[发明专利]一种采用液压马达的平地机平地铲调平装置

说明书

本申请提供一种采用液压马达的平地机平地铲调平装置，属于平地机平地铲控制领域。该采用液压马达的平地机平地铲调平装置主要包括：转动调平机构(包括有液压马达)，一端与平地铲安装台固定连接，另一端平地铲中心连接，液压马达能够带动平地铲相对于另一端连接的平地铲安装台转动；姿态测量系统与液压马达连接，用于测量平地铲的旋转角度和旋转角速度，并将旋转角度和旋转角速度发送至液压马达，以控制液压马达的转动角度。本申请以液压马达调平系统为改进点，通过液压马达转动带动平地铲转动，以实现平地铲水平转动调平，相对于现有技术中的油缸驱动系统，本申请的技术方案有利于平地铲的受力平衡，能够减少振动，提高平地铲的稳定性。

技术领域

本发明涉及平地机平地铲控制领域，尤其涉及一种采用液压马达的平地机平地铲调平装置。

背景技术

平地机用于水田平整，水田平整度越高越有利于节约用水和对水田水层管理，提高灌水的均匀性和灌溉效率，经过精细平整后可以节约农田灌溉用水10％以上，同时水田平整有利于水稻后期管理，可有效提高肥料的利用率和抑制杂草的生长，因此提高水田的精细平整对水稻高产稳产具有重要意义。

平地机平地铲在工作过程中无法保持水平而发生倾斜，不能保证平地效果，不适合水田精细平整，因此水田平地机需要特殊设计。在实现本发明的过程中，现有技术存在如下问题：

为保证平地机平地精度要求，平地铲的水平倾角通过闭环控制系统实现，当前平地铲调平的驱动(执行)装置为液压油缸。实践证明存在以下缺点：1)由于油缸也是控制闭环的环节之一，铰链磨损、间隙，油缸漏油等严重影响控制效果，而每个油缸需要两个旋转铰链，每个铰链防水防尘难度大；2)为了提高调平系统的响应速度，需要提高调平机械-液压系统的谐振频率，为此需要大管径的油缸和油管，而且需要采用不常见的双边油缸杆的油缸是伸缩需要的油量一致，导致系统成本高；3)控制难度大。油缸伸缩驱动平地机平地铲旋转实现调平的方法，导致进油量和倾角之间是非线性关系。

早期的1PJ水田激光平地机用两个双作用油缸代替三点悬挂装置的两个直拉杆,两油缸的动作可分别控制，以实现平地铲左右两侧提升和下降的独立控制，保证平地铲处于某一水平位置工作，但此方案成本高,而且试验中发现左右两套激光接收装置安装调整很不方便,实际控制效果并不理想；

后来改用单侧油缸伸缩控制平地铲的调平控制，取得一定效果，但由于单侧控制，不对称，平地铲受力不均匀，调平时容易产生振动，不利于平地铲控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用液压马达的平地机平地铲调平装置，通过转动调平机构结合姿态测量系统测量得到的平地机平地铲姿态，来对平地机平地铲进行调平控制，有利于克服上述油缸驱动的缺点，使平地铲受力平衡，减少振动，提高平地铲稳定性。

根据本发明的一个方面，一种采用液压马达的平地机平地铲调平装置，包括：

基于液压马达的转动调平机构，一端与平地铲安装台固定连接，另一端与平地铲中心固定连接，一端能够带动所述平地铲相对于另一端连接的所述平地铲安装台转动；所述转动调平机构包括液压马达、轴承和水平控制器；其中，所述液压马达的底座固定于所述平地铲安装台，所述轴承用于连接所述液压马达的轴与所述平地铲旋转中心，所述水平控制器安装于平地铲旋转中心；其中，液压马达采用普通三位四通开关式电磁阀控制；水平控制器检测平地铲水平倾斜程度并据此控制电磁阀，通过对开关电磁阀施加PWM控制信号来模拟实现流量控制效果。系统采用PD控制算法计算电磁阀PWM驱动信号占空比，P控制是由融合的倾角得到，D控制量是由陀螺仪测量的平地铲转动角速度，经试验测试整定PD控制参数，通过电磁阀开关控制液压马达转动，以实现平地铲水平状态的闭环控制；姿态测量系统，安装于所述平地铲，并与液压马达连接，用于测量所述平地铲的旋转角度和旋转角速度，将所述旋转角度和旋转角速度发送至所述液压马达，控制所述液压马达的转动角度，以控制实现所述平地铲调平；所述平地铲安装台，呈竖直方向设置，悬挂连接于平地机尾部中间位置；在所述平地铲中心位置设置平地铲旋转中心，所述液压马达的一端与所述平地铲旋转中心固定连接。