CN207816239U - 用于拖拉机前轮偏转角度测量的基准方向锚定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于拖拉机前轮偏转角度测量的基准方向锚定装置，包括角度传感器和固定在前转轴轴承盖上的角度传感器安装支架，角度传感器的旋转轴与角度传感器安装支架固定连接，且角度传感器的旋转轴垂直前转轴轴承盖，还包括传感器限位机构和传感器固定机构，传感器限位机构垂直前转轴轴承盖，传感器限位机构上连有平移机构，平移机构上连有测量连接套筒，测量连接套筒与传感器限位机构垂直；角度传感器固定在传感器固定机构上，传感器固定机构上连有限位杆，限位杆限位于测量连接套筒中。该装置能够适应角度测量传感器的安装误差，进行自动基准方向锚定，大幅减小了测量误差。

Description

用于拖拉机前轮偏转角度测量的基准方向锚定装置

技术领域

本实用新型涉及农机导航技术，具体地指一种用于拖拉机前轮偏转角度测量的基准方向锚定装置。

背景技术

以智能化农业为目标的农业进化正在全世界进行，从无人农机到智能温室，全自动的生产、检测和收货过程带来更为高效便捷高品质的农业产品，充分利用现代地球地理信息技术，感测技术、手持便捷信息识别技术、自动化技术等获取作物生产有关的各种生产信息和环境参数，对耕作、播种、施肥、灌溉、喷药和除草等田间作业进行数字化控制，使农业投入品的资源利用精准化，效率最大化。智能农机自动导航控制技术是智能农业技术中的重要部分之一，优良的农业导航控制水平能够为播种、培育和收货提供更规整的作业环境，同时能够精确定位作物位置为做到源头追述、全程管控等提供技术基础。在减轻劳动强度延长可作业时间方面同样有突出表现。

在农业导航应用中如何准确获得转向轮偏角直接影响导航控制的控制精度和零漂。由于农机转向结构没有专门提供安装转向测量设备的机构，需要导航控制系统后期自行添加。然而转向轮轴心难以确定，由于安装和加工工艺问题，传感器旋转轴与拖拉机前轮转轴的轴存在偏角。因此，如何便捷安装测量设备，减小测量误差是转角偏转测量技术亟待解决的技术难题。

发明内容

本实用新型的目的就是要提供一种用于拖拉机前轮偏转角度测量的基准方向锚定装置，该装置能够适应角度测量传感器的安装误差，进行自动基准方向锚定，大幅减小了测量误差。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种用于拖拉机前轮偏转角度测量的基准方向锚定装置，包括角度传感器和固定在前转轴轴承盖上的角度传感器安装支架，所述角度传感器的旋转轴与所述角度传感器安装支架固定连接，且所述角度传感器的旋转轴垂直所述前转轴轴承盖，其特征在于：还包括传感器限位机构和传感器固定机构，所述传感器限位机构垂直所述前转轴轴承盖，所述传感器限位机构上连有平移机构，所述平移机构上连有测量连接套筒，所述测量连接套筒与所述传感器限位机构垂直；所述角度传感器固定在所述传感器固定机构上，所述传感器固定机构上连有限位杆，所述限位杆限位于所述测量连接套筒中。

进一步地，所述传感器固定机构包括传感器固定环，所述角度传感器固定在所述传感器固定环中，所述传感器固定环侧壁上连有固定耳板和所述限位杆。

进一步地，所述平移机构包括水平平行四连杆机构和垂直平行四连杆机构，所述水平平行四连杆机构一端与所述测量连接套筒固定连接，另一端与所述垂直平行四连杆机构铆接，所述垂直平行四连杆机构与所述传感器限位机构固定连接。

进一步地，所述传感器限位机构包括定位板和若干定位板固定磁钢，所述定位板固定磁钢与所述定位板固定连接，所述定位板垂直所述前转轴轴承盖。定位板通过定位板固定磁钢吸附在拖拉机头平台上，达到固定装置的作用；定位板起到定位平面的作用，测量连接套筒无论如何移动都与该定位平面垂直。

