CN106143587A - 一种大马力拖拉机的转向控制装置及控制方法 - Google Patents

一种大马力拖拉机的转向控制装置及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明主要公开了一种大马力拖拉机的转向控制装置及其控制方法,转向控制装置包括车架、方向盘、转向柱、转向拉杆、转向装置、助力装置和控制单元,方向盘通过转向柱与转向拉杆连接,转向装置和助力装置均与转向拉杆和控制单元连接,转向柱由第一固定杆、活动气缸、角度调节机构和第二固定杆构成,转向拉杆由转向套、第一拉杆和第二拉杆构成,转向装置滑动连接在转向套上,转向套的下方设有底板,底板上设有与转向套连接的推动气缸,控制方法包括调节方向盘位置,方向盘扭转角度检测,车速检测,转向控制,助力控制和偏离检测。本发明结构紧凑简单,方向盘可调,适应不用个体差异的驾驶者,控制方便,驾驶更轻松,运行平稳,精度及执行效率高。

Description

一种大马力拖拉机的转向控制装置及控制方法
技术领域
本发明涉及一种大马力拖拉机的转向控制装置及控制方法。
背景技术
现有技术中,传统的大马力拖拉机的转向控制装置主要包括齿轮齿条转向结构和液压系统两部分。工作原理是通过液压泵(由发动机皮带带动)提供油压推动活塞,进而产生辅助力推动转向拉杆,辅助车轮转向,首先位于转向机上的机械阀体(可随转向柱转动),在方向盘没有转动时,阀体保持原位,活塞两侧的油压相同,处于平衡状态。当方向盘转动时,转向控制阀就会相应的打开或关闭,一侧油液不经过液压缸而直接回流至储油罐,另一侧油液继续注入液压缸内,这样活塞两侧就会产生压差而被推动,进而产生辅助力推动转向拉杆,使转向更加轻松。但是这种结构较为复杂,维修麻烦,较为费油,成本较高,辅助力的力度不可调节,很难兼顾低速和高速行驶时对指向精度的不同需求。一般驾驶室中的方向盘位置固定,无法调节,相关部件无法拆卸,维护成本高;且由于不同的使用者的身高、行驶习惯不同,对方向盘的把握各不相同,在驾驶同一辆拖拉机时会有不同的感受,若拖拉机的方向盘不能与驾驶者协调一致,会带给驾驶者不适感,无法适应个体差异的驾驶者,给驾驶者带来不便,影响行驶,造成一定的安全隐患和交通事故。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的诸多不足,提供一种大马力拖拉机的转向控制装置及控制方法,装置结构紧凑简单、便于布置,方向盘可调节,适应不用个体差异的驾驶者,改善驾驶环境,提高驾驶安全性,转向控制简单,借助外力,使驾驶者用更少的力就能完成转向,使得驾驶更加轻松、敏捷,运行平稳,控制精度及执行效率高。
为了解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
一种大马力拖拉机的转向控制装置,包括车架、方向盘、转向柱、转向拉杆、转向装置、助力装置和控制单元,方向盘通过转向柱与转向拉杆连接,转向装置和助力装置均与转向拉杆连接,转向柱由第一固定杆、活动气缸、角度调节机构和第二固定杆构成,第一固定杆的一端通过转向装置与转向拉杆连接,第一固定杆的另一端与活动气缸连接,活动气缸的活塞杆与角度调节机构连接,第二固定杆分别与角度调节机构和方向盘连接,转向拉杆由转向套、第一拉杆和第二拉杆构成,转向套上设有横向滑槽,转向装置滑动连接在横向滑槽内,转向套的下方设有底板,底板上设有推动气缸,推动气缸与转向套连接,控制单元分别与转向装置和助力装置连接。本发明提供的转向控制装置尺寸调节范围大,通过活动气缸进行上下方向的控制,通过角度调节机构进行角度的控制,通过转向套进行左右方向的控制,通过底板进行前后方向的控制,实现方向盘各个方向的调节,调节范围广,自动化控制,调节精确、快速,便于驾驶员对方向盘的掌控,使得驾驶更加得心应手,控制更省力;助力装置采用电子液压助力的电动泵,不用消耗发动机本身的动力,而且电动泵是由电子系统控制的,不需要转向时,电动泵关闭,进一步减少能耗,同时通过控制单元分别控制转向装置和助力装置,利用对车速传感器、扭矩传感器等传感器的信息处理,改变转向装置的传动比以及改变电动泵的流量来改变转向助力的力度大小,使得行驶、转向更加灵活、稳定、安全。
