本发明涉及农用机械设备技术领域，更具体地，涉及一种甘蔗收割机的液压控制系统。
背景技术：
据统计，甘蔗收获作业量占种植甘蔗总作业量的55%，手工收割甘蔗劳动强度大效率低，且剥叶质量难以保证。我国从上世纪70年代开始研制甘蔗剥叶机，由于甘蔗大多数种植在丘陵地带，地势不平缓，收割机的研制需要考虑各种因素，难以适用在不同的种植环境下。目前caseih公司的autotracker型甘蔗收割机安装了切割高度自动跟踪系统，可以自动对底刀压力和切割高度进行监测，保证了收割甘蔗切割高度的一致性和精确度，减少了甘蔗损失，但价格过高，难以得到广泛应用。因此，设计一款适应于丘陵地带作业，一次切割一陇至两陇甘蔗，具有自动监控和调整功能的小型甘蔗收割机有很高的应用价值。
技术实现要素：
本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种甘蔗收割机的液压控制系统，液压控制系统可控制甘蔗收割机实现分蔗、扶蔗、压蔗、梳理、蔗根切断、输送、分段切断、叶草分离、蔗料装卸等功能，以及这些功能状态的位置调整实现以上功能装置以及车辆的转向。
为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：
一种甘蔗收割机的液压控制系统，包括微机控制系统及由微机控制系统进行控制的蔗料输送功能回路、坎蔗及切段功能回路、收蔗处理功能回路和位置调整及转向控制回路；
蔗料输送功能回路包括第一供油装置、第一传感器组、上输送回路和下输送回路；第一传感器组与第一供油装置连接，第一传感器组还与上输送回路和下输送回路连接，且上输送回路和下输送回路结构相同；
坎蔗及切断功能回路包括第二供油装置、第二传感器组、第一调速阀、坎蔗回路和切断回路，第二传感器组与第二供油装置和第一调速阀连接，第一调速阀还与坎蔗回路和切断回路连接，且坎蔗回路和切断回路相同；
收蔗处理功能回路包括第三供油装置、第三传感器组、收蔗回路和叶草分离回路，第三传感器组与第三供油装置连接，第三传感器组还与收蔗回路和叶草分离回路连接；
位置调整及转向控制回路包括第四供油装置、第四传感器组、料斗推收回路、料斗升降回路、料斗卸装回路、风送装置升降回路、车身升降回路、扶蔗升降回路、车辆转向回路、风送转向回路，第四传感器组连接所述第四供油装置连接，第四传感器组还与所述料斗推收回路、料斗升降回路、料斗卸装回路、风送装置升降回路、车身升降回路、扶蔗升降回路、车辆转向回路、风送转向回路均连接。
进一步地，第一供油装置、第二供油装置、第三供油装置及第四供油装置结构均相同，包括油箱和连接油箱的油泵、溢流阀及换向阀，溢流阀、油泵及换向阀均与第一传感器组或第二传感器组或第三传感器组或第四传感器组连接，油泵与油箱之间还连接有过滤器。
进一步地，上输送回路和下输送回路均包括第一二位二通换向阀、第一分流阀及第一马达组，第一二位二通换向阀的进油口连接第一传感器组，所述第一二位二通换向阀的回油口连接所述油箱，第一马达组与第一分流阀连接，第一二位二通换向阀的a油缸进油口和b油缸进油口分别连接第一分流阀和第一马达组。
更进一步地，第一马达组包括六个马达，分为两组，每组包括三个马达依次串联，两组马达相互并联。
进一步地，坎蔗回路和切断回路均包括第一三位四通换向阀、第二马达组，第一三位四通换向阀的进油口连接第一调速阀，回油口连接油箱，第一三位四通换向阀的a油缸进油口和b油缸进油口分别连接第二马达组的两端。
更进一步地，第二马达组包括两个相互并联的马达。
进一步地，收蔗回路包括依次连接的第二调速阀、第二二位二通换向阀及风扇马达，第二调速阀与第三传感器组连接，风扇马达还与油箱连接；
叶草分离回路包括第二三位四通换向阀、第二分流阀及第三马达组，第二三位四通换向阀的进油口连接第三传感器组，回油口连接油箱，第二分流阀与第三马达组连接，第二三位四通换向阀的a油缸进油口和b油缸进油口分别连接第二分流阀和第三马达组。
进一步地，料斗推收回路、料斗卸装回路及风送装置升降回路结构相同，均包括第三三位四通换向阀和第一单出杆液压缸，第三三位四通换向阀的进油口连接第四传感器组，回油口连接油箱，a油缸进油口和b油缸进油口分别连接第一单出杆液压缸的有杆端和无杆端；
