一种割草机车架姿态调节装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于坐骑式割草机主动安全技术领域，尤其是设及一种融合车架调平控 审IJ、车架高度调节技术的坐骑式割草机车架姿态调节装置。
【背景技术】
[0002] 随着经济和城市建设的发展，各大城市都竞相兴建主题公园、体育场和高尔夫球 场，运些场所基本上配套有大面积的草坪绿地，运些草坪绿地的修剪是后期管理的一项重 要内容，采用机械化作业不仅可W提高生产效率降低管理费用，而且还可W提高草坪修 剪质量。与手推割草机、手持割草机及肩背割草机相比，坐骑式零转弯半径狂ero Turn Radius,简称ZTR)割草机由于采用驱动轮正反转实现割草机的原地转向功能，改善作业人 员工作环境，降低劳动强度使工作效率得W提高。可W进入难W够着的区域进行割草作业， 受狭窄空间限制的影响小，扩大了作业范围，具有更灵活的操控性能和更高的工作效率。可 W预见，具有零转弯半径功能的割草机是坐骑式ZTR割草机未来的发展方向。
[0003] 图1是扬州维邦园林机械有限公司生产的WBZ系列坐骑式ZTR割草机，行驶系统 的前轴及后轴通过刚性连接件与车架直接固定，使车架高度一经确定就不能再改变。运种 车轴与车架刚性连接的坐骑式ZTR割草机在作业时严重存在不足：一是由于车架高度不能 再改变，在凹凸草坪上作业时车架底部容易与凸起物顶上，使车轮丧失抓地力而原地滑转， 导致整机通过性差；二是一种车架高度难W修剪出具有多种草丛高度的景观要求；=是斜 坡作业时，由于车架不能调平，整机容易侧向失稳而发生侧翻。
【发明内容】
[0004] 为了克服WBZ系列割草机的运些不足之处，本发明提出W气体弹黃为执行元件、 能主动调节车架前后左右四端高度的一种坐骑式车架姿态调节装置。 阳0化]为解决上述技术问题，本发明提供的一种坐骑式割草机车架姿态调节装置，装配 于安装了动力系统、操纵系统、制动系统和刀盘的车架与行驶系统之间，车架姿态调节装置 由气体弹黃、横向稳定杆、纵向拉力杆、空气供应系统和电子控制系统巧CU)组成，其中气 体弹黃为车架姿态调整提供动力，主要由上盖板、橡胶气囊和活塞底座组成，上盖板固定于 车架上，底座固定于车轴上，调控时向气体弹黃充入高压气体，气体弹黃高度方向上膨胀， 推动车架高度提升，相反给气体弹黃放气，弹黃内部气压减低，在车架重力作用下车架高度 下降；横向稳定杆和纵向拉力杆共同承受和传递车架的各项非垂向力及力矩，其中纵向拉 力杆前端通过橡胶衬套固定于车架，后端通过橡胶衬套固定于车轴上，而横向稳定杆两端 通过橡胶衬套固定于车轴上，中部通过U型螺栓固定于车架；空气供应系统由空气压缩机、 空气过滤器、空气干燥器、稳压罐、电磁气阀和连接气管组成，为气体弹黃提供高压、干净的 空气；控制系统实时监测车架姿态并根据采样信号主动适应环境变化，主要由手动输入面 板、倾角传感器、电子控制单元、常断开关、电源和信号传输线等组成。
[0006]本发明的具体技术方案为包括气体弹黃、空气供应系统和控制系统。所述气体弹 黃包括左前侧气体弹黃、左后侧气体弹黃、右前侧气体弹黃和右后侧气体弹黃，所述左前侧 气体弹黃、左后侧气体弹黃、右前侧气体弹黃和右后侧气体弹黃分别设于左前轮、左后轮、 右前轮、右后轮与车架之间。所述空气供应系统包括空滤器、空气压缩机、干燥器、稳压罐、 气体分配阀、左前侧高度阀、左后侧高度阀、右前侧高度阀和右后侧高度阀；空气压缩机的 空气入口前端设置空滤器，所述空气压缩机的空气出口通过气管与稳压罐连接，所述所述 空气压缩机与稳压罐之间的管路上设有干燥器；所述稳压罐通过气管与气体分配阀的进 气口连接，气体分配阀设有四路出气口，通过气管分别连接左前侧高度阀、左后侧高度阀、 右前侧高度阀和右后侧高度阀；所述左前侧高度阀通过气管连接左前侧气体弹黃，所述左 后侧高度阀通过气管连接左后侧气体弹黃，所述右前侧高度阀通过气管连接右前侧气体弹 黃，所述右后侧高度阀通过气管连接右后侧气体弹黃。所述控制系统包括手动输入面板、气 体压力传感器、倾角传感器、高度传感器和电子控制单元；用于采集稳压罐气压的气体压力 传感器，所述倾角传感器水平设于车架上用于采集左右侧车架的倾角，四个高度传感器为 左前侧高度传感器、左后侧高度传感器、右前侧高度传感器和右后侧高度传感器，分别设于 左前侧气体弹黃、左后侧气体弹黃、右前侧气体弹黃和右后侧气体弹黃与车架的连接处；手 动输入面板、气体压力传感器、倾角传感器、高度传感器分别与电子控制单元相连。所述电 子控制单元采用PID控制算法，根据手动输入面板的给定值与倾角传感器、高度传感器的 实测值的偏差计算出高度控制信号，所述电子控制单元根据高度控制信号控制左前侧高度 阀、左后侧高度阀、右前侧高度阀和右后侧高度阀作调节动作；所述电子控制单元根据稳压 罐的压力给定值与气体压力传感器的实测值的偏差计算出压力控制信号，所述电子控制单 元根据压力控制信号控制继电器调节空气压缩机维持稳压罐气体压力。