进一步,控制单元包括车速传感器、扭矩传感器、信号放大器、分析器和控制器,信号放大器分别与车速传感器、扭矩传感器和分析器连接,分析器与控制器连接,控制器分别与转向装置和助力装置连接。设置的车速传感器用来检测汽车行驶的车速,设置的扭矩传感器用来检测方向盘转动的角度,并将检测到的信息发送到信号放大器放大,然后信号放大器将放大的信息发送到分析器进行分析,分析器将分析后的结果发送到控制器,控制器分别根据车速和方向盘转矩对转向装置和助力装置进行控制;当车低速行驶时,控制器根据方向盘的扭转情况控制转向装置与驾驶员转动方向盘的方向相同,且改变转向装置的传动比,使方向盘角度比车轮角度大,提高方向盘的灵活性,减少对转向力的需求;当车高速行驶时,控制器根据方向盘的扭转情况控制转向装置与驾驶员转动方向盘的方向相反,且改变转向装置的传动比,减少前轮的转动角度,提高转向稳定性;当车低速行驶时,控制器控制助力装置提供较大的助力,保证方向盘转动轻盈和灵活;当车高速行驶时,控制器控制助力装置提供的较小的助力,以增强行车的安全性和稳定性。
进一步,角度调节机构包括安装架、调节电机、定位柱、转轴和调节杆,安装架与活动气缸的活塞杆连接,调节电机固定在安装架的外侧,调节杆的一端通过转轴与定位柱铰接,调节杆的另一端与第二固定杆连接,转轴的一端与调节电机的输出轴连接,转轴的另一端穿过调节杆和定位柱与安装架的内侧面转接。启动调节电机,调节电机带动转轴转动,从而使调节杆、第二固定杆以及方向盘在竖直平面上上下转动,从而实现对方向盘角度上的调节,调节范围广、调节方便,自动化控制,无需人工手动拆卸安装,且调节机构设置在活动气缸的上侧,对方向盘高度的调节不产生干扰。
进一步,转向套内设有左右移动装置,左右移动装置包括移动电机和螺杆,转向装置的底面设有第一滑块,第一滑块穿过横向滑槽与螺杆螺纹连接。移动电机带动螺杆转动,从而带动第一滑块和转向装置沿着螺杆左右移动,从而实现对方向盘左右方向上的位置调节,使其适应驾驶员的位置和使用习惯。
进一步,底板上设有纵向滑槽和转向柱支架,转向套通过第二滑块滑动连接在纵向滑槽上,转向柱支架由底座、伸缩杆和支撑部构成,支撑部支撑在转向柱的下侧,底板的底面设有缓冲层,活动气缸的活塞杆上设有弹簧,弹簧分别与活动气缸和角度调节机构连接。转向套通过第二滑块滑动连接在纵向滑槽上,提高转向套的移动顺滑性,保持转向套的直线移动,防止偏离方向,提高移动的准确性和精确度,设置的转向柱支架用来支撑转向柱,提高转向柱的结构稳固性,利用伸缩杆配合转向柱的角度和高度偏移,使得支撑部始终与转向柱相抵触;当车轮的剧烈跳动和遇到坑洼路面导致轮胎出现非自主的转向时,可以通过缓冲层起到缓冲和吸收震动的作用,同时配合弹簧的弹性功能,使传递到方向盘上的震动大大减少,提高行驶的安全性。
进一步,还包括偏离检测装置,偏离检测装置包括偏航传感器、障碍物距离感应器、第一处理器和警告器,第一处理器分别与偏航传感器、扭矩传感器、障碍物距离感应器和警告器连接。扭矩传感器检测方向盘的转动角度,并将该信息发送到第一处理器,偏航传感器用来检测车轮实际转动的角度和拖拉机实际的行驶情况,并将该信息发送到第一处理器,第一处理器将扭矩传感器和偏航传感器检测到的信息进行分析对比,若拖拉机实际的车轮转向和行驶轨迹偏离方向盘控制的转向差距过大,则第一处理器控制警告器发出警告信息,提醒驾驶员进行方向调整或者对车内设施进行检修。障碍物距离感应器用来感应拖拉机行驶过程中距离其他障碍物的距离,并将该距离发送到第二处理器,第二处理器将该距离进行分析,若距离过近,超出设定范围,则控制警告器发出警告。
