[发明专利]一种拖拉机三自由度农具悬挂机构的控制装置

说明书

本发明涉及一种拖拉机三自由度农具悬挂机构的控制装置，由控制器、液压油缸、内置于液压油缸的位移传感器、角度传感器、电磁换向阀、液压泵和农具位置侧倾俯仰控制算法模块等构成。控制器安装在仪表台上，通过信号线分别与角度传感器、内置位移传感器、电磁换向阀、液压泵连接；农具位置侧倾俯仰控制算法模块用于控制农具离地高度、农具侧倾角及农具俯仰角。可根据实际耕作环境及耕作要求，控制农具的位置、侧倾角和俯仰角。操纵省力，节能环保。

技术领域

本发明涉及农业机械，是一种拖拉机三自由度农具悬挂机构的控制装置。

背景技术

在中国，丘陵的国土面积占全国的43％以上，人口占全国的50％以上，耕地面积占全 国的31.5％，粮食产量占全国的35.5％(2011年)，是中国重要的粮食、油料等农作物的生 产基地，在中国农业生产中占有非常重要的地位。与中国广大平原地区较高农业机械化水平 相比，丘陵山区农业机械化水平还很低，已成为中国全面实现农业机械化的瓶颈。丘陵地区 农业机械化水平低的原因除了包括丘陵山区农机作业水平低，作业条件恶劣以外，更重要的 原因是现有的农业机械缺乏对山区坡地作业的适应性。农机具作业缺乏对坡地的适应性，表 现在车辆底盘难以保持水平、容易倾翻，严重影响操作人员安全；农具缺乏对坡地作业的仿 形，导致作业质量差。为此，最近一些能够适应坡地作业的可调平的车辆底盘被提出，西北 农业大学提出一种可调平底盘的小型履带式拖拉机，江苏大学提出一种底盘可调平的轮式拖 拉机。当拖拉机的底盘具有坡地可调平功能时，拖拉机的悬挂机构需要控制农具的姿态，实 现旋耕机或犁具对坡地的仿形作业，保证耕深的均匀性，避免农具作业时的偏牵引现象。为 此，一些高校和研究院所分别在传统的三点悬挂机构进行改进，利用一个提升臂和提升杆控 制对应的下拉杆位置，实现农具耕作深度和农具倾斜角度姿态控制。由于传统的三点悬挂杆 件中，农具具有一个绕驱动桥转动的自由度和另一个自由度是农具绕竖直方向的横向摆动自 由度，提升臂只能控制绕驱动桥转动的自由度(该自由度可以控制农具高度位置)，无法限制 农具的横向摆动自由度；当农具在坡地作业时，农具重力会使农具产生横向摆动，从而导致 农具耕作时的偏牵引现象，影响了拖拉机农具组的坡地作业直线行驶性和安全性。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构合理、使用可靠、精准控制的拖拉机三自由度农具悬挂装 置的控制装置，解决拖拉机悬挂山地坡地作业时的农具位置和姿态调节，实现农具与坡地地 形的仿行作业，满足现代农业机械和精细农业技术的发展要求。

为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案为：一种拖拉机三自由度农具悬挂机构的 控制装置，包括拖拉机本体和农具挂接框，位置提升臂和拉杆与所述拖拉机本体转动副连接， 提升油缸的活塞杆与所述位置提升臂的中部连接，所述位置提升臂的末端通过提升拉杆与所 述拉杆的中部铰接，所述拉杆的输出端与所述农具挂接框通过虎克铰连接，所述拉杆与所述 拖拉机本体之间的转动副处安装有第一角度传感器；第一液压油缸末端与所述拖拉机本体球 副连接，第一液压油缸的活塞杆输出端与所述农具挂接框球副连接，第一液压油缸的活塞杆 上安装有第一位移传感器；第二液压油缸末端与所述拖拉机本体球服连接，第二液压油缸的 活塞杆输出端与所述农具挂接框球副连接，第二液压油缸的活塞杆上安装有第二位移传感器。

上述方案中，第一电磁换向阀通过液压回路与所述第二液压油缸连接；第二电磁换向阀 通过液压回路与所述提升油缸连接；第三电磁换向阀通过液压回路与所述第一液压油缸连 接；液压泵通过液压回路分别与所述第一电磁换向阀、所述第二电磁换向阀和所述第三电磁 换向阀连接。

上述方案中，所述第二位移传感器、所述第一位移传感器、所述第一角度传感器、所述 第一电磁换向阀、所述第二电磁换向阀和所述第三电磁换向阀均与控制器电连接。