CN206317880U - 用于农机前轮转向的双模式全液压阀转向驱动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于农机前轮转向的双模式全液压阀转向驱动系统，包括油箱、油泵、方向盘，转向推缸及前轮，油泵的出油口上连出油两位三通电磁阀，出油两位三通电磁阀第一出油口上连电控全液压阀机构，电控全液压阀机构上连电控系统；出油两位三通电磁阀第二出油口上连手动油路全液压转向阀，手动油路全液压转向阀的转轴与方向盘连；电控全液压阀机构出油口和手动油路全液压转向阀出油口分别与转向推缸连，转向推缸与前轮相连；油箱上还连有回油两位三通电磁阀，电控全液压阀机构回油口和手动油路全液压转向阀回油口分别与回油两位三通电磁阀进油口连接，其出油口与油箱连。本实用新型手动和自动双模式控制农机前轮，操作便捷，作业精度和可靠性高。

Description

用于农机前轮转向的双模式全液压阀转向驱动系统

技术领域

本实用新型涉及农机导航技术，具体地指一种用于农机前轮转向的双模式全液压阀转向驱动系统。

背景技术

精细农业是一项以农业信息化为目标的重要技术，其主要依靠GNSS、GIS、传感器及计算机控制系统等技术手段来实现。利用这些技术手段可以得到农田的实时水分、施肥情况、产量等数据，然后再根据GIS地理信息系统、专家系统及实际经验给出农田处方，即可调整农田的施肥量、农药施用量、用水量、播种量等，进而在减少投入的同时，增加农田的产量、降低成本、减少环境污染、节约资源及保护生态环境。精细农业技术除应用于农业外还可用于园艺业和林业等相关领域。

农机自动导航技术是21世纪精细农业的一项重要技术。实现农机导航可以让农业作业者降低工作强度，避免繁重的驾驶劳动，降低生产成本，显著提高农机的作业精度、农田土地利用率及农田产量。尤其是现代农业劳动者缺乏的地区，其对农机效率和农田利用率的要求越来越高，因此，由GNSS系统导航构成的智能化农业，优越性明显，发展前景非常好，具有巨大的市场价值。但是，农机在田间行驶方向的改变完全是依赖转向系统实现，目前的转向系统性能有待提高，无法精确便捷地控制农机前轮转向，存在作业精度低，可靠性不强的问题。

发明内容

本实用新型的目的就是要提供一种用于农机前轮转向的双模式全液压阀转向驱动系统，该系统能够实现手动和自动双模式控制农机前轮，操作便捷、双模式互不干扰、作业精度和可靠性高。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种用于农机前轮转向的双模式全液压阀转向驱动系统，包括油箱、油泵、方向盘，转向推缸及前轮，所述油泵的进油口与所述油箱连接，所述油泵的出油口上连有出油两位三通电磁阀，所述出油两位三通电磁阀的第一出油口上连有电控全液压阀机构，所述电控全液压阀机构上连有电控系统；所述出油两位三通电磁阀的第二出油口上连有手动油路全液压转向阀，所述手动油路全液压转向阀的转动轴与所述方向盘连接；所述电控全液压阀机构的出油口和所述手动油路全液压转向阀的出油口分别与所述转向推缸的动力输入端连接，所述转向推缸的动力输出端与所述前轮相连；所述油箱上还连有回油两位三通电磁阀，所述电控全液压阀机构的回油口和所述手动油路全液压转向阀的回油口分别与所述回油两位三通电磁阀的进油口连接，所述回油两位三通电磁阀的出油口与所述油箱连接。

进一步地，所述电控系统包括电源，及并联在所述电源上的控制终端和步进电机驱动器，所述控制终端的信号输出端与所述步进电机驱动器的信号输入端连接，所述步进电机驱动器的信号输出端与所述电控全液压阀机构连接；所述出油两位三通电磁阀与所述回油两位三通电磁阀并联于所述电源上，且并联电路上设有模式切换开关。