进一步,车架上设有转向灯,转向灯包括左转向灯、右转向灯和第二处理器,第二处理器分别与扭矩传感器、左转向灯和右转向灯连接,方向盘上套设有软垫,软垫上标示有圆形刻度尺,方向盘的中心处设有指针。当扭矩传感器感应到方向盘发生转动时,将转动信息发送到第二处理器,第二处理器接收扭矩传感器传来的信息并进行分析,确定该信息为左转信号还是右转信号,然后控制左转向灯或者右转向灯亮起,防止驾驶员忘记亮转向灯或者转向灯错误的情况发生,减少安全隐患;方向盘上的软垫便于驾驶员握持方向盘,提高驾驶的舒适度,设置的圆形刻度尺和指针,方便驾驶员对方向盘转向的把握,提高转向精确度。
采用如上所述的一种大马力拖拉机的转向控制装置的控制方法,包括如下步骤:
1)、调节方向盘的位置:
a、前后调节:根据驾驶者的身材以及驾驶的习惯,启动推动气缸,推动气缸推动转向套沿着纵向滑槽前后移动,从而实现对方向盘前后方向上的位置调节,直至方向盘的前后位置符合驾驶员使用习惯,然后停止推动气缸的工作,方向盘即停止前后方向的移动;
b、左右调节:根据驾驶者的身材以及驾驶的习惯,启动移动电机,移动电机带动螺杆转动,从而带动第一滑块和转向装置沿着螺杆左右移动,从而实现对方向盘左右方向上的位置调节,直至方向盘的左右位置符合驾驶员的使用习惯,然后停止移动电机的工作,方向盘即停止左右方向的移动;
c、高度调节:根据驾驶者的身材以及驾驶的习惯,启动活动气缸,活动气缸带动角度调节机构上下移动,从而实现对方向盘上下方向上的位置调节,直至方向盘的上下位置符合驾驶员使用习惯,然后停止活动气缸的工作,方向盘即停止上下方向的移动;
d、角度调节:根据驾驶者的身材以及驾驶的习惯,启动调节电机,调节电机带动调节杆以转轴为圆心转动,从而实现对方向盘的角度调节,直至方向盘的角度符合驾驶员使用习惯,然后停止调节气缸的工作,方向盘即停止角度的转动;
2)方向盘扭转角度检测:当驾驶员转动方向盘时,扭矩传感器检测驾驶员转动方向盘的扭转角度,并将检测到的角度信息发送到信号放大器,信号放大器将信息放大后将信息发送到分析器;
3)车速检测:当驾驶员转动方向盘时,车速传感器检测当时拖拉机的实际行驶速度,并将检测到的车速发送到信号放大器,信号放大器将信息发送到分析器;
4)转向控制:分析器将扭矩传感器和车速传感器发来的信息进行分析,确定传动比,并将分析的数据发送到控制器,控制器控制转向装置的传动比和传动方向,实现对车轮的转向角度和方向的控制;若拖拉机低速行驶,则控制器控制转向装置减小传动比,提高方向盘的灵活性,减少对转向力的需求,若拖拉机高速行驶,则控制器控制转向装置增大传动比,提高转向稳定性;
5)助力控制:分析器将扭矩传感器和车速传感器发来的信息进行分析,确定助力大小,并将分析的数据发送到控制器,控制器控制助力装置的助力大小,实现对车轮转动力的控制;若拖拉机低速行驶,则控制器控制助力装置增大对车轮的助力,保证方向盘转动轻盈和灵活,若拖拉机高速行驶,则控制器控制助力装置减少对车轮的助力,增强行车的安全性和稳定性;
6)偏离检测:当方向盘转向时,扭矩传感器检测驾驶员转动方向盘的扭转角度,并将检测到的角度信息发送到第一处理器,此时偏航传感器检测车轮实际转动的角度和拖拉机实际的行驶情况,并将该信息发送到第一处理器,第一处理器将扭矩传感器和偏航传感器检测到的信息进行分析对比,若拖拉机实际的车轮转向和行驶轨迹偏离方向盘控制的转向差距过大,则第一处理器控制警告器发出警告信息,提醒驾驶员进行方向调整或者对车内设施进行检修。
进一步,步骤2)中,当扭矩传感器检测到方向盘扭转时,将转动信息发送到第二处理器,第二处理器将转动信息进行分析,确定该信息为左转信号还是右转信号,然后控制左转向灯或者右转向灯亮起,防止驾驶员忘记控制转向灯,实现转向灯的自动点亮,提高驾驶安全性。
进一步,拖拉机在行驶过程中,障碍物距离感应器将感应到的距离信息发送到第二处理器,当拖拉机距离障碍物的距离出超过标准值时,第二处理器控制警告器发出警告信息,提醒驾驶员进行调整。
本发明由于采用了上述技术方案,具有以下有益效果:
