CN113336151A - 作业机平台调平系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种作业机平台调平系统及方法，所述作业机平台调平系统包括底盘、剪叉式举升架、操作平台、调平装置、传感器组件、逻辑控制器和电磁阀组；调平装置设于操作平台和底盘之间，调平装置通过俯仰油缸和侧倾油缸的动作，以使操作平台维持水平；传感器组件包括设于操作平台的倾角传感器，倾角传感器用于采集操作平台的倾斜数据；逻辑控制器与传感器组件电连接，逻辑控制器用于接收并处理倾角传感器传来的倾斜数据；电磁阀组与逻辑控制器电连接，电磁阀组用于接收逻辑控制器发出的信号并控制俯仰油缸和侧倾油缸动作。本发明提供的作业机平台调平系统，无需人工手动操作，能够实现自动调平功能，安全性高。

Description

作业机平台调平系统及方法

技术领域

本发明属于果园作业设备技术领域，具体涉及一种作业机平台调平系统及方法。

背景技术

目前，我国果园机械化程度低，果树的修剪、喷药、采摘等大多依靠人工完成，生产效率低且劳动强度大，而本领域现有劳动力短缺情况也越来越严重，因而急需提高果园种植的机械化和产业化发展程度。我国果园大多位于丘陵山地，地面不平整，在使用作业平台进行果园农事作业时，车身会随着地面发生倾斜，在平台处于举升状态且装有果品时，平台重力较大且重心较高，此时若倾斜角度过大平台就有发生倾翻的可能，存在较大安全隐患。

国内现有果园高位采摘作业机，平台能够前后倾斜，底盘能够左右倾斜，能适应崎岖丘陵地带的地况，保证作业平台的水平，但是只是通过人工手动操作的方式实现，需要操作人员既要关注本设备的行走，又要时刻关注实际地况的平整情况，进行调平操作，操作繁琐，增加了作业难度，降低了工作效率。而且，现有果园高位采摘平台，在调平时，流量输出不平稳、有冲击、易卡顿，使平台调平不稳定，安全性不高。

发明内容

本发明实施例提供一种作业机平台调平系统及方法，旨在实现自动调平功能，提升了安全性和工作效率。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

第一方面，本发明实施例提供一种作业机平台调平系统，包括底盘、操作平台和设于所述底盘和所述操作平台之间的剪叉式举升架，还包括：

调平装置，所述调平装置设于所述操作平台和所述底盘之间，所述调平装置包括俯仰油缸和侧倾油缸，所述调平装置通过俯仰油缸和侧倾油缸的动作，以使操作平台维持水平；

传感器组件，包括设于所述操作平台的倾角传感器，所述倾角传感器用于采集所述操作平台的倾斜数据；

逻辑控制器，与所述传感器组件电连接，所述逻辑控制器用于接收并处理所述倾角传感器传来的倾斜数据；

电磁阀组，与所述逻辑控制器电连接，所述电磁阀组用于接收所述逻辑控制器发出的信号并控制所述俯仰油缸和所述侧倾油缸动作。

本申请实施例所示的方案，传感器组件中的倾角传感器感应操作平台的倾斜数据，逻辑控制器收集倾斜数据并通过电磁阀组控制调平装置中的俯仰油缸和侧倾油缸动作，以使操作平台维持水平。与现有技术相比，该作业机平台调平系统，无需人工手动操作，能够实现自动调平功能，安全性高，且提升了工作效率。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述调平装置还包括设于所述底盘上方且和所述底盘铰接的第一调平支架，所述侧倾油缸两端分别铰接于所述底盘和所述第一调平支架，两个所述侧倾油缸分设于所述底盘和所述第一调平支架铰接中心的两侧。

一些实施例中，所述调平装置还包括设于所述剪叉式举升架和所述操作平台之间的第二调平支架，所述剪叉式举升架与所述操作平台下端面一端铰接，所述第二调平支架一端与所述剪叉式举升架一端铰接，所述第二调平支架另一端与所述操作平台下端面另一端前后滑动连接，所述俯仰油缸分别与所述剪叉式举升架一端和所述第二调平支架铰接。

示例性的，所述底盘和所述第一调平支架通过第一中心轴铰接，所述剪叉式举升架和所述第二调平支架通过第二中心轴铰接，所述第一中心轴的轴向和所述第二中心轴的轴向互相垂直。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述倾角传感器设于所述操作平台底部中间位置。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述操作平台上还设有控制台，所述控制台上端面设有操作面板。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述电磁阀组包括第一比例换向阀和第二比例换向阀，所述第一比例换向阀两个工作油口分别和所述侧倾油缸的油口连通，所述第二比例换向阀两个工作油口分别和所述俯仰油缸的油口连通。

