CN107521289A - 一种驱动轮姿态可调节的山地拖拉机驱动桥及其调节方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种驱动轮姿态可调节的山地拖拉机驱动桥及其调节方法。该驱动桥可调节驱动轮姿态，使得驱动轮的轴心线的调节为水平。液压泵由拖拉机上的动力驱动，通过三位四通电磁换向阀来控制和驱动液压马达，带动驱动轮转动，使得驱动桥产生驱动力，并且驱动轮可以正转，反转和停止。通过控制器（ECU）采集倾角传感器的驱动轮的倾角信号，进行分析判断和发出指令，通过三位四通电磁换向阀控制液压油缸的活塞杆伸长或缩短，从而对山地拖拉机的驱动轮姿态进行调节，使得驱动轮轴心线与水平线的倾角为0，即驱动轮轴心线为水平状态，提高了山地拖拉机作业时的稳定性和安全性。
Description
技术领域
本发明属于山地拖拉机的驱动桥和驱动轮姿态调节及控制领域，具体涉及一种驱动轮姿态可调节的山地拖拉机驱动桥及调节方法。
背景技术
目前，我国的山区幅员广阔，种植的农作物品种多种多样，有种植旱谷作物的倾斜坡地、也有种植水稻的梯田。田块小而不规则，田块间道路狭窄、坡陡曲折。山地拖拉机的驱动和农业作业时，由于地面坡度的影响，可能会使驱动桥发生倾斜，对于传统的驱动桥，驱动轮也会发生倾斜，这会增加拖拉机发生倾翻的危险，影响到拖拉机行驶和作业的安全。因此，急需设计出一套可以适应坡地的驱动桥和驱动轮姿态可自动调节的装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种驱动轮姿态可调节的山地拖拉机驱动桥及其调节方法，以提高拖拉机行驶稳定性以及坡地作业的安全性，并减少误差，提高调节精度和智能化水平。
为了解决以上技术问题，本发明采用的具体技术方案如下：
一种驱动轮姿态可调节的山地拖拉机驱动桥，其特征在于包括：液压泵、三位四通电磁换向阀Ⅰ、倾角传感器Ⅰ、轮边减速壳体、三位四通电磁换向阀Ⅱ、液压油缸Ⅰ、液压油缸Ⅱ、三位四通电磁换向阀Ⅲ、倾角传感器Ⅱ、轮边减速机构、液压马达Ⅱ、销轴、驱动桥壳体、液压马达Ⅰ、驱动轮、控制器ECU；三位四通电磁换向阀Ⅰ与液压泵通过油管联接，三位四通电磁换向阀Ⅰ的工作油口与液压马达I和液压马达II联接；三位四通电磁换向阀Ⅱ通过管路与液压泵联接，三位四通电磁换向阀Ⅱ的工作油口与液压油缸Ⅰ通过管路联接；三位四通电磁换向阀Ⅲ通过管路与液压泵联接，三位四通电磁换向阀Ⅲ的工作油口与液压油缸II通过管路联接；倾角传感器Ⅰ和倾角传感器Ⅱ安装在两侧的轮边减速壳体上，倾角传感器的安装面与驱动轮轴心线平行。
液压油缸I和液压油缸II一端与驱动桥壳体铰接，另一端分别与两侧的轮边减速壳体铰接。
述轮边减速壳体与驱动桥壳体通过一个回转副铰接联接，所述回转副只可沿驱动桥行驶方向纵向转动。
所述的液压马达I、液压马达II、轮边减速机构固定在轮边减速壳体内，液压马达的动力输出轴与轮边减速机构的输入轴联接；驱动轮与轮边减速机构的输出轴联接；驱动轮的位置和姿态由轮边减速壳体限制。
一种驱动轮姿态可调节的山地拖拉机驱动桥的调节方法,其特征在于包括以下步骤：
步骤一，将所述倾角传感器Ⅰ和倾角传感器Ⅱ的信号线与控制器ECU联接，控制器ECU的信号输出线分别与三位四通电磁换向阀Ⅰ、三位四通电磁换向阀Ⅱ、三位四通电磁换向阀Ⅲ电磁阀控制端子联接；
步骤二，当山地拖拉机在坡地上行驶时，由于行驶地面的坡度可能使车轮发生倾斜，即车轮轴心线相对水平线产生倾斜角；
所述的控制器ECU接收倾角传感器I和倾角传感器II的倾角信号，获得两侧驱动轮轴心线与水平线的倾斜角度，并计算出两侧驱动轮轴心线的角度调节量；
所述的控制器ECU分别向三位四通电磁换向阀Ⅱ、三位四通电磁换向阀Ⅲ发出指令，控制液压油缸Ⅰ和液压油缸Ⅱ的伸长、缩短或静止，使得轮边减速壳体绕驱动桥壳体发转动，最终使得倾角传感器Ⅰ、倾角传感器Ⅱ的倾角信号为0，即山地拖拉机驱动轮的轴心线处于水平，完成对驱动轮姿态的调节，增加拖拉机在坡地上行驶的稳定性和安全性。
本发明具有有益效果。本发明通过采用驱动轮可绕驱动桥壳体沿行驶方向回转的方案，通过电控液压系统调节驱动桥的驱动轮姿态，使得拖拉机在坡地行驶时，驱动轮轴心线调节为水平姿态，有利于整车行驶的稳定性和安全性。