进一步地，所述油箱上与所述回油两位三通电磁阀之间连有过滤器，所述回油两位三通电磁阀的出油口与所述过滤器的进油口连接。

进一步地，所述电控全液压阀机构包括电动油路全液压转向阀和步进电机，所述电动油路全液压转向阀的转轴与所述步进电机的转轴连接，所述步进电机的信号输入端与所述步进电机驱动器的信号输出端连接，所述电动油路全液压转向阀的出油口与所述转向推缸的动力输入端连接，所述电动油路全液压转向阀的回油口与所述回油两位三通电磁阀的进油口连接。

进一步地，所述电控全液压阀机构还包括安装板，所述安装板上连有中空状安装结构，所述电动油路全液压转向阀固定在所述安装结构的一侧，所述步进电机固定在所述安装结构的另一侧，所述电动油路全液压转向阀的转轴与所述步进电机的转轴之间连有传动轴，所述传动轴穿入所述安装结构的中空部位。

进一步地，所述安装结构包括圆筒形的连接筒，所述连接筒两端分别固定连有法兰盘，一端的法兰盘与所述电动油路全液压转向阀固定连接，另一端的法兰盘与所述步进电机固定连接。

进一步地，所述电源上连有升压器，所述步进电机驱动器，所述出油两位三通电磁阀及所述回油两位三通电磁阀分别与所述升压器并联电连接。

进一步地，所述转向推缸与所述前轮的轮轴之间连有连杆结构。

更进一步地，所述控制终端包括依次连接的工业平板电脑，数据采集卡和连接桥。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

其一，本实用新型提供了一种双模式并联全液压阀油路系统，具有手动控制前轮和电动控制前轮两种操作模式，能够通过电控全液压系统实现农机前轮精准自动转向功能，大幅提高了作业精度与可靠性，解决了目前拖拉机前轮无法精确便捷地电动控制的问题，为农机组导航系统提供了良好的转向执行系统。

其二，本实用新型具有一键切换手动操作与自动操作的功能，双模式互不干扰，模式转换快捷、稳定，进而提升了整个农机导航系统操作的可靠性和安全性。

其三，本实用新型采用全液压转向阀作为液压操作原件，不但耐用，而且操作可靠性和稳定性高。

其四，本实用新型控制终端匹配度高，能够精准控制农机前轮。

其五，本实用新型采用全液压转向阀和电控液压阀实现液压系统的

搭建，且控制终端匹配度高，能够精准控制农机前轮。

附图说明

图1为一种用于农机前轮转向的双模式全液压阀转向驱动系统结构示意图。

图2为图1中电控系统的结构示意图。

图3为图1中电控全液压阀机构的爆炸图。

图4为图2中控制终端的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明，便于更清楚地了解本实用新型，但它们不对本实用新型构成限定。

如图1所示的一种用于农机前轮转向的双模式全液压阀转向驱动系统，包括油箱1、油泵2、方向盘3，转向推缸4及前轮5，油泵2为液压恒流泵，其与农机发动机输出轴连接提供液压系统动力，油泵2的进油口与油箱1连接，油泵2的出油口上连有出油两位三通电磁阀6，由出油两位三通电磁阀6分成两路，其中一路为：出油两位三通电磁阀6的第一出油口上连有电控全液压阀机构7，电控全液压阀机构7上连有电控系统8，另一路为：出油两位三通电磁阀6的第二出油口上连有手动油路全液压转向阀9，手动油路全液压转向阀9的转动轴与方向盘3连接；电控全液压阀机构7的出油口和手动油路全液压转向阀9的出油口通过三通管分别与转向推缸4的动力输入端连接，转向推缸4的活塞杆通过连杆结构12与前轮5轮轴相连，转向推缸4能够平行连杆机构转动前轮5；油箱1上还连有回油两位三通电磁阀10，电控全液压阀机构7的回油口和手动油路全液压转向阀9的回油口分别与回油两位三通电磁阀10的进油口连接，回油两位三通电磁阀10的出油口与过滤器11的进油口连接，过滤器11的出油口与油箱1连接，即：回油经过回油两位三通电磁阀10汇总到过滤器11从而回到油箱1。

