CN114041339A - 大型动力平台用三轴多姿态控制悬挂提升装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大型动力平台用三轴多姿态控制悬挂提升装置，包括铰接在大型动力平台后桥底端与作业机具机架底端之间的左牵引杆和右牵引杆，左牵引杆与大型动力平台后桥顶端之间铰接有左垂直提升液压缸；右牵引杆与大型动力平台后桥顶端之间铰接有右垂直提升液压缸；作业机具机架的顶部与大型动力平台后桥的中部之间铰接有中央纵拉液压缸，中央纵拉液压缸位于左垂直提升液压缸和右垂直提升液压缸之间；还包括与中央纵拉液压缸、左垂直提升液压缸和右垂直提升液压缸的控制端口连接的控制系统；作业过程中，可以实时调整大型动力平台与作业机具的关联角度以适应作业工况，自动化程度提高。

Description

大型动力平台用三轴多姿态控制悬挂提升装置
技术领域
本发明涉及一种悬挂装置，尤其涉及一种大型动力平台用三轴多姿态控制悬挂提升装置。
背景技术
悬挂提升装置是大型拖拉机或大型动力平台与作业装置之间的动力传动与姿态调控的关键零部件，在现代农业机械或行走机械作业中具应用广泛。作业过程中动力传动与姿态调控水平与可靠性直接影响作业质量或作业人员的安全。传统大型拖拉机的悬挂提升装置由上拉杆、垂直提升液压缸、提升臂、提升杆、下拉杆组成，作业前调整好作业机具入土角，作业过程只能通过垂直提升液压缸驱动提升臂进而带动提升拉杆实现作业机具的升降，但在丘陵山地地形中，经常会碰到地形起伏、高低不平等情况，不能实时调整犁深，不仅影响作业质量，甚至会损坏作业机具。另外垂直提升液压缸动力传动环节较多，姿态控制精度与传动效率较低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够适应各种作业状况的大型动力平台用三轴多姿态控制悬挂提升装置。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：大型动力平台用三轴多姿态控制悬挂提升装置，包括铰接在大型动力平台后桥底端与作业机具机架底端之间的左牵引杆和右牵引杆，所述左牵引杆与所述大型动力平台后桥顶端之间铰接有左垂直提升液压缸；所述右牵引杆与所述大型动力平台后桥顶端之间铰接有右垂直提升液压缸；所述作业机具机架的顶部与所述大型动力平台后桥的中部之间铰接有中央纵拉液压缸，所述中央纵拉液压缸位于所述左垂直提升液压缸和所述右垂直提升液压缸之间；
还包括与所述中央纵拉液压缸、所述左垂直提升液压缸和所述右垂直提升液压缸的控制端口连接的控制系统。
作为一种优选的技术方案，所述左牵引杆的一端与所述作业机具机架铰接，所述左牵引杆的另一端与所述大型动力平台后桥通过球铰连接。
作为一种优选的技术方案，所述右牵引杆的一端与所述作业机具机架铰接，所述右牵引杆的另一端与所述大型动力平台后桥通过球铰连接。
作为一种优选的技术方案，所述左牵引杆的外侧面与所述大型动力平台后桥底端之间安装有左下拉装置，所述左下拉装置包括固定安装在所述左牵引杆上的铰接座和固定安装在所述大型动力平台后桥底端的铰接座，两个所述铰接座之间铰接有左下拉杆。
作为一种优选的技术方案，所述右牵引杆的外侧面与所述大型动力平台后桥底端之间安装有右下拉装置，所述右下拉装置包括固定安装在所述右牵引杆上的铰接座和固定安装在所述大型动力平台后桥底端的铰接座，两个所述铰接座之间铰接有右下拉杆。
作为一种优选的技术方案，所述中央纵拉液压缸、所述左垂直提升液压缸和所述右垂直提升液压缸均为双作用液压缸。
