CN107710935A - 基于自适应的丘陵山地拖拉机农具悬挂机构及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于自适应的丘陵山地拖拉机农具悬挂机构及方法，它解决了现有技术中丘陵地段农具高度无法与耕地实现自适应的问题，具有实现农具深位移调整和力调节，响应速度快的有益效果，其方案如下：测距仪，设于拖拉机农具连接件，以测定农具连接件与地面之间的距离变化信息；螺纹套筒，设于农具连接件，螺纹套筒内设置由动力源带动的丝杠；控制器，控制器与测距仪、丝杠的动力源分别单独连接，测距仪将拖拉机与地面的距离信息传送给控制器，控制器控制丝杠动作，当测距仪检测到距离变小时，控制器控制丝杠旋转，抬高螺纹套筒，反之，控制器控制丝杠反向旋转。

Description

基于自适应的丘陵山地拖拉机农具悬挂机构及方法

技术领域

本发明涉及农业机械相关领域，尤其涉及基于自适应的丘陵山地拖拉机农具悬挂机构及方法。

背景技术

我国是一个多山地丘陵耕地的国家，随着拖拉机在智能、轻量化方向发展的趋势，拖拉机是实现农业机械化和现代化的重要动力机器。在过去的十年里，较多的农业机械，如播种机、玉米收获机等都在丘陵地段进行使用，但丘陵地形是由各种岩类组成的坡面组合体，起伏不大，坡度较缓，地面崎岖不平，这样带农具的拖拉机或者农业机械在丘陵地段工作时，一排农具中相邻两个农具所接触的耕地就是不同的，而且，因为丘陵地面的特殊性，农具每前进一段距离，耕地坡度就发生了变化，而现有技术中农具是直接钢性或者液压悬挂固定在拖拉机尾部，液压悬挂提升杆设置的目的只是为了抬高或降低农具，这个是人为调节的，无法自动调节，通过驾驶员人为控制液压响应，在农具走完坡道后，液压提升杆还没得到及时调节，响应速度慢，无法获得更低坡度的变化，而且液压杆的使用，容易产生泄露，如果液压阀出现问题，会造成姿态调整完成后即使到了平地也不能完全恢复，因此现有技术无法对各个农具的高度进行适应性调整，使得耕地深度不统一，若是播种机械的话，则因耕种深度不同，造成种子成活率低。

因此，需要有基于自适应的丘陵山地拖拉机农具悬挂机构。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了基于自适应的丘陵山地拖拉机农具悬挂机构，与传统的拖拉机液压悬架系统相比，该系统根据对距离信号的采集，采用电子控制技术实现农具适应地形的姿态调整，以及深位移调整和力调节，响应速度快。

基于自适应的丘陵山地拖拉机农具悬挂机构的具体方案如下：

基于自适应的丘陵山地拖拉机农具悬挂机构，包括：

测距仪，设于拖拉机农具连接件，以测定农具连接件与地面之间的距离变化信息；

螺纹套筒，内有螺纹，设于农具连接件，螺纹套筒内设置由动力源带动的丝杠；

控制器，控制器与测距仪、丝杠的动力源分别单独连接，测距仪将拖拉机与地面的距离信息传送给控制器，控制器控制丝杠动作，当测距仪检测到距离变小时，控制器控制丝杠旋转，抬高螺纹套筒，反之，控制器控制丝杠反向旋转。

该悬挂机构中，为了减少地形变化造成耕深不恒定带来的阻力变化，测距仪获得拖拉机农具连接件距离地面的变化，并将信号传递给控制器，控制器根据信号控制丝杠的动作，从而控制螺纹套筒的动作，因螺纹套筒与农具连接件连接，就可以实现对农具姿态的调整，响应速度快，实现根据农具所处耕地坡度的变化，而保证农具的在耕地内的耕种深度一致。

进一步地，所述丝杠的动力源为电机。

进一步地，所述测距仪为激光测距仪，以快速获得农具连接件与耕地的距离信息变化。

此外，为了进一步快速获得拖拉机的行走坡度变化，在拖拉机车体下表面还设有测距仪。

进一步地，所述农具连接件包括与拖拉机固连的提升臂，和与农具连接的提升杆，通过提升臂调整提升杆的高度，所述螺纹套筒设于提升杆，可以设于提升杆的顶部，提升杆为农具连接件。

