CN107662639A - 拖拉机液压转向系统 - Google Patents

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张平平
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Abstract

本发明公开了拖拉机智能化液压转向系统，包括油箱、转向液压泵、转向器和转向执行部，其中，油箱、转向液压泵、转向器和转向执行部之间依次通过油管相连，油箱与转向执行部之间设有控制系统和电磁阀，通过控制系统操控电磁阀的开闭，实现自动转向功能；采用本技术方案，减轻人工操作负担，同时不影响拖拉机常规转向工作，保证农业正常生产，节约生产成本，提高工作效率。

Description

拖拉机液压转向系统
技术领域
本发明属于液压机械领域，更具体地说，本发明涉及拖拉机智能化液压转向系统。
背景技术
随着经济的发展，科技生产水平不断提高，利用自动化机械代替人工操作成为一种发展趋势，我国作为人口大国，粮食的生产是举足轻重的大事，目前农业生产的常规机械有拖拉机、收割机等，每年收获季节需要大量的人力短时间迅速收割产物，这种情况会导致劳动力资源短缺、收割不完全等现象，同时也不利于精细农业和现代化农业发展。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供控制精密的拖拉机智能化液压转向系统。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为拖拉机智能化液压转向系统，包括油箱、转向液压泵、转向器和转向执行部，其中，油箱、转向液压泵、转向器和转向执行部之间依次通过油管相连，油箱与转向执行部之间设有控制机构和转向控制子系统，转向控制子系统中的控制端通过控制机构连接于转向执行部，以输出不同的控制信号控制转向执行部中转向前轮的左右扭动，油箱、转向液压泵、转向器和转向执行部之间的连接油管分别设有转向电磁阀，转向电磁阀中设有自动控制端，控制机构通过导线转向电磁阀中的自动控制端，以输出不同的电压信号控制转向电磁阀的开闭。
本发明公开的拖拉机智能化液压转向系统，所述转向器和转向执行部之间的输入油管设有第一转向电磁阀，转向器和转向执行部之间的输出油管设有第二转向电磁阀，转向器和油箱之间的连接油管设有第三转向电磁阀。
本发明公开的拖拉机智能化液压转向系统，所述控制机构分为控制部和控制系统，其中，控制部包括比例阀、三位四通电磁阀和溢流阀、比例阀和三位四通电磁阀之间为串联，三位四通电磁阀分别设有第一控制端、第二控制端和第三控制端，三位四通电磁阀中的第一控制端、第二控制端和第三控制端通过导线分别依次连接于第一转向电磁阀、第二转向电磁阀和第三转向电磁阀，溢流阀并联于比例阀和三位四通电磁阀。
本发明公开的拖拉机智能化液压转向系统，所述转向器包括转向器本体和方向盘，方向盘通过转向轴连接于转向器本体中，转向器本体的输入通过油管连接于油箱，转向器本体的输出端通过油管连接于转向执行部。
本发明公开的拖拉机智能化液压转向系统，所述转向执行部包括转向油缸和转向前轮，转向油缸中设有活塞杆，转向油缸通过活塞杆端部连接于转向前轮轴心，转向油缸通过油管连接于转向器。
本发明公开的拖拉机智能化液压转向系统，所述转向控制子系统包括转向信号输入模块、总线控制器、中控模块、A/D转换模块、开关模块和人机交互模块，转向信号输入模块被配置成并连接于中控模块的输入端，中控模块设有第一模块控制端、第二模块控制端和第三模块控制端，其中，第一模块控制端通过A/D转换模块连接于控制机构中的比例阀，以输出不同的电信号控制比例阀的输出，第二模块控制端连接于人机交互模块，第三模块控制端连接于开关模块，中控模块通过总线控制器连接于控制机构。
本发明公开的拖拉机智能化液压转向系统，所述转向信号输入模块包括角度传感器和角速度传感器，角度传感器和角速度传感器根据外界不同的转角情况转化为电信号传递于中控模块。
本发明公开的拖拉机智能化液压转向系统，所述人机交互模块包括显示器、按键，按键连接于中控模块的控制输入口，以输入不同的控制信号，中控模块的控制输出口连接于显示器，输出不同的电压信号控制显示器的显示值。
本发明公开的拖拉机智能化液压转向系统，所述中控模块可以采用型号为LMS8962的内核微处理器。
