CN110978930A

CN110978930A - 一种马铃薯联合收获机车身平衡系统及安装方法

Info

Publication number: CN110978930A
Application number: CN201911412762.1A
Authority: CN
Inventors: 孙永佳; 周军; 孙宜田; 李青龙
Original assignee: Shandong University
Current assignee: Shandong University
Priority date: 2019-12-31
Filing date: 2019-12-31
Publication date: 2020-04-10

Abstract

本发明涉及一种马铃薯联合收获机车身平衡系统及安装方法，车身平衡系统包括：右侧支撑横梁的后端与右侧地轮固定连接、前端与右侧支撑架底端铰接，车架升降液压缸的缸筒与马铃薯联合收获机车架底端铰接，活塞杆与右侧支撑横梁后端铰接，右侧支撑架顶端与马铃薯联合收获机车架底端铰接；车架倾角传感器、触摸屏、电液阀组分别与车身平衡控制器连接，电液阀组还连接车架升降液压缸；通过车架倾角传感器获知车架倾斜参数并传输给车身平衡控制器，通过控制电液阀组来调节车架升降液压缸的高度，从而调节车架姿态。本发明结构设计科学合理，安装使用方便，成本低，且能实时准确调整马铃薯联合收获机的车身姿态，避免马铃薯挤压损伤。

Description

一种马铃薯联合收获机车身平衡系统及安装方法

技术领域

本发明涉及一种马铃薯联合收获机车身平衡系统及安装方法，属于农业机械设备技术领域。

背景技术

目前，中国已启动马铃薯主粮化战略，马铃薯成为稻米、小麦、玉米外的又一主粮。随着我国马铃薯种植规模的不断扩大，马铃薯收获的机械化程度不断提高。马铃薯联合收获机可以实现一次性挖掘、薯土分离、薯秧分离、集中收集输送等作业，具有收获效率高、无需人工捡拾的优点。但由于收获时地面高低起伏变化，会使收获机出现倾斜状况，造成马铃薯群往一侧挤压，破损率变大，而且薯群往一侧挤压的同时使另一侧的空间不能有效利用，使其在向后输送过程中，薯土不能最大程度的分离。

现有的车身平衡技术主要应用在工程领域的大型起吊车、摊铺机和重型车辆，军事领域的雷达车和坦克车，控制系统结构复杂，占有空间大。而在农业领域主要应用在山地丘陵拖拉机上，例如，中国专利文献CN106938597A公开了一种丘陵山地拖拉机车身姿态调整装置，所述调整装置的车桥调整组件对称安装在车身底部，包括车桥、姿态调整液压缸、安定杆和可变连杆组；姿态调整液压缸和可变连杆组均对称铰接在车身与车桥之间，可变连杆组由两根铰接在车身与车桥之间的可变连杆上下平行组成，安定杆安装在车身与车桥之间，电控液压系统由传感器、信息采集单元、姿态控制器以及电控液压阀依次信号连接组成，电控液压阀控制姿态调整液压缸，所述方法通过信息采集单元将传感器检测到的车辆姿态信息发送给姿态控制器，进而控制电控液压阀实现对姿态调整液压缸的调整，最终实现对车身姿态的自调整。本发明实现了轮式车辆车身姿态实时自调整，保证行驶稳定性。

经检索，目前在马铃薯联合收获机上应用车身平衡调整系统的较少，因此，急需一种马铃薯联合收获机车身平衡装置。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种马铃薯联合收获机车身平衡系统，该马铃薯联合收获机车身平衡系统结构设计科学合理，能够实时调整车身姿态，保证车身处于相对水平的状态，薯群装载均匀，且该车身平衡系统成本低、安装方便。

