CN115245092B - 一种履带式联合收割机底盘调平系统及方法和联合收割机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种履带式联合收割机底盘调平系统及方法和联合收割机,包括履带、底盘、至少两组支撑装置、行走梁、角度传感器、红外深度相机和控制器;履带设置在底盘下方,传动机构与驱动机构连接,驱动机构用于驱动履带行走;支撑装置分别设置在底盘的两侧,每组支撑装置分别包括两个支撑机构;角度传感器用于检测两根支撑臂的交叉角度,红外深度相机用于检测底盘两侧履带的下陷深度,控制器根据履带的下陷深度调节支撑臂的交叉角度,调节机身平衡和履带的接地比。在收割机两侧分别安装支撑装置,能够通过调整负重轮的间距进而改变支撑臂夹角及其支点高度,改变离地间隙或调平底盘,满足高秆作物或低矮作物的田间行走作业要求。
Description
技术领域
本发明属于农业机械技术领域,尤其涉及一种履带式联合收割机底盘调平系统及方法和联合收割机。
背景技术
履带式联合收割机是我国重要的收获机械之一,当在水田作业时,其底盘行走装置的最小离地间隙直接影响收割机的田间通过性。当最小离地间隙较小时,整机重心低、稳定性好,适宜高速作业;离地间隙较大时,田间通过性好,适宜在湿烂田块和泥脚较深的水田作业。由于传统履带式联合收割机底盘普遍采用刚性支架,当地表倾斜时,整个车身会受到沿地表的重力分力的作用,再加上收获过程中粮箱重量不断增加,重心不断偏移容易发生侧翻事故,严重影响驾驶人员的生命安全以及田间收获效率。
现有底盘调平专利中,大多为两侧同步升降调平,只满足了离地间隙高低的调整,并且不能调节接地比,也不能保证收割机在理论接地比下行驶收获作物,即使在离地间隙在合适范围时,当接地比过大时,履带轮存在下陷可能,影响收获机正常工作。
发明内容
针对上述技术问题,本发明的一个方式的目的之一是提供一种履带式联合收割机底盘调平系统及方法和联合收割机,在收割机两侧分别安装支撑装置,能够通过调整负重轮的间距进而改变支撑臂夹角及其支点高度,改变离地间隙或调平底盘,满足高秆作物或低矮作物的田间行走作业要求。
本发明的一个方式的目的之一是通过调整负重轮之间的距离进而改变底盘高度,可选择同时升降的控制方式实现离地间隙的调整,也可选择独立工作的控制方式改变车架相对于地表的俯仰角与侧倾角,从而实现底盘调平以适应不同的地形作业。
本发明的一个方式的目的之一是提高驾驶舒适性以及收获效率的优势,可以满足高秆作物或低矮作物的田间行走作业高度调整的要求。
本发明的一个方式的目的之一是在机身侧移时自动调节支撑臂夹角保持平衡,机身未发生侧移时,自动调节履带下陷深度,提高行驶效率。
本发明的一个方式的目的之一是在满足底盘两侧同时升降调整离地间隙的情况下,可根据两侧实时接地比改变支撑液压缸夹角调整底盘高度从而调整接地比。
本发明在收割机行驶时,可以首先测出两侧接地比值,根据接地比差值大小确定支撑液压缸活动方式。当两侧接地比之差在误差范围内时,该机身重心未发生侧移,计算当前接地比是否小于不影响正常行走的理论接地比值,若小于,则收割机继续正常行驶;若大于或等于,调节支撑液压缸之间的夹角减小其接地比至理论值下。当两侧接地比之差大于误差范围时,计算出当前两侧的接地比差值与高低差值,将底盘较矮一侧或较高一侧调整至与另一侧平衡,保持机身重心稳定。