采用本技术方案，利用三位四通电磁阀和比例阀相配合，实现液压转向机构的比例控制，并且电磁阀可以切换为手动操作，从而不仅可以因地实现自动转向控制，而且必要时可以人工控制转向，减轻人工操作负担，同时不影响拖拉机常规转向工作，又通过系统模块化控制液压转向机构，更加精密地把控拖拉机在转向过程中的角度和与之相应的转角速度，从而避免由于误差而产生的操作失误，利用总线控制器实现控制系统与控制机构之间的反馈控制，及时地将外界信息传递于中控系统，从而做出适时合理的预判，做到及时有效地处理突发状况，不仅保证农业正常生产，同时减少人力资源投入，节约生产成本，提高工作效率。
以下将结合附图和实施例，对本发明进行较为详细的说明。
附图说明
下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明一种拖拉机智能化液压转向系统中的控制机构的示意图；
图2为本发明一种拖拉机智能化液压转向系统中的转向控制子系统的硬件实现框图；
图3为本发明一种拖拉机智能化液压转向系统中的转向电磁阀局部放大图。
图中标记为：1、油箱；2、转向器本体；3、方向盘；4、转向油缸；5、转向前轮；6、三位四通电磁阀；7、比例阀；8、溢流阀；9、第一转向电磁阀；10、第二转向电磁阀；11、第三转向电磁阀；12、转向电磁阀自动控制端。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
图1为本发明一种拖拉机智能化液压转向系统中的控制机构的示意图，图3为本发明一种拖拉机智能化液压转向系统中的转向电磁阀局部放大图，如图所示的拖拉机智能化液压转向系统，包括油箱1、转向液压泵、转向器和转向执行部，其中，油箱1、转向液压泵、转向器和转向执行部之间依次通过油管相连，油箱与转向执行部之间设有控制机构和转向控制子系统，转向控制子系统中的控制端通过控制机构连接于转向执行部，以输出不同的控制信号控制转向执行部中转向前轮的左右扭动，油箱1、转向液压泵、转向器和转向执行部之间的连接油管分别设有转向电磁阀，转向电磁阀中设有自动控制端12，控制机构通过导线转向电磁阀中的自动控制端12，以输出不同的电压信号控制转向电磁阀的开闭，转向器和转向执行部之间的输入油管设有第一转向电磁阀9，转向器和转向执行部之间的输出油管设有第二转向电磁阀10，转向器和油箱1之间的连接油管设有第三转向电磁阀11，控制机构分为控制部和控制系统，其中，控制部包括比例阀7、三位四通电磁阀6和溢流阀8、比例阀7和三位四通电磁阀6之间为串联，三位四通电磁阀6分别设有第一控制端、第二控制端和第三控制端，三位四通电磁阀中的第一控制端、第二控制端和第三控制端通过导线分别依次连接于第一转向电磁阀9、第二转向电磁阀10和第三转向电磁阀11，溢流阀8并联于比例阀7和三位四通电磁阀6，转向器包括转向器本体2和方向盘3，方向盘3通过转向轴连接于转向器本体2中，转向器本体2的输入通过油管连接于油箱1，转向器本体2的输出端通过油管连接于转向执行部，转向执行部包括转向油缸4和转向前轮5，转向油缸4中设有活塞杆，转向油缸4通过活塞杆端部连接于转向前轮5轴心，转向油缸4通过油管连接于转向器；通过三位四通电磁阀6控制油路和流量，可以对系统的流量情况进行清晰的把控，同时在比例阀7的控制下，更精准的把控压力油的流量，从而节约生产成本。
图2为本发明一种拖拉机智能化液压转向系统中的转向控制子系统的硬件实现框图，如图所示的转向控制子系统包括转向信号输入模块、总线控制器、中控模块、A/D转换模块、开关模块和人机交互模块，转向信号输入模块被配置成并连接于中控模块的输入端，中控模块设有第一模块控制端、第二模块控制端和第三模块控制端，其中，第一模块控制端通过A/D转换模块连接于控制机构中的比例阀，以输出不同的电信号控制比例阀的输出，第二模块控制端连接于人机交互模块，第三模块控制端连接于开关模块，中控模块通过总线控制器连接于控制机构，转向信号输入模块包括角度传感器和角速度传感器，角度传感器和角速度传感器根据外界不同的转角情况转化为电信号传递于中控模块，人机交互模块包括显示器、按键，按键连接于中控模块的控制输入口，以输入不同的控制信号，中控模块的控制输出口连接于显示器，输出不同的电压信号控制显示器的显示值，中控模块可以采用型号为LMS8962的内核微处理器；其中，角度传感器可以使用非接触式的磁阻效应传感器(例如KMA199)，根据磁阻情况判断转角大小，总线控制器主要是为了让拖拉机可以结合导航系统，而加入的通讯系统，以CAN总线控制器作为导航控制网络效果理想，主控模块所采用的处理器要求具有运算功能强大、低功耗的特点，需要在拖拉机系统自动工作过程中，读取传感器传输的输入信息并将其存入SD卡内，再通过导航系统发出工作指令控制转向液压机构工作，因此，选用型号为LMS8962的芯片作为CPU。
