CN103713535A

CN103713535A - 一种拖拉机电动悬挂控制装置

Info

Publication number: CN103713535A
Application number: CN201310731665.5A
Authority: CN
Inventors: 夏建林; 夏长高; 高翔; 沈维龙; 万号; 杨美玲
Original assignee: Yancheng Yanhai Tractor Manufacturing Co Ltd
Current assignee: YANCHENG YANHAI TRACTOR MANUFACTURING Co.,Ltd.
Priority date: 2013-12-26
Filing date: 2013-12-26
Publication date: 2014-04-09
Anticipated expiration: 2033-12-26
Also published as: CN103713535B

Abstract

本发明涉及一种拖拉机电动悬挂控制装置，由控制器、控制面板、直流电机、角度传感器、行程开关、力传感器、轮速传感器、雷达测速传感器、圆柱齿轮减速机构、蜗轮蜗杆减速机构、提升臂以及悬挂杆件等构成。控制器安装在仪表台下，通过电缆分别与控制面板，角度传感器、行程开关、力传感器、轮速传感器、雷达测速传感器、直流电机连接；电机安装在提升器壳体前侧，电机轴通过花键套与齿轮减速机构的主动齿轮轴连接，提升臂与蜗轮轴连接；角度传感器通过联接板、弹性联轴节分别与机体壳体和蜗轮轴连接；力传感器采用测力销，分别与上拉杆和下拉杆连接；轮速传感器安装于机体壳体；雷达测速传感器安装于拖拉机前端。耕深、驱动力和滑转三种控制方式，可根据土壤条件和实际工况，智能控制农具的升降，并可以对故障进行实时诊断监视。操纵智能省力，节能环保。

Description

一种拖拉机电动悬挂控制装置

技术领域

本发明涉及农业机械，特别是一种拖拉机电动悬挂控制装置，尤其涉及一种具有耕深控制、驱动力控制和滑转综合控制的拖拉机电动悬挂电子控制装置。

背景技术

目前拖拉机都采用液压悬挂系统，液压悬挂系统由液压泵、分配器、油缸、提升臂、悬挂杆件等组成。其中液压泵、油缸、分配器结构较复杂，所含零部件较多，且要求精度高。在工作过程中液压系统可能出现阀门卡死、安全阀失灵、泄漏等故障而会使整个液压提升悬挂系统操作失灵，无法正常工作。在控制农机具升降的过程中和使农具保持悬挂在固定位置时，液压提升悬挂系统中的液压泵都一直处于工作状态，以使油缸内的油压升、降或保持不变以控制农机具的升、降或保持悬挂在固定位置。农具大部分时间都是悬挂在固定位置（比如在运输和耕作时），而升降所占的时间很短，因此当农具悬挂在固定位置时，液压泵的工作会消耗过多的能源。

液压悬挂系统的控制方式主要是机液控制方式。机液控制的液压悬挂系统采用杆件和弹性元件,结构比较复杂,弹性元件的迟滞、机械摩擦和杆件的胀缩会影响调节性能。随着拖拉机向低油耗、轻排放、智能化、密封和舒适性方向发展,机液控制系统在结构布置和性能方面已不适应现代农业机械和精细农业技术的发展要求。于是电液控制技术开始在拖拉机上应用。电液控制具有信号传递准确、快捷、可靠；易于实现多调节参数的综合调节和智能控制；控制指令可由按钮或开关输入，操纵方便省力等优点，国外已有拖拉机装备了电液悬挂控制装置。但仍然存在传统的液压悬挂装置的结构复杂、故障较多、能量消耗高的缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构合理、使用可靠、操纵简便的拖拉机用电动悬挂及其电控装置，解决液压悬挂系统结构复杂、易发生漏油泄压故障、弹性元件的迟滞、机械摩擦、能量消耗高等问题，满足现代农业机械和精细农业技术的发展要求。

