CN207832161U - 一种农机转向轮偏角检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种农机转向轮偏角检测装置，尤其涉及一种用于农机自动导航系统中的转向轮偏角检测装置，该转向轮偏角检测装置包括转动机构、传动机构和固定结构。所述转动机构安装在农机转向轮的转向柱上，所述固定结构安装在农机前桥的承重梁上，转动机构与固定结构通过传动机构相连。当农机转向轮动作时，通过检测转动机构和固定结构之间的相对转动角度输出农机的转向轮偏角。该装置结构简单，安装方便可靠，可实现农机转向轮偏角的高精度检测，用于农机电控液压转向的闭环控制反馈，进而使得农机自动导航系统精度和田间作业质量得以保证。
Description
技术领域
本实用新型涉及农机自动导航领域，尤其涉及一种用于农机自动导航系统中的转向轮偏角检测装置。
背景技术
随着精准农业的快速发展，农业机械自动导航系统因其有利于提高田间作业质量和效率、降低驾驶员劳动强度，减少农作物生产投入成本等优点得到了越来越广泛的应用，农业机械自动导航中车轮转角信息是导航控制中的重要信息。目前，农机自动导航系统采用的角度测量方法有2种：一种是采用陀螺等惯性器件检测车轮的相对转动角度，对安装在车轮转动部件上的陀螺输出的角速率信息处理后积分得到车轮的转动角度信息；另一种是采用电位计、编码器等绝对角度传感器测量车轮转向的绝对角度。陀螺仪测转向轮偏角虽然安装简便，但陀螺作为惯性器件输出包括零偏、随机漂移等误差项，数据处理复杂造成测量精度和稳定性下降；绝对角度传感器输出角度数据处理简单、精度高，稳定性好，但由于需要检测转向与车体部分的相对转动，因此对角度传感器安装件和连接件设计要求高。
针对此问题，本实用新型设计一种结构简单、安装方便和运行可靠的农机转向轮偏角检测装置。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种农机转向轮偏角检测装置，进而实现转向轮偏角的精确测量。
为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
本实用新型一种农机转向轮偏角检测装置，包括转动机构、传动机构、固定结构、农机转向轮、转向柱和承重梁；所述转动机构安装在农机转向轮的转向柱上，所述固定结构安装在前桥的承重梁上，所述转动机构和固定结构通过传动机构连接。
作为优选的技术方案，所述转动机构包括U型框支架和角度传感器；所述U型框支架一端与转向柱顶端带有螺孔的圆盘面相连，另一端与角度传感器相连。
作为优选的技术方案，所述U型框支架圆盘底面与转向柱顶端的圆盘面同形状，通过三支螺钉连接，所述转向柱顶端圆盘面中心与U型框支架的底盘圆面中心对齐。
作为优选的技术方案，所述角度传感器通过两支螺钉与U型框支架的顶端圆盘面连接，所述转向柱顶端圆盘中心、U型框支架的底盘圆盘面中心、U型框支架的顶端圆盘面中心和角度传感器的转轴在一条轴线上。
作为优选的技术方案，所述传动机构包括波纹管联轴器和固连螺杆，所述波纹管联轴器的动力输入轴孔与角度传感器的转轴相连，所述波纹管联轴器侧端的第一螺孔与固连螺杆的一端相连。
作为优选的技术方案，所述波纹管联轴器侧端开有第二、第三螺孔，角度传感器转轴为弧形，波纹管联轴器与角度传感器转轴之间通过第二、第三螺孔内的两个螺钉紧固。
作为优选的技术方案，所述固连螺杆两端开有螺纹，一端与波纹管联轴器的螺孔连接，另一端通过两个螺母夹固在高度调整板上端的螺孔上。
作为优选的技术方案，所述固定结构包括U型卡套、固定支撑板和高度调整板，所述固定支撑板底盘通过两个U型卡套与前桥承重梁连接，固定支撑板支架与高度调整板相连。
作为优选的技术方案，所述固定支撑板和高度调整板开有腰型孔，用于紧固和调整高度，调整高度的目的在于使固连螺杆保持水平，从而使角度传感器转轴无径向受力。
作为优选的技术方案，在转向柱绕其轴线转动的同时，带动包括角度传感器在内的转动机构做圆周运动，角度传感器的转轴通过与传动机构、固定结构连接，保持相对静止，从而检测出转向轮相对于车体部分的转动角度；角度传感器的输出端与农机自动导航系统连接，将测定的角度以电信号的方式输送给农机自动导航控制器，从而实现农机自动导航系统中车轮转角的测量。
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1、本实用新型农机转向轮偏角检测装置的转动机构与农机车轮转向柱相连，角度传感器的转轴与转向柱同轴心，使得农机自动导航转向轮偏角检测灵敏度高，线性度好，方便后续数据处理。
