一种调平装置及拖拉机的制作方法

本申请涉及调平技术领域，具体而言，涉及一种调平装置及拖拉机。

背景技术：

目前，很多运输设备的调平装置仅仅能够从一个方向进行调平，在一些路况比较复杂的情形下，从一个方向进行调整后的车身依然不能保持水平。

技术实现要素：

本申请实施例提供一种调平装置及拖拉机，以改善现有调平装置不能适应复杂路况的问题。

第一方面，本申请实施例提供一种调平装置，包括支架、厢体、四个升降机构、倾角传感器和控制系统。厢体位于支架的上方；厢体与支架通过四个升降机构连接；倾角传感器连接于厢体；倾角传感器具有第一参考方向线和第二参考方向线，倾角传感器被配置为检测第一参考方向线相对水平面的倾斜角度信号和第二参考方向线相对水平面的倾斜角度信号；倾角传感器与控制系统电连接，控制系统响应于倾角传感器并控制四个升降机构动作，以使厢体位于水平位置；其中，第一参考方向线垂直于第二参考方向线。

上述技术方案中，倾角传感器能够测量厢体在两个相互垂直的方向上相对水平面的倾斜角度，控制系统能够根据倾角传感器检测到的角度信号分别控制四个升降机构动作，以使四个升降机构能够从两个方向进行调平，使厢体位于水平位置，使厢体的调平效果更好，调平状态更加稳定。

另外，本申请实施例的调平装置还具有如下附加的技术特征：

在本申请第一方面的一些实施例中，每个升降机构均与支架和厢体球铰接；厢体上设有用于与四个升降机构铰接的四个铰接点，四个铰接点分别位于四边形的四角。

上述技术方案中，升降机构与厢体球铰接，当升降机构驱动厢体移动时，厢体相对升降机构能够具有相对运动空间，能够更好的实现调平。四个升降机构与厢体的连接点分别位于矩形的四角，使得四个升降机构能够从相互垂直的两个方向对厢体进行调平。

在本申请第一方面的一些实施例中，四个升降机构中的每一个升降机构均为液压缸；调平装置包括四个控制阀，每个控制阀对应一个升降机构；每个控制阀用于控制与之对应的升降机构。

上述技术方案中，每个升降机构通过均通过一个控制阀控制是否工作，从而能够分别对升降机构进行控制，以使不同方向布置降机构能够从不同方向对厢体进行调平。

在本申请第一方面的一些实施例中，调平装置包括四个限位组件，一个升降机构对应一个限位组件，每个限位组件被配置为限定与之对应的升降机构的升降范围；每个限位组件包括第一限位件和第二限位件，每个升降机构具有活动体和固定体，所述活动体与所述厢体球铰接，所述固定体与所述支架铰接，活动体能够相对固定体伸展或收缩，活动体相对固定体伸展能够触发第一限位件，活动体相对固定体收缩能够触发第二限位件。

上述技术方案中，通过限位组件限定升降机构的升降范围，并能够检测升降机构的位置信号，使得升降机构能够对厢体位置进行合理的调节，不至于出现升降机构因过调节造成升降机构被破坏的问题。

在本申请第一方面的一些实施例中，控制系统包括a/d转换电路、第一处理器和继电器；第一处理器分别与a/d转换电路和继电器电连接，a/d转换电路用于接收和处理倾角传感器检测的倾斜角度信号，并将处理后的倾斜角度信号传输给第一处理器，第一处理器用于将倾斜角度信号传输给继电器；继电器用于控制部分或全部升降机构动作。

上述技术方案中，控制系统能够通过a/d转换电路用于接收倾角传感器检测到的第一参考线和第二参考线相对水平面的倾斜角度信号，并通过第一处理器对倾斜角度信号进行处理后从而给继电器发出指令，使继电器执行相应的操作从而使部分或者全部升降机构作出相应的动作，该控制系统自动化程度高，能够节省成本，调平效率和精准度高。