料斗升降回路包括三位三通换向阀、第一背压阀、第一单向阀、第二单出杆液压缸，三位三通换向阀的两个双管油口分别连接第四传感器组和油箱，单管油口连接第一背压阀的出油口和第一单向阀的进油口，第一背压阀的进油口和第一单向阀的出油口均连接第二单出杆液压缸的无杆端，第二单出杆液压缸的有杆端连接油箱；
车身升降回路包括第四三位四通换向阀、第二单向阀、第二背压阀、及控制油路，第四三位四通换向阀的进油口连接第四传感器组，回油口连接油箱，控制油路包括对称设置的两个第三单出杆液压缸，第三单出杆液压缸的有杆端和无杆端分别连接有一个第三单向阀，第三单出杆液压缸的有杆端和无杆端经第三单向阀连接分别连接第四三位四通换向阀的a油缸进油口和b油缸进油口，且第三单出杆液压缸均与第三单向阀的出油口连接；第四三位四通换向阀的a油缸进油口与第三换向阀之间连接有第二单向阀，第二单向阀的进油口与第二背压阀的出油口和第四三位四通换向阀的a油缸进油口相连接，第二单向阀的出油口与第二背压阀的进油口连接；且第三单出杆液压缸均设置有位置传感器，位置传感器与微机控制系统电连接；
扶蔗升降回路包括第五三位四通换向阀、第三调速阀、第四单向阀、储能器和两个对称设置的第四单出杆液压缸，第四单向阀的进油口与第四传感器组连接，出油口连接储能器和第五三位四通换向阀的进油口，第五三位四通换向阀的回油口连接所述油箱，两个第四单出杆液压缸的有杆端和无杆端对应连接，第四单出杆液压缸的无杆端与第四单向阀的出油口连接，第五三位四通换向阀的a油缸进油口和b油缸进油口分别连接第四单出杆液压缸的有杆端和第四单向阀的进油口，第三调速阀并联于第四单向阀两端；
车辆转向回路包括第五单向阀、第三背压阀、减压阀、转向手动操纵阀和双出杆液压缸，第五单向阀进油口连接第四传感器组，出油口连接减压阀的进油口，减压阀的出油口连接转向手动操纵阀，转向手动操纵阀还与双出杆液压缸的两个有杆端和第三背压阀的进油口连接，第三背压阀连接油箱；
风送转向回路包括第六三位四通换向阀、第四调速阀、风送转向马达，第四调速阀一端连接所述第四传感器组，一端连接第六三位四通换向阀的进油口，第六三位四通换向阀的出油口连接所述油箱，风送转向马达两端连接第六三位四通换向阀的a油缸进油口和b油缸进油口。
进一步地，微机控制系统包括微型计算机、多功能数据采集卡和放大驱动电路，多功能数据采集卡与微型计算机和放大驱动电路电连接，多功能数据采集卡对系统中的传感器元件采集的信息进行收集，放大驱动电路对系统中的驱动元件进行驱动，微型计算机对系统的运行进行控制。
本发明通过采用微机和液压同时控制，使甘蔗收割机能实现收割甘蔗的自动化，使甘蔗收割机能适用于不同的地势环境中，提高甘蔗收割机的实用性。
与现有技术相比，有益效果是：采用四个定量泵对四个液压回路供油，四个液压回路均安装有对压力、流量和温度显示与信号控制的集成式传感器，能准确显示液压回路的压力、流量、温度的变化；能由微机采集车身高度及位置，并控制实现车身和切断刀的升降方向和升降量，定位准确；本液压系统功能完善，能实现分蔗、扶蔗、压蔗、梳理、蔗根切断、输送、分段切断、叶草分离、蔗料装卸等功能。
附图说明
图1是本发明一实施例的结构示意图；
图2是本发明一实施例中蔗料输送功能回路的结构示意图；
图3是本发明一实施例中坎蔗及切断功能回路的结构示意图；
图4是本发明一实施例中收蔗处理功能回路的结构示意图；
图5是本发明一实施例中位置调整及转向控制回路的结构示意图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
如图1所示，一种甘蔗收割机的液压控制系统，包括微机控制系统及由微机控制系统进行控制的蔗料输送功能回路、坎蔗及切段功能回路、收蔗处理功能回路和位置调整及转向控制回路；其中每个回路均设有一个供油装置，供油装置包括油箱1和连接油箱的油泵3、18、62、66、溢流阀2、16、60、64及换向阀5、19、63、40，溢流阀、油泵及换向阀均与该回路的传感器组连接，油泵与油箱之间还连接有过滤器4、17、61、65。