2、本实用新型农机转向轮偏角检测装置中的角度传感器转轴与波纹管联轴器连接，使用波纹管联轴器作为转动的传动装置，波纹管联轴器弹性好，转动无间隙，灵敏度高，可吸收震动和微小位移，同时可补偿径向，角向和轴向偏差，提高农机转向轮偏角检测装置安全性、可靠性的同时，也保证了转向轮偏角检测的高灵敏度和精度。
3、整个转向轮偏角检测装置，分作三部分，结构简单，安装方便可靠，利于更换和维修。
附图说明
图1为本实用新型实施例的农机转向轮偏角检测装置的结构示意图。
图2为本实用新型实施例的农机转向轮偏角检测装置的正视图。
图3为本实用新型实施例的农机转向轮偏角检测装置的转动俯视图。
附图标号说明：1、转动机构；2、传动机构；3、固定结构；4、农机转向轮；5、转向柱；6、承重梁；1-1、U型框支架；1-2、角度传感器；2-1、波纹管联轴器；2-2、固连螺杆；3-1、U型卡套；3-2、固定支撑板；3-3、高度调整板。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例
在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的位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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义定义，例如，可以是固定的连接，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；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接；对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
如图1-图3所示，本实施例采用农业机械为雷沃M904-D轮式拖拉机，其所述的转向轮偏角检测装置包括：包括转动机构1、传动机构2、固定结构3、农机转向轮4、转向柱5和承重梁6；所述转动机构1安装在农机转向轮4的转向柱5上，所述固定结构3安装在前桥的承重梁6上，所述转动机构1和固定结构3通过传动机构2连接。
所述转向机构1包括U型框支架1-1和角度传感器1-2，U型框支架1-1的底端圆盘面与转向柱5顶端带有三个螺孔的圆盘面通过三支螺钉相连，U型框支架1-1的顶端圆盘面与角度传感器1-2通过两支螺钉相连。转动机构安装后，转向柱5顶端圆盘中心、U型框支架1-1的底盘圆盘面中心、U型框支架1-1的顶端圆盘面中心和角度传感器1-2的转轴中心在一条轴线上。
所述传动机构2包括波纹管联轴器2-1和固连螺杆2-2，波纹管联轴器的动力输入轴孔与角度传感器1-2的转轴相连，通过波纹管联轴器2-1侧端的第二、第三螺孔内装有的螺钉拧紧紧固，波纹管联轴器2-1侧端的第一螺孔与两端带有螺纹的固连螺杆2-2的一端相连。
所述固定结构3包括U型卡套3-1、固定支撑板3-2和高度调整板3-3，固定支撑板3-2底盘通过两个U型卡套3-1与前桥承重梁6连接，固定支撑板3-2支架与高度调整板3-3相连，所述固定支撑板3-2和高度调整板3-3开有腰型孔，用于紧固和调整高度。调整高度的目的在于使固连螺杆保持水平，从而使转向轮偏角传感器1-2转轴无径向受力。
在本实施例中，雷沃M904-D轮式拖拉机的前轮车轮转向柱4绕其轴线转动的同时，带动包括角度传感器1-2在内的转动机构1做圆周运动，角度传感器1-2的转轴被传动机构2和固定结构3固定，保持与车体静止，从而检测出转向轮与车体部分的相对转动角度。角度传感器的输出端与雷沃M904-D轮式拖拉机的自动导航系统连接，将测定的角度以电信号的方式输送给导航控制器，从而实现自动导航系统中车轮转角的测量。
本实用新型的工作过程为：
第一步，通过两个螺钉将角度传感器安装在U型框支架上，即组成转动机构，将转动机构和波纹管联轴器通过三个螺钉安装在农机转向柱顶端的圆盘面上。
第二步，将波纹管联轴器侧端的两个螺孔对准角度传感器转轴的平面部分，然后将两个螺孔内的螺钉紧固，固连螺杆拧紧在波纹管联轴器的另外一个螺孔上。
第三步，使用U型卡套将固定支撑架固定在M904-D拖拉机前桥的承重梁上。
第四步，将固连螺杆穿进高度调整板上端的圆孔上，调整高度调整板的高度，使固连螺杆保持水平。使用两个螺丝通过腰型孔将高度调整板固定在固定支撑板上，最后使用两个螺帽将固连螺杆夹紧在高度调整板上端的圆孔上。