作为一种优选的技术方案，所述左牵引杆和所述作业机具机架之间的连接处安装有轴销式力传感器；所述右牵引杆和所述作业机具机架之间的连接处安装有轴销式力传感器，所述轴销式力传感器的信号输出端与所述控制系统连接。
作为一种优选的技术方案，所述控制系统包括控制器，所述控制器的信号输出端与所述中央纵拉液压缸、所述左垂直提升液压缸和所述右垂直提升液压缸的控制端口连接。
作为一种优选的技术方案，所述中央纵拉液压缸、所述左垂直提升液压缸和所述右垂直提升液压缸上均内置有一个位置传感器，所有的所述位置传感器的信号输出端均与所述控制器的信号输入端连接。
作为一种优选的技术方案，所述作业机具机架的底端对称安装有两个距离传感器，所述距离传感器的信号输出端均与所述控制器的信号输入端连接。
由于采用了上述技术方案，大型动力平台用三轴多姿态控制悬挂提升装置，包括铰接在大型动力平台后桥底端与作业机具机架底端之间的左牵引杆和右牵引杆，所述左牵引杆与所述大型动力平台后桥顶端之间铰接有左垂直提升液压缸；所述右牵引杆与所述大型动力平台后桥顶端之间铰接有右垂直提升液压缸；所述作业机具机架的顶部与所述大型动力平台后桥的中部之间铰接有中央纵拉液压缸，所述中央纵拉液压缸位于所述左垂直提升液压缸和所述右垂直提升液压缸之间；还包括与所述中央纵拉液压缸、所述左垂直提升液压缸和所述右垂直提升液压缸的控制端口连接的控制系统；作业过程中，可以实时调整大型动力平台与作业机具的关联角度以适应作业工况，自动化程度提高；可以实现大型动力平台与作业机具的关联角度的双向调节，既可增加作业机具入土角，也可减小作业机具入土角，使作业深度纵向一致性调节程度更高。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
图1是本发明实施例的结构示意图；
图中：11-左牵引杆；12-右牵引杆；2-中央纵拉液压缸；3-左垂直提升液压缸；4-右垂直提升液压缸；51-左下拉杆；52-右下拉杆；6-大型动力平台后桥；7-作业机具机架；8-轴销式力传感器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
如图1所示，大型动力平台用三轴多姿态控制悬挂提升装置，包括铰接在大型动力平台后桥6底端与作业机具机架7底端之间的左牵引杆11和右牵引杆12，所述左牵引杆11与所述大型动力平台后桥6顶端之间铰接有左垂直提升液压缸3；所述右牵引杆12与所述大型动力平台后桥6顶端之间铰接有右垂直提升液压缸4；所述作业机具机架7的顶部与所述大型动力平台后桥6的中部之间铰接有中央纵拉液压缸2，所述中央纵拉液压缸2位于所述左垂直提升液压缸3和所述右垂直提升液压缸4之间；还包括与所述中央纵拉液压缸2、所述左垂直提升液压缸3和所述右垂直提升液压缸4的控制端口连接的控制系统。
所述左牵引杆11的一端与所述作业机具机架7铰接，所述左牵引杆11的另一端与所述大型动力平台后桥6通过球铰连接。所述右牵引杆12的一端与所述作业机具机架7铰接，所述右牵引杆12的另一端与所述大型动力平台后桥6通过球铰连接。
所述左牵引杆11的外侧面与所述大型动力平台后桥6底端之间安装有左下拉装置，所述左下拉装置包括固定安装在所述左牵引杆11上的铰接座和固定安装在所述大型动力平台后桥6底端的铰接座，两个所述铰接座之间铰接有左下拉杆51。所述右牵引杆12的外侧面与所述大型动力平台后桥6底端之间安装有右下拉装置，所述右下拉装置包括固定安装在所述右牵引杆12上的铰接座和固定安装在所述大型动力平台后桥6底端的铰接座，两个所述铰接座之间铰接有右下拉杆52。