本发明还提供上述一种马铃薯联合收获机车身平衡系统的安装方法。

本发明的技术方案如下：

一种马铃薯联合收获机车身平衡系统，包括车架倾角传感器、车身平衡控制器、触摸屏、车架升降液压缸、右侧支撑横梁、右侧支撑架、左侧支撑横梁、左侧支撑架和电液阀组；

右侧支撑横梁的后端与马铃薯联合收获机的右侧地轮固定连接、前端与右侧支撑架底端铰接，右侧支撑架顶端与马铃薯联合收获机车架底端铰接；车架升降液压缸的缸筒与马铃薯联合收获机车架底端铰接，车架升降液压缸的活塞杆与右侧支撑横梁后端铰接；

左侧支撑横梁与马铃薯联合收获机的左侧地轮固定连接，左侧支撑架的上下两端分别与左侧支撑横梁、马铃薯联合收获机车架底端铰接；

车架倾角传感器、触摸屏、电液阀组分别与车身平衡控制器连接，电液阀组还连接车架升降液压缸；通过车架倾角传感器获知车架倾斜参数并传输给车身平衡控制器，车身平衡控制器通过控制电液阀组来调节车架升降液压缸的高度，从而调节车架的姿态。

优选的，所述右侧支撑横梁的后端设有地轮轴头，通过地轮轴头与右侧地轮相连；右侧支撑横梁的前端通过圆管与右侧支撑架相连。

优选的，所述左侧支撑横梁的前后两端分别通过左侧支撑架与车架底部的前后两端铰接。

优选的，所述左侧支撑横梁和右侧支撑横梁的长度为1190mm，宽度为120mm，高度为200mm。

优选的，所述车架升降液压缸的缸筒通过上销轴与车架底部连接，活塞杆端头通过下销轴与右侧支撑横梁后端连接。

优选的，所述车架倾角传感器选用LCA310T单轴电压输出型倾角传感器，角度范围为±30°。

优选的，所述车身平衡控制器包括电源模块、比例转换模块、电平转换模块、控制算法模块和电液阀组控制模块；比例转换模块与车架倾角传感器连接，将采集到的车架倾斜信息发送给控制算法模块；电平转换模块分别与控制算法模块和电液阀组控制模块连接，将控制算法模块输出的控制信号转换为电液阀组控制模块所需的控制信号；电源模块，用于提供各个模块所需的供电电压。

一种马铃薯联合收获机车身平衡系统的安装方法，包括以下步骤：

(1)将两个左侧支撑架顶端铰接在马铃薯联合收获机车架底部左侧的前后两端，左侧支撑架底端与左侧支撑横梁的前后两端铰接，左侧支撑横梁的后端与左侧地轮固定连接；

(2)将右侧支撑架顶端、车架升降液压缸缸筒分别铰接在马铃薯联合收获机车架底部右侧，右侧支撑横梁的前端与右侧支撑架底端铰接，右侧支撑横梁的后端与车架升降液压缸活塞杆铰接并与右侧地轮固定连接；

(3)将电液阀组安装在车架底部，车架倾角传感器、车身平衡控制器和触摸屏安装在车架上表面；再将电液阀组连接在车架升降液压缸的液压油路上，电液阀组、车架倾角传感器、触摸屏分别与车身平衡控制器连接。

优选的，步骤(3)中，车架倾角传感器安装在车架上表面并位于车架升降液压缸的正上方。此设计的好处是，车架倾角传感器和车架升降液压缸处于相同的位置，车身平衡控制器可以从获知的车身倾斜信息，能够更便捷更准确地调整车架升降液压缸。

本发明的有益效果在于：

1)本发明马铃薯联合收获机车身平衡系统，是专门针对马铃薯联合收获机设计的，在马铃薯联合收获机车架下方设置一个升降液压缸，通过双向比例电磁阀和电液开关阀控制液压缸的伸缩，从而实现车架的上升下降，达到车身随地形起伏自适应平衡的目的。

2)本发明马铃薯联合收获机车身平衡系统，结构简单，降低了制造及使用成本，安装使用方便，可确保马铃薯联合收获机作业时车身能随地形起伏自适应平衡，降低收获损伤的同时，提高了坡地适应性和作业安全性。