如图2所示，蔗料输送功能回路包括第一供油装置、第一传感器组9、上输送回路和下输送回路；第一传感器组9与第一供油装置连接，第一传感器组9还与上输送回路和下输送回路连接，且上输送回路和下输送回路结构相同；
上输送回路和下输送回路均包括第一二位二通换向阀10、8、第一分流阀7、11及第一马达组6、12，第一二位二通换向阀10、8的进油口连接第一传感器组9，第一二位二通换向阀10、8的回油口连接油箱，第一马达组6、12与第一分流阀7、11连接，第一二位二通换向阀10、8的a油缸进油口和b油缸进油口分别连接第一分流阀7、11和第一马达组6、12，其中第一马达组6、12包括六个马达，分为两组，每组包括三个马达依次串联，两组马达相互并联。
蔗料输送功能回路的工作过程如下：
送料：第一二位二通换向阀的电磁阀1ya、3ya通电，马达正转。
进油：液压油经油泵3→传感器组9→换向阀8、10左位→分流阀7、11→马达6、12；
回油：马达6、12→换向阀8、10左位→油箱。
退料：第一二位二通换向阀的电磁阀2ya、4ya通电，马达反转。
进油：液压油经油泵3→传感器组9→换向阀8、10右位→马达6、12；
回油：马达6、12→分流阀7、11→换向阀8、10右位→油箱。
停止：第一二位二通换向阀处于中位，马达组的两个接口与油箱连接，马达处于浮动状态；这时主油路的压力升高、流量为零，传感器组9将此信号发给微机，微机给电磁阀5ya通电，换向阀5导通，油泵3处于卸荷状态。
如图3所示，坎蔗及切断功能回路包括第二供油装置、第二传感器组20、第一调速阀15、坎蔗回路和切断回路，第二传感器组20与第二供油装置和第一调速阀15连接，第一调速阀15还与坎蔗回路和切断回路连接，且坎蔗回路和切断回路相同；
坎蔗回路和切断回路均包括第一三位四通换向阀14、21、第二马达组13、22，第一三位四通换向阀14、21的进油口连接第一调速阀15，回油口连接油箱，第一三位四通换向阀14、21的a油缸进油口和b油缸进油口分别连接第二马达组13、22的两端，第二马达组13、22包括两个相互并联的马达。
坎蔗及切断功能回路的工作过程如下：
进刀：电磁阀6ya、8ya通电，马达组正转。
进油：液压油经油泵18→传感器组20→调速阀15→换向阀14、21左位→马达组13、22；
回油：马达组13、22→换向阀14、21左位→油箱。
退刀：电磁阀7ya、9ya通电，马达组反转。
进油：液压油经油泵18→传感器组20→调速阀15→换向阀14、21右位→马达组13、22；
回油：马达组13、22→换向阀14、21右位→油箱。
停止：第一三位四通换向阀处于中位，马达组的两个接口与油箱连接，马达均处于浮动状态；这时主油路的压力升高、流量为零，传感器组20将此信号发给微机，微机给电磁阀5ya通电，换向阀10导通，油泵18处于卸荷状态。
如图4所示，收蔗处理功能回路包括第三供油装置、第三传感器组28、收蔗回路和叶草分离回路，第三传感器组28与第三供油装置连接，第三传感器组28还与收蔗回路和叶草分离回路连接；
收蔗回路包括依次连接的第二调速阀63、第二二位二通换向阀23及风扇马达24，第二调速阀63与第三传感器组28连接，风扇马达24还与油箱连接；
叶草分离回路包括第二三位四通换向阀27、第二分流阀26及第三马达组25，第二三位四通换向阀23的进油口连接第三传感器组28，回油口连接油箱，第二分流阀26与第三马达组25连接，第二三位四通换向阀27的a油缸进油口和b油缸进油口分别连接第二分流阀26和第三马达组25，第三马达组25包括6个马达，每3个马达串联为一组，两组马达相互并联，马达分别用于分蔗、扶蔗、压蔗和梳理。
收蔗处理功能回路的工作过程如下：
收蔗回路：
电磁阀12ya通电，马达组正转。
进油：液压油经油泵62→传感器组28→换向阀27左位→马达组25；
回油：马达组25→换向阀27左位→油箱。
电磁阀13ya通电，马达组反转。
进油：液压油经油泵62→传感器组28→换向阀27右位→马达组25；
回油：马达组25→换向阀27右位→油箱。
叶草分离回路：