本发明将离地间隙高低调节、接地比大小调节等功能集成一体,适用性更强,在保证能够调节离地间隙的同时,可将接地比自动调节至不影响正常行驶的理论值下,减少履带轮下陷的情况,实现自适应调节。
注意,这些目的的记载并不妨碍其他目的的存在。本发明的一个方式并不需要实现所有上述目的。可以从说明书、附图、权利要求书的记载中抽取上述目的以外的目的。
本发明的技术方案是:一种履带式联合收割机底盘调平系统,包括履带、底盘、至少两组支撑装置、行走梁、角度传感器、红外深度相机和控制器;
所述履带设置在底盘下方,传动机构与驱动机构连接,驱动机构用于驱动履带行走;所述支撑装置分别设置在底盘的两侧,每组支撑装置分别包括两个支撑机构,每个支撑机构均包括两根中部交叉连接的支撑臂、液压缸和负重轮,支撑臂的上端分别与底盘的滑动槽连接,下端分别与负重轮连接,负重轮与履带的内侧接触、且负重轮的轮轴与行走梁上的滑动槽连接,所述液压缸的底座安装在底盘上,液压缸的输出端通过滑块与支撑臂连接,能够推动两根支撑臂滑动改变其交叉角度;所述角度传感器用于检测两根支撑臂的交叉角度,并传递给控制器;所述红外深度相机用于检测底盘两侧履带的下陷深度,并传递给控制器,所述控制器根据履带的下陷深度调节支撑臂的交叉角度,调节机身平衡和履带的接地比。
上述方案中,所述行走梁上端设有托带轮,托带轮与履带接触;所述行走梁的一侧设有张紧轮;张紧轮与履带接触;所述行走梁中部还设有过渡轮;过渡轮与履带接触。
上述方案中,所述驱动机构与驱动轮连接;驱动轮位于行走梁的另一侧、且与履带接触。
上述方案中,所述角度传感器分别安装在支撑臂交叉处;所述红外深度相机安装在行走梁上。
一种根据所述履带式联合收割机底盘调平系统的控制方法,包括以下步骤:
联合收获机行走过程中,所述红外深度相机实时检测履带两边的下陷深度值并传输至控制器中;所述角度传感器检测支撑臂的交叉角度,并传递给控制器;所述控制器根据底盘两侧履带的下陷深度值调节支撑臂的交叉角度,调节机身平衡和履带的接地比。
上述方案中,所述支撑臂的交叉角度范围为30°-90°,所对应的底盘同步提升或降低的距离ΔH为:ΔH=hmax-hmin=L·(cos15°-cos45°)
其中,hmax为底盘最高提升高度,hmin为底盘最低下降高度,L为支撑臂下端长度。
上述方案中,所述履带的当前接地比p通过如下公式计算:
N为收获机底盘承受重力,B为履带宽度,L为支撑臂下端长度,θ为两支撑臂之间夹角。
进一步的,所述红外深度相机实时检测联合收割机底盘两侧履带的下陷深度值分别为δ1、δ2,当|δ1-δ2|>ε,两侧履带的下陷深度差值δ'=|δ1-δ2|,相对较矮一侧底盘当前高度相对较矮一侧底盘应升高,升高后角度值设为/>底盘高度值变为h1,即有控制器控制相对较矮一侧支撑臂夹角θ1为/>使联合收割机机身平衡。
进一步的,当|δ1-δ2|≤ε,若当前履带下陷深度值大于δli,则控制器控制液压缸增大支撑臂的夹角,减小履带接地比p,以减小下陷深度;若当前履带轮下陷深度值小于或等于δli,收获机正常行驶前进,
δli为履带理论下陷深度值:
其中,kw表示土壤内聚变形模数,kγ表示土壤内摩擦变形模数,n表示土壤变形指数。
一种联合收割机,包括所述履带式联合收割机底盘调平系统,所述履带式联合收割机底盘调平系统由所述控制方法控制。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