附图说明

图1为本发明系统结构框图；

图2为本发明车身平衡系统中车身在水平状态下的后视图；

图3为本发明车身平衡系统中车身在水平地面朝左侧倾斜状态下的后视图；

图4为本发明车身平衡系统中车身在水平地面朝右侧倾斜状态下的后视图；

图5为本发明马铃薯联合收获机车身平衡控制器的组成方框图；

其中：1.车架倾角传感器；2.马铃薯联合收获机车架；3.车架升降液压缸；4.右侧地轮；5.右侧支撑横梁；6.触摸屏；7.马铃薯联合收获机车身平衡控制器；8.右侧支撑架；9.电液阀组；10.左侧支撑架；11.左侧地轮；12.左侧支撑横梁；100.电源模块；200.比例转换模块；300.控制算法模块；400.电平转换模块；500.电液阀组控制模块。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明，但不限于此。

实施例1：

如图1-图5所示，本实施例提供一种马铃薯联合收获机车身平衡系统，包括车架倾角传感器1、车身平衡控制器7、触摸屏6、车架升降液压缸3、右侧支撑横梁5、右侧支撑架8、左侧支撑横梁12、左侧支撑架10和电液阀组9；

右侧支撑横梁5的后端与马铃薯联合收获机的右侧地轮4固定连接、前端与右侧支撑架8底端铰接，车架升降液压缸3的缸筒与马铃薯联合收获机车架2底端铰接，车架升降液压缸3的活塞杆与右侧支撑横梁5后端铰接，右侧支撑架8顶端与马铃薯联合收获机车架2底端铰接；

左侧支撑横梁12与马铃薯联合收获机的左侧地轮11固定连接，左侧支撑横梁12的前后两端分别铰接两个左侧支撑架10，两个左侧支撑架10的上端分别与马铃薯联合收获机车架2底部前后两端铰接；在车架处于水平姿态时，左侧支撑横梁12和右侧支撑横梁5成对称关系。

车架倾角传感器1、触摸屏6、电液阀组9分别与车身平衡控制器7连接，电液阀组9还连接车架升降液压缸3；通过车架倾角传感器1获知车架2倾斜参数并传输给车身平衡控制器7，车身平衡控制器7通过控制电液阀组9来调节车架升降液压缸3的高度，从而调节车架2的姿态。

具体地，右侧支撑横梁5的后端设有地轮轴头，通过地轮轴头与右侧地轮4相连；右侧支撑横梁5的前端通过圆管与右侧支撑架8相连。左侧支撑横梁12的后端设有地轮轴头，通过地轮轴头与左侧地轮11相连，左侧支撑横梁12和右侧支撑横梁5均为一长方体，其长度为1190mm，宽度为120mm，高度为200mm。

车架升降液压缸3的缸筒通过上销轴与车架2底部连接，活塞杆端头通过下销轴与右侧支撑横梁5后端连接。

车架倾角传感器1选用北京瑞芬星通有限公司的LCA310T单轴电压输出型倾角传感器，角度范围为±30°。车架倾角传感器1安装在车架升降液压缸3的正上方，能够保证获取倾角数据后，车身平衡控制器7能够更准确地调整车架升降液压缸3的高度。

电液阀组9包括1个双向比例电磁阀和2个电液开关阀，双向比例电磁阀和电液开关阀设置在车架升降液压缸3的液压油路上，通过车身平衡控制器7连接控制双向比例电磁阀和电液开关阀。

车身平衡控制器7包括电源模块100、比例转换模块200、电平转换模块400、控制算法模块300和电液阀组控制模块500；比例转换模块200与车架倾角传感器1连接，将采集到的车架倾斜信息发送给控制算法模块300；电平转换模块400分别与控制算法模块300和电液阀组控制模块500连接，将控制算法模块300输出的控制信号转换为电液阀组控制模块500所需的控制信号；电源模块100，用于提供各个模块所需的供电电压。