本发明提供的转向控制装置尺寸调节范围大,通过活动气缸进行上下方向的控制,通过角度调节机构进行角度的控制,通过转向套进行左右方向的控制,通过底板进行前后方向的控制,实现方向盘各个方向的调节,调节范围广,自动化控制,调节精确、快速,便于驾驶员对方向盘的掌控,使得驾驶更加得心应手,控制更省力;助力装置采用电子液压助力的电动泵,不用消耗发动机本身的动力,而且电动泵是由电子系统控制的,不需要转向时,电动泵关闭,进一步减少能耗,同时通过控制单元分别控制转向装置和助力装置,利用对车速传感器、扭矩传感器等传感器的信息处理,改变转向装置的传动比以及改变电动泵的流量来改变转向助力的力度大小,使得行驶、转向更加灵活、稳定、安全。
本发明装置结构紧凑简单、便于布置,方向盘可调节,适应不用个体差异的驾驶者,改善驾驶环境,提高驾驶安全性,转向控制简单,借助外力,使驾驶者用更少的力就能完成转向,使得驾驶更加轻松、敏捷,运行平稳,控制精度及执行效率高。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明:
图1为本发明一种大马力拖拉机的转向控制装置的结构示意图;
图2为本发明中转向套和底板的连接结构示意图;
图3为本发明中转向套的内部结构示意图;
图4为本发明中控制单元的结构框图;
图5为本发明中偏离检测装置的结构框图;
图6为本发明中转向灯的结构示意图;
图7为本发明中方向盘的结构示意图。
附图标记:1、车架;11、左转向灯;12、右转向灯;2、方向盘;21、软垫;22、圆形刻度尺;23、指针;31、第一固定杆;32、活动气缸;321、弹簧;33、角度调节机构;34、安装架;35、调节电机;36、定位柱;37、转轴;38、调节杆;39、第二固定杆;4、转向拉杆;41、转向套;411、横向滑槽;412、第二滑块;42、第一拉杆;43、第二拉杆;44、左右移动装置;45、移动电机;46、螺杆;5、转向装置;51、第一滑块;6、助力装置;7、控制单元;71、车速传感器;72、扭矩传感器;73、信号放大器;74、分析器;75、控制器;8、底板;81、推动气缸;82、纵向滑槽;83、缓冲层;84、底座;85、伸缩杆;86、支撑部;9、偏离检测装置;91、偏航传感器;92、障碍物距离感应器;93、第一处理器;94、警告器。
具体实施方式
如图1-7所示,为本发明的一种大马力拖拉机的转向控制装置,包括车架1、方向盘2、转向柱、转向拉杆4、转向装置5、助力装置6和控制单元7,方向盘2通过转向柱与转向拉杆4连接,转向装置5和助力装置6均与转向拉杆4连接,转向柱由第一固定杆31、活动气缸32、角度调节机构33和第二固定杆39构成,第一固定杆31的一端通过转向装置5与转向拉杆4连接,第一固定杆31的另一端与活动气缸32连接,活动气缸32的活塞杆与角度调节机构33连接,第二固定杆39分别与角度调节机构33和方向盘2连接。角度调节机构33包括安装架34、调节电机35、定位柱36、转轴37和调节杆38,安装架34与活动气缸32的活塞杆连接,调节电机35固定在安装架34的外侧,调节杆38的一端通过转轴37与定位柱36铰接,调节杆38的另一端与第二固定杆39连接,转轴37的一端与调节电机35的输出轴连接,转轴37的另一端穿过调节杆38和定位柱36与安装架34的内侧面转接。启动调节电机35,调节电机35带动转轴37转动,从而使调节杆38、第二固定杆39以及方向盘2在竖直平面上上下转动,从而实现对方向盘2角度上的调节,调节范围广、调节方便,自动化控制,无需人工手动拆卸安装,且调节机构设置在活动气缸32的上侧,对方向盘2高度的调节不产生干扰。
转向拉杆4由转向套41、第一拉杆42和第二拉杆43构成,转向套41上设有横向滑槽411,转向装置5滑动连接在横向滑槽411内,转向套41内设有左右移动装置44,左右移动装置44包括移动电机45和螺杆46,转向装置5的底面设有第一滑块51,第一滑块51穿过横向滑槽411与螺杆46螺纹连接。移动电机45带动螺杆46转动,从而带动第一滑块51和转向装置5沿着螺杆46左右移动,从而实现对方向盘2左右方向上的位置调节,使其适应驾驶员的位置和使用习惯。