本发明的技术解决方案是：控制器（1）安装在仪表台下，通过电缆分别与控制面板（2），角度传感器（8）、行程开关（12）、力传感器（15）、轮速传感器（16）、雷达测速传感器（17）、直流电机（3）连接；电机（3）安装在提升器壳体前侧，电机轴通过花键套与齿轮减速机构（4）的主动齿轮轴连接，提升臂（7）与蜗轮轴连接；角度传感器通过联接板、弹性联轴节分别与机体壳体和蜗轮（5）轴连接；力传感器（15）采用测力销，分别与上拉杆（9）和下拉杆连接（11）；轮速传感器(16)安装于机体壳体(14)；雷达测速传感器（17）安装于拖拉机前端。控制系统设计了耕深控制、驱动力控制和滑转综合控制三种控制方式，工作模式有预选模式和自动模式。提升器采用齿轮减速机构（4）和蜗轮蜗杆减速机构（5）两级减速机构取代传统的液压提升器。并以蓄电池作为动力源，直流电机（3）驱动。控制器（1）实时采集的角度传感器（8）、力传感器（15）、轮速传感器（16）、雷达测速传感器（17）信号，对比悬挂控制系统中位置、力、滑转率的设定参数值，通过相应的控制算法计算输出信号，控制提升器电机（3）实现农具的升降，从而提高拖拉机的使用性能。同时提升控制器可进行故障诊断监视，系统工作更可靠。提升和下降的极限位置采用行程开关（12）控制。

本发明与现有技术相比，所具备的有益效果是：

（1）在电动悬挂系统中，因耕深控制、驱动力控制和滑转综合控制通过控制电机中的电流来实现，所以其力、位调节灵敏度和精度比液压悬挂系统更加高；

（2）此电动悬挂及其电控装置避免了液压悬挂系统因漏油泄压而产生的故障，大大降低了悬挂系统的故障率，控制器可进行故障诊断监视，系统工作更可靠；

（3）工作模式有预选模式和自动模式，控制指令可由控制面板输入，操纵方便省力；

（4）在农具悬挂在固定位置时，此电动悬挂及其电控装置可利用蜗轮蜗杆的自锁特性即可实现，电机不工作，从而降低电动拖拉机的能耗。

附图说明

图1为本发明的结构示意图;

图2为上拉杆力传感器的安装示意图；

图3为下拉杆力传感器的安装示意图；

图4为角度传感器的安装示意图；

图5为轮速传感器的安装示意图。

图中：1.控制器；2.控制面板；3.直流电机；4.圆柱减速齿轮机构；5.蜗轮蜗杆减速机构；6.蜗轮轴；7、提升臂；8.角度传感器；9.上拉杆；10.提升杆；11.下拉杆；12.行程开关；13.提升器壳体；14.机体壳体；15.力传感器；16.轮速传感器；17.雷达测速传感器；18.后轮；19.信号线；20.牵引架；21.隔套；22.限位孔23.联接板；24.螺母；25.紧定螺钉；26.转角输出部件；27.弹性联轴节；28.齿圈

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作进一步的详细描述。

拖拉机电动悬挂控制装置，其结构包括控制器(1)、控制面板(2)、直流电机(3)、角度传感器(8)、行程开关(12)、力传感器(15)、轮速传感器(16)、雷达测速传感器(17)、圆柱齿轮减速机构（4）、蜗轮蜗杆减速机构（5）、提升臂（7）以及悬挂杆件（9、10、11）等。所述的控制器（1）安装在仪表台下，通过电缆分别与控制面板（2），角度传感器（8）、行程开关（12）、力传感器（15）、轮速传感器（16）、雷达测速传感器（17）、直流电机（3）连接；所述的直流电机（3）安装在提升器壳体前侧，电机轴通过花键套与圆柱齿轮减速机构（4）的主动齿轮轴连接，提升臂（7）与蜗轮轴连接；所述的角度传感器通过联接板、弹性联轴节分别与机体壳体和蜗轮（5）轴连接；所述的力传感器（15）采用测力销，分别与上拉杆（9）和下拉杆连接（11）；所述的轮速传感器(16)安装于机体壳体(14)；所述的雷达测速传感器（17）安装于拖拉机前端。

所述的控制系统具有耕深控制、驱动力控制和滑转综合控制三种控制方式，控制器（1）采集并处理角度传感器（8）、力传感器（15）、轮速传感器（16）、雷达测速传感器（17）信号，控制提升器直流电机（3），实现农具的升降，从而提高拖拉机的使用性能。提升最高位置和下降最低位置的控制采用行程开关（12）控制。