进一步地，所述传感器安装支架包括支撑架、安装圆筒和若干支架固定磁钢，所述支架固定磁钢顶部与所述支撑架固定连接，底部吸附在所述前转轴轴承盖上，所述安装圆筒顶端与所述角度传感器的旋转轴固定连接，底端与所述支撑架固定连接。

进一步地，所述传感器固定环上固定连有对称布置的左连接板和右连接板，所述左连接板和右连接板分别垂直所述前转轴轴承盖，所述限位杆一端铰接在所述左连接板和右连接板间，另一端伸入所述测量连接套筒中。

进一步地，所述水平平行四连杆机构包括第一连杆固定板、第二连杆固定板，顶部环形连杆及底部环形连杆，所述顶部环形连杆和所述底部环形连杆沿水平方向平行布置，所述第一连杆固定板顶部设有第一顶部轴承，底部设有第一底部轴承，所述第二连杆固定板顶部设有第二顶部轴承，底部设有第二底部轴承，所述顶部环形连杆一端穿入所述第一顶部轴承的轴承孔中，另一端穿入所述第二顶部轴承的轴承孔中，所述底部环形连杆一端穿入所述第一底部轴承的轴承孔中，另一端穿入所述第二底部轴承的轴承孔中。

进一步地，所述垂直平行四连杆机构包括第三连杆固定板、第四连杆固定板，前侧环形连杆及后侧环形连杆，所述前侧环形连杆和所述后侧环形连杆沿竖直方向平行布置，所述第三连杆固定板前端设有第一前侧轴承，后端设有第一后侧轴承，所述第四连杆固定板前端设有第二前侧轴承，后端设有第二后侧轴承，所述前侧环形连杆一端穿入所述第一前侧轴承的轴承孔中，另一端穿入所述第二前侧轴承的轴承孔中，所述后侧环形连杆一端穿入所述第一后侧轴承的轴承孔中，另一端穿入所述第二后侧轴承的轴承孔中。

进一步地，所述第二连杆固定板与所述第三连杆固定板铆接。

更进一步地，所述定位板与所述垂直平行四连杆机构固定连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

其一，当本实用新型各部件安装到位时，在测量连接套筒的作用下，限位杆轴向将与传感器限位机构定位的平面保持垂直，所以角度传感器无论处于任意空间状态其旋转轴(测量轴)与限位杆组成的平面始终与传感器限位机构定位的平面保持垂直，通过这一具有适应性的垂直关系实现基准方向锚定的功能(因为此垂直关系保证了测量轴在前转轴轴承盖上是平移的，测量轴不管平移安装在哪个位置其测得的偏转角度是一定的)，因此，该装置能够便捷地安装在拖拉机前轮转轴上，不受角度测量传感器摆动的影响，对拖拉机震动也有很强的适应性，可适应角度测量传感器的安装误差，进行自动基准方向锚定，减小测量误差，使所测得的偏角与拖拉机前轮实际偏角更接近，大幅提升了测量精度，可为拖拉机自动导航提供精确的前轮偏角数据。

其二，本实用新型的限位杆通过垂直自由度铰点与传感器固定环相连，使限位杆只能在角度传感器测量轴平面内摆动，限位杆伸入测量连接套筒内，能够轴向移动，保持方向一致，并不至于脱落，从而实现平面限位功能，也避免出现卡阻现象；平移机构通过垂直平行四连杆机构和水平平行四连杆机构的连接可以使测量连接套筒在移动的时候能够保持方向不变，始终保持平行，进行使得限位杆牵动角度传感器的旋转轴只能在前转轴轴承盖上平移。

其三，本实用新型安装自适应能力强，能够自动调整以适应不同的测量轴姿态，始终保持基准方向不变，适应范围大。

其四，本实用新型中的传感器固定机构和传感器限位机构均使用磁钢吸附安装，安装和拆卸便捷，无需破坏拖拉机原有结构就能实现即装即用，即拆即走。

其五，本实用新型结构紧凑，无需占用过多空间，不会影响拖拉机正常转向操作；各部件相对独立，方便维修和保养，其中各部件损害只需要替换相应部件，无需全部更换；运用特殊结构实现复杂的基准方向锚定功能，成本较低，具有很高的推广价值。

