CN113711722B - 丘陵山地农业机具自动调平装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及农业机械技术领域，具体是一种丘陵山地农业机具自动调平装置，包括机架和控制单元，所述丘陵山地农业机具自动调平装置还包括：变形连杆组，所述变形连杆组相对于机架悬浮设置，且机架朝向变形连杆组的一面中部安装有一中央支柱，所述中央支柱与变形连杆组活动连接；以及升降连杆组和监测单元，所述升降连杆组包括呈入字型连接的短杆和长杆，所述监测单元用于监测其与中央支柱之间的角度变化，并在角度变化超过设定值时反馈信号给控制单元，所述控制单元控制升降连杆组升降变形连杆组，以调节变形连杆组所在平面相对于机架所在平面的平行度；本实施例结构简单，控制流程精简、调平精确迅速，满足丘陵、山地等地区的机械化作业需求。

Description

丘陵山地农业机具自动调平装置

技术领域

本发明涉及农业机械技术领域，具体是一种丘陵山地农业机具自动调平装置。

背景技术

我国地域辽阔，其中丘陵、山地和高原等地形面积广大，这些地区的地形比较复杂、高低起伏不定，普通的农业机械作业时易出现车体倾斜、对坡度较大的路面不能及时调整的问题，进而导致工作不稳定，存在巨大的安全隐患。

目前，农业机械虽然发展迅速，但现有的调平装置存在可行性较差、控制系统复杂、调平周期长、调平精度低的问题，缺乏一种较好的适用于丘陵、山地等复杂地形的自动调平装置。因此，急需研制一种控制系统简单、调平精确迅速的装置来满足丘陵、山地等地区的机械化作业需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种丘陵山地农业机具自动调平装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种丘陵山地农业机具自动调平装置，包括机架和控制单元，所述丘陵山地农业机具自动调平装置还包括：

变形连杆组，所述变形连杆组相对于机架悬浮设置，且机架朝向变形连杆组的一面中部安装有一中央支柱，所述中央支柱与变形连杆组活动连接；

以及升降连杆组和监测单元，所述升降连杆组包括呈入字型连接的短杆和长杆，所述短杆一端连接长杆中部，短杆另一端连接机架，长杆一端连接变形连杆组，长杆另一端滑动连接机架上；

所述监测单元用于监测其与中央支柱之间的角度变化，并在角度变化超过设定值时反馈信号给控制单元，所述控制单元控制升降连杆组升降变形连杆组，以调节变形连杆组所在平面相对于机架所在平面的平行度。

作为本发明进一步的方案：所述中央支柱与变形连杆组通过万向节或铰接轴承件活动连接。

作为本发明再进一步的方案：所述变形连杆组朝向机架的一面安装有连接座，所述连接座与中央支柱活动连接。

作为本发明再进一步的方案：所述监测单元包括与控制单元电性连接的角度传感器或陀螺仪，角度传感器或陀螺仪设置在中央支柱的附近，用于监测角度传感器或陀螺仪与中央支柱之间的角度变化。

作为本发明再进一步的方案：所述变形连杆组包括两个相互铰接的伸缩杆，两个所述伸缩杆的铰接处设有万向连接件连接中央支柱。

作为本发明再进一步的方案：两个所述相互铰接的伸缩杆的端部分别通过连接件连接。

作为本发明再进一步的方案：所述的长杆另一端通过滑动件滑动连接在机架上，所述滑动件与固定安装在机架上的伸缩件的伸缩端连接。

作为本发明再进一步的方案：所述控制单元包括PLC控制器，所述PLC控制器用于接收监测单元的反馈信号，并控制伸缩件伸缩带动升降连杆组升降变形连杆组，以调节变形连杆组所在平面相对于机架所在平面的平行度。

作为本发明再进一步的方案：所述伸缩件采用气缸、液压缸或电动推杆。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：由机架、升降连杆组、变形连杆组组成，整体结构简单，通过监测单元监测监测单元与中央立柱之间的夹角变化，可迅速反馈结果给控制单元，控制单元控制升降连杆组动作，控制流程精简、调平精确迅速，能够满足丘陵、山地等地区的机械化作业需求。

附图说明

图1为本发明提供的一个实施例中丘陵山地农业机具自动调平装置的结构示意图。

图2为本发明提供的一个实施例中变形连杆组的结构示意图。

图3为本发明提供的一个实施例中升降连杆组的结构示意图。

图4为本发明提供的一个实施例中机架的结构示意图。

图5为本发明提供的一个实施例中机架与连接座和变形连杆组的装配示意图。

图6为本发明提供的一个实施例中前后调平时的结构示意图。

图7为本发明提供的一个实施例中左右调平时的结构示意图。

附图中：100—变形连杆组；200—升降连杆组；1—右纵梁；2—右伸缩杆；3—右升降长杆；4—右液压缸；5—右滑块；6—右升降短杆；7—机架；8—左纵梁；9—左升降短杆；10—左升降长杆；11—中央支柱；12—左伸缩杆；13—左滑块；14—左液压缸；15—角度传感器；16—连接座。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实施例公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