结合第一方面，还包括液压油箱和连通所述液压油箱的齿轮泵，所述齿轮泵连通所述电磁阀组进油口，所述电磁阀组回油口与所述液压油箱连通。

一些实施例中，所述电磁阀组还包括溢流阀，所述溢流阀连通设于所述齿轮泵出油口和所述液压油箱进油口之间。

第二方面，本发明实施例还提供了一种作业机平台调平方法，所述方法包括如下内容：

传感器组件采集作业机平台实时的倾斜数据，并将倾斜数据发送到逻辑控制器；

逻辑控制器发送信号给电磁阀组；

电磁阀组接收到逻辑控制器发出的信号并控制调平装置动作；

传感器组件持续收集操作平台倾斜数据，以维持操作平台水平。

附图说明

图1为本发明实施例提供的作业机平台调平系统的工作流程示意图；

图2为本发明实施例提供的作业机平台调平系统的作业机主视结构示意图；

图3为图2所示的的作业机平台调平系统的作业机侧倾调节结构示意图。

附图标记说明：

1、底盘；2、剪叉式举升架；3、操作平台；4、调平装置；5、控制台；

41、俯仰油缸；42、第二调平支架；43、侧倾油缸；44、第一调平支架。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图1及至图3，现对本发明提供的作业机平台调平系统进行说明。所述作业机平台调平系统，包括底盘1、操作平台3和设于底盘1与操作平台3之间的剪叉式举升架2，还包括调平装置4、传感器组件、逻辑控制器和电磁阀组；调平装置4设于操作平台3和底盘1之间，调平装置4包括俯仰油缸41和侧倾油缸43，调平装置4通过俯仰油缸41和侧倾油缸43的动作，以使操作平台3维持水平；传感器组件包括设于操作平台3的倾角传感器，倾角传感器用于采集操作平台3的倾斜数据；逻辑控制器与传感器组件电连接，逻辑控制器用于接收并处理倾角传感器传来的倾斜数据；电磁阀组与逻辑控制器电连接，电磁阀组用于接收逻辑控制器发出的信号并控制俯仰油缸41和侧倾油缸43动作。

本实施例提供的作业机平台调平系统，传感器组件中的倾角传感器感应操作平台3的倾斜数据，逻辑控制器收集倾斜数据并通过电磁阀组控制调平装置4中的俯仰油缸41和侧倾油缸43动作，以使操作平台3维持水平。与现有技术相比，该作业机平台调平系统，无需人工手动操作，能够实现自动调平功能，安全性高，且提升了工作效率。

在一些实施例中，上述调平装置4可以采用如图3所示结构。参见图3，调平装置4还包括设于底盘1上方且和底盘1铰接的第一调平支架44，侧倾油缸43两端分别铰接于底盘1和第一调平支架44，两个侧倾油缸43分设于底盘1和第一调平支架44铰接中心的两侧。

本实施例中，通过设置两个侧倾油缸43分设在底盘1和第二调平支架42铰接点的两侧，在一侧的侧倾油缸43收缩时，另一侧的侧倾油缸43伸出，可更加稳定地且准确地控制第一调平支架44的旋转。

可选地，第一调平支架44还可以设置在操作平台3下端面且和操作平台3下端面铰接，侧倾油缸43两端分别铰接于操作平台3下端面和第一调平支架44。

在一些可能的实施例中，上述调平装置4可以采用如图2所示结构。参见图2，调平装置4还包括设于剪叉式举升架2和操作平台3之间的第二调平支架42，剪叉式举升架2与操作平台3下端面一端铰接，第二调平支架42一端与剪叉式举升架2一端铰接，第二调平支架42远离剪叉式举升架2一端与操作平台3下端面另一端前后滑动连接，俯仰油缸41分别与剪叉式举升架2一端和第二调平支架42铰接。

本实施例中，在剪叉式举升架2和操作平台3之间设置第二调平支架42和俯仰油缸41，通过俯仰油缸41动作带动第二调平支架42动作，以使操作平台3俯仰倾斜。

可选地，第二调平支架42还可以设置在底盘1和剪叉式举升架2之间，第二调平支架42与底盘1滑动连接。

举例说明，底盘1和第一调平支架44通过第一中心轴铰接，剪叉式举升架2和第二调平支架42通过第二中心轴铰接，第一中心轴的轴向和第二中心轴的轴向互相垂直。

本实施例中，第一中心轴和第二中心轴的轴向互相垂直，使在调平装置4控制旋转时，能够在互相垂直的水平面四个方向上调整操作平台3水平，防止在作业机行走过程中倾斜，有无法调平的死角。四个方向上配合调平，实现各倾斜方向的调平。