附图说明

图1为一种用于拖拉机前轮偏转角度测量的基准方向锚定装置的结构示意图。

图2为图1中锚定装置的安装过程示意图。

图3为图1中角度传感器的安装过程示意图。

图4为图1中平移机构和测量连接套筒的侧剖结构示意图。

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，图2所示的用于拖拉机前轮偏转角度测量的基准方向锚定装置，包括角度传感器1和固定在前转轴轴承盖2上的角度传感器安装支架3，角度传感器1的旋转轴1-1与角度传感器安装支架3固定连接，且角度传感器1的旋转轴1-1垂直前转轴轴承盖2，还包括传感器限位机构4和传感器固定机构5，传感器限位机构4垂直前转轴轴承盖2，传感器限位机构4上连有平移机构6，平移机构6上连有测量连接套筒7，测量连接套筒7与传感器限位机构4垂直；角度传感器1固定在传感器固定机构5上，传感器固定机构5上连有限位杆8，限位杆8限位于测量连接套筒中。

上述方案中，结合图3所示，传感器安装支架3包括支撑架3-1、用于安装角度传感器1旋转轴1-1的安装圆筒3-2和3个支架固定磁钢3-3，支撑架3-1为Y型支撑架，支架固定磁钢3-3顶部通过螺栓与支撑架3-1固定连接，底部吸附在拖拉机的前转轴轴承盖2上，安装圆筒3-2顶端与角度传感器1的旋转轴1-1固定连接，底端焊接在支撑架3-1上。通过焊接与Y型支撑架1-1固定。前转轴轴承盖2会随拖拉机前轮转动而转动，从而测量前轮转角。

上述方案中，结合图3所示，传感器固定机构5包括传感器固定环5-1，角度传感器1固定在传感器固定环5-1中，传感器固定环5-1通过紧固螺栓实现与角度传感器1的固定，角度传感器1的旋转轴1-1从传感器固定环5-1中伸出并固定在安装圆筒3-2中，传感器固定环5-1侧壁上连有限位杆8和用于固定传感器固定环5-1的固定耳板5-2。传感器固定环5-1侧壁上还固定连有对称布置的左连接板5-3和右连接板5-4，左连接板5-3和右连接板5-4分别垂直前转轴轴承盖2，限位杆8一端铰接在左连接板5-3和右连接板5-4间，另一端伸入测量连接套筒7中，限位杆8能够随测量连接套筒7轴向平移，不脱落不卡阻，而且限位杆8只能在角度传感器1垂轴平面内摆动，从而实现平面限位功能。

上述方案中，结合图4所示，平移机构6包括水平平行四连杆机构6-1和垂直平行四连杆机构6-2，水平平行四连杆机构6-1一端与测量连接套筒7固定连接，另一端与垂直平行四连杆机构6-2铆接，垂直平行四连杆机构6-2与传感器限位机构4固定连接。水平平行四连杆机构6-1包括第一连杆固定板6-11、第二连杆固定板6-12，顶部环形连杆6-13及底部环形连杆6-14，顶部环形连杆6-13和底部环形连杆6-14沿水平方向平行布置，测量连接套筒7一端焊接固定在第一连杆固定板6-11中部，第一连杆固定板6-11顶部设有第一顶部轴承6-15，底部设有第一底部轴承6-16，第二连杆固定板6-12顶部设有第二顶部轴承6-17，底部设有第二底部轴承6-18，顶部环形连杆6-13一端穿入第一顶部轴承6-15的轴承孔中，另一端穿入第二顶部轴承6-17的轴承孔中，底部环形连杆6-14一端穿入第一底部轴承6-16的轴承孔中，另一端穿入第二底部轴承6-18的轴承孔中。垂直平行四连杆机构6-2包括第三连杆固定板6-21、第四连杆固定板6-22，前侧环形连杆6-23及后侧环形连杆6-24，前侧环形连杆6-23和后侧环形连杆6-24沿竖直方向平行布置，第三连杆固定板6-21前端设有第一前侧轴承6-25，后端设有第一后侧轴承6-26，第四连杆固定板6-22前端设有第二前侧轴承6-27，后端设有第二后侧轴承6-28，前侧环形连杆6-23一端穿入第一前侧轴承6-25的轴承孔中，另一端穿入第二前侧轴承6-27的轴承孔中，后侧环形连杆6-24一端穿入第一后侧轴承6-26的轴承孔中，另一端穿入第二后侧轴承6-28的轴承孔中。第二连杆固定板6-12与第三连杆固定板6-21通过铆钉10连接，从而将水平平行四连杆机构6-1和垂直平行四连杆机构6-2连接起来，进而可以使测量连接套筒7在相对移动的时候能够保持方向不变，只能平移。