电磁阀11ya通电，马达正转。
进油：液压油经油泵62→传感器组28→调速阀68→换向阀23→风扇马达24；
回油：风扇马达24→油箱。
停止：换向阀27处于中位，风扇马达24的两个接口与油箱连接，风扇马达处于浮动状态；换向阀23处于常态位时，这时主油路的压力升高、流量为零，传感器组28将此信号发给微机，微机给电磁阀14ya通电，换向阀63导通，油泵62处于卸荷状态。
如图5所示，位置调整及转向控制回路包括第四供油装置、第四传感器组39、料斗推收回路、料斗升降回路、料斗卸装回路、风送装置升降回路、车身升降回路、扶蔗升降回路、车辆转向回路、风送转向回路，第四传感器组39连接所述第四供油装置连接，第四传感器组39还与所述料斗推收回路、料斗升降回路、料斗卸装回路、风送装置升降回路、车身升降回路、扶蔗升降回路、车辆转向回路、风送转向回路均连接。
料斗推收回路、料斗卸装回路及风送装置升降回路结构相同，均包括第三三位四通换向阀38、30、31和第一单出杆液压缸35、33、32，第三三位四通换向阀38、30、31的进油口连接第四传感器组39，回油口连接油箱，a油缸进油口和b油缸进油口分别连接第一单出杆液压缸35、33、32的有杆端和无杆端。
料斗推收回路的工作流程如下：电磁阀15ya通电，单出杆液压缸35无杆端进油、有杆端出油；电磁阀16ya通电，单出杆液压缸35有杆端进油、无杆端出油；换向阀38处于中位，单出杆液压缸35处于保压状态。
料斗卸装回路的工作流程如下：电磁阀19ya通电，单出杆液压缸33无杆端进油、有杆端出油；电磁阀20ya通电，单出杆液压缸33有杆端进油、无杆端出油；换向阀30处于中位，单出杆液压缸33处于保压状态。
风送装置升降回路的工作流程如下：电磁阀21ya通电，单出杆液压缸32无杆端进油、有杆端出油；电磁阀22ya通电，单出杆液压缸32有杆端进油、无杆端出油；换向阀31处于中位，单出杆液压缸32处于保压状态。
料斗升降回路包括三位三通换向阀29、第一背压阀36、第一单向阀37、第二单出杆液压缸34，三位三通换向阀29的两个双管油口分别连接第四传感器组39和油箱，单管油口连接第一背压阀36的出油口和第一单向阀37的进油口，第一背压阀36的进油口和第一单向阀37的出油口均连接第二单出杆液压缸34的无杆端，第二单出杆液压缸34的有杆端连接油箱；
料斗升降回路的工作流程如下：
电磁阀17ya通电，无杆端进油、有杆端出油，料斗上升。
进油：液压油经油泵66→传感器组39→换向阀29左位→单向阀37→单出杆液压缸34；
回油：单出杆液压缸34→油箱；
电磁阀18ya通电，有杆端进油、无杆端出油，料斗下降。
进油：油箱→单出杆液压缸34；
回油：单出杆液压缸34→背压阀36→换向阀29右位→油箱；其中背压阀36防止单出杆液压缸34下降过程出现失控的情况。
换向阀29处于中位，单出杆液压缸34处于保压状态。
车身升降回路包括第四三位四通换向阀41、第二单向阀45、第二背压阀42、及控制油路，第四三位四通换向阀41的进油口连接第四传感器组39，回油口连接油箱，控制油路包括对称设置的两个第三单出杆液压缸44，第三单出杆液压缸44的有杆端和无杆端分别连接有一个第三单向阀43，第三单出杆液压缸44的有杆端和无杆端经第三单向阀43连接分别连接第四三位四通换向阀41的a油缸进油口和b油缸进油口，且第三单出杆液压缸44均与第三单向阀43的出油口连接；第四三位四通换向阀41的a油缸进油口与第三换向阀43之间连接有第二单向阀45，第二单向阀45的进油口与第二背压阀42的出油口和第四三位四通换向阀41的a油缸进油口相连接，第二单向阀45的出油口与第二背压阀42的进油口连接；且第三单出杆液压缸44均设置有位置传感器67，位置传感器67与微机控制系统电连接；
车身升降回路的工作流程如下：
液压缸在不同的工作状态下，油路的流向如下：
(1)液压缸44上升：直动型比例方向节流阀处于左位。
供油：油泵66→换向阀41左位→单向阀45→单向阀43→液压缸44无杆端。
回油：液压缸44有杆端→单向阀43→换向阀41左位→油箱。