所述左牵引杆11和所述作业机具机架7之间的连接处安装有轴销式力传感器8；所述右牵引杆12和所述作业机具机架7之间的连接处安装有轴销式力传感器8，所述轴销式力传感器8的信号输出端与所述控制系统连接。轴销式力传感器8用于检测作业机具所受牵引力大小，并将检测数据传送给控制器。
所述中央纵拉液压缸2、所述左垂直提升液压缸3和所述右垂直提升液压缸4均为双作用液压缸。所述控制系统包括控制器，所述控制器的信号输出端与所述中央纵拉液压缸2、所述左垂直提升液压缸3和所述右垂直提升液压缸4的控制端口连接。所述中央纵拉液压缸2、所述左垂直提升液压缸3和所述右垂直提升液压缸4上均内置有一个位置传感器，所有的所述位置传感器的信号输出端均与所述控制器的信号输入端连接。所述作业机具机架7的底端对称安装有两个距离传感器，所述距离传感器的信号输出端均与所述控制器的信号输入端连接。
本悬挂提升装置在控制器的控制策略下，控制中央纵拉液压缸2、左垂直提升液压缸3和右垂直提升液压缸4协同控制，以适应不同的作业工况，根据实时作业工况实现大型拖拉机或大型动力平台与作业装置之间的动力传动与多姿态调控。作业过程中，控制器根据作业工况实施调整各个双作用液压缸动作，以保证农机具高质量高效作业。
在作业过程中，根据实际作业工况需求，中央纵拉液压缸2通过电液控制回路实时调节主机(即大型动力平台)与作业机具的关联角度，调整并有效保持主机与作业机具的垂直面内的相对角度位置。例如犁深作业纵向一致性控制，通过传感器检测作业机具作业深度的一致性，并将距离传感器信号传送到控制器处理，在控制器指令下中央纵拉液压缸2作用，调节犁深一致性。
控制垂直方向的左垂直提升液压缸3和右垂直提升液压缸4用于作业机具垂直方向升降、绕作业机具机架7上翻转轴的旋转姿态调节和提升/下降且绕翻转轴的旋转姿态调节三种姿态控制。作业或转场过程中，需要对作业机具垂直提升或下降时，控制器使垂直左垂直提升液压缸3和右垂直提升液压缸4同时伸缩可以实现作业机具升降；作业过程碰到地面起伏、石块、突变阻力等抬起时，通过距离传感器采集地面状况传送到控制器，控制器处理信号后控制左垂直提升液压缸3和右垂直提升液压缸4动作，使作业机具实现犁深横向一致性调整。
当以上工况同时出现时，协同控制多个双作用液压缸动作，保证作业质量和效率。若超出双作用液压缸的调控范围，以保护作业装置优先的控制策略，控制左垂直提升液压缸3和右垂直提升液压缸4动作，使作业装置提升达到保护的目的。
本大型动力平台用三轴多姿态控制悬挂提升装置的姿态调控均采用带有位置传感器的、可实现闭环控制的、且具有相对位置关系的三个双作用油缸和相关机构构成，具有下述特点：
1.悬挂提升装置用于垂直面内的姿态调控的中央纵拉液压缸2结构，作业过程中，该结构可以实时调整主机与作业机具的关联角度以适应作业工况，自动化程度提高。
2.采用中央纵拉液压缸2调控结构，可以实现主机与作业机具的关联角度的双向调节，既可增加作业机具入土角，也可减小作业机具入土角，使犁深纵向一致性调节程度更高。
3.悬挂提升装置的左垂直提升液压缸3和右垂直提升液压缸4分别直接对两个牵引杆驱动，实现作业机具的升降，简化传动结构。左垂直提升液压缸3和右垂直提升液压缸4直接驱动两个牵引杆实现作业机具姿态调整并有效保持作业机具与地面的相对距离位置，减少了传动环节，提高了响应速度，降低了传动过程能量损失，提高了作业效率。
4.采用左垂直提升液压缸3和右垂直提升液压缸4结构结合牵引杆与大型动力平台底端的球形铰接，两个液压缸的独立动作可以实现垂直方向升降和绕翻转轴的旋转。
5.中央纵拉液压缸2和左垂直提升液压缸3、右垂直提升液压缸4都内置磁致伸缩位置传感器以检测活塞杆位置。