上述方案中，传感器限位机构4为一个直角支架，其包括定位板4-1和3个定位板固定磁钢4-2，定位板固定磁钢4-2通过螺栓定位板4-1固定连接，另一侧吸附在拖拉机头平台9上，其固定装置的作用，定位板4-1垂直前转轴轴承盖2，且定位板4-1与第四连杆固定板6-22通过螺栓固定连接，定位板4-1起到定位平面的作用，测量连接套筒7无论如何移动都与定位板4-1定位的平面垂直。

上述用于拖拉机前轮偏转角度测量的基准方向锚定装置的工作过程如下：首先将传感器固定机构5安装到角度传感器1上，接着将角度传感器1安装入角度传感器安装支架3，然后根据拖拉机前转轴轴承盖2上的螺栓位置将角度传感器安装支架3吸附在上面，完成上诉安装后将限位杆8插入测量连接套筒7，然后选择合适的位置将传感器限位机构4吸附到拖拉机头平台9上，调整定位板4-1的位置大致保持限位杆8水平，同时使限位杆8和平移机构6基本保持在同一直线上，平移机构6处于伸展状态即可。当本装置的前述各部件安装到位时，限位杆8轴向将与定位板4-1定位的平面保持垂直，所以角度传感器1无论处于任意空间状态其旋转轴1-1与限位杆8组成的平面始终与定位板4-1定位的平面保持垂直，通过这一具有适应性的垂直关系实现基准方向锚定的功能(因为此垂直关系保证了测量轴在前转轴轴承盖上是平移的，测量轴不管平移安装在哪个位置其测得的偏转角度是一定的)，因此，该装置能够便捷地安装在拖拉机前轮转轴上，不受角度测量传感器摆动的影响，对拖拉机震动也有很强的适应性，可适应角度测量传感器的安装误差，进行自动基准方向锚定，减小测量误差，使所测得的偏角与拖拉机前轮实际偏角更接近，大幅提升了测量精度。本装置使用时无需人为操作，采集角度传感器角度信号通过角度传感器1获得，较传统定向方法本装置能够锚定基准方向，不受角度传感器1摆动的影响，对震动也适应性强。

Claims (8)

1.一种用于拖拉机前轮偏转角度测量的基准方向锚定装置，包括角度传感器(1)和固定在前转轴轴承盖(2)上的角度传感器安装支架(3)，所述角度传感器(1)的旋转轴(1-1)与所述角度传感器安装支架(3)固定连接，且所述角度传感器(1)的旋转轴(1-1)垂直所述前转轴轴承盖(2)，其特征在于：还包括传感器限位机构(4)和传感器固定机构(5)，所述传感器限位机构(4)垂直所述前转轴轴承盖(2)，所述传感器限位机构(4)上连有平移机构(6)，所述平移机构(6)上连有测量连接套筒(7)，所述测量连接套筒(7)与所述传感器限位机构(4)垂直；所述角度传感器(1)固定在所述传感器固定机构(5)上，所述传感器固定机构(5)上连有限位杆(8)，所述限位杆(8)限位于所述测量连接套筒中。

2.根据权利要求1所述用于拖拉机前轮偏转角度测量的基准方向锚定装置，其特征在于：所述传感器固定机构(5)包括传感器固定环(5-1)，所述角度传感器(1)固定在所述传感器固定环(5-1)中，所述传感器固定环(5-1)侧壁上连有固定耳板(5-2)和所述限位杆(8)。