在本申请第一方面的一些实施例中，控制系统包括信号处理电路，信号处理电路分别与四个限位组件和第一处理器电连接，信号处理电路能够接收四个限位组件检测到的四个升降机构的位置信号，并将位置信号传输给第一处理器。

上述技术方案中，控制系统中设有用于接收限位组件检测到的升降机构的位置信号的信号处理电路，继电器能够根据限位组件的检测到的升降机构的位置信号作出控制升降机构是否动作的操作，避免升降机构过调节出现损坏。

在本申请第一方面的一些实施例中，控制系统包括第二处理器，第二处理器分别与a/d转换电路和第一处理器电连接。

上述技术方案中，倾角传感器检测到的倾斜角度信号通过第二处理器和第一处理器进行处理，第一处理器和第二处理器可以独立的分别处理不同的信息，处理效率高。

在本申请第一方面的一些实施例中，继电器为四个，每个继电器对应一个控制阀，每个继电器用于控制与之对应的控制阀的开启或关闭。

上述技术方案中，一个继电器控制一个控制阀的开启或者关闭，使得每个升降机构能够被独立的控制，这样的控制方式能够使升降机构的控制更加准确，厢体的调平更加精确。

在本申请第一方面的一些实施例中，控制系统包括pid控制器，pid控制器设于第一处理器与继电器之间。

上述技术方案中，在控制系统的第一处理器和继电器之间设有pid控制器，使得该控制系统的控制可以更快速稳定。

第二方面，本申请实施例提供一种拖拉机，包括行走装置和第一方面实施例提供的调平装置，调平装置连接于行走装置。

上述技术方案中，拖拉机具有能够从两个方向进行调平的调平装置，能够使该拖拉机适用于更加复杂的路况。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请实施例提供的调平装置的第一种可能的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的调平装置的第二种可能的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的控制系统的原理图；

图4为信号传递示意图；

图5为本申请实施例提供的控制系统的算法流程图。

图标：100-调平装置；10-支架；20-厢体；30-四个升降机构；31-第一升降机构；32-第二升降机构；33-第三升降机构；34-第四升降机构；40-倾角传感器；50-控制系统；51-a/d转换电路；52-第一处理器；53-继电器；54-信号处理电路；55-第二处理器；56-pid控制器；60-限位组件；61-第一限位件；62-第二限位件；a-第一参考方向线；b-第二参考方向线。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例

如图1所示，本申请实施例提供一种调平装置100，包括支架10、厢体20、四个升降机构30、倾角传感器40和控制系统50。厢体20位于支架10的上方；厢体20与支架10通过四个升降机构30连接；倾角传感器40连接于厢体20；倾角传感器40具有第一参考方向线a和第二参考方向线b，倾角传感器40被配置为检测第一参考方向线a相对水平面的倾斜角度信号和第二参考方向线b相对水平面的倾斜角度信号；倾角传感器40与控制系统50电连接，控制系统50响应于倾角传感器40并控制四个升降机构30动作，以使厢体20位于水平位置；其中，第一参考方向线a垂直于第二参考方向线b。倾角传感器40能够测量厢体20在两个相互垂直的方向上相对水平面的倾斜角度，控制系统50能够根据倾角传感器40检测到的角度信号分别控制四个升降机构30动作，以使四个升降机构30能够从两个方向进行调平，使厢体20位于水平位置，使厢体20的调平效果更好，调平状态更加稳定。

在本实施例中，倾角传感器40为双轴倾角传感器40，能够双轴同时连续测量，能够自动上传测到的角度值。该倾角传感器40设于厢体20的底壁，倾角传感器40具有第一参考方向线a和第二参考方向线b，第一参考方向线a和第二参考方向线b相互垂直，第一参考方向线a和第二参考方向线b所在的平面与厢体20的底壁所在的平面平行，当厢体20倾斜时，厢体20底壁所在的平面相对水平面也会倾斜，第一参考方向线a和第二参考方向线b所在的平面也会倾斜，通过将第一参考方向线a和第二参考方向线b所在的平面调整至与水平面平行，即厢体20的底壁与水平面平行。