上述方案中，结合图2所示，电控系统8包括12v的电源8-1，电源8-1上连有12～24v的升压器8-5，控制终端8-2并联在电源8-1上，步进电机驱动器8-3、出油两位三通电磁阀6及回油两位三通电磁阀10分别与升压器8-5并联电连接(升压器8-5输入连接12v电源8-1，输出24v为出油两位三通电磁阀6及回油两位三通电磁阀10提供驱动电源)，并联电路上设有模式切换开关8-4，该模式切换开关8-4用于控制出油两位三通电磁阀6及回油两位三通电磁阀10这两个电磁阀，一键切换手动控制和自动控制，两个模式之间互不干扰；控制终端8-2的信号输出端与步进电机驱动器8-3的信号输入端连接，步进电机驱动器8-3的信号输出端与电控全液压阀机构7连接。

上述方案中，结合图3所示，电控全液压阀机构7包括电动油路全液压转向阀7-1，步进电机7-2，安装板7-3及中空状安装结构7-4。安装结构7-4固定在安装板7-3上，安装板7-3用于将整个电控全液压阀机构7安装在农机上。该安装结构7-4包括圆筒形的连接筒7-41，连接筒7-41两端分别焊接两个同心的法兰盘7-42，一端的法兰盘7-42通过螺栓13与电动油路全液压转向阀7-1固定连接，另一端的法兰盘7-42通过螺栓与步进电机7-2固定连接，电动油路全液压转向阀7-1的转轴与步进电机7-2的转轴之间连有传动轴7-5，传动轴7-5穿入连接筒7-41中。步进电机7-2的信号输入端与步进电机驱动器8-3的信号输出端连接。电动油路全液压转向阀7-1的出油口与转向推缸4的动力输入端连接，电动油路全液压转向阀7-1的回油口与回油两位三通电磁阀10的进油口连接。

上述方案中，结合图4所示，控制终端8-2，包括工业平板电脑8-21、数据采集卡8-22和连接桥8-23，工业平板电脑8-21通过USB数据线连接数据采集卡8-22，数据采集卡8-22采用NIUSB6012型多功能采集卡。控制终端8-2通过TTL电信号控制步进电机驱动器8-3，步进电机驱动器8-3对步进电机7-2提供两项6A的电流，实现步进电机7-2转动。

上述方案中，控制终端8-2能够输出pulse、dir和en三路信号，三路信号连接到步进电机驱动器8-3，pulse信号控制步进电机7-2的转速，dir信号控制步进电机7-2的转动方向，en信号控制步进电机7-2的使能。根据信号步进电机驱动器8-3能够驱动步进电机7-2，进而驱动电动油路全液压转向阀7-1实现电控转向功能。

上述用于农机前轮转向的双模式全液压阀转向驱动系统工作过程如下：通过油管连接好油路系统各个部件，使用本实用新型进行手动驱动转向操作时，断开模式切换开关8-4，出油两位三通电磁阀6及回油两位三通电磁阀10控制向手动油路全液压转向阀9供油，手动转动方向盘3，带动方向盘3转动，手动油路全液压转向阀9向转向推缸4供油，实现手动农机前轮手动转向；

使用本实用新型进行电动驱动转向操作时，闭上模式切换开关8-4，出油两位三通电磁阀6及回油两位三通电磁阀10控制向电动油路全液压转向阀7-1供油，使用步进电机7-2操作电动油路全液压转向阀7-1对转向推缸4供油，实现电动农机前轮自动转向。

Claims (9)