相应，丝杠和螺纹套筒有两个，螺纹套筒倾斜设置，这样只需要调整螺纹套筒的高度就可以实现挂在后边任何农机具的姿态调整。

进一步地，所述螺纹套筒设于提升杆内，或提升杆设有螺纹以形成螺纹套筒。

进一步地，所述丝杠设于提升臂底部，丝杠与提升臂通过轴承连接。

进一步地，因为农具连接件是连接农具与拖拉机的连接件，拖拉机对农具产生有牵引力，因此，该机构还包括牵引力传感器，牵引力传感器设于农具连接件，且牵引力传感器与控制器连接，这样控制器通过距离传感器和力传感器的反馈，调整丝杠的动作，若力传感器检测到力变大，(阻力变大一是遇到坡道更深变大第二是地质变硬)说明遇到比较高的坡道，阻力在变大，控制器控制液压缸提升农具的高度，减小耕深，同时，降低行驶的阻力。

为了克服现有技术的不足，本发明还提供了基于自适应的丘陵山地拖拉机农具悬挂机构，包括：

测距仪，设于拖拉机农具连接件，以测定农具连接件与地面之间的距离变化信息；

连接部件，包括三组连接件，其中第一连接件连接拖拉机与农具的中部，第三连接件与第二连接件组成一对，组成的两对分别设于第一连接件的两侧，第二连接件包括与拖拉机固连的第三连杆，第三连杆与螺纹套筒内的丝杠连接，螺纹套筒底部通过第四连杆与第三连接件连接；

控制器，控制器与测距仪、丝杠的动力源分别单独连接，测距仪将拖拉机与地面的距离信息传送给控制器，控制器控制丝杠动作，当测距仪检测到距离变小时，控制器控制丝杠旋转，抬高螺纹套筒，反之，控制器控制丝杠反向旋转，保持犁具与地面的距离恒定。

一种山地丘陵拖拉机用农具悬挂方法，采用所述的基于自适应的丘陵山地拖拉机农具悬挂机构，当测距仪检测到拖拉机与地面之间距离变小时，控制器控制丝杠旋转，抬高螺纹套筒，反之，控制器控制丝杠反向旋转，保持犁具与地面的距离恒定。

为了克服现有技术的不足，本发明还提供了一种农业机械用悬挂机构，包括：

测距仪，设于农业机械下表面；

螺纹套筒，设于农具连接件，螺纹套筒内设置由动力源带动的丝杠；

控制器，控制器与测距仪、丝杠的动力源分别单独连接，测距仪将拖拉机与地面的距离信息传送给控制器，控制器控制丝杠动作，当测距仪检测到距离变小时，控制器控制丝杠旋转，抬高螺纹套筒，反之，控制器控制丝杠反向旋转。

该悬挂机构可应用于播种机等农业机械。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明根据对距离信号、力信号的采集，在不考虑发动机功率前提下，用电子控制技术实现农具深位移调整和力调节，响应速度快，是一种节能优化策略。

(2)本发明通过丝杠与电机的控制，可有效保证对农具耕地深度的调整，保证整个丘陵地段耕种深度的一致性，实现农具如犁与地形的自适应调整，进而保证种子成活率等。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本发明机构的示意图一；

图2为本发明机构的示意图二；

图中：1.螺纹套筒，2.电机，3.农具，4.提升臂，5.拖拉机，6.丝杠，7.激光测距仪，8.第三连接件，9.第一连接件，10.提升杆。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了基于自适应的丘陵山地拖拉机农具悬挂机构。

本申请的一种典型的实施方式中，如图2所示，基于自适应的丘陵山地拖拉机农具悬挂机构，包括测距仪，设于拖拉机农具连接件，以测定农具连接件与地面之间的距离变化信息；

螺纹套筒1，设于农具连接件，螺纹套筒1内设置由动力源带动的丝杠6；

控制器，控制器与测距仪、丝杠6的动力源分别单独连接，测距仪将拖拉机与地面的距离信息传送给控制器，控制器控制丝杠6动作，当测距仪检测到距离变小时，控制器控制丝杠6旋转，抬高螺纹套筒1，反之，控制器控制丝杠6反向旋转。

该悬挂机构中，测距仪获得拖拉机农具连接件距离地面的变化，并将信号传递给控制器，控制器根据信号控制丝杠的动作，从而控制螺纹套筒1的动作，因螺纹套筒1与农具连接件连接，就可以实现对农具高度的调整，响应速度快，实现根据农具所处耕地坡度的变化，而保证农具的在耕地内的耕种深度一致。

所述丝杠6的动力源为电机2，电机为步进电机，且电机同样设于螺纹套筒内，但不与螺纹套筒发生接触。

所述测距仪为激光测距仪7，以快速获得农具连接件与耕地的距离信息变化。

此外，为了进一步快速获得拖拉机的行走坡度变化，在拖拉机5车体下表面还设有测距仪。

所述农具连接件包括与拖拉机固连的提升臂，和与农具3连接的提升杆，通过提升臂4调整提升杆10的高度，所述螺纹套筒1设于提升杆10，可以设于提升杆10的顶部，提升杆10为农具连接件。