转向套41的下方设有底板8,底板8上设有推动气缸81,推动气缸81与转向套41连接,底板8上还设有纵向滑槽82和转向柱支架,转向套41通过第二滑块412滑动连接在纵向滑槽82上,提高转向套41的移动顺滑性,保持转向套41的直线移动,防止偏离方向,提高移动的准确性和精确度;转向柱支架由底座84、伸缩杆85和支撑部86构成,支撑部86支撑在转向柱的下侧,设置的转向柱支架用来支撑转向柱,提高转向柱的结构稳固性,利用伸缩杆85配合转向柱的角度和高度偏移,使得支撑部86始终与转向柱相抵触;底板8的底面设有缓冲层83,活动气缸32的活塞杆上设有弹簧321,弹簧321分别与活动气缸32和角度调节机构33连接。当车轮的剧烈跳动和遇到坑洼路面导致轮胎出现非自主的转向时,可以通过缓冲层83起到缓冲和吸收震动的作用,同时配合弹簧321的弹性功能,使传递到方向盘2上的震动大大减少,提高行驶的安全性。本发明提供的转向控制装置尺寸调节范围大,通过活动气缸32进行上下方向的控制,通过角度调节机构33进行角度的控制,通过转向套41进行左右方向的控制,通过底板8上的推动气缸81进行前后方向的控制,实现方向盘2各个方向的调节,调节范围广,自动化控制,调节精确、快速,便于驾驶员对方向盘2的掌控,使得驾驶更加得心应手,控制更省力。
控制单元7分别与转向装置5和助力装置6连接。控制单元7包括车速传感器71、扭矩传感器72、信号放大器73、分析器74和控制器75,信号放大器73分别与车速传感器71、扭矩传感器72和分析器74连接,分析器74与控制器75连接,控制器75分别与转向装置5和助力装置6连接。设置的车速传感器71用来检测汽车行驶的车速,设置的扭矩传感器72用来检测方向盘2转动的角度,并将检测到的信息发送到信号放大器73放大,然后信号放大器73将放大的信息发送到分析器74进行分析,分析器74将分析后的结果发送到控制器75,控制器75分别根据车速和方向盘2转矩对转向装置5和助力装置6进行控制。
助力装置6包括电动泵、储油罐和油管,电动泵与控制单元7连接,利用电动泵直接对转向拉杆4施加助力,推动转向拉杆4使车轮转向;采用电子液压助力的电动泵,不用消耗发动机本身的动力,而且电动泵是由电子系统控制的,不需要转向时,电动泵关闭,进一步减少能耗;当车低速行驶时,控制器75根据方向盘2的扭转情况控制转向装置5与驾驶员转动方向盘2的方向相同,且改变转向装置5的传动比,使方向盘2角度比车轮角度大,提高方向盘2的灵活性,减少对转向力的需求;当车高速行驶时,控制器75根据方向盘2的扭转情况控制转向装置5与驾驶员转动方向盘2的方向相反,且改变转向装置5的传动比,使方向盘2角度比车轮角度要小,减少前轮的转动角度,提高转向稳定性。转向装置5包括驱动电机和传动机构,驱动电机与控制单元7连接。当车低速行驶时,控制器75控制助力装置6提供较大的助力,保证方向盘2转动轻盈和灵活;当车高速行驶时,控制器75控制助力装置6提供的较小的助力,以增强行车的安全性和稳定性。通过控制单元7分别控制转向装置5和助力装置6,利用对车速传感器71、扭矩传感器72等传感器的信息处理,改变转向装置5的传动比以及改变电动泵的流量来改变转向助力的力度大小,使得行驶、转向更加灵活、稳定、安全。
还包括偏离检测装置9,偏离检测装置9包括偏航传感器91、障碍物距离感应器92、第一处理器93和警告器94,第一处理器93分别与偏航传感器91、扭矩传感器72、障碍物距离感应器92和警告器94连接。扭矩传感器72检测方向盘2的转动角度,并将该信息发送到第一处理器93,偏航传感器91用来检测车轮实际转动的角度和拖拉机实际的行驶情况,并将该信息发送到第一处理器93,第一处理器93将扭矩传感器72和偏航传感器91检测到的信息进行分析对比,若拖拉机实际的车轮转向和行驶轨迹偏离方向盘2控制的转向差距过大,则第一处理器93控制警告器94发出警告信息,提醒驾驶员进行方向调整或者对车内设施进行检修。障碍物距离感应器92用来感应拖拉机行驶过程中距离其他障碍物的距离,并将该距离发送到第二处理器,第二处理器将该距离进行分析,若距离过近,超出设定范围,则控制警告器94发出警告。
