CN110972672B - 一种带自调节平衡***的马铃薯联合收获机及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种带自调节平衡***的马铃薯联合收获机及其应用，包括车架、左侧地轮和右侧地轮；左侧地轮通过左侧支撑横梁铰接左侧支撑架底端，左侧支撑架顶端铰接在车架底部左侧；右侧地轮通过右侧支撑横梁铰接车架升降液压缸的活塞杆，车架升降液压缸的缸筒铰接在车架底部右侧，电液阀组、车架倾角传感器、触摸屏分别与车身平衡控制器连接；本发明在传统马铃薯联合收获机的基础上增加自调节平衡***，当其工作在崎岖不平的路面上时，通过车架倾角传感器获知车架的倾斜角度信息，由车身平衡控制器来调节车架升降液压缸的伸缩，从而使车架保持相对水平的姿态，避免车箱内的马铃薯向一侧过渡堆积，降低了马铃薯的损坏率。
Description
技术领域
本发明涉及一种带自调节平衡***的马铃薯联合收获机及其应用，属于农业机械设备技术领域。
背景技术
目前，中国已启动马铃薯主粮化战略，马铃薯成为稻米、小麦、玉米外的又一主粮。随着我国马铃薯种植规模的不断扩大，马铃薯收获的机械化程度不断提高。马铃薯联合收获机可以实现一次性挖掘、薯土分离、薯秧分离、集中收集输送等作业，具有收获效率高、无需人工捡拾的优点。但由于收获时地面高低起伏变化，会使收获机出现倾斜状况，造成马铃薯群往一侧挤压，破损率变大，而且薯群往一侧挤压的同时使另一侧的空间不能有效利用，使其在向后输送过程中，薯土不能最大程度的分离。
现有的车身平衡技术主要应用在工程领域的大型起吊车、摊铺机和重型车辆，军事领域的雷达车和坦克车，控制***结构复杂，占有空间大。而在农业领域主要应用在山地丘陵拖拉机上，例如，中国专利文献CN106938597A公开了一种丘陵山地拖拉机车身姿态调整装置，所述调整装置的车桥调整组件对称安装在车身底部，包括车桥、姿态调整液压缸、安定杆和可变连杆组；姿态调整液压缸和可变连杆组均对称铰接在车身与车桥之间，可变连杆组由两根铰接在车身与车桥之间的可变连杆上下平行组成，安定杆安装在车身与车桥之间，电控液压***由传感器、信息采集单元、姿态控制器以及电控液压阀依次信号连接组成，电控液压阀控制姿态调整液压缸，所述方法通过信息采集单元将传感器检测到的车辆姿态信息发送给姿态控制器，进而控制电控液压阀实现对姿态调整液压缸的调整，最终实现对车身姿态的自调整。本发明实现了轮式车辆车身姿态实时自调整，保证行驶稳定性。
经检索，目前在马铃薯联合收获机上应用车身平衡调整***的较少，因此，有必要在马铃薯联合收获机上设计安装自调节平衡***，使改进后的马铃薯联合收获机能够在崎岖不平的路面自调节车身姿态，进而保持相对水平的车身姿态，避免马铃薯挤压受损。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种带自调节平衡***的马铃薯联合收获机。
本发明还提供上述一种带自调节平衡***的马铃薯联合收获机的工作方法。
本发明的技术方案如下：
一种马铃薯联合收获机，包括车架、左侧地轮和右侧地轮；
左侧地轮通过左侧支撑横梁铰接左侧支撑架底端，左侧支撑架顶端铰接在车架底部左侧；右侧地轮通过右侧支撑横梁铰接车架升降液压缸的活塞杆，车架升降液压缸的缸筒铰接在车架底部右侧，右侧支撑横梁的一端还铰接右侧支撑架，右侧支撑架顶端铰接在车架底部右侧；
车架上设置有车架倾角传感器、车身平衡控制器、触摸屏和电液阀组，电液阀组、车架倾角传感器、触摸屏分别与车身平衡控制器连接；
电液阀组包括1个双向比例电磁阀和2个电液开关阀，双向比例电磁阀和电液开关阀设置在车架升降液压缸的液压油路上，通过车身平衡控制器连接控制双向比例电磁阀和电液开关阀。
优选的，所述右侧支撑横梁的后端设有地轮轴头，通过地轮轴头与右侧地轮相连；右侧支撑横梁的前端通过圆管与右侧支撑架相连。
优选的，所述左侧支撑横梁的前后两端分别通过左侧支撑架与车架底部的前后两端铰接。
优选的，所述左侧支撑横梁和右侧支撑横梁的长度为1190mm，宽度为120mm，高度为200mm。
优选的，所述车架升降液压缸的缸筒通过上销轴与车架底部连接，活塞杆端头通过下销轴与右侧支撑横梁后端连接。
优选的，所述车架倾角传感器选用LCA310T单轴电压输出型倾角传感器，角度范围为±30°。