根据本发明的一个方式,通过调整负重轮的间距进而改变支撑臂夹角及其支点高度,根据液控方式的不同实现改变离地间隙或调平底盘的目的,可以满足高杆作物或低矮作物的田间行走作业要求。
根据本发明的一个方式,通过调整负重轮之间的距离进而改变底盘高度,可选择同时升降的控制方式则可实现最小离地间隙的调整,也可选择独立工作的控制方式改变车架相对于地表的俯仰角与侧倾角,从而实现底盘调平以适应不同的地形作业。
根据本发明的一个方式,提高驾驶舒适性以及收获效率的优势,可以满足高杆作物或低矮作物的田间行走作业要求。
根据本发明的一个方式,在机身侧移时自动调节支撑臂夹角保持平衡,机身未发生侧移时,自动调节履带下陷深度,提高行驶效率。
根据本发明的一个方式,在满足底盘两侧同时升降调整离地间隙的情况下,可根据两侧实时接地比数据改变支撑臂夹角调整底盘高度从而调整接地比。
根据本发明的一个方式,本发明将离地间隙高低调节、接地比大小调节等功能集成一体,适用性更强,在保证能够调节离地间隙的同时,可将接地比自动调节至不影响正常行驶的理论值下,减少履带轮下陷的情况,且给出了计算方法,只需知道当前土地的相应参数即可计算出不影响收获机正常行驶的理论下陷值从而实现自适应调节。
注意,这些效果的记载不妨碍其他效果的存在。本发明的一个方式并不一定必须具有所有上述效果。可以从说明书、附图、权利要求书等的记载显而易见地看出并抽出上述以外的效果。
附图说明
图1是本发明一实施方式的支撑臂夹角θ呈60°时的履带底盘结构示意图。
图2是本发明一实施方式的支撑臂夹角θ呈30°时的履带底盘结构示意图。
图3是本发明一实施方式的支撑臂夹角θ呈90°时的履带底盘结构示意图。
图4是本发明一实施方式的液控方法原理图。
图5是本发明一实施方式的底盘调平以及下陷深度调整流程图。
图中:1.驱动轮;2.底盘上架;3.底盘下架;4.前液压缸Ⅰ;5.前液压滑块;6.前液压缸Ⅱ;7.履带;8.托带轮;9.后液压缸Ⅰ;10.后液压滑块;11.后液压缸Ⅱ;12.张紧轮;13.行走梁;14.后负重轮;15.后支撑臂;16.过渡轮;17.前负重轮;18.前支撑臂;19、角度传感器;20、红外深度相机;21、单向变量液压泵;22、三位四通电磁换向阀;23、两位三通电磁换向阀;24、溢流阀。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1所示为所述履带式联合收割机底盘调平系统的一种较佳实施方式,所述履带式联合收割机底盘调平系统,包括履带7、底盘、至少两组支撑装置、行走梁13、角度传感器19、红外深度相机20和控制器;所述履带7设置在底盘下方,传动机构与驱动机构连接,驱动机构用于驱动履带7行走;所述支撑装置分别设置在底盘的两侧,每组支撑装置分别包括两个支撑机构,每个支撑机构均包括两根中部交叉连接的支撑臂、液压缸和负重轮,支撑臂的上端分别与底盘的滑动槽连接,下端分别与负重轮连接,负重轮与履带7的内侧接触、且负重轮的轮轴与行走梁13上的滑动槽连接,所述液压缸的底座安装在底盘上,液压缸的输出端通过滑块与支撑臂连接,能够推动两根支撑臂滑动改变其交叉角度;所述角度传感器19用于检测两根支撑臂的交叉角度,并传递给控制器;所述红外深度相机20用于检测底盘两侧履带7的下陷深度,并传递给控制器,所述控制器根据履带7的下陷深度调节支撑臂的交叉角度,调节机身平衡和履带7的接地比。