车架1上设有转向灯,转向灯包括左转向灯11、右转向灯12和第二处理器,第二处理器分别与扭矩传感器72、左转向灯11和右转向灯12连接,方向盘2上套设有软垫21,软垫21上标示有圆形刻度尺22,方向盘2的中心处设有指针23。当扭矩传感器72感应到方向盘2发生转动时,将转动信息发送到第二处理器,第二处理器接收扭矩传感器72传来的信息并进行分析,确定该信息为左转信号还是右转信号,然后控制左转向灯11或者右转向灯12亮起,防止驾驶员忘记亮转向灯或者转向灯错误的情况发生,减少安全隐患;方向盘2上的软垫21便于驾驶员握持方向盘2,提高驾驶的舒适度,设置的圆形刻度尺22和指针23,方便驾驶员对方向盘2转向的把握,提高转向精确度。
采用如上所述的一种大马力拖拉机的转向控制装置的控制方法,包括如下步骤:
1)、调节方向盘2的位置:
a、前后调节:根据驾驶者的身材以及驾驶的习惯,启动推动气缸81,推动气缸81推动转向套41沿着纵向滑槽82前后移动,从而实现对方向盘2前后方向上的位置调节,直至方向盘2的前后位置符合驾驶员使用习惯,然后停止推动气缸81的工作,方向盘2即停止前后方向的移动;
b、左右调节:根据驾驶者的身材以及驾驶的习惯,启动移动电机45,移动电机45带动螺杆46转动,从而带动第一滑块51和转向装置5沿着螺杆46左右移动,从而实现对方向盘2左右方向上的位置调节,直至方向盘2的左右位置符合驾驶员的使用习惯,然后停止移动电机45的工作,方向盘2即停止左右方向的移动;
c、高度调节:根据驾驶者的身材以及驾驶的习惯,启动活动气缸32,活动气缸32带动角度调节机构33上下移动,从而实现对方向盘2上下方向上的位置调节,直至方向盘2的上下位置符合驾驶员使用习惯,然后停止活动气缸32的工作,方向盘2即停止上下方向的移动;
d、角度调节:根据驾驶者的身材以及驾驶的习惯,启动调节电机35,调节电机35带动调节杆38以转轴37为圆心转动,从而实现对方向盘2的角度调节,直至方向盘2的角度符合驾驶员使用习惯,然后停止调节气缸的工作,方向盘2即停止角度的转动;
2)方向盘2扭转角度检测:当驾驶员转动方向盘2时,扭矩传感器72检测驾驶员转动方向盘2的扭转角度,并将检测到的角度信息发送到信号放大器73和第二处理器,信号放大器73将信息放大后将信息发送到分析器74;第二处理器将转动信息进行分析,确定该信息为左转信号还是右转信号,然后控制左转向灯11或者右转向灯12亮起,防止驾驶员忘记控制转向灯,实现转向灯的自动点亮,提高驾驶安全性。
3)车速检测:当驾驶员转动方向盘2时,车速传感器71检测当时拖拉机的实际行驶速度,并将检测到的车速发送到信号放大器73,信号放大器73将信息发送到分析器74;
4)转向控制:分析器74将扭矩传感器72和车速传感器71发来的信息进行分析,确定传动比,并将分析的数据发送到控制器75,控制器75控制转向装置5的传动比和传动方向,实现对车轮的转向角度和方向的控制;若拖拉机低速行驶,则控制器75控制转向装置5减小传动比,提高方向盘2的灵活性,减少对转向力的需求,若拖拉机高速行驶,则控制器75控制转向装置5增大传动比,提高转向稳定性;
5)助力控制:分析器74将扭矩传感器72和车速传感器71发来的信息进行分析,确定助力大小,并将分析的数据发送到控制器75,控制器75控制助力装置6的助力大小,实现对车轮转动力的控制;若拖拉机低速行驶,则控制器75控制助力装置6增大对车轮的助力,保证方向盘2转动轻盈和灵活,若拖拉机高速行驶,则控制器75控制助力装置6减少对车轮的助力,增强行车的安全性和稳定性;