[0007] 所述电子控制单元对车架高度控制过程为，高度传感器对车架实际高度进行检 巧。，电子控制单元对根据手动输入面板输入车架目标高度与车架实际高度的偏差进行计算 判断，并向左前侧高度阀、左后侧高度阀、右前侧高度阀和右后侧高度阀分别发出控制指 令：若为正值，则发送高度阀进行充气指令，直到车架升到目标高度为止；若为负值，向电 磁阀发送排气指令，直到车架下降到目标高度为止；若为零，则不向高度阀发送指令，维持 现状。
[0008]所述车架调平过程，根据倾角传感器的倾角信号计算控制指令，若为正值，右前侧 高度阀和右后侧高度阀保持关闭，左前侧高度阀和左后侧高度阀进行充气直到车架恢复水 平为止；若为负值，右前侧高度阀和右后侧高度阀保持关闭，而左前侧高度阀和左后侧高度 阀进行充气直到车架恢复水平为止；若为零，则不向电磁阀发送指令，维持现状。
[0009] 本发明的有益效果为：1)本发明的在凹凸草坪上可W提高车架离地间隙，减少刀 盘与地面突出物撞击的几率，改善通过性。2)本发明在平坦草坪上可W降低车架离地间隙， 降低重屯、高度提高行驶稳定性。3)本发明在斜坡割草作业时，通过改变车架单侧高度，车架 变为水平，使整机重屯、调整到水平面，抗侧翻性能得到改善，提高在斜坡作业的安全性。
【附图说明】
[0010] 图1为WBZ系列坐骑式ZTR割草机车架与行驶轮系的装配关系图。
[0011] 图2为本发明的控制系统组成图。
[0012] 图3为本发明的空气供应系统结构图。
[0013] 图4为本发明的控制流程图。
[0014]图5为本发明的横向稳定杆结构图。
[0015] 图6为本发明的纵向拉力杆结构图。
[0016] 图7为本发明的主程序流程图。
[0017] 图8为本发明横向平面的车架升降示意图。
[0018]图9为本发明在斜坡作业横向平面的车架姿态调节图。
[0019] 图10为装配了本发明的坐骑式工作状态图。
[0020] 图中：101车架，102刀盘，103座椅，104R0PS，105驱动轮，106前轮。
[0021] 201电子控制单元，202气体压力传感器，203左前高度传感器，204左后高度传感 器，205右前高度传感器，206右后高度传感器，207倾角传感器，208手动输入面板，209蓄电 池，210继电器。
[0022] 301空滤器，302空气压缩机，303干燥器，304稳压罐，306A左前侧高度阀，30她左 后侧高度阀，305气体分配阀，307A左前侧气体弹黃，307B左后侧气体弹黃，308A右前侧气 体弹黃，308B右后侧气体弹黃，309A右前侧高度阀，309B右后侧高度阀。
[0023] 501稳定杆，502衬套，503支座，504螺栓，505缓冲套，506座圈，507螺母，508双 头螺柱，509车轴支座总成，510车架支座总成。
[0024] 601车架连接端，602拉力杆，603车轴连接端。
【具体实施方式】
[0025] 下面通过具体实施例对本发明割草机车架姿态调节装置进一步的详细描述。附图 来说明本发明。
[00%] 图2为本发明的控制系统组成图，由手动输入面板208、气体压力传感器202、倾 角传感器207、高度传感器、电子控制单元201、高度阀和继电器210及蓄电池组成。其中， 电子控制单元201即为汽车的ECU,可W根据手动输入面板208及传感器组的相关信号，进 行比较、计算及判断，再对执行机构发送控制指令；传感器组由高度传感器、气体压力传感 器202和倾角传感器207组成，可W实时采集车架高度、储气罐304气压及车架倾角信号； 高度阀根据控制信号对气体弹黃进行充放气W实现车架姿态的调节，继电器则对空气压缩 机302进行控制W维持稳压罐304气体稳定；手动输入面板208可W为作业人员输入车架 高度及倾角的目标值；蓄电池209为整个系统提供电力。电子控制单元201根据手动输入 面板208的给定值与倾角传感器207、高度传感器的实测值的偏差计算出高度阀控制信号， 电子控制单元201根据高度阀控制信号控制高度阀作调节动作；所述电子控制单元201根 据稳压罐304的压力给定值与气体压力传感器202的实测值的偏差计算出压力控制信号， 所述电子控制单元201根据压力控制信号控制继电器210调节空气压缩机302维持稳压罐 304气体压力。
[0027] 图3为本发明的空气供应系统结构图，由空滤器301、空气压缩机302、干燥器303、 稳压罐304、气体分配阀305、左前侧高度阀306A、左后侧高度阀30她、右前侧高度阀309A和后侧高度阀309B组成。其中，所述空气压缩机302的进气口前端设置空滤器301，而其出 气口与干燥器303进口通过气管连接，干燥器303出口通过管道与稳压罐304进气口相通， 稳压罐304出口通过气管与气体分配阀305的进气口连通，气体分配阀305设有四路出气 口，通过气管分别连接左前侧高度阀306A、左后侧高度阀306B、右前侧高度阀309A和右后 侧高度阀309B的充气口，左前侧高度阀306A充放口通过气管连接左前侧气体弹黃307A，左 后侧高度阀306B充放口通过气管连接左后