[發明專利]液壓式農機自動轉向控制實驗平臺及實驗方法

有效

• 申請號: 201310639408.9
• 申請日: 2013-11-30
• 公開（公告）號: CN104677650A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發明（設計）人: 胡靜濤;高雷;王鶴;李逃昌
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: G01M17/06
• 分類號: G01M17/06
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 許宗富;周秀梅

1.一種液壓式農機自動轉向控制實驗平臺，其特征在于，包括：

液壓轉向系統，由液壓站（1）和農機轉向前橋構成與實際農機相同的手動液壓轉向系統，還包括轉向閥塊（2），并聯安裝在原農機轉向系統上，用于自動轉向模式下的轉向輪調節；

轉向控制器，包括自動轉向控制單元（7）和轉向角度測量單元（8）；所述轉向角度測量單元（8）連接轉向油缸（12）；所述自動轉向控制單元（7）連接所述轉向閥塊（2）、轉向角度測量單元（8）和數據采集計算機（11）；

實驗控制臺，包括液壓調控單元（9）、高精度三軸陀螺儀（10）、數據采集計算機（11）和安裝支架；所述液壓調控單元（9）連接液壓站（1）；所述高精度三軸陀螺儀（10）通過安裝支架安裝在轉向輪（6）的主銷軸上；所述數據采集計算機（11）連接所述高精度三軸陀螺儀（10），通過CAN總線連接所述自動轉向控制單元（7），用于采集和記錄所述高精度三軸陀螺儀（10）的輸出數據，向所述自動轉向控制單元（7）發送轉向控制指令和轉向角度數據。

2.根據權利要求1所述的液壓式農機自動轉向控制實驗平臺，其特征在于，所述轉向閥塊（2）包括：

第一電磁開關閥（21_1），公共端口與液壓站（1）的壓力輸出端口相連，常開端口與比例換向閥（22）的壓力輸入端口相連，常閉端口與液壓轉向器（4）的壓力輸入端口相連；

第二電磁開關閥（21_2），公共端口與轉向油缸（12）的端口A相連，常開端口與比例換向閥（22）的A端口相連，常閉端口與液壓轉向器（4）的A端口相連；

第三電磁開關閥（21_3），公共端口與轉向油缸（12）的端口B相連，常開端口與比例換向閥（22）的B端口相連，常閉端口與液壓轉向器（4）的B端口相連；

比例換向閥（22），壓力輸入端口與第一電磁開關閥（21_1）的常開端口相連，回流端口與液壓站（1）中的油箱相連，A端口與第二電磁開關閥（21_2）的A端口相連，B端口與第二電磁開關閥（21_2）的B端口相連；

安全閥（23），連接在液壓站（1）的壓力輸出端口與回流入油箱的油路之間；

放大器（24），為兩個，輸入端均連接所述自動轉向控制單元（7）的比例換向閥控制模塊（34），其中一個的輸出端連接所述比例換向閥（22）的控制線圈A，另一個的輸出端連接所述比例換向閥（22）的控制線圈B。

3.根據權利要求1所述的液壓式農機自動轉向控制實驗平臺，其特征在于，所述轉向角度測量單元（8）包括角度測量傳感器、對應安裝配件及角度數據轉換模塊；角度測量傳感器包括直線位移傳感器、旋轉編碼器和角速度傳感器中的一種；角度數據轉換模塊能夠將不同類型的角度測量傳感器的輸出轉換為角度值，并發送到CAN總線上；所述角度測量傳感器的活動端與轉向油缸（12）的活塞桿端固定相連、主體與轉向油缸（12）的缸筒固定相連，通過檢測轉向油缸（12）的伸縮長度，推算出轉向輪（6）的轉動角度。

4.根據權利要求1所述的液壓式農機自動轉向控制實驗平臺，其特征在于，所述自動轉向控制單元（7）以轉向角度測量單元（8）作為轉向控制的傳感器，以轉向閥塊（2）作為執行器，構成閉環的自動轉向控制系統，包括：

CAN通信模塊（32），與外部CAN總線相連，用于接收所述數據采集計算機（11）發出的轉向控制指令和轉向角度測量單元（8）發出的轉向角度數據；

32位處理器最小系統（31），由32位處理器及其外圍電路構成，連接CAN通信模塊；

電磁開關閥控制模塊（33），連接32位處理器最小系統（31）和轉向閥塊（2），用于控制轉向閥塊（2）中的電磁開關閥（21）進行液壓轉向系統的手動/自動油路切換；

比例換向閥控制模塊（34），連接32位處理器最小系統（31）和轉向閥塊（2），通過電壓輸入型放大器，控制轉向閥塊（2）中的比例換向閥（22）的流向與流量。

5.根據權利要求4所述的液壓式農機自動轉向控制實驗平臺，其特征在于，所述電磁開關閥控制模塊（33）包括：

三組達林頓晶體管（36），連接32位處理器最小系統（31），用于對所述32位處理器最小系統（31）的輸出信號反向并增加驅動能力后分別連接三個常開型繼電器（37）的控制線圈上；

三個常開型繼電器（37），分別串聯在三個電磁開關閥（21）的供電回路中，當常開型繼電器（37）開路時，轉向方式為手動轉向；當常開型繼電器（37）閉合時，轉向方式為自動轉向。