6)偏离检测:当方向盘2转向时,扭矩传感器72检测驾驶员转动方向盘2的扭转角度,并将检测到的角度信息发送到第一处理器93,此时偏航传感器91检测车轮实际转动的角度和拖拉机实际的行驶情况,并将该信息发送到第一处理器93,第一处理器93将扭矩传感器72和偏航传感器91检测到的信息进行分析对比,若拖拉机实际的车轮转向和行驶轨迹偏离方向盘2控制的转向差距过大,则第一处理器93控制警告器94发出警告信息,提醒驾驶员进行方向调整或者对车内设施进行检修。
拖拉机在行驶过程中,障碍物距离感应器92将感应到的距离信息发送到第二处理器,当拖拉机距离障碍物的距离出超过标准值时,第二处理器控制警告器94发出警告信息,提醒驾驶员进行调整。
以上仅为本发明的具体实施例,但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础,为解决基本相同的技术问题,实现基本相同的技术效果,所作出的简单变化、等同替换或者修饰等,皆涵盖于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种大马力拖拉机的转向控制装置,包括车架、方向盘、转向柱、转向拉杆、转向装置、助力装置和控制单元,所述方向盘通过所述转向柱与所述转向拉杆连接,所述转向装置和所述助力装置均与所述转向拉杆连接,其特征在于:所述转向柱由第一固定杆、活动气缸、角度调节机构和第二固定杆构成,所述第一固定杆的一端通过所述转向装置与所述转向拉杆连接,所述第一固定杆的另一端与所述活动气缸连接,所述活动气缸的活塞杆与所述角度调节机构连接,所述第二固定杆分别与所述角度调节机构和所述方向盘连接,所述转向拉杆由转向套、第一拉杆和第二拉杆构成,所述转向套上设有横向滑槽,所述转向装置滑动连接在所述横向滑槽内,所述转向套的下方设有底板,所述底板上设有推动气缸,所述推动气缸与所述转向套连接,所述控制单元分别与所述转向装置和所述助力装置连接。
2.根据权利要求1所述的一种大马力拖拉机的转向控制装置,其特征在于:所述控制单元包括车速传感器、扭矩传感器、信号放大器、分析器和控制器,所述信号放大器分别与所述车速传感器、所述扭矩传感器和所述分析器连接,所述分析器与所述控制器连接,所述控制器分别与所述转向装置和所述助力装置连接。
3.根据权利要求1所述的一种大马力拖拉机的转向控制装置,其特征在于:所述角度调节机构包括安装架、调节电机、定位柱、转轴和调节杆,所述安装架与所述活动气缸的活塞杆连接,所述调节电机固定在所述安装架的外侧,所述调节杆的一端通过所述转轴与所述定位柱铰接,所述调节杆的另一端与所述第二固定杆连接,所述转轴的一端与所述调节电机的输出轴连接,所述转轴的另一端穿过所述调节杆和所述定位柱与所述安装架的内侧面转接。
4.根据权利要求1所述的一种大马力拖拉机的转向控制装置,其特征在于:所述转向套内设有左右移动装置,所述左右移动装置包括移动电机和螺杆,所述转向装置的底面设有第一滑块,所述第一滑块穿过所述横向滑槽与所述螺杆螺纹连接。
5.根据权利要求1所述的一种大马力拖拉机的转向控制装置,其特征在于:所述底板上设有纵向滑槽和转向柱支架,所述转向套通过第二滑块滑动连接在所述纵向滑槽上,所述转向柱支架由底座、伸缩杆和支撑部构成,所述支撑部支撑在所述转向柱的下侧,所述底板的底面设有缓冲层,所述活动气缸的活塞杆上设有弹簧,所述弹簧分别与所述活动气缸和所述角度调节机构连接。
6.根据权利要求2所述的一种大马力拖拉机的转向控制装置,其特征在于:还包括偏离检测装置,所述偏离检测装置包括偏航传感器、障碍物距离感应器、第一处理器和警告器,所述第一处理器分别与所述偏航传感器、所述扭矩传感器、所述障碍物距离感应器和所述警告器连接。
7.根据权利要求2所述的一种大马力拖拉机的转向控制装置,其特征在于:所述车架上设有转向灯,所述转向灯包括左转向灯、右转向灯和第二处理器,所述第二处理器分别与所述扭矩传感器、所述左转向灯和所述右转向灯连接,所述方向盘上套设有软垫,所述软垫上标示有圆形刻度尺,所述方向盘的中心处设有指针。