1个双向比例电磁阀和2个电液开关阀与车身平衡控制器的电液阀组控制模块500连接，从而由车身平衡控制器7调节双向比例电磁阀和电液开关阀的动作，实现车架升降液压缸3的升降。

实施例2：

一种马铃薯联合收获机车身平衡系统的安装方法，将实施例1所述的车身平衡系统安装在马铃薯联合收获机上，具体安装过程如下：

(1)将两个左侧支撑架10顶端铰接在马铃薯联合收获机车架2底部左侧的前后两端，左侧支撑架10底端与左侧支撑横梁12的前后两端铰接，左侧支撑横梁12的后端通过地轮轴头与左侧地轮11固定连接；

(2)将右侧支撑架8顶端、车架升降液压缸3缸筒分别通过销轴铰接在马铃薯联合收获机车架2底部右侧，右侧支撑横梁5的前端与右侧支撑架8底端通过圆管铰接，右侧支撑横梁5的后端与车架升降液压缸3活塞杆铰接，右侧支撑横梁5的后端通过地轮轴头与右侧地轮4固定连接；

(3)将电液阀组9安装在车架2底部，车架倾角传感器1、车身平衡控制器7和触摸屏6安装在车架2上表面；再将电液阀组9连接在车架升降液压缸3的液压油路上，电液阀组9、车架倾角传感器1、触摸屏6分别与车身平衡控制器7连接。

车架倾角传感器1安装在车架2上表面并位于车架升降液压缸3的正上方。车架倾角传感器1和车架升降液压缸3处于相同的上下位置，车身平衡控制器7能够从获知的车身倾斜信息，可更便捷更准确地调整车架升降液压缸3，从而有效调整车架姿态。

Claims

1.一种马铃薯联合收获机车身平衡系统，其特征在于，包括车架倾角传感器、车身平衡控制器、触摸屏、车架升降液压缸、右侧支撑横梁、右侧支撑架、左侧支撑横梁、左侧支撑架和电液阀组；

2.如权利要求1所述的马铃薯联合收获机车身平衡系统，其特征在于，所述右侧支撑横梁的后端设有地轮轴头，通过地轮轴头与右侧地轮相连；右侧支撑横梁的前端通过圆管与右侧支撑架相连。

3.如权利要求1所述的马铃薯联合收获机车身平衡系统，其特征在于，所述左侧支撑横梁的前后两端分别通过左侧支撑架与车架底部的前后两端铰接。

4.如权利要求1所述的马铃薯联合收获机车身平衡系统，其特征在于，所述左侧支撑横梁和右侧支撑横梁的长度为1190mm，宽度为120mm，高度为200mm。

5.如权利要求1所述的马铃薯联合收获机车身平衡系统，其特征在于，所述车架升降液压缸的缸筒通过上销轴与车架底部连接，活塞杆端头通过下销轴与右侧支撑横梁后端连接。

6.如权利要求1所述的马铃薯联合收获机车身平衡系统，其特征在于，所述车架倾角传感器选用LCA310T单轴电压输出型倾角传感器，角度范围为±30°。

7.如权利要求1所述的马铃薯联合收获机车身平衡系统，其特征在于，所述车身平衡控制器包括电源模块、比例转换模块、电平转换模块、控制算法模块和电液阀组控制模块；比例转换模块与车架倾角传感器连接，将采集到的车架倾斜信息发送给控制算法模块；电平转换模块分别与控制算法模块和电液阀组控制模块连接，将控制算法模块输出的控制信号转换为电液阀组控制模块所需的控制信号；电源模块，用于提供各个模块所需的供电电压。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的马铃薯联合收获机车身平衡系统的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.如权利要求8所述的马铃薯联合收获机车身平衡系统的安装方法，其特征在于，步骤(3)中，车架倾角传感器安装在车架上表面并位于车架升降液压缸的正上方。