不可伸缩杆(305)相连。5.根据权利要求2-4任一所述的农用耕作拖拉机牵引板自动测平调平器，其特征在于:水平传感器(102)为可编程式水平传感器。6.—种农用耕作拖拉机牵引板自动测调平方法，其特征在于，采用原车液压系统为动力源;将手、自动转换开关(101)拨至自动挡后，水平传感器(102)即可检测到拖拉机行驶状态是否在水平位置，进而控制双向液压换向电磁阀(105)，双向液压换向电磁阀(105)控制双向油缸(203)的供油，双向油缸(203)的伸缩控制拖拉机单面悬挂拉臂(303)的高低，从而控制和调整农机具的水平状态。7.根据权利要求6所述的农用耕作拖拉机牵引板自动测调平方法，其特征在于，控制方法为自动控制或人工控制；如果人工干预悬挂调整，关闭水平传感器(102)电源，将手、自动转换开关(101)拨至手动挡后，打开手动开关(106)直接控制双向液压换向电磁阀(105)，进而人工控制拖拉机单面悬挂拉臂(303)处于水平位置。
【文档编号】A01B63/14GK105830571SQ201610176844
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月25日
【发明人】王伟达
【申请人】东南大学