本发明通过采用驱动轮轴心线倾角信号反馈的电控液压技术，从
而使得调节精度高，误差小，智能化水平高。
附图说明
图1是本发明的驱动轮姿态可调节的山地拖拉机驱动桥结构示意图；
图2为本发明是驱动轮姿态可调节的山地拖拉机驱动桥在某类型拖拉机底盘上的布置图；
图3为本发明驱动轮姿态可调节的山地拖拉机驱动桥作为拖拉机后驱动桥的应用原理示意图；
图中1.液压泵；2.三位四通电磁换向阀Ⅰ；3.倾角传感器Ⅰ4.轮边减速壳体；5.三位四通电磁换向阀Ⅱ6.液压油缸Ⅰ7.液压油缸Ⅱ8.三位四通电磁换向阀Ⅲ9.倾角传感器Ⅱ10.轮边减速机构 11.液压马达Ⅱ12.销轴 13.驱动桥壳体 14.液压马达Ⅰ15.驱动轮；16.控制器ECU；17.发动机；18.前驱动桥 19.前车架 20.回转销轴 21.转向油缸 22.后车架23.后驱动桥。
具体实施方式
本发明提出一种驱动轮姿态可调节的山地拖拉机驱动桥及调节方法，设计了一种山地拖拉机驱动轮姿态的调节装置和调节方法。下面结合附图，通过用于某种山地拖拉机的具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于此。
图1为驱动轮姿态可调节的山地拖拉机驱动桥的结构图，该装置可进行山地拖拉机驱动轮的姿态调节，使得拖拉机在坡地上行驶时驱动轮的轴心线处于水平状态。该装置工作时，液压泵1由拖拉机底盘上的动力驱动，液压泵1通过管路与三位四通电磁换向阀Ⅰ2联接，三位四通电磁换向阀Ⅰ2的工作油口分别接在液压马达I 14和液压马达Ⅱ11两侧的油口联接；通过控制三位四通电磁换向阀Ⅰ3可控制液压马达I 14和液压马达Ⅱ11的正转、反转和停止，液压马达I14和液压马达II 11通过轮边减速机构10驱动拖拉机驱动轮15的前进、倒退和停止。山地拖拉机在坡地上横向行驶时，由于坡地的倾斜角，驱动轮15的轴心线相对水平线产生倾斜角度，倾角传感器I 3和倾角传感器II 9通过两侧轮边减速壳体4的姿态变化检测到两侧驱动轮15的倾角信号,控制器16采集倾角传感器I 3和倾角传感器II 9的倾角信号，根据算法计算出两侧驱动轮轴心线的角度调节量，对驱动轮15轴心线进行闭环反馈控制，向三位四通电磁换向阀5和8发出指令，调整其工作位置，控制液压油缸6和7静止、伸长或者缩短，调节液压油缸6和液压油缸7的长度，使得轮边减速壳体4相对驱动桥壳体13相对回转，直到倾角传感器I的倾角θ1和倾角传感器II倾角θ2为0，使该山地拖拉机两侧的驱动轮轴心线处于水平状态。
应用案例
本发明所述一种驱动轮姿态可调节的山地拖拉机驱动桥及调节方法应用案例。
一种驱动轮姿态可调节的山地拖拉机驱动桥及调节方法应用
图2和图3为具体应用案例实施图。
图2是驱动轮姿态可调节的山地拖拉机驱动桥在某类型拖拉机底盘上的布置图。该类型山地拖拉机为折腰转向拖拉机，其前驱动桥和后驱动桥结构一样，因此，前驱动桥和后驱动桥都可采用本发明所述驱动轮姿态可调节的山地拖拉机驱动桥。如图2所示，前驱动桥18通过驱动桥壳体与前车架19固定联接，后驱动桥23通过驱动桥壳体与后车架22固定联接，前车架19与后车架22通过回转销轴20铰接，因此，该拖拉机的转向可通过转向液压油缸21的调节来实现。发动机17安装在前车架19上，液压泵1直接由发动机17的动力输出轴驱动。由于该拖拉机的前驱动桥18和后驱动桥23结构一样，都采用本发明所述的驱动轮姿态可调节的山地拖拉机驱动桥，因此，仅以后驱动桥23来说明在该拖拉机上的应用。
图3是应用案例中驱动轮姿态可调节的山地拖拉机驱动桥作为拖拉机后驱动桥的应用原理示意图。