其中，每个升降机构均与支架10和厢体20球铰接。升降机构与厢体20球铰接，当升降机构驱动厢体20移动时，厢体20相对升降机构能够具有相对运动空间，能够更好的实现调平。

进一步地，厢体20上设有用于与四个升降机构30铰接的四个铰接点，四个铰接点分别位于四边形的四角。四个升降机构30与厢体20的连接点分别位于矩形的四角，使得四个升降机构30能够从相互垂直的两个方向对厢体20进行调平。

在本实施例中，厢体20上用于与四个升降机构30铰接的四个铰接点分别位于四边形的四角，即四个铰接点的连线是四边形，四边形可以是矩形或者不规则的四边形，在本实施例中，厢体20上每个铰接点在支架10上的对应位置均有与升降机构铰接的铰接点。定义四个升降机构30分别为第一升降机构31、第二升降机构32、第三升降机构33和第四升降机构34。在本实施例中，厢体20上的四个铰接点位于平行四边形的四角，四个升降机构30分别连接与厢体20上的四个铰接点，该布置方式使得四个升降机构30具有两种方式对厢体20进行调平：第一种，四个升降机构30的布置方式和第一参考方向线a、第二参考方向线b的相对位置关系如图1所示，即第一升降机构31与厢体20的铰接点和第二升降机构32与厢体20铰接点的连线及第四升降机构34与厢体20的铰接点和第三升降机构33与厢体20铰接点的连线均与第一参考方向线a一致，第一升降机构31与厢体20的铰接点和第四升降机构34与厢体20铰接点的连线及第二升降机构32与厢体20的铰接点和第三升降机构33与厢体20铰接点的连线均与第二参考方向线b一致；当倾角传感器40的第一参考方向线a相对水平面存在夹角时，通过使第一升降机构31和第四升降机构34升降或者使第二升降机构32和第三升降机构33升降，以使第四升降机构34与厢体20的铰接点和第三升降机构33与厢体20的铰接点位于同一高度，第一升降机构31与厢体20的铰接点和第二升降机构32与厢体20的铰接点位于同一高度，则倾角传感器40的第一参考方向线a平行于水平面；当倾角传感器40的第二参考方向线b相对水平面存在夹角时，通过使第一升降机构31和第二升降机构32升降或者使第三升降机构33和第四升降机构34升降，以使第一升降机构31与厢体20的铰接点和第四升降机构34与厢体20的铰接点位于同一高度，第二升降机构32与厢体20的铰接点和第三升降机构33与厢体20的铰接点位于同一高度，则倾角传感器40的第二参考方向线b平行于水平面，由几何原理可知，两个相互垂直的直线均平行于水平面，这两条直线所在的平面也平行于水平面，从而实现了厢体20调平；第二种，四个升降机构30的布置方式和第一参考方向线a、第二参考方向线b的相对位置关系如图2所示，第一升降机构31和第二升降机构32与厢体20的铰接点的连线与第一参考方向线a一致，第三升降机构33和第四升降机构34与厢体20的铰接点的连线与第二参考方向线b一致，当倾角传感器40的第一参考方向线a相对水平面存在夹角时，通过升降第一升降机构31或者第二升降机构32，以使第一升降机构31与厢体20的铰接点和第二升降机构32与厢体20的铰接点位于同一高度，从而使倾角传感器40的第一参考方希那个线平行于水平面；当倾角传感器40的第二参考方向线b相对水平面存在夹角时，通过升降第三升降机构33或者第四升降机构34，以使第三升降机构33与厢体20的铰接点和第四升降机构34与厢体20的铰接点位于同一高度，从而使倾角传感器40的第二参考方向线b平行于水平面，当第一参考方向线a与第二参考方向线b均平行于水平面时，则厢体20位于水平位置。本实施例中，采用第一种布置方式。

可选地，四个升降机构30中的每一个升降机构均为液压缸；且调平装置100包括四个控制阀，每个控制阀对应一个升降机构；每个控制阀用于控制与之对应的升降机构。每个升降机构通过均通过一个控制阀控制是否工作，从而能够分别对升降机构进行控制，以使不同方向布置降机构能够从不同方向对厢体20进行调平。