所述的控制系统有预选和自动两种工作模式。同时可进行故障诊断监视。

所述的拖拉机电动悬挂控制装置，其提升器采用齿轮减速机构（4）和蜗轮蜗杆减速机构（5）两级减速机构，通过直流电机（3）驱动，以蓄电池作为动力源。

本发明拖拉机电动悬挂控制装置的工作原理：在耕作前，用户根据土壤条件、拖拉机的实际作业工况，通过控制面板（2）设置或修改位置、力、滑转率的参数预设值，选择一种控制方式，也可选用自动模式。控制器（1）在拖拉机作业时采集角度传感器（8）、力传感器（15）、轮速传感器（16）、雷达测速传感器（17）信号，对比悬挂控制系统中位置、力、滑转率的设定参数值，通过相应的控制算法计算出输出信号，控制直流电机（3）的运转，产生的动力依次经过齿轮减速机构（4）、蜗轮蜗杆减速机构（5）传递给提升臂（7），从而驱动上拉杆（9）、提升杆（10）、下拉杆（11），调节农机具的升降，以满足耕深、牵引力、牵引效率等要求。控制器（1）周期的进行过程，在保证作业质量的前提下，保持农具耕作深度或拖拉机牵引负荷的稳定。当需农具悬挂在固定位置时（比如在运输时），操作控制面板（2）上的相应按钮发出的命令经提升控制器（1）传递给直流电机（3），提升农机具至规定位置，直流电机（3）停止运转，利用蜗轮蜗杆（5）自锁的特性即可使农机具悬挂在固定位置不动。提升最高位置和下降最低位置的控制采用行程开关（12）控制。如果因系统故障，在提升或下降的过程中的行程超过预设值，当提升臂（7）旋转到行程开关（12）位置时，强制停止直流电机（3），即停止提升或下降农机具。

Claims

1.一种拖拉机电动悬挂控制装置，其特征在于:包括控制器(1)、控制面板(2)、直流电机(3)、角度传感器(8)、行程开关(12)、力传感器(15)、轮速传感器(16)、雷达测速传感器(17)、圆柱齿轮减速机构（4）、蜗轮蜗杆减速机构（5）、提升臂（7）以及悬挂杆件（9、10、11），控制器（1）安装在仪表台下，通过电缆分别与控制面板（2）、角度传感器（8）、行程开关（12）、力传感器（15）、轮速传感器（16）、雷达测速传感器（17）和直流电机（3）连接；直流电机（3）安装在提升器壳体（13）前侧，电机轴通过花键套与圆柱齿轮减速机构（4）的主动齿轮轴连接，提升臂（7）与蜗轮轴（6）连接；角度传感器(8)通过联接板、弹性联轴节分别与机体壳体(14)和蜗轮轴（6）连接；力传感器（15）采用测力销，分别与上拉杆（9）和下拉杆（11）连接；轮速传感器(16)安装于机体壳体(14)；雷达测速传感器（17）安装于拖拉机前端。

2.根据权利要求1所述的一种拖拉机电动悬挂控制装置，其特征在于：控制器（1）实时采集的角度传感器（8）、力传感器（15）、轮速传感器（16）、雷达测速传感器（17）信号，对比悬挂控制系统中位置、力、滑转率的设定参数值，通过相应的控制算法计算输出信号，控制提升器的直流电机（3），实现农具的升降。

3.根据权利要求1所述的一种拖拉机电动悬挂控制装置，其特征在于：电动悬挂控制系统设计了耕深控制、驱动力控制和滑转综合控制三种控制方式，工作模式有预选模式和自动模式，同时对故障进行诊断监视。

4.根据权利要求1所述的一种拖拉机电动悬挂控制装置，其特征在于：提升最高位置和下降最低位置的控制采用行程开关（12）控制。

5.根据权利要求1所述的拖拉机电动悬挂控制装置，其特征在于：提升装置采用直流电机（3）驱动，以蓄电池作为动力源；提升器采用齿轮减速机构（4）和蜗轮蜗杆减速机构（5）两级减速机构。