相应，丝杠6和螺纹套筒1有两个，螺纹套筒1倾斜设置，这样只需要调整螺纹套筒1的高度就可以实现挂在后边任何农机具的姿态调整。

所述螺纹套筒设于提升杆内，或者设于提升杆10顶部，或提升杆设有螺纹以形成螺纹套筒。

所述丝杠设于提升臂底部，丝杠与提升臂通过轴承连接。

因为农具连接件是连接农具与拖拉机的连接件，拖拉机对农具产生有牵引力，因此，该机构还包括牵引力传感器，牵引力传感器设于农具连接件如第三连接件8，或者设于第三连接件与农具的连接点处，以提高测量的准确性，且牵引力传感器与控制器(可编程PLC控制器)连接，这样控制器通过距离传感器和力传感器的反馈，调整丝杠的动作，若力传感器检测到力变大，说明遇到比较高的坡道，阻力在变大，控制器控制丝杠旋转，提高农具的高度，反之，则降低农具的高度。

其中，农具连接件，包括三组连接件，其中第一连接件9、第三连接件8各自连接拖拉机5与农具3，第三连接件8与第二连接件组成一对，组成的两对分别设于第一连接件9的两侧，第二连接件包括与拖拉机5固连的提升臂4，提升臂4与螺纹套筒1内的丝杠连接，螺纹套筒1底部通过提升杆10与第三连接件8连接。

一种山地丘陵拖拉机用农具悬挂方法，采用所述的基于自适应的丘陵山地拖拉机农具悬挂机构。

为了克服现有技术的不足，本发明还提供了一种农业机械用悬挂机构，如图2所示，该图所示的拖拉机不同于图1所示的拖拉机结构，包括：

测距仪，设于农业机械下表面；

螺纹套筒，设于农具连接件，螺纹套筒内设置由动力源带动的丝杠；

控制器，控制器与测距仪、丝杠的动力源分别单独连接，测距仪将拖拉机与地面的距离信息传送给控制器，控制器控制丝杠动作，当测距仪检测到距离变小时，控制器控制丝杠旋转，抬高螺纹套筒，反之，控制器控制丝杠反向旋转。

该悬挂机构可应用于播种机等农业机械。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.基于自适应的丘陵山地拖拉机农具悬挂机构，其特征在于，包括：

测距仪，设于拖拉机农具连接件，以测定农具连接件与地面之间的距离变化信息；

螺纹套筒，设于农具连接件，螺纹套筒内设置由动力源带动的丝杠；

控制器，控制器与测距仪、丝杠的动力源分别单独连接，测距仪将拖拉机与地面的距离信息传送给控制器，控制器控制丝杠动作，当测距仪检测到距离变小时，控制器控制丝杠旋转，抬高螺纹套筒，反之，控制器控制丝杠反向旋转。

2.根据权利要求1所述的基于自适应的丘陵山地拖拉机农具悬挂机构，其特征在于，所述丝杠的动力源为电机；

所述测距仪为激光测距仪。

3.根据权利要求1所述的基于自适应的丘陵山地拖拉机农具悬挂机构，其特征在于，在拖拉机车体下表面还设有测距仪。

4.根据权利要求1所述的基于自适应的丘陵山地拖拉机农具悬挂机构，其特征在于，所述农具连接件包括与拖拉机固连的提升臂，和与农具连接的提升杆。

5.根据权利要求4所述的基于自适应的丘陵山地拖拉机农具悬挂机构，其特征在于，所述丝杠设于提升臂底部。

6.根据权利要求4所述的基于自适应的丘陵山地拖拉机农具悬挂机构，其特征在于，所述螺纹套筒设于提升杆，提升杆为农具连接件。

7.根据权利要求1所述的基于自适应的丘陵山地拖拉机农具悬挂机构，其特征在于，还包括牵引力传感器，牵引力传感器设于农具连接件，且牵引力传感器与控制器连接。

8.一种山地丘陵拖拉机用农具悬挂方法，其特征在于，采用根据权利要求1-8中任一项所述的基于自适应的丘陵山地拖拉机农具悬挂机构。

9.一种农业机械用悬挂机构，其特征在于，包括：

测距仪，设于农业机械下表面；

螺纹套筒，设于农具连接件，螺纹套筒内设置由动力源带动的丝杠；

控制器，控制器与测距仪、丝杠的动力源分别单独连接，测距仪将拖拉机与地面的距离信息传送给控制器，控制器控制丝杠动作，当测距仪检测到距离变小时，控制器控制丝杠旋转，抬高螺纹套筒，反之，控制器控制丝杠反向旋转。