在本实施例中，每个升降机构均为液压缸，该调平装置100配有供油系统，供油系统用于驱动液压缸升降。调平装置100包括四个控制阀，其中，每个升降机构与供油系统之间的油路均设有一个控制阀，控制阀能够连通或断开对应升降机构与供油系统之间的油路，以控制对应的升降机构是否工作。

进一步地，调平装置100包括四个限位组件60，每个升降机构对应一个限位组件60，每个限位组件60被配置为限定与之对应的升降机构的升降范围并能够检测与之对应的升降机构的位置信号；每个限位组件60包括第一限位件61和第二限位件62，每个升降机构具有活动体和固定体，活动体能够相对固定体伸展或收缩，活动体相对所述固定体伸展能够触发第一限位件61，活动体相对固定体收缩能够触发第二限位件62。通过限位组件60限定升降机构的升降范围，并能够检测升降机构的位置信号，使得升降机构能够对厢体20位置进行合理的调节，不至于出现升降机构因过调节造成升降机构被破坏的问题。

本实施例中，每个升降机构配有一个限位组件60，限位组件60包括第一限位件61和第二限位件62，第一限位件61和第二限位件62间隔布置于与之对应的升降机构的伸缩方向上，能够限定与之对应的升降机构的升降范围，并能够检测升降机构的位置信号。

升降机构具有活动体和固定体，活动体能够相对固定体伸展或收缩，活动体相对固定体伸展能够相对出发第一限位夹，活动体相对固定体收缩能够出发第二限位件62。在本实施例中，升降机构为液压缸，升降机构的活动体为液压缸的活塞杆，固定体为升降机构的缸体，其中，活动体与厢体20铰接，固定体与支架10铰接。一般地，液压缸具有固定的行程，通过限位组件60对液压缸活动范围限定能够避免出现因过调节造成升降机构被破坏，需要说明的是，限位组件60的限定范围应该小于或等于液压缸的行程。在其他具体实施例中，该调平装置100也可以不设置限位组件60。

进一步地，如图3所示，控制系统50包括a/d转换电路51、第一处理器52和继电器53；第一处理器52分别与a/d转换电路51和继电器53电连接，a/d转换电路51用于接收和处理倾角传感器40检测的倾斜角度信号，并将处理后的倾斜角度信号传输给第一处理器52，第一处理器52用于将倾斜角度信号传输给继电器53；继电器53用于控制部分或全部升降机构动作。

在本实施例中，倾角传感器40检测到第一参考方向线a相对水平面的倾斜角度信号和第二参考方向线b相对水平面的倾斜角度信号，倾角传感器40与a/d转换电路51(模拟数字转换器)信号连接或电连接，并将倾斜角度信号传输给a/d转换电路51，a/d转换电路51将倾斜角度信号转换成数字信号后传输给第一处理器52，第一处理器52将信号进行处理后传输给继电器53，继电器53根据接收到的信号向升降机构发出操作指令，使部分或者全部升降机构动作，该控制系统50自动化程度高，调平效率和精准度高。

可选地，参照图3、图4，继电器53为四个，每个继电器53对应一个控制阀，每个继电器53用于控制与之对应的控制阀的开启或关闭。一个继电器53控制一个控制阀的开启或者关闭，使得每个升降机构能够被独立的控制，这样的控制方式能够使升降机构的控制更加准确，厢体20的调平更加精确。

可选地，控制系统50包括第二处理器55，第二处理器55分别与a/d转换电路51和第一处理器52电连接。倾角传感器40检测到的倾斜角度信号通过第二处理器55和第一处理器52进行处理，第一处理器52和第二处理器55可以独立的分别处理不同的信息，处理效率高。