3.根据权利要求1所述用于拖拉机前轮偏转角度测量的基准方向锚定装置，其特征在于：所述平移机构(6)包括水平平行四连杆机构(6-1)和垂直平行四连杆机构(6-2)，所述水平平行四连杆机构(6-1)一端与所述测量连接套筒(7)固定连接，另一端与所述垂直平行四连杆机构(6-2)铆接，所述垂直平行四连杆机构(6-2)与所述传感器限位机构(4)固定连接。

4.根据权利要求1或3所述用于拖拉机前轮偏转角度测量的基准方向锚定装置，其特征在于：所述传感器限位机构(4)包括定位板(4-1)和若干定位板固定磁钢(4-2)，所述定位板固定磁钢(4-2)与所述定位板(4-1)固定连接，所述定位板(4-1)垂直所述前转轴轴承盖(2)。

5.根据权利要求1所述用于拖拉机前轮偏转角度测量的基准方向锚定装置，其特征在于：所述传感器安装支架(3)包括支撑架(3-1)、安装圆筒(3-2)和若干支架固定磁钢(3-3)，所述支架固定磁钢(3-3)顶部与所述支撑架(3-1)固定连接，底部吸附在所述前转轴轴承盖(2)上，所述安装圆筒(3-2)顶端与所述角度传感器(1)的旋转轴(1-1)固定连接，底端与所述支撑架(3-1)固定连接。

6.根据权利要求2所述用于拖拉机前轮偏转角度测量的基准方向锚定装置，其特征在于：所述传感器固定环(5-1)上固定连有对称布置的左连接板(5-3)和右连接板(5-4)，所述左连接板(5-3)和所述右连接板(5-4)分别垂直所述前转轴轴承盖(2)，所述限位杆(8)一端铰接在所述左连接板(5-3)和所述右连接板(5-4)间，另一端伸入所述测量连接套筒(7)中。

7.根据权利要求3所述用于拖拉机前轮偏转角度测量的基准方向锚定装置，其特征在于：所述水平平行四连杆机构(6-1)包括第一连杆固定板(6-11)、第二连杆固定板(6-12)，顶部环形连杆(6-13)及底部环形连杆(6-14)，所述顶部环形连杆(6-13)和所述底部环形连杆(6-14)沿水平方向平行布置，所述第一连杆固定板(6-11)顶部设有第一顶部轴承(6-15)，底部设有第一底部轴承(6-16)，所述第二连杆固定板(6-12)顶部设有第二顶部轴承(6-17)，底部设有第二底部轴承(6-18)，所述顶部环形连杆(6-13)一端穿入所述第一顶部轴承(6-15)的轴承孔中，另一端穿入所述第二顶部轴承(6-17)的轴承孔中，所述底部环形连杆(6-14)一端穿入所述第一底部轴承(6-16)的轴承孔中，另一端穿入所述第二底部轴承(6-18)的轴承孔中。

8.根据权利要求3或7所述用于拖拉机前轮偏转角度测量的基准方向锚定装置，其特征在于：所述垂直平行四连杆机构(6-2)包括第三连杆固定板(6-21)、第四连杆固定板(6-22)，前侧环形连杆(6-23)及后侧环形连杆(6-24)，所述前侧环形连杆(6-23)和所述后侧环形连杆(6-24)沿竖直方向平行布置，所述第三连杆固定板(6-21)前端设有第一前侧轴承(6-25)，后端设有第一后侧轴承(6-26)，所述第四连杆固定板(6-22)前端设有第二前侧轴承(6-27)，后端设有第二后侧轴承(6-28)，所述前侧环形连杆(6-23)一端穿入所述第一前侧轴承(6-25)的轴承孔中，另一端穿入所述第二前侧轴承(6-27)的轴承孔中，所述后侧环形连杆(6-24)一端穿入所述第一后侧轴承(6-26)的轴承孔中，另一端穿入所述第二后侧轴承(6-28)的轴承孔中。