优选的，所述车架倾角传感器安装在车架上表面并位于车架升降液压缸的正上方。
优选的，所述车身平衡控制器包括电源模块、比例转换模块、电平转换模块、控制算法模块和电液阀组控制模块；比例转换模块与车架倾角传感器连接，将采集到的车架倾斜信息发送给控制算法模块；电平转换模块分别与控制算法模块和电液阀组控制模块连接，将控制算法模块输出的控制信号转换为电液阀组控制模块所需的控制信号；电液阀组控制模块与电液阀组连接；电源模块，用于提供各个模块所需的供电电压。
一种马铃薯联合收获机的工作方法，包括以下步骤：
在马铃薯联合收获机作业过程中，当遇到崎岖不平的路面造成车架倾斜时，车架倾角传感器采集到车架倾斜的角度信息并传输给车身平衡控制器，车身平衡控制器分析角度信息后，下发指令控制电液阀组作业，从而调整车架升降液压缸的伸缩，使车架保持相对水平的姿态。
本发明的有益效果在于：
本发明马铃薯联合收获机，在传统马铃薯联合收获机的基础上增加自调节平衡***，可使改进后的马铃薯联合收获机工作在崎岖不平的路面上时，能够通过车架倾角传感器获知车架的倾斜角度信息，并由车身平衡控制器进行数据分析运算后控制电液阀组来调节车架升降液压缸的伸缩，从而使车架保持相对水平的姿态，避免车箱内的马铃薯向一侧过渡堆积，从而降低了马铃薯的损坏率。
附图说明
图1为本发明中自调节平衡***结构框图；
图2为本发明中车身在水平状态下的后视图；
图3为本发明中车身在水平地面朝左侧倾斜状态下的后视图；
图4为本发明中车身在水平地面朝右侧倾斜状态下的后视图；
图5为本发明马铃薯联合收获机车身平衡控制器的组成方框图；
图6为本发明自调节平衡***的接线图；
其中：1.车架倾角传感器；2.马铃薯联合收获机车架；3.车架升降液压缸；4.右侧地轮；5.右侧支撑横梁；6.触摸屏；7.车身平衡控制器；8.右侧支撑架；9.电液阀组；10.左侧支撑架；11.左侧地轮；12.左侧支撑横梁；100.电源模块；200.比例转换模块；300.控制算法模块；400.电平转换模块；500.电液阀组控制模块；501.有源晶振；502.分频器；503.功率驱动模块。901.双向比例电磁阀；902.电液开关阀。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明，但不限于此。
实施例1：
如图1-图6所示，本实施例提供一种马铃薯联合收获机，包括车架2、左侧地轮11和右侧地轮4；马铃薯联合收获机的其他组成部分为现有技术，本发明改进后的马铃薯联合收获机主要在车架2、左侧地轮11和右侧地轮4上增加自调节平衡***；
左侧地轮11通过左侧支撑横梁12铰接左侧支撑架10底端，左侧支撑架10顶端铰接在车架2底部左侧；右侧地轮4通过右侧支撑横梁5铰接车架升降液压缸3的活塞杆，车架升降液压缸3的缸筒铰接在车架2底部右侧，右侧支撑横梁5的一端还铰接右侧支撑架8，右侧支撑架8顶端铰接在车架2底部右侧；
车架2上设置有车架倾角传感器1、车身平衡控制器7、触摸屏6和电液阀组9，电液阀组9、车架倾角传感器1、触摸屏6分别与车身平衡控制器7连接；
电液阀组9包括1个双向比例电磁阀901和2个电液开关阀902，双向比例电磁阀901和电液开关阀902连接在车架升降液压缸3的液压油路上，通过车身平衡控制器7连接控制双向比例电磁阀901和电液开关阀902。
右侧支撑横梁5的后端设有地轮轴头，通过地轮轴头与右侧地轮4相连；右侧支撑横梁5的前端通过圆管与右侧支撑架8相连。
左侧支撑横梁12的后端设有地轮轴头，通过地轮轴头与左侧地轮11固定连接，左侧支撑横梁12的前后两端分别铰接两个左侧支撑架10，两个左侧支撑架10的上端分别与马铃薯联合收获机车架2底部前后两端铰接；在车架处于水平姿态时，左侧支撑横梁12和右侧支撑横梁5成对称关系。
右侧支撑横梁5为一长方体，后端与右侧地轮4连接并铰接车架升降液压缸3，前端与右侧支撑架8底端铰接，右侧支撑横梁5和左侧支撑横梁12的长度为1190mm，宽度为120mm，高度为200mm。
车架升降液压缸3的缸筒通过上销轴与车架2底部连接，活塞杆端头通过下销轴与右侧支撑横梁5后端连接。
车架倾角传感器1选用LCA310T单轴电压输出型倾角传感器，角度范围为±30°。车架倾角传感器1安装在车架2上表面并位于车架升降液压缸3的正上方。在获取车架倾斜角度信息后，能够更为准确地调整车架升降液压缸3的伸缩量，保证调整的准确度。