在本实施例中，a/d转换电路51将倾斜角度信号传输给第二处理器55，第二处理器55再将信号传输给第一处理器52，双处理器可以独立的分别处理不同的信息，效率高，而且用双处理器可以使用比较低级的处理器，节约成本，比如，用双处理器可以用两个8位处理器单处理器要用32位处理器不然运算速度会很慢。在本实施例中，第一处理器52和第二处理器55均采用单片机。在其他具体实施例中，控制系统50中也可仅具有第一处理器52。

进一步地，控制系统50包括信号处理电路54，信号处理电路54分别与四个限位组件60和第一处理器52电连接，信号处理电路54能够接收四个限位组件60检测到的四个升降机构30的位置信号，并将位置信号传输给第一处理器52。

在本实施例中，当活动体触发了第一限位件61或者第二限位件62，第一限位件61或第二限位件62能够将升降机构的位置信号传输给信号处理电路54，信号处理电路54将处理后的升降机构的位置信号传送给第一处理器52，第一处理器52能够将该信号传输给继电器53，继电器53能够控制控制阀使对应的升降机构停止工作。当升降机构触发了第一限位件61或者第二限位件62则该升降机构停止动作，其中，第一限位件61和第二限位件62均为限位开关。

进一步地，控制系统50包括pid控制器56(比例-积分-微分控制器)，pid控制器56设于第一处理器52与继电器53之间。控制系统50的第一处理器52和继电器53之间设有pid控制器56，使得该控制系统50的控制可以更快速稳定。在其他具体实施例中，也可以不设置pid控制器56。

在本实施例中，如图5所示，控制系统50执行如下算法对升降机构进行控制以实现厢体20调平：

倾角传感器40检测第一参考方向线a和第二参考方向线b相对水平面是否倾斜；若第一参考方向线a相对于水平面倾斜，则获取第一升降机构31和第二升降机构32与厢体20铰接点的相对位置关系(以较高位置的铰接点或者较低位置的铰接点为参考)，若需要调整的升降机构没有处于极限位置，再经过pid控制器56进行模糊pid算法程序，控制第一升降机构31与厢体20的铰接点和第二升降机构32与厢体20的铰接点位于同一高度位置，若需要调整的升降机构处于极限位置则报警；获取第三升降机构33和第四升降机构34与厢体20铰接点的相对位置关系(以较高位置的铰接点或者较低位置的铰接点为参考)，若需要调整的升降机构没有处于极限位置，再经过pid控制器56进行模糊pid算法程序，控制第三升降机构33与厢体20的铰接点和第四升降机构34与厢体20的铰接点位于同一高度位置，若需要调整的升降机构处于极限位置则报警；若第一参考方向线a水平，则判断第二参考方向线b相对水平面是否水平，若第二参考方向线b相对水平倾斜，则获取第一升降机构31和第四升降机构34与厢体20铰接点的相对位置关系(以较高位置的铰接点或者较低位置的铰接点为参考)，若需要调整的升降机构没有处于极限位置，再经过pid控制器56进行模糊pid算法程序，控制第一升降机构31与厢体20的铰接点和第四升降机构34与厢体20的铰接点位于同一高度位置，若需要调整的升降机构处于极限位置则报警；获取第二升降机构32和第三升降机构33与厢体20铰接点的相对位置关系(以较高位置的铰接点或者较低位置的铰接点为参考)，若需要调整的升降机构没有处于极限位置，再经过pid控制器56进行模糊pid算法程序，控制第二升降机构32与厢体20的铰接点和第三升降机构33与厢体20的铰接点位于同一高度位置，若需要调整的升降机构处于极限位置则报警；当第一参考方向线a和第二参考方向线b均与水平面平行，则锁紧四个升降机构30，从而调平过程结束。

本申请第二方面实施例提供一种拖拉机，包括行走装置和第一方面实施例提供的调平装置100，调平装置100连接于行走装置。拖拉机具有能够从两个方向进行调平的调平装置100，能够使该拖拉机适用于更加复杂的路况。其中，行走装置能够带动调平装置100沿行走方向移动，行走装置包括驱动装置和多个滚轮，驱动装置能够驱动所有滚轮转动，以使拖拉机行走。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。