请参阅图1-3，本发明实施例中，一种丘陵山地农业机具自动调平装置，包括机架7和控制单元，所述丘陵山地农业机具自动调平装置还包括：

变形连杆组100，所述变形连杆组100相对于机架7悬浮设置，且机架7朝向变形连杆组100的一面中部安装有一中央支柱11，所述中央支柱11与变形连杆组100活动连接；

以及升降连杆组200和监测单元，所述升降连杆组200包括呈入字型连接的短杆和长杆，所述短杆一端连接长杆中部，短杆另一端连接机架，长杆一端连接变形连杆组100，长杆另一端滑动连接机架上；

所述监测单元用于监测其与中央支柱11之间的角度变化，并在角度变化超过设定值时反馈信号给控制单元，所述控制单元控制升降连杆组200升降变形连杆组100，以调节变形连杆组100所在平面相对于机架7所在平面的平行度。

如图4所示，本实施例应用于丘陵山地农业机具方面，所述机架7由多个型材呈田字型焊接而成，可作为丘陵山地农业机具的底盘的一部分，所述的变形连杆组100的四角与一车身连接，所述的升降连杆组200设置有两组，分别安装在机架7前端的两侧，并且升降连杆组200的顶端是与对应变形连杆组100的前端固定连接的；长杆另一端滑动连接机架上的长杆一端与一伸缩件的伸缩端连接，当监测单元监测到其与中央支柱11之间的角度变化超过设定值时，将反馈信号给控制单元，所述控制单元控制部分或全部的升降连杆组200升降，升降连杆组200升降带动对应的变形连杆组100运动，以调节变形连杆组100所在平面相对于机架7所在平面的平行度。由于所述的变形连杆组100的四角与一车身连接，在变形连杆组100的任意一角因升降连杆组200的升降而左右或前后变化时，该车身也一同变化；从而实现了精确调平车身，有效的调整丘陵山地农业机具整体的重心。

如图3所示，本实施例的另一个场景中，所述的升降连杆组200设置有两组，分别为左升降连杆组、右升降连杆组，左升降连杆组包含的短杆和长杆分别是左升降短杆9、左升降长杆10，所述左升降短杆9一端铰接左升降长杆10中部，左升降短杆9另一端连接机架7左侧，左升降长杆10一端连接变形连杆组100前左侧底部，左升降长杆10另一端滑动连接机架7左侧上端面；监测单元监测到其与中央支柱11之间的角度变化超过设定值时，将反馈信号给控制单元，所述控制单元启动，通过调节机架7左侧上端面滑动连接的左升降长杆10一端向着左升降短杆9的方向滑动，可以使得左升降长杆10的另一端上升，进而推动其连接的变形连杆组100上升，同理，使左升降长杆10一端远离左升降短杆9的方向滑动，则可以使得左升降长杆10的另一端下降，进而推动其连接的变形连杆组100下降。右升降连杆组包含的短杆和长杆分别是右升降短杆6、右升降长杆3，所述右升降短杆6一端铰接右升降长杆3中部，右升降短杆6另一端连接机架7左侧，右升降长杆3一端连接变形连杆组100前右侧底部，右升降长杆3另一端滑动连接机架7右侧上端面；通过使机架7右侧上端面滑动连接的右升降长杆3一端向着右升降短杆6的方向滑动，可以使右升降长杆3的另一端上升，进而推动其连接的变形连杆组100上升，同理，使右升降长杆3一端向着远离右升降短杆6的方向滑动，则可以使得右升降长杆3的另一端下降，进而推动其连接的变形连杆组100下降；如图6、7所示，显而易见的，对左升降长杆10、右升降长杆3的滑动调节既可以是单独的，也可以是同步的；从而实现对车身的前端、后端、左右两侧的平行度的调节，达到精确调平车身，有效调整丘陵山地农业机具整体重心的目的。

本实施例中，所述的长杆另一端通过滑动件滑动连接在机架上，所述滑动件与固定安装在机架上的伸缩件的伸缩端连接，所述伸缩件采用气缸、液压缸或电动推杆。

具体的，与左升降长杆10、右升降长杆3连接的液压缸分别是左液压缸14、右液压缸4，所述左液压缸14、右液压缸4由控制单元控制动作；与左液压缸14伸缩端连接的滑动件可采用左滑块13，左滑块13与机架7滑动连接，与右液压缸4伸缩端连接的滑动件可采用右滑块5，右滑块5与机架7滑动连接。