6.作业机具机架7下两侧安装距离传感器，用于检测作业机具与地面的距离。
7.中央纵拉液压缸2、左垂直提升液压缸3、右垂直提升液压缸4在控制器控制下，可以实现主机与作业机具的垂直面内的相对角度位置调节、平行于前进方向平面内的作业机具升降和绕翻转轴的旋转动作，以及以上动作的复合动作，实现犁深纵向一致性调节和犁深横向一致性调节。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.大型动力平台用三轴多姿态控制悬挂提升装置，其特征在于：包括铰接在大型动力平台后桥底端与作业机具机架底端之间的左牵引杆和右牵引杆，所述左牵引杆与所述大型动力平台后桥顶端之间铰接有左垂直提升液压缸；所述右牵引杆与所述大型动力平台后桥顶端之间铰接有右垂直提升液压缸；所述作业机具机架的顶部与所述大型动力平台后桥的中部之间铰接有中央纵拉液压缸，所述中央纵拉液压缸位于所述左垂直提升液压缸和所述右垂直提升液压缸之间；
还包括与所述中央纵拉液压缸、所述左垂直提升液压缸和所述右垂直提升液压缸的控制端口连接的控制系统。
2.如权利要求1所述的大型动力平台用三轴多姿态控制悬挂提升装置，其特征在于：所述左牵引杆的一端与所述作业机具机架铰接，所述左牵引杆的另一端与所述大型动力平台后桥通过球铰连接。
3.如权利要求1所述的大型动力平台用三轴多姿态控制悬挂提升装置，其特征在于：所述右牵引杆的一端与所述作业机具机架铰接，所述右牵引杆的另一端与所述大型动力平台后桥通过球铰连接。
4.如权利要求1所述的大型动力平台用三轴多姿态控制悬挂提升装置，其特征在于：所述左牵引杆的外侧面与所述大型动力平台后桥底端之间安装有左下拉装置，所述左下拉装置包括固定安装在所述左牵引杆上的铰接座和固定安装在所述大型动力平台后桥底端的铰接座，两个所述铰接座之间铰接有左下拉杆。
5.如权利要求1所述的大型动力平台用三轴多姿态控制悬挂提升装置，其特征在于：所述右牵引杆的外侧面与所述大型动力平台后桥底端之间安装有右下拉装置，所述右下拉装置包括固定安装在所述右牵引杆上的铰接座和固定安装在所述大型动力平台后桥底端的铰接座，两个所述铰接座之间铰接有右下拉杆。
6.如权利要求1所述的大型动力平台用三轴多姿态控制悬挂提升装置，其特征在于：所述中央纵拉液压缸、所述左垂直提升液压缸和所述右垂直提升液压缸均为双作用液压缸。
7.如权利要求1所述的大型动力平台用三轴多姿态控制悬挂提升装置，其特征在于：所述左牵引杆和所述作业机具机架之间的连接处安装有轴销式力传感器；所述右牵引杆和所述作业机具机架之间的连接处安装有轴销式力传感器，所述轴销式力传感器的信号输出端与所述控制系统连接。
8.如权利要求1至7任一权利要求所述的大型动力平台用三轴多姿态控制悬挂提升装置，其特征在于：所述控制系统包括控制器，所述控制器的信号输出端与所述中央纵拉液压缸、所述左垂直提升液压缸和所述右垂直提升液压缸的控制端口连接。
9.如权利要求8所述的大型动力平台用三轴多姿态控制悬挂提升装置，其特征在于：所述中央纵拉液压缸、所述左垂直提升液压缸和所述右垂直提升液压缸均内置有一个位置传感器，所有的所述位置传感器的信号输出端均与所述控制器的信号输入端连接。
10.如权利要求8所述的大型动力平台用三轴多姿态控制悬挂提升装置，其特征在于：所述作业机具机架的底端对称安装有两个距离传感器，所述距离传感器的信号输出端均与所述控制器的信号输入端连接。
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