根据本实施例优选的,所述行走梁13上端设有托带轮8,托带轮8与履带7接触;所述行走梁13的一侧设有张紧轮12;张紧轮12与履带7接触;所述行走梁13中部还设有过渡轮16;过渡轮16与履带7接触。
根据本实施例优选的,所述驱动机构与驱动轮1连接;驱动轮1位于行走梁13的另一侧、且与履带7接触。
根据本实施例优选的,所述角度传感器19分别安装在支撑臂18交叉处;所述红外深度相机20安装在行走梁13上。
一种根据所述履带式联合收割机底盘调平系统的控制方法,包括以下步骤:
联合收获机行走过程中,所述红外深度相机20实时检测履带7两边的下陷深度值并传输至控制器中;所述角度传感器19检测支撑臂的交叉角度,并传递给控制器;所述控制器根据底盘两侧履带7的下陷深度值调节支撑臂的交叉角度,调节机身平衡和履带7的接地比。
所述支撑臂的交叉角度范围为30°-90°,所对应的底盘同步提升或降低的距离ΔH为:ΔH=hmax-hmin=L·(cos15°-cos45°)
其中,hmax为底盘最高提升高度,hmin为底盘最低下降高度,L为支撑臂下端长度。
上述方案中,所述履带7的当前接地比p通过如下公式计算:
N为收获机底盘承受重力,B为履带宽度,L为支撑臂下端长度,θ为两支撑臂之间夹角。
进一步的,所述红外深度相机20实时检测联合收割机底盘两侧履带7的下陷深度值分别为δ1、δ2,当|δ1-δ2|>ε,两侧履带7的下陷深度差值δ'=|δ1-δ2|,相对较矮一侧底盘当前高度相对较矮一侧底盘应升高,升高后角度值设为/>底盘高度值变为h1,即有/>控制器控制相对较矮一侧支撑臂夹角θ1为/>使联合收割机机身平衡。
当|δ1-δ2|≤ε,若当前履带下陷深度值δ1>δli和/或δ2>δli,则控制器控制液压缸增大支撑臂的夹角,减小履带接地比p,以减小下陷深度;若当前履带轮下陷深度值δ1≤δli和/或δ2≤δli,收获机正常行驶前进,
δli为履带理论下陷深度值:
其中,kw表示土壤内聚变形模数,kγ表示土壤内摩擦变形模数,n表示土壤变形指数。
一种联合收割机,包括所述履带式联合收割机底盘调平系统,所述履带式联合收割机底盘调平系统由所述控制方法控制。
结合图1所示,优选的,所述履带式联合收割机底盘调平系统的底盘两侧分别设有支撑装置,每组支撑装置分别包括两个支撑机构,为前支撑机构和后支撑机构,底盘包括上下连接的底盘上架2和底盘下架3,前支撑机构包括前液压缸Ⅰ4、前液压滑块5、前液压缸Ⅱ6、前负重轮17和前支撑臂18,后支撑机构包括后液压缸Ⅰ9、后液压滑块10、后液压缸Ⅱ11、后负重轮14、后支撑臂15。其中,底盘上架2分别与前液压缸Ⅰ4、前液压缸Ⅱ6、后液压缸Ⅰ9、后液压缸Ⅱ11的一端构成转动连接,用于提升或下降过程中的角度自适应调整;底盘下架3与底盘上架2焊接在一起,共同构成车架,侧面设有滑动槽,分别与后支撑臂15、前支撑臂18的上端构成平动连接;后负重轮14、前负重轮17与行走梁13滑动槽构成平动连接,并与后支撑臂15、前支撑臂18的下端形成转动连接。驱动轮1与变速箱输出半轴花键配合传动并支撑在底盘上架2上,托带轮8与行走梁13上端构成转动连接起到支撑上支履带7的作用,张紧轮12与行走梁13右端构成转动连接,过渡轮16设置在行走梁13中间位置,用于提高地面凹凸不平时的田间通过性,19角度传感器用于检测支撑臂的夹角,20红外深度相机用于检测履带下陷深度。