8.采用如权利要求1所述的一种大马力拖拉机的转向控制装置的控制方法,
其特征在于:包括如下步骤:
1)、调节方向盘的位置:
a、前后调节:根据驾驶者的身材以及驾驶的习惯,启动推动气缸,推动气缸推动转向套沿着纵向滑槽前后移动,从而实现对方向盘前后方向上的位置调节,直至方向盘的前后位置符合驾驶员使用习惯,然后停止推动气缸的工作,方向盘即停止前后方向的移动;
b、左右调节:根据驾驶者的身材以及驾驶的习惯,启动移动电机,移动电机带动螺杆转动,从而带动第一滑块和转向装置沿着螺杆左右移动,从而实现对方向盘左右方向上的位置调节,直至方向盘的左右位置符合驾驶员的使用习惯,然后停止移动电机的工作,方向盘即停止左右方向的移动;
c、高度调节:根据驾驶者的身材以及驾驶的习惯,启动活动气缸,活动气缸带动角度调节机构上下移动,从而实现对方向盘上下方向上的位置调节,直至方向盘的上下位置符合驾驶员使用习惯,然后停止活动气缸的工作,方向盘即停止上下方向的移动;
d、角度调节:根据驾驶者的身材以及驾驶的习惯,启动调节电机,调节电机带动调节杆以转轴为圆心转动,从而实现对方向盘的角度调节,直至方向盘的角度符合驾驶员使用习惯,然后停止调节气缸的工作,方向盘即停止角度的转动;
2)方向盘扭转角度检测:当驾驶员转动方向盘时,扭矩传感器检测驾驶员转动方向盘的扭转角度,并将检测到的角度信息发送到信号放大器,信号放大器将信息放大后将信息发送到分析器;
3)车速检测:当驾驶员转动方向盘时,车速传感器检测当时拖拉机的实际行驶速度,并将检测到的车速发送到信号放大器,信号放大器将信息发送到分析器;
4)转向控制:分析器将扭矩传感器和车速传感器发来的信息进行分析,确定传动比,并将分析的数据发送到控制器,控制器控制转向装置的传动比和传动方向,实现对车轮的转向角度和方向的控制;若拖拉机低速行驶,则控制器控制转向装置减小传动比,提高方向盘的灵活性,减少对转向力的需求,若拖拉机高速行驶,则控制器控制转向装置增大传动比,提高转向稳定性;
5)助力控制:分析器将扭矩传感器和车速传感器发来的信息进行分析,确定助力大小,并将分析的数据发送到控制器,控制器控制助力装置的助力大小,实现对车轮转动力的控制;若拖拉机低速行驶,则控制器控制助力装置增大对车轮的助力,保证方向盘转动轻盈和灵活,若拖拉机高速行驶,则控制器控制助力装置减少对车轮的助力,增强行车的安全性和稳定性;
6)偏离检测:当方向盘转向时,扭矩传感器检测驾驶员转动方向盘的扭转角度,并将检测到的角度信息发送到第一处理器,此时偏航传感器检测车轮实际转动的角度和拖拉机实际的行驶情况,并将该信息发送到第一处理器,第一处理器将扭矩传感器和偏航传感器检测到的信息进行分析对比,若拖拉机实际的车轮转向和行驶轨迹偏离方向盘控制的转向差距过大,则第一处理器控制警告器发出警告信息,提醒驾驶员进行方向调整或者对车内设施进行检修。
9.根据权利要求8所述的一种大马力拖拉机的控制方法,其特征在于:步骤2)中,当扭矩传感器检测到方向盘扭转时,将转动信息发送到第二处理器,第二处理器将转动信息进行分析,确定该信息为左转信号还是右转信号,然后控制左转向灯或者右转向灯亮起,防止驾驶员忘记控制转向灯,实现转向灯的自动点亮,提高驾驶安全性。
10.根据权利要求8所述的一种大马力拖拉机的控制方法,其特征在于:拖拉机在行驶过程中,障碍物距离感应器将感应到的距离信息发送到第二处理器,当拖拉机距离障碍物的距离出超过标准值时,第二处理器控制警告器发出警告信息,提醒驾驶员进行调整。
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Denomination of invention: Steering control device and control method of high power tractor

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