如图4、5所示，在另一个实施例中，所述中央支柱11与变形连杆组100通过万向节或铰接轴承件活动连接，铰接轴承件可采用球铰链或铰接轴承。

本实施例的一个场景中，所述变形连杆组100朝向机架7的一面安装有连接座16，所述连接座16与中央支柱11活动连接；

具体是连接座16与固定安装在中央支柱11顶部的万向节或球铰接轴承连接。

在另一个场景中，所述的中央支柱11采用可伸缩的液压柱，由控制单元控制，通过调节所述的液压柱的伸缩长度可以调节所述变形连杆组100相对于机架的距离，进而调节与变形连杆组100连接的车身的重心，结合所述升降连杆组对变形连杆组100四角的高度调节，实现对车身的前后、左右的高度调节，提高车身调平的灵活性和适应性。

如图2所示，所述变形连杆组100包括两个相互铰接的伸缩杆，两个所述伸缩杆的铰接处设有万向连接件连接中央支柱11。

两个所述相互铰接的伸缩杆的端部分别通过连接件连接；所述的连接件分别是右纵梁1和左纵梁8，两个伸缩杆分别是左伸缩杆12、右伸缩杆2，左伸缩杆12、右伸缩杆2的左侧端通过左纵梁8铰接，左伸缩杆12、右伸缩杆2的右侧端通过右纵梁1铰接。

如图1所示，在另一个实施例中，所述控制单元包括PLC控制器，所述PLC控制器用于接收监测单元的反馈信号，并控制伸缩件伸缩带动升降连杆组200升降变形连杆组100，以调节变形连杆组100所在平面相对于机架7所在平面的平行度；具体应用时，所述PLC控制器通过控制伸缩件的液压油路的电磁阀来控制伸缩件的伸缩。

如图1所示，所述监测单元包括与控制单元电性连接的角度传感器15或陀螺仪，角度传感器15或陀螺仪设置在中央支柱11的附近，用于监测角度传感器15或陀螺仪与中央支柱11之间的角度变化。

本实施例中，以车架的长3m，宽1.5m为例，伸缩件的最大行程为340mm，可将最大调整角度设为±15°，角度传感器15与中央支柱11轴心之间夹角的设定值为前后、左右各为15°；该自动调平装置具有以下几种工况：

上坡工况：当装配了该自动调平装置的机械化作业平台(丘陵山地农业机具)行驶在倾斜了一定角度的上坡时，角度传感器15在感知到所处位置与中央支柱11间角度超过正临界角度15°时，通过控制电磁阀，驱动左液压缸14和右液压缸4的伸缩端收缩，使得左滑块13和右滑块5向机架7中间滑动，降低左升降长杆10、右升降长杆3以及与其相连的右伸缩杆2前端、右纵梁1前端、左伸缩杆12前端、左纵梁8前端的高度；同时，由于右伸缩杆2和左伸缩杆12交叉连接于中央支柱11顶部，使得右伸缩杆2后端和左伸缩杆12后端高度增加，牵动右纵梁1后端、左纵梁8后端高度增加，直至角度传感器15在感知到所处位置与中央支柱11间角度小于正临界角度15°，使变形连杆组100达到水平。

下坡工况：当装配了该自动调平装置的机械化作业平台行驶在倾斜了一定角度的下坡时，角度传感器15在感知到所处位置与中央支柱11间角度超过负临界角度15°时，通过控制电磁阀，驱动左液压缸14和右液压缸4伸长，使得左滑块13和右滑块5向机架前端滑动，增加左升降长杆10、右升降长杆3以及与其相连的右伸缩杆2前端、右纵梁1前端、左伸缩杆12前端、左纵梁8前端的高度；同时，由于右伸缩杆2和左伸缩杆12交叉连接于中央支柱11，使得右伸缩杆2后端和左伸缩杆12后端高度降低，牵动右纵梁1后端、左纵梁8后端高度降低，直至角度传感器15在感知到所处位置与中央支柱11间角度小于负临界角度15°，使变形连杆组100达到水平。

右坡工况：当装配了该自动调平装置的机械化作业平台行驶在倾斜了一定角度的右坡时，角度传感器15在感知到所处位置与中央支柱11间角度超过正临界角度15°时，通过控制电磁阀，驱动左液压缸14伸长、右液压缸4缩短，使得左滑块13向机架前端滑动，增加左升降长杆10以及与其相连的左伸缩杆12前端、左纵梁8前端的高度，右滑块5向机架中间滑动，降低右升降长杆3以及与其相连的右伸缩杆2前端、右纵梁1前端的高度；同时，由于右伸缩杆2和左伸缩杆12交叉连接于中央支柱11，使得右伸缩杆2后端高度降低和左伸缩杆12后端高度增加，牵动右纵梁1后端高度降低、左纵梁8后端高度增加，直至角度传感器15在感知到所处位置与中央支柱11间角度小于正临界角度15°，使变形连杆组100达到水平。