可选地，传感器组件还包括设于底盘1和第一调平支架44之间的侧倾接近开关、设于操作平台3和剪叉式举升架2之间的俯仰接近开关，侧倾接近开关和俯仰接近开关分别和逻辑控制器电连接，侧倾接近开关用于检测底盘1和第一调平支架44之间的角度并将信号发送给逻辑控制器，俯仰接近开关用于检测操作平台3和剪叉式举升架2之间的角度，并将信号发送给逻辑控制器。俯仰接近开关和侧倾接近开关用于检测操作平台3的倾斜角度，在超过特定角度时，信号传送给逻辑控制器，逻辑控制器通过电磁阀控制油缸伸缩，防止倾斜角度过大，危害设备及操作人员安全。

可选地，操作平台3上设有与逻辑控制器电连接的报警灯，在检测到倾斜角度过大时，生成信号发送至逻辑控制器，逻辑控制器通过发来的信号控制报警灯亮灯并发出报警声。

一些可能的实现方式中，倾角传感器设于操作平台3底部中间位置。本实施例中，倾角传感器放置在操作平台3底部中间位置，能够更准确检测操作平台3的倾斜数据。

可选地，底盘1上也设有与逻辑传感器电连接的倾角传感器，与操作平台3上的倾角传感器配合，传递更准确的倾斜信号。

在一些可能的实现方式中，参见图2及图3，操作平台3上还设有控制台5，控制台5上端面设有操作面板。

本实施例中，通过操作面板，驾驶员操纵本作业机运动。操作面板包括操作显示屏，操作显示屏用于显示行进速度、倾斜角度及方向等数据。控制台5下方还设有加速踏板。

在一些可能的实现方式中，还包括电控系统和液压系统，电控系统包括逻辑控制器和传感器组件，液压系统包括俯仰油缸41、侧倾油缸43和电磁阀组。

电控系统还包括动态驻车、高低速切换、定速巡航、速度限制等功能，更加方便、安全、舒适；行车时，电控系统时时将发动机工作曲线和液压系统工作曲线结合匹配，提供所需动力，控制行走速度，在满足速度要求的基础上，让发动机和液压行走工作在最佳状态，发挥最大燃油经济性；行车起步及动态刹车时，电控系统时时检测发动机转速控制变量泵排量，整车快速平稳停车，顿挫感小；电控系统经检测各执行部件状态后确认整车处于正常状态后，才允许泵输出流量；电控系统具有完善的故障代码，并在系统故障时具备慢速脱困功能。

本实施例中，液压系统，左右马达并联回路，实现在工作中的差速分配；上坡和下坡扭矩自动自适应分配，上坡：牵引力和速度矢量方向相同，液压回路压力保持在齿轮泵的出油侧，为上坡提供足够的牵引力，下坡：牵引力和速度矢量方向相反，液压回路压力保持在齿轮泵的回油侧，为下坡提供安全的驱动力；增加了防打滑控制，提高在泥泞道路的爬行能力及越障能力；增加了冲洗阀，用于防止液压系统中因温度升高而带来的液压工作效率下降；具备高低速切换，在保证足够的扭矩驱动力的前提下提高战场速度；增加了防吸空截止阀，增加对齿轮泵的防吸空保护。

一些可能的实现方式中，参见图1，电磁阀组包括第一比例换向阀和第二比例换向阀，第一比例换向阀两个工作油口分别与侧倾油缸43的油口连通，第二比例换向阀两个工作油口分别俯仰油缸41的油口连通。该调平系统还包括液压油箱和连通液压油箱的齿轮泵，齿轮泵连通电磁阀组进油口，电磁阀组回油口与液压油箱连通。电磁阀组还包括溢流阀，溢流阀连通设于齿轮泵出油口和液压油箱进油口之间。

本实施中，上述比例换向阀均为三位四通电磁阀，中位O型，阀芯位于中位时，液压油在电磁阀处断开，使油缸维持伸缩状态；比例换向阀能够根据控制器传来的电流数值，按比例的打开相对应的阀芯来控制齿轮泵来的压力油到调节油缸的流量大小。

具体地，通过发动机驱动齿轮泵动作，使液压油流通。溢流阀，当系统压力超过规定值时，溢流阀顶开，将系统中的一部分液体排入液压油箱，使系统压力不超过允许值，从而保证系统不因压力过高而发生事故。

可选地，电磁阀组和侧倾油缸43之间连通设有第一双向平衡阀，电磁阀组和俯仰油缸41之间连通设有第二双向平衡阀。平衡阀可以阻止液压缸不希望出现的下移运动，平衡阀允许操作者以一定的速度提升重物并保持在某一位置；平衡阀可以防止由于执行元件负载的能量，而引发先于液压泵的动作而产生的动作，从而消除了执行元件的气穴现象和负载失控现象；当液压油路中的管路爆裂或严重泄漏时，安装在执行元件上的平衡阀可以阻止移动载荷的失控发生。侧倾油缸43和第一双向阀之间还设有液压锁，能够把回路锁住，不让回路油液有流动，以保证油缸即使外界有一定载荷的情况下仍能保持其位置静止不动。