如图5和图6所示，车身平衡控制器7包括电源模块100、比例转换模块200、电平转换模块400、控制算法模块300和电液阀组控制模块500；比例转换模块200与车架倾角传感器1连接，将采集到的车架倾斜信息发送给控制算法模块300；电平转换模块400分别与控制算法模块300和电液阀组控制模块500连接，将控制算法模块300输出的控制信号转换为电液阀组控制模块500所需的控制信号；电液阀组控制模块500与电液阀组9连接；电源模块100，用于提供各个模块所需的供电电压。
自调节平衡***的电路连接关系，如图6所示。其中电液阀组控制模块500包括有源晶振501、分频器502和功率驱动模块503，与1个双向比例电磁阀901和2个电液开关阀902以及车架倾角传感器1、触摸屏6与车身平衡控制器7的连接关系。
实施例2：
如图6所示，如实施例1所述的一种马铃薯联合收获机的工作方法，其具体工作过程如下：
在马铃薯联合收获机作业过程中，当遇到崎岖不平的路面造成车架倾斜时，车架倾角传感器1采集到车架倾斜的角度信息传输给比例转换模块200，比例转换模块200用于采集车架倾斜度信息并发送给控制算法模块300，控制算法模块300根据车架倾斜角度信息计算出需要调节车架升降液压缸3的伸缩量；控制算法模块300再通过电平转换模块400将指令传输给功率驱动模块503，由功率驱动模块503控制1个双向比例电磁阀901和2个电液开关阀902，最终实现调整车架升降液压缸3的伸缩量，使车架保持相对水平的姿态。
Claims (5)
1.一种马铃薯联合收获机，其特征在于，包括车架、左侧地轮和右侧地轮；
左侧地轮通过左侧支撑横梁铰接左侧支撑架底端，左侧支撑架顶端铰接在车架底部左侧；右侧地轮通过右侧支撑横梁铰接车架升降液压缸的活塞杆，车架升降液压缸的缸筒铰接在车架底部右侧，右侧支撑横梁的一端还铰接右侧支撑架，右侧支撑架顶端铰接在车架底部右侧；右侧支撑横梁为一长方体，后端与右侧地轮连接并铰接车架升降液压缸，前端与右侧支撑架底端铰接；
车架上设置有车架倾角传感器、车身平衡控制器、触摸屏和电液阀组，电液阀组、车架倾角传感器、触摸屏分别与车身平衡控制器连接；所述车架倾角传感器安装在车架上表面并位于车架升降液压缸的正上方；所述车架升降液压缸的缸筒通过上销轴与车架底部连接，活塞杆端头通过下销轴与右侧支撑横梁后端连接；
所述车身平衡控制器包括电源模块、比例转换模块、电平转换模块、控制算法模块和电液阀组控制模块；比例转换模块与车架倾角传感器连接，将采集到的车架倾斜信息发送给控制算法模块；电平转换模块分别与控制算法模块和电液阀组控制模块连接，将控制算法模块输出的控制信号转换为电液阀组控制模块所需的控制信号；电液阀组控制模块与电液阀组连接；电源模块，用于提供各个模块所需的供电电压；
电液阀组包括1个双向比例电磁阀和2个电液开关阀，双向比例电磁阀和电液开关阀设置在车架升降液压缸的液压油路上，通过车身平衡控制器连接控制双向比例电磁阀和电液开关阀；
在马铃薯联合收获机作业过程中，当遇到崎岖不平的路面造成车架倾斜时，车架倾角传感器采集到车架倾斜的角度信息传输给比例转换模块，比例转换模块用于采集车架倾斜度信息并发送给控制算法模块，控制算法模块根据车架倾斜角度信息计算出需要调节车架升降液压缸的伸缩量；控制算法模块再通过电平转换模块将指令传输给功率驱动模块，由功率驱动模块控制1个双向比例电磁阀和2个电液开关阀，最终实现调整车架升降液压缸的伸缩量，使车架保持相对水平的姿态。
2.如权利要求1所述的马铃薯联合收获机，其特征在于，所述右侧支撑横梁的后端设有地轮轴头，通过地轮轴头与右侧地轮相连；右侧支撑横梁的前端通过圆管与右侧支撑架相连。
3.如权利要求1所述的马铃薯联合收获机，其特征在于，所述左侧支撑横梁的前后两端分别通过左侧支撑架与车架底部的前后两端铰接。
4.如权利要求1所述的马铃薯联合收获机，其特征在于，所述左侧支撑横梁和右侧支撑横梁的长度为1190mm，宽度为120mm，高度为200mm。
5.如权利要求1所述的马铃薯联合收获机，其特征在于，所述车架倾角传感器选用LCA310T单轴电压输出型倾角传感器，角度范围为±30°。
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