采用本技术方案，利用三位四通电磁阀和比例阀相配合，实现液压转向机构的比例控制，并且电磁阀可以切换为手动操作，从而不仅可以因地实现自动转向控制，而且必要时可以人工控制转向，减轻人工操作负担，同时不影响拖拉机常规转向工作，又通过系统模块化控制液压转向机构，更加精密地把控拖拉机在转向过程中的角度和与之相应的转角速度，从而避免由于误差而产生的操作失误，利用总线控制器实现控制系统与控制机构之间的反馈控制，及时地将外界信息传递于中控系统，从而做出适时合理的预判，做到及时有效地处理突发状况，不仅保证农业正常生产，同时减少人力资源投入，节约生产成本，提高工作效率。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.拖拉机智能化液压转向系统，包括油箱、转向液压泵、转向器和转向执行部，其中，油箱、转向液压泵、转向器和转向执行部之间依次通过油管相连，其特征在于：所述油箱与转向执行部之间设有控制机构和转向控制子系统，转向控制子系统中的控制端通过控制机构连接于转向执行部，以输出不同的控制信号控制转向执行部中转向前轮的左右扭动，油箱、转向液压泵、转向器和转向执行部之间的连接油管分别设有转向电磁阀，转向电磁阀中设有自动控制端，控制机构通过导线转向电磁阀中的自动控制端，以输出不同的电压信号控制转向电磁阀的开闭。
2.按照权利要求1所述的拖拉机智能化液压转向系统，其特征在于：所述转向器和转向执行部之间的输入油管设有第一转向电磁阀，转向器和转向执行部之间的输出油管设有第二转向电磁阀，转向器和油箱之间的连接油管设有第三转向电磁阀。
3.按照权利要求2所述的拖拉机智能化液压转向系统，其特征在于：所述控制机构分为控制部和控制系统，其中，控制部包括比例阀、三位四通电磁阀和溢流阀、比例阀和三位四通电磁阀之间为串联，三位四通电磁阀分别设有第一控制端、第二控制端和第三控制端，三位四通电磁阀中的第一控制端、第二控制端和第三控制端通过导线分别依次连接于第一转向电磁阀、第二转向电磁阀和第三转向电磁阀，溢流阀并联于比例阀和三位四通电磁阀。
4.按照权利要求1所述的拖拉机智能化液压转向系统，其特征在于：所述转向器包括转向器本体和方向盘，方向盘通过转向轴连接于转向器本体中，转向器本体的输入通过油管连接于油箱，转向器本体的输出端通过油管连接于转向执行部。
5.按照权利要求1所述的拖拉机智能化液压转向系统，其特征在于：所述转向执行部包括转向油缸和转向前轮，转向油缸中设有活塞杆，转向油缸通过活塞杆端部连接于转向前轮轴心，转向油缸通过油管连接于转向器。
6.按照权利要求3所述的拖拉机智能化液压转向系统，其特征在于：所述转向控制子系统包括转向信号输入模块、总线控制器、中控模块、A/D转换模块、开关模块和人机交互模块，转向信号输入模块被配置成并连接于中控模块的输入端，中控模块设有第一模块控制端、第二模块控制端和第三模块控制端，其中，第一模块控制端通过A/D转换模块连接于控制机构中的比例阀，以输出不同的电信号控制比例阀的输出，第二模块控制端连接于人机交互模块，第三模块控制端连接于开关模块，中控模块通过总线控制器连接于控制机构。
7.按照权利要求6所述的拖拉机智能化液压转向系统，其特征在于：所述转向信号输入模块包括角度传感器和角速度传感器，角度传感器和角速度传感器根据外界不同的转角情况转化为电信号传递于中控模块。
8.按照权利要求6所述的拖拉机智能化液压转向系统，其特征在于：所述人机交互模块包括显示器、按键，按键连接于中控模块的控制输入口，以输入不同的控制信号，中控模块的控制输出口连接于显示器，输出不同的电压信号控制显示器的显示值。
9.按照权利要求6所述的拖拉机智能化液压转向系统，其特征在于：所述中控模块可以采用型号为LMS8962的内核微处理器。
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