(2)液压缸44下降：直动型比例方向节流阀处于右位。
供油：油泵66→换向阀41右位→单向阀43→液压缸44有杆端。
回油：液压缸44无杆端→单向阀43→背压阀42→换向阀41右位→油箱。
(3)液压缸44不动：换向阀44处于中位，油泵66处于卸荷状态，液压缸44锁止不动。
油路：油泵66→换向阀41中位→油箱。
液压系统除具备换向调速功能外，还具备如下功能：
锁紧功能：当换向阀41处于中位时，四个单向阀43处于截止状态，它能在单出杆液压缸44不工作时使活塞迅速、平稳、可靠且长时间被锁住，不会因外力而移动；
平衡功能：当单出杆液压缸44处于下降状态时，单向阀45截止，回油只能通过背压阀42，由于背压阀42只有在单出杆液压缸44的有杆端通高压油时才导通，能防止单出杆液压缸44在下降时出现失控状态，保证单出杆液压缸44下降平稳；
泄荷功能：换向阀4在单出杆液压缸44不工作时处于中位卸荷，减少能量损失，提高油泵的寿命，效率高。
扶蔗升降回路包括第五三位四通换向阀47、第三调速阀48、第四单向阀50、储能器51和两个对称设置的第四单出杆液压缸49，第四单向阀50的进油口与第四传感器组39连接，出油口连接储能器51和第五三位四通换向阀47的进油口，第五三位四通换向阀47的回油口连接所述油箱，两个第四单出杆液压缸49的有杆端和无杆端对应连接，第四单出杆液压缸49的无杆端与第四单向阀50的出油口连接，第五三位四通换向阀47的a油缸进油口和b油缸进油口分别连接第四单出杆液压缸49的有杆端和第四单向阀50的进油口，第三调速阀48并联于第四单向阀50两端；
扶蔗升降回路的工作流程如下：
电磁阀26ya通电，液压缸49无杆端进油、有杆端出油，料斗上升。
进油路线：液压油经油泵66→传感器组39→单向阀46→换向阀47左位→单向阀50→液压缸49；
回油：液压缸49→换向阀47左位→油箱；
电磁阀27ya通电，液压缸49有杆端进油、无杆端出油，料斗下降。
进油：液压油经油泵66→传感器组39→单向阀46→换向阀47右位→液压缸49；
回油：液压缸49→调压阀48→换向阀47右位→油箱；其中调压阀48防止控制液压缸下降过程速度；
换向阀处于中位，液压缸处于保压状态；此时蓄能器51为液压缸处于保压时提供能量。
车辆转向回路包括第五单向阀52、第三背压阀54、减压阀53、转向手动操纵阀59和双出杆液压缸58，第五单向阀52进油口连接第四传感器组39，出油口连接减压阀53的进油口，减压阀53的出油口连接转向手动操纵阀59，转向手动操纵阀59还与双出杆液压缸58的两个有杆端和第三背压阀54的进油口连接，第三背压阀54连接油箱；
车辆转向回路的工作过程如下：转向阀59左位，车辆左转；转向阀59右位，车辆右转；转向阀59处于中位，车辆直线行驶；背压阀54防止车辆转向失控；减压阀53保持子回路油压稳定。
风送转向回路包括第六三位四通换向阀56、第四调速阀55、风送转向马达57，第四调速阀55一端连接所述第四传感器组39，一端连接第六三位四通换向阀56的进油口，第六三位四通换向阀56的出油口连接所述油箱，风送转向马达57两端连接第六三位四通换向阀56的a油缸进油口和b油缸进油口。
风送转向回路的工作过程如下：
电磁阀28ya通电，马达57正转；电磁阀29ya通电，马达57反转；换向阀56处于中位，马达57处于保压状态；调速阀55控制马达57转速。
电磁阀25ya通电，油泵66处于卸荷状态；传感器组39对回路的油压、流量和温度测量；溢流阀64调整回路油压。
在本实施例中，上述四个回路中的换向阀均为电磁换向阀，其换向由电磁阀进行控制，微机控制系统包括微型计算机、多功能数据采集卡和放大驱动电路，多功能数据采集卡与微型计算机和放大驱动电路电连接，多功能数据采集卡对上述四个回路中的传感器元件采集的信息进行收集，放大驱动电路与上述四个回路中的电磁阀电连接，根据微型计算机的指令驱动电磁阀工作，以实现对液压系统的智能控制，其中微型计算机进行数据处理并对整个液压系统进行控制。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。