如图3所示，拖拉机在坡地行驶时，液压泵1由拖拉机发动机17驱动，液压泵1通过管路与三位四通电磁换向阀Ⅰ2联接，三位四通电磁换向阀Ⅰ2的工作油口分别接在液压马达I 14和液压马达Ⅱ11两侧的油口联接；通过控制三位四通电磁换向阀Ⅰ3可控制液压马达I14和液压马达Ⅱ11的正转、反转和停止，液压马达I 14和液压马达II 11通过轮边减速机构10驱动拖拉机驱动轮15的前进、倒退和停止。由于坡地的倾斜角，驱动轮15轴心线相对水平线产生倾斜角度，倾角传感器I 3和倾角传感器II 9检测到两侧驱动轮15的倾角信号,控制器16采集倾角传感器I 3和倾角传感器II 9的倾角信号，根据算法计算出两侧驱动轮轴心线的角度调节量，对驱动轮15轴心线进行闭环反馈控制，向三位四通电磁换向阀5和8发出指令，调整其工作位置，控制液压油缸6和7静止、伸长或者缩短，调节液压油缸6和液压油缸7的长度，使得轮边减速壳体4相对驱动桥壳体13相对回转，直到倾角传感器I的倾角θ1和倾角传感器II倾角θ2为0，使该山地拖拉机的驱动轮轴心线处于水平状态，完成了后驱动桥23中的驱动轮15姿态的调节，增加了拖拉机在坡地行驶的稳定性和安全性。
应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种驱动轮姿态可调节的山地拖拉机驱动桥，其特征在于包括：液压泵、三位四通电磁换向阀Ⅰ、倾角传感器Ⅰ、轮边减速壳体、三位四通电磁换向阀Ⅱ、液压油缸Ⅰ、液压油缸Ⅱ、三位四通电磁换向阀Ⅲ、倾角传感器Ⅱ、轮边减速机构、液压马达Ⅱ、 销轴 、驱动桥壳体 、液压马达Ⅰ、驱动轮 、控制器ECU；三位四通电磁换向阀Ⅰ与液压泵通过油管联接，所述三位四通电磁换向阀Ⅰ的工作油口与液压马达I和液压马达II联接；三位四通电磁换向阀Ⅱ通过管路与液压泵联接，所述三位四通换向阀II 的工作油口与液压油缸Ⅰ通过管路联接；三位四通电磁换向阀Ⅲ通过管路与液压泵联接，所述三位四通换向阀III的工作油口与液压油缸II通过管路联接；倾角传感器Ⅰ和倾角传感器Ⅱ安装在两侧的轮边减速壳体上，倾角传感器的安装面与驱动轮轴心线平行。
2.根据权利要求1所述的一种驱动轮姿态可调节的山地拖拉机驱动桥，其特征在于：液压油缸I和液压油缸II一端与驱动桥壳体铰接，另一端分别与两侧的轮边减速壳体铰接。
3.根据权利要求1所述的一种驱动轮姿态可调节的山地拖拉机驱动桥，其特征在于：所述轮边减速壳体与驱动桥壳体通过一个回转副铰接联接，所述回转副只可沿驱动桥行驶方向纵向转动。
4.根据权利要求1所述的一种驱动轮姿态可调节的山地拖拉机驱动桥，其特征在于：所述的液压马达I、液压马达II、轮边减速机构固定在轮边减速壳体内，液压马达的动力输出轴与轮边减速机构的输入轴联接；驱动轮与轮边减速机构的输出轴联接；驱动轮的位置和姿态由轮边减速壳体限制。
5.根据权利要求1-4所述的一种驱动轮姿态可调节的山地拖拉机驱动桥的调节方法,其特征在于包括以下步骤：
步骤一，将所述倾角传感器Ⅰ和倾角传感器Ⅱ的信号线与控制器ECU联接，控制器ECU的信号输出线分别与三位四通电磁换向阀Ⅰ、三位四通电磁换向阀Ⅱ、三位四通电磁换向阀Ⅲ电磁阀控制端子联接；
步骤二，当山地拖拉机在坡地上行驶时，由于行驶地面的坡度可能使车轮发生倾斜，即车轮轴心线相对水平线产生倾斜角；
所述的控制器ECU接收倾角传感器I和倾角传感器II的倾角信号，获得两侧驱动轮轴心线与水平线的倾斜角度，并计算出两侧驱动轮轴心线的角度调节量；
所述的控制器ECU分别向三位四通电磁换向阀Ⅱ、三位四通电磁换向阀Ⅲ发出指令，控制液压油缸Ⅰ和液压油缸Ⅱ的伸长、缩短或静止，使得倾角传感器Ⅰ、倾角传感器Ⅱ的倾角信号为0，即山地拖拉机驱动轮的轴心线处于水平，完成对驱动轮姿态的调节，增加拖拉机在坡地上行驶的稳定性和安全性。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Han Jiangyi Inventor after: Shang Gaogao Inventor after: Xia Changgao Inventor after: Chen Peng Inventor after: Gao Xiang Inventor before: Shang Gaogao Inventor before: Xia Changgao Inventor before: Chen Peng Inventor before: Han Jiangyi Inventor before: Gao Xiang |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |