[發明專利]高速農用車輛平臺預檢測主動調平系統及調平方法

有效

• 申請號: 201810214620.3
• 申請日: 2018-03-15
• 公開（公告）號: CN108437733B
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發明（設計）人: 劉平義;太健健;李海濤;王壯壯;趙晨;魏文軍
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: B60G17/015
• 分類號: B60G17/015;B60G17/0165;B60G17/019
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.高速農用車輛平臺預檢測主動調平系統，其特征在于，包括：平臺、支架、底座、車身、懸架、車輪、測距傳感器、車身傾角傳感器、平臺傾角傳感器、支架傾角調整電機、平臺傾角調整電機、中央處理器，四組懸架按給定的軸距b和輪距a左右對稱安裝在車身上、四組懸架下部分別與四個車輪聯接，四個測距傳感器分別安裝在車身上、位于各車輪前方距離s處，平臺和支架轉動連接、轉角由平臺傾角調整電機控制，支架和底座轉動連接、轉角由支架傾角調整電機控制，平臺和支架的轉動軸線與支架和底座的轉動軸線垂直，底座固連在車身上、保持支架和底座的轉動軸線與車身前進方向平行，車身傾角傳感器安裝在車身上、測量車身的俯仰角和側傾角，平臺傾角傳感器安裝在平臺上、測量平臺的俯仰角和側傾角殘留量，中央處理器設置在車身上；

農用車輛在行走作業過程中：車身傾角傳感器周期性讀取車身的俯仰角和側傾角，同時測距傳感器周期性同步測量車輪前方s處地面的相對高度信息，由車輪前方地面的相對高度信息、結合車身的結構參數和懸架協調變形原理，由中央處理器計算出下一時刻車身的俯仰角、側傾角變化量，預先獲取在保持平臺水平條件下、支架傾角調整電機和平臺傾角調整電機的角度調整量，兩個傾角調整電機在調整周期內完成預定角度調整，實現農用車輛在行走作業過程中平臺的預檢測主動調平；由高精度的平臺傾角傳感器獲得調平后平臺的俯仰角、側傾角殘留量，用作下一調整周期兩個傾角調整電機角度調整量的補償值。

2.根據權利要求1所述的高速農用車輛平臺預檢測主動調平系統，其特征在于，當作業速度較低時，將支架傾角調整電機和平臺傾角調整電機改用減速電機，在平臺載荷相同條件下可以降低調整電機功率。

3.高速農用車輛平臺預檢測主動調平方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：系統啟動初始化

設定系統參數：車輛底盤的軸距為b、輪距為a，測距傳感器布置在車輪前方距離s處位于車身的F₁、F₂、F₃、F₄點，F₁F₂＝F₃F₄＝a、F₁F₄＝F₂F₃＝b，車輛的行走作業速度v，測距周期T＝s/v，調整平臺俯仰角、側傾角為0°；

步驟2：傳感器讀取測量信息

j時刻，讀取測距傳感器的四點測量值讀取車身傾角傳感器的俯仰角側傾角讀取平臺傾角傳感器的俯仰角和側傾角將讀取到的信息傳輸到中央處理器；

步驟3：中央處理器進行分析計算

⑴計算j+1時刻各個車輪中心的相對高度

由j時刻車身俯仰角側傾角計算F₁、F₂、F₃、F₄各點與F₁點在鉛垂方向相對高度差，分別為：ΔH₁＝0，計算j+1時刻各個車輪中心到F₁點所在水平面的距離為：得到j+1時刻各個車輪中心的相對高度為：

⑵計算j+1時刻車身俯仰角、側傾角

根據協調變形原理，設定x、y分別為j+1時刻對應懸架1、3和2、4的變形量，令聯立以下公式：h₁-h₂＝h₄-h₃、可以解得j+1時刻車身的俯仰角側傾角

⑶計算支架傾角調整電機、平臺傾角調整電機理論調整角

平臺傾角調整電機在周期T內的理論調整角為支架傾角調整電機在周期T內的理論調整角

⑷計算支架傾角調整電機、平臺傾角調整電機實際調整角

平臺傾角調整電機在周期T內的實際調整角為支架傾角調整電機在周期T內的實際調整角輸出α^t、β^t；

步驟4：兩個傾角調整電機完成調整動作

在周期T內，平臺傾角調整電機調整α^t，支架傾角調整電機調整β^t，進行下一步；

步驟5：判斷是否繼續調平

若要繼續調平則令j＝j+1重復步驟2、繼續下一調平周期，否則結束調平；

其中：h₁、h₂、h₃、h₄分別為j+1時刻四組懸架1、2、3、4在車身上安裝點的相對高度。