左坡工况：当装配了该自动调平装置的机械化作业平台行驶在倾斜了一定角度的左坡时，角度传感器15在感知到所处位置与中央支柱11间角度超过正临界角度15°时，通过控制电磁阀，驱动左液压缸14缩短、右液压缸4伸长，使得左滑块13向机架中间滑动，降低左升降长杆10以及与其相连的左伸缩杆12前端、左纵梁8前端的高度，右滑块5向机架前段滑动，增加右升降长杆3以及与其相连的右伸缩杆2前端、右纵梁1前端的高度；同时，由于右伸缩杆2和左伸缩杆12交叉连接于中央支柱11，使得右伸缩杆2后端高度升高和左伸缩杆12后端高度降低，牵动右纵梁1后端高度升高、左纵梁8后端高度降低，直至角度传感器15在感知到所处位置与中央支柱11间角度小于正临界角度15°，使变形连杆组100达到水平。

本发明的工作原理：监测单元监测到其与中央支柱11之间的角度变化超过设定值时，将反馈信号给控制单元，所述控制单元启动，通过调节机架7左侧上端面滑动连接的左升降长杆10一端向着左升降短杆9的方向滑动，可以使得左升降长杆10的另一端上升，进而推动其连接的变形连杆组100上升，同理，使左升降长杆10一端远离左升降短杆9的方向滑动，则可以使得左升降长杆10的另一端下降，进而推动其连接的变形连杆组100下降。通过调节机架7右侧上端面滑动连接的右升降长杆3一端向着右升降短杆6的方向滑动，可以使得右升降长杆3的另一端上升，进而推动其连接的变形连杆组100上升，同理，使右升降长杆3一端远离右升降短杆6的方向滑动，则可以使得右升降长杆3的另一端下降，进而推动其连接的变形连杆组100下降；对左升降长杆10、右升降长杆3的滑动调节既可以是单独的，也可以是同步的，从而实现对车身的前端、后端、左右两侧的平行度的调节，达到精确调平车身。

需要说明的是，本发明所采用的PLC控制器、陀螺仪均为现有技术的应用，本专业技术人员能够根据相关的描述实现所要达到的功能，或通过相似的技术实现所需完成的技术特性，在这里就不再详细描述。

本领域技术人员在考虑说明书及实施例处的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (9)

1.一种丘陵山地农业机具自动调平装置，包括机架和控制单元，其特征在于，所述丘陵山地农业机具自动调平装置还包括：

变形连杆组，所述变形连杆组相对于机架悬浮设置，且机架朝向变形连杆组的一面中部安装有一中央支柱，所述中央支柱与变形连杆组活动连接；

以及升降连杆组和监测单元，所述升降连杆组包括呈入字型连接的短杆和长杆，所述短杆一端连接长杆中部，短杆另一端连接机架，长杆一端连接变形连杆组，长杆另一端滑动连接机架上；

所述监测单元用于监测其与中央支柱之间的角度变化，并在角度变化超过设定值时反馈信号给控制单元，所述控制单元控制升降连杆组升降变形连杆组，以调节变形连杆组所在平面相对于机架所在平面的平行度。

2.根据权利要求1所述的丘陵山地农业机具自动调平装置，其特征在于，所述中央支柱与变形连杆组通过万向节或铰接轴承件活动连接。

3.根据权利要求1所述的丘陵山地农业机具自动调平装置，其特征在于，所述变形连杆组朝向机架的一面安装有连接座，所述连接座与中央支柱活动连接。

4.根据权利要求1所述的丘陵山地农业机具自动调平装置，其特征在于，所述监测单元包括与控制单元电性连接的角度传感器或陀螺仪，角度传感器或陀螺仪设置在中央支柱的附近。

5.根据权利要求1所述的丘陵山地农业机具自动调平装置，其特征在于，所述变形连杆组包括两个相互铰接的伸缩杆，两个所述伸缩杆的铰接处设有万向连接件连接中央支柱。

6.根据权利要求5所述的丘陵山地农业机具自动调平装置，其特征在于，两个所述相互铰接的伸缩杆的端部分别通过连接件连接。

7.根据权利要求1-6任一所述的丘陵山地农业机具自动调平装置，其特征在于，所述的长杆另一端通过滑动件滑动连接在机架上，所述滑动件与固定安装在机架上的伸缩件的伸缩端连接。

8.根据权利要求7所述的丘陵山地农业机具自动调平装置，其特征在于，所述控制单元包括PLC控制器，所述PLC控制器用于接收监测单元的反馈信号，并控制伸缩件伸缩带动升降连杆组升降变形连杆组，以调节变形连杆组所在平面相对于机架所在平面的平行度。

9.根据权利要求7所述的丘陵山地农业机具自动调平装置，其特征在于，所述伸缩件采用气缸、液压缸或电动推杆。

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