图2为支撑臂夹角θ呈30°时的履带底盘结构示意图。相较于图1,车架两侧的4个支撑机构在前液压缸Ⅰ4、前液压缸Ⅱ6、后液压缸Ⅰ9、后液压缸Ⅱ11的同时收缩作用下带动前液压滑块5、后液压滑块10向上滑移,前负重轮17、后负重轮14的相对距离减小,前支撑臂18、后支撑臂15的夹角减小,从而提高车架底盘离地间隙。此时的底盘提升量为H提=L·(cos15°-cos30°)。
图3为支撑臂夹角θ呈90°时的履带底盘结构示意图。相较于图1,车架两侧的4个支撑机构在前液压缸Ⅰ4、前液压缸Ⅱ6、后液压缸Ⅰ9、后液压缸Ⅱ11的同时伸长作用下带动前液压滑块5、后液压滑块10向下滑移,前负重轮17、后负重轮14的相对距离增大,前支撑臂18、后支撑臂15的夹角增大,从而降低车架底盘离地间隙。此时底盘降低量为H降=L·(cos30°-cos45°)。
根据本实施例,优选的,图4为履带式联合收割机底盘多向调平系统的液控方式原理图,液压系统包括冷却器、单向变量液压泵21、滤清器、三位四通电磁换向阀22、两位三通电磁换向阀23、溢流阀24、单向节流阀以及8个液压油缸。其中单向变量液压泵21是整个液压系统的动力元件,输入端与冷却器、油箱相连,主要用于将原动机的机械能转化为液压介质的压力能;冷却器位于单向变量液压泵21与油箱之间,起到维持液压系统热量均衡的功能,防止油温过高导致泄漏增加甚至液压元件的损坏;两位三通电磁换向阀23是液压系统的控制主阀,当阀芯打开时位于底盘机架四个位置处的液压油缸进入待工作状态;溢流阀24位于两位三通电磁换向阀23的出油口处,用于维持压力油的工作压力;液压油缸两个为一组,分别设置在车架左前、右前、左后、右后四个支撑机构中;三位四通电磁换向阀22用于控制各位置处液压油缸的活塞伸缩,既可同时工作亦可分别独立工作;单向节流阀装设在三位四通电磁换向阀22与液压油缸的有杆腔间,有杆腔进油时单向阀打开、进回油速率较快,无杆腔进油时单向阀不通液压油经节流阀返回油箱、进回油速率缓慢,起到快升缓降的作用;滤清器设于整个液压系统的回油管路上,用于防止反复工作过程中产生的污染物进入油箱,有效提高了油液的清洁度和各液压元件的使用寿命。
以同时工作为例,当需要提高底盘高度时,各三位四通电磁换向阀22的左侧线圈得电,有杆腔进油、无杆腔回油,使得液压活塞快速回缩,从而减小支撑臂夹角、增大底盘与地面的相对高度;当需要降低底盘高度时,各三位四通电磁换向阀22右侧线圈得电,无杆腔进油、有杆腔回油,由于回油时流经节流阀使得液压活塞慢速伸长,从而增大两臂夹角、减小底盘与地面的相对高度。
以独立工作为例,当需要增大机架的侧倾角,即底盘平面与地面的夹角时,左前、左后处的液压油缸无杆腔进油,右前、右后的液压油缸有杆腔进油,此时底盘左侧抬高、右侧降低;当需要增大机架的俯仰角,即底盘中轴线与地面的夹角时,左前、右前处的液压无杆腔进油,左后、右后的液压油缸有杆腔进油,此时底盘前侧抬高、后侧降低。减小侧倾角或俯仰角的过程同理可得。在收割机两侧分别安装支撑液压缸,能够通过调整负重轮的间距进而改变支撑臂夹角及其支点高度,根据液控方式的不同实现改变离地间隙或调平底盘的目的,满足各种高杆作物或低矮作物的田间行走作业要求。
支撑臂之间构成转动连接,两臂间夹角越小则底盘离地间隙越大,所述支撑臂的交叉角度范围为30°-90°,所对应的底盘同步提升或降低的距离ΔH为:ΔH=hmax-hmin=L·(cos15°-cos45°)