参见图1，本实施例的具体工作过程为，车辆在作业过程中由于道路的坡度产生倾斜，这时倾角传感器采集到倾斜的方向和角度，把数据传给逻辑控制器，逻辑控制器通过计算把数据转换成电流数值再传给相对应的一组电磁比例换向阀；电磁比例换向阀根据逻辑控制器传来的电流数值按比例的打开相对应的阀芯来控制齿轮泵来的压力油到调节油缸的流量大小，而多余的液压油通过电磁比例换向阀的溢流阀直接回油箱。该调平系统，优势在于不论平台负载大小变化，它的调节速度始终是没有变化的。

负载独立的流量控制，实现精确控制以满足调平时的输出平稳、无冲击、无卡顿。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种调平方法，包括如下内容：

传感器组件采集作业机平台实时的倾斜数据，并将倾斜数据发送到逻辑控制器；逻辑控制器发送信号给电磁阀组；电磁阀组接收到逻辑控制器发出的信号并控制调平装置4动作；传感器组件持续收集操作平台3倾斜数据，以维持操作平台3水平。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种作业机平台调平系统，包括底盘、操作平台和设于所述底盘与所述操作平台之间的剪叉式举升架，其特征在于，还包括：

调平装置，所述调平装置设于所述操作平台和所述底盘之间，所述调平装置包括俯仰油缸和侧倾油缸，所述调平装置通过俯仰油缸和侧倾油缸的动作，以使操作平台维持水平；

传感器组件，包括设于所述操作平台的倾角传感器，所述倾角传感器用于采集所述操作平台的倾斜数据；

逻辑控制器，与所述传感器组件电连接，所述逻辑控制器用于接收并处理所述倾角传感器传来的倾斜数据；

电磁阀组，与所述逻辑控制器电连接，所述电磁阀组用于接收所述逻辑控制器发出的信号并控制所述俯仰油缸和所述侧倾油缸动作。

2.如权利要求1所述的作业机平台调平系统，其特征在于，所述调平装置还包括设于所述底盘上方且和所述底盘铰接的第一调平支架，所述侧倾油缸两端分别铰接于所述底盘和所述第一调平支架，两个所述侧倾油缸分设于所述底盘和所述第一调平支架铰接中心的两侧。

3.如权利要求2所述的作业机平台调平系统，其特征在于，所述调平装置还包括设于所述剪叉式举升架和所述操作平台之间的第二调平支架，所述剪叉式举升架与所述操作平台下端面一端铰接，所述第二调平支架一端与所述剪叉式举升架一端铰接，所述第二调平支架另一端与所述操作平台下端面另一端前后滑动连接，所述俯仰油缸分别与所述剪叉式举升架一端和所述第二调平支架铰接。

4.如权利要求3所述的作业机平台调平系统，其特征在于，所述底盘和所述第一调平支架通过第一中心轴铰接，所述剪叉式举升架和所述第二调平支架通过第二中心轴铰接，所述第一中心轴的轴向和所述第二中心轴的轴向互相垂直。

5.如权利要求1所述的作业机平台调平系统，其特征在于，所述倾角传感器设于所述操作平台底部中间位置。

6.如权利要求1所述的作业机平台调平系统，其特征在于，所述操作平台上还设有控制台，所述控制台上端面设有操作面板。

7.如权利要求1所述的作业机平台调平系统，其特征在于，所述电磁阀组包括第一比例换向阀和第二比例换向阀，所述第一比例换向阀两个工作油口分别和所述侧倾油缸的油口连通，所述第二比例换向阀两个工作油口分别和所述俯仰油缸的油口连通。

8.如权利要求1-7任一项所述的作业机平台调平系统，其特征在于，还包括液压油箱和连通所述液压油箱的齿轮泵，所述齿轮泵连通所述电磁阀组进油口，所述电磁阀组回油口与所述液压油箱连通。

9.如权利要求8所述的作业机平台调平系统，其特征在于，所述电磁阀组还包括溢流阀，所述溢流阀连通设于所述齿轮泵出油口和所述液压油箱进油口之间。

10.一种作业机平台调平方法，其特征在于，所述方法包括如下内容：

传感器组件采集作业机平台实时的倾斜数据，并将倾斜数据发送到逻辑控制器；

逻辑控制器发送信号给电磁阀组；

电磁阀组接收到逻辑控制器发出的信号并控制调平装置动作；

传感器组件持续收集操作平台倾斜数据，以维持操作平台水平。

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