第五步，当农机转向轮转动时，转动机构随转向柱转动，由于角度传感器的转轴被固定，角度传感器感应出转向柱与车体之间的相对转动角度，从而实现农机车轮转角的测量。
综上所述，本实用新型农机转向轮偏角检测装置通过将转动机构安装在农机车轮转向柱上，角度传感器的转轴被传动机构和固定结构固定在农机前桥的承重梁上，当农机转向轮转动时，角度传感器感应出转向柱与车体之间的相对转动角度，从而实现农机车轮转角的测量。使得农机自动导航系统精度得以提高，有利于提高田间作业质量和效率、降低驾驶员劳动强度，减少农作物生产投入成本等；该农机转向轮偏角检测装置结构简单，装配方便，运行可靠，也利于更换和维修。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种农机转向轮偏角检测装置，其特征在于，包括转动机构(1)、传动机构(2)、固定结构(3)、农机转向轮(4)、转向柱(5)和承重梁(6)；所述转动机构(1)安装在农机转向轮(4)的转向柱(5)上，所述固定结构(3)安装在前桥的承重梁(6)上，所述转动机构(1)和固定结构(3)通过传动机构(2)连接。
2.根据权利要求1所述的农机转向轮偏角检测装置，其特征在于，所述转动机构(1)包括U型框支架(1-1)和角度传感器(1-2)；所述U型框支架(1-1)一端与转向柱(5)顶端带有螺孔的圆盘面相连，另一端与角度传感器(1-2)相连。
3.根据权利要求2所述的农机转向轮偏角检测装置，其特征在于，所述U型框支架(1-1)圆盘底面与转向柱顶端的圆盘面同形状，通过三支螺钉连接，所述转向柱(5)顶端圆盘面中心与U型框支架(1-1)的底盘圆面中心对齐。
4.根据权利要求2所述的转向轮偏角检测装置，其特征在于，所述角度传感器(1-2)通过两支螺钉与U型框支架(1-1)的顶端圆盘面连接，所述转向柱(5)顶端圆盘中心、U型框支架(1-1)的底盘圆盘面中心、U型框支架(1-1)的顶端圆盘面中心和角度传感器(1-2)的转轴在一条轴线上。
5.根据权利要求3所述的农机转向轮偏角检测装置，其特征在于，所述传动机构(2)包括波纹管联轴器(2-1)和固连螺杆(2-2)，所述波纹管联轴器(2-1)的动力输入轴孔与角度传感器(1-2)的转轴相连，所述波纹管联轴器(2-1)侧端的第一螺孔与固连螺杆(2-2)的一端相连。
6.根据权利要求5所述的农机转向轮偏角检测装置，其特征在于，所述波纹管联轴器(2-1)侧端开有第二、第三螺孔，角度传感器(1-2)转轴为弧形，波纹管联轴器(2-1)与角度传感器(1-2)转轴之间通过第二、第三螺孔内的两个螺钉紧固。
7.根据权利要求5所述的农机转向轮偏角检测装置，其特征在于，所述固连螺杆(2-2)两端开有螺纹，一端与波纹管联轴器的螺孔连接，另一端通过两个螺母夹固在高度调整板(3-3)上端的螺孔上。
8.根据权利要求1所述的农机转向轮偏角检测装置，其特征在于，所述固定结构(3)包括U型卡套(3-1)、固定支撑板(3-2)和高度调整板(3-3)，所述固定支撑板(3-2)底盘通过两个U型卡套(3-1)与前桥承重梁(6)连接，固定支撑板(3-2)支架与高度调整板(3-3)相连。
9.根据权利要求8所述的农机转向轮偏角检测装置，其特征在于，所述固定支撑板(3-2)和高度调整板(3-3)开有腰型孔，用于紧固和调整高度，调整高度的目的在于使固连螺杆保持水平，从而使角度传感器(1-2)转轴无径向受力。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的农机转向轮偏角检测装置，其特征在于，在转向柱(5)绕其轴线转动的同时，带动包括角度传感器(1-2)在内的转动机构(1)做圆周运动，角度传感器(1-2)的转轴通过与传动机构(2)、固定结构(3)连接，保持相对静止，从而检测出转向轮相对于车体部分的转动角度；角度传感器的输出端与农机自动导航系统连接，将测定的角度以电信号的方式输送给农机自动导航控制器，从而实现农机自动导航系统中车轮转角的测量。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109900500A (zh) * | 2019-03-19 | 2019-06-18 | 华中农业大学 | 一种联合收获机电控液压转向特性的测试系统及方法 |
| CN110500985A (zh) * | 2019-07-31 | 2019-11-26 | 江苏大学 | 一种车轮转角测量装置和插秧机 |
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