其中,hmax为底盘最高提升高度,hmin为底盘最低下降高度,L为支撑臂下端长度。
负重轮之间的相对位置是可调的,改变底盘相对于地表的高度的同时可以实现履带接地比的调整,当降低底盘高度时,负重轮间距增大,履带接地面积增大,田间通过性从而得到提高,所述履带7的当前接地比p通过如下公式计算:
N为收获机底盘承受重力,B为履带宽度,L为支撑臂下端长度,θ为两支撑臂之间夹角。
结合图5,根据本实施例,优选的,一种根据所述履带式联合收割机底盘调平系统的控制方法,包括以下步骤:
联合收获机行走过程中,所述红外深度相机20实时检测联合收割机底盘两侧履带7的下陷深度值分别为δ1、δ2,当|δ1-δ2|>ε,两侧履带轮由于下陷深度不一致导致收获机重心侧移,两侧履带7的下陷深度差值δ'=|δ1-δ2|,相对较矮一侧底盘当前高度为使机身保持平衡,左右两边相对较矮一侧底盘应升高,升高后角度值设为θ1,底盘高度值变为h1,即有/>控制器控制相对较矮一侧支撑臂夹角θ1为/>使联合收割机机身平衡。
当|δ1-δ2|≤ε,收获机机身未发生侧偏或者两侧下陷深度差不多一致时,为保证收获机高效行驶,调整其接地比使下陷深度不影响收获机前进,履带在水泥地面正常行驶过程中,接地比P的理论值为:
式中:ε为误差值;kw表示土壤内聚变形模数,N/mn+1;kγ表示土壤内摩擦变形模数,N/mn+2;n表示土壤变形指数;δli表示理论下陷深度。
联立与/>可得收获机正常行驶时履带轮理论下陷深度值为:/>
若当前履带下陷深度δ>δli,则控制器控制液压缸增大支撑臂的夹角,减小履带接地比p,以减小下陷深度;若当前履带轮下陷深度δ≤δli,收获机正常行驶前进。
具体的,所述红外深度相机20检测两侧履带下陷深度,检测值输入控制器中,当两侧下陷深度差值绝对值大于ε时,控制器输出相应信号控制左右两边相对较矮一侧履带底盘上的液压缸使底盘升高,底盘升高量为上述的δ',即当角度传感器19测出两支撑臂的夹角为时,表示底盘升降完毕并保持稳定,实现机身平衡;当两侧下陷深度差值绝对值小于ε时,控制器根据/>计算出理论下陷深度,同时与当前下陷深度δ作比较,若当前履带轮下陷深度δ>δli,则通过控制器输出信号升降液压缸增大支撑臂夹角以减小接地比从而减小下陷深度,保证收获机的工作效率;若当前履带轮下陷深度δ≤δli,收获机正常行驶前进。通过本发明方法,只需知道当前土地的相应参数即可计算出不影响收获机正常行驶的理论下陷值从而实现自适应调节。
一种联合收割机,包括所述履带式联合收割机底盘调平系统,所述履带式联合收割机底盘调平系统由所述控制方法控制。
应当理解,虽然本说明书是按照各个实施例描述的,但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明,它们并非用以限制本发明的保护范围,凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种履带式联合收割机底盘调平系统,其特征在于,包括履带(7)、底盘、至少两组支撑装置、行走梁(13)、角度传感器(19)、红外深度相机(20)和控制器;