1.一种用于农机前轮转向的双模式全液压阀转向驱动系统，包括油箱(1)、油泵(2)、方向盘(3)，转向推缸(4)及前轮(5)，所述油泵(2)的进油口与所述油箱(1)连接，其特征在于：所述油泵(2)的出油口上连有出油两位三通电磁阀(6)，所述出油两位三通电磁阀(6)的第一出油口上连有电控全液压阀机构(7)，所述电控全液压阀机构(7)上连有电控系统(8)；所述出油两位三通电磁阀(6)的第二出油口上连有手动油路全液压转向阀(9)，所述手动油路全液压转向阀(9)的转动轴与所述方向盘(3)连接；所述电控全液压阀机构(7)的出油口和所述手动油路全液压转向阀(9)的出油口分别与所述转向推缸(4)的动力输入端连接，所述转向推缸(4)的动力输出端与所述前轮(5)相连；所述油箱(1)上还连有回油两位三通电磁阀(10)，所述电控全液压阀机构(7)的回油口和所述手动油路全液压转向阀(9)的回油口分别与所述回油两位三通电磁阀(10)的进油口连接，所述回油两位三通电磁阀(10)的出油口与所述油箱(1)连接。

2.根据权利要求1所述的用于农机前轮转向的双模式全液压阀转向驱动系统，其特征在于：所述电控系统(8)包括电源(8-1)，及并联在所述电源(8-1)上的控制终端(8-2)和步进电机驱动器(8-3)，所述控制终端(8-2)的信号输出端与所述步进电机驱动器(8-3)的信号输入端连接，所述步进电机驱动器(8-3)的信号输出端与所述电控全液压阀机构(7)连接；所述出油两位三通电磁阀(6)与所述回油两位三通电磁阀(10)并联于所述电源(8-1)上，且并联电路上设有模式切换开关(8-4)。

3.根据权利要求1所述的用于农机前轮转向的双模式全液压阀转向驱动系统，其特征在于：所述油箱(1)上与所述回油两位三通电磁阀(10)之间连有过滤器(11)，所述回油两位三通电磁阀(10) 的出油口与所述过滤器(11)的进油口连接。

4.根据权利要求1或2或3所述的用于农机前轮转向的双模式全液压阀转向驱动系统，其特征在于：所述电控全液压阀机构(7)包括电动油路全液压转向阀(7-1)和步进电机(7-2)，所述电动油路全液压转向阀(7-1)的转轴与所述步进电机(7-2)的转轴连接，所述步进电机(7-2)的信号输入端与所述步进电机驱动器(8-3)的信号输出端连接，所述电动油路全液压转向阀(7-1)的出油口与所述转向推缸(4)的动力输入端连接，所述电动油路全液压转向阀(7-1)的回油口与所述回油两位三通电磁阀(10)的进油口连接。

5.根据权利要求4所述的用于农机前轮转向的双模式全液压阀转向驱动系统，其特征在于：所述电控全液压阀机构(7)还包括安装板(7-3)，所述安装板(7-3)上连有中空状安装结构(7-4)，所述电动油路全液压转向阀(7-1)固定在所述安装结构(7-4)的一侧，所述步进电机(7-2)固定在所述安装结构(7-4)的另一侧，所述电动油路全液压转向阀(7-1)的转轴与所述步进电机(7-2)的转轴之间连有传动轴(7-5)，所述传动轴(7-5)穿入所述安装结构(7-4)的中空部位。

6.根据权利要求5所述的用于农机前轮转向的双模式全液压阀转向驱动系统，其特征在于：所述安装结构(7-4)包括圆筒形的连接筒(7-41)，所述连接筒(7-41)两端分别固定连有法兰盘(7-42)，一端的法兰盘(7-42)与所述电动油路全液压转向阀(7-1)固定连接，另一端的法兰盘(7-42)与所述步进电机(7-2)固定连接。

7.根据权利要求2所述的用于农机前轮转向的双模式全液压阀转向驱动系统，其特征在于：所述电源(8-1)上连有升压器(8-5)，所述步进电机驱动器(8-3)，所述出油两位三通电磁阀(6)及所述回油两位三通电磁阀(10)分别与所述升压器(8-5)并联电连接。

8.根据权利要求1所述的用于农机前轮转向的双模式全液压阀转向驱动系统，其特征在于：所述转向推缸(4)与所述前轮(5)的轮轴之间连有连杆结构(12)。

9.根据权利要求2所述的用于农机前轮转向的双模式全液压阀转向驱动系统，其特征在于：所述控制终端(8-2)包括依次连接的工业平板电脑(8-21)，数据采集卡(8-22)和连接桥(8-23)。