所述履带(7)设置在底盘下方,传动机构与驱动机构连接,驱动机构用于驱动履带(7)行走;所述支撑装置分别设置在底盘的两侧,每组支撑装置分别包括两个支撑机构,每个支撑机构均包括两根中部交叉连接的支撑臂、液压缸和负重轮,支撑臂的上端分别与底盘的滑动槽连接,下端分别与负重轮连接,负重轮与履带(7)的内侧接触、且负重轮的轮轴与行走梁(13)上的滑动槽连接,所述液压缸的底座安装在底盘上,液压缸的输出端通过滑块与支撑臂连接,能够推动两根支撑臂滑动改变其交叉角度;所述角度传感器(19)用于检测两根支撑臂的交叉角度,并传递给控制器;所述红外深度相机(20)用于检测底盘两侧履带(7)的下陷深度,并传递给控制器,所述控制器根据履带(7)的下陷深度调节支撑臂的交叉角度,调节机身平衡和履带(7)的接地比;
所述履带(7)的当前接地比p通过如下公式计算:
N为收获机底盘承受重力,B为履带宽度,L为支撑臂下端长度,θ为两支撑臂之间夹角;
所述红外深度相机(20)实时检测联合收割机底盘两侧履带(7)的下陷深度值分别为δ1、δ2,当|δ1-δ2|>ε,两侧履带(7)的下陷深度差值δ'=|δ1-δ2|,相对较矮一侧底盘当前高度相对较矮一侧底盘应升高,升高后角度值设为/>底盘高度值变为h1,即有控制器控制相对较矮一侧支撑臂夹角θ1为/>使联合收割机机身平衡。
2.根据权利要求1所述的履带式联合收割机底盘调平系统,其特征在于,所述行走梁(13)上端设有托带轮(8),托带轮(8)与履带(7)接触;所述行走梁(13)的一侧设有张紧轮(12);张紧轮(12)与履带(7)接触;所述行走梁(13)中部还设有过渡轮(16);过渡轮(16)与履带(7)接触。
3.根据权利要求1所述的履带式联合收割机底盘调平系统,其特征在于,所述驱动机构与驱动轮(1)连接;驱动轮(1)位于行走梁(13)的另一侧、且与履带(7)接触。
4.根据权利要求1所述的履带式联合收割机底盘调平系统,其特征在于,所述角度传感器(19)分别安装在支撑臂(18)交叉处;所述红外深度相机(20)安装在行走梁(13)上。
5.一种根据权利要求1-4任意一项所述履带式联合收割机底盘调平系统的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
联合收获机行走过程中,所述红外深度相机(20)实时检测履带(7)两边的下陷深度值并传输至控制器中;所述角度传感器(19)检测支撑臂的交叉角度,并传递给控制器;所述控制器根据底盘两侧履带(7)的下陷深度值调节支撑臂的交叉角度,调节机身平衡和履带(7)的接地比。
6.根据权利要求5所述的履带式联合收割机底盘调平系统的控制方法,其特征在于,所述支撑臂的交叉角度范围为30°-90°,所对应的底盘同步提升或降低的距离ΔH为:ΔH=hmax-hmin=L·(cos15°-cos45°)
其中,hmax为底盘最高提升高度,hmin为底盘最低下降高度,L为支撑臂下端长度。
7.根据权利要求1所述的履带式联合收割机底盘调平系统的控制方法,其特征在于,
当|δ1-δ2|≤ε,若当前履带下陷深度值大于δli,则控制器控制液压缸增大支撑臂的夹角,减小履带接地比p,以减小下陷深度;若当前履带轮下陷深度值小于或等于δli,收获机正常行驶前进,
δli为履带理论下陷深度值:
其中,kw表示土壤内聚变形模数,kγ表示土壤内摩擦变形模数,n表示土壤变形指数。
8.一种联合收割机,其特征在于,包括权利要求1-4任意一项所述履带式联合收割机底盘调平系统,所述履带式联合收割机底盘调平系统由权利要求5-7任意一项所述控制方法控制。
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