[發明專利]丘陵山區小型玉米收獲機的自動姿態調整系統及方法

在審

• 申請號: 202211029080.4
• 申請日: 2022-08-26
• 公開（公告）號: CN115152421A
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 苗河泉;刁培松;楊朵珍;李曉偉;姚文燕;李少川;崔培德;魏懋健
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: A01D45/02
• 分類號: A01D45/02;A01D41/02;A01D41/127
• 代理公司: 山東舜天律師事務所 37226
• 代理人: 李新海

1.一種丘陵山區小型玉米收獲機的自動姿態調整系統及方法，包括調整機構及液壓調整系統，其特征在于：

所述的調整機構設有后驅動輪（1） 、行走傳動搖臂機構（2）、行走變速箱輸出軸（3）、雙作用伸縮液壓油缸（4）、六方軸（5）；調整液壓油缸（4）的兩端分別通過銷軸與機架、行走傳動搖臂機構（2）相連接；行走變速箱（3）上端與機架固定，行走變速箱輸出軸（3）通過傳動搖臂機構（2）驅動六方軸（5），六方軸（5）連接設置后驅動輪（1）；

所述的液壓調整系統包括油箱（6）、過濾器（7）、液壓泵（8）、直動式溢流閥（9）、無簧單向閥（10）、三位三通電磁換向閥（11）、三位四通電磁換向閥（12）、節流調速閥（13）、機架（14）、IMU姿態傳感器（15）、上位機姿態監測和控制系統（16）及STM32繼電器控制模塊（17），液壓調整系統設有調整干路、調整支路，調整干路上設有依次順序連接設置的油箱（6）、過濾器（7）、液壓泵（8）、無簧單向閥（10）、三位三通電磁換向閥（11）；調整支路并列設置左調整支路、右調整支路，左調整支路、右調整支路分別調整后驅動輪的左輪、右輪；左調整支路、右調整支路均設有三位四通電磁換向閥（12）和節流調速閥（13），三位四通電磁換向閥（12）與三位三通電磁換向閥（11）連接；三位四通電磁換向閥（12）通過節流調速閥（13）與調整液壓油缸（4）連接；機架（14）上設有IMU姿態傳感器（15）、上位機姿態監測和控制系統（16）及STM32繼電器控制模塊（17），IMU姿態傳感器（15）與上位機姿態監測和控制系統（16）電連接向其輸送監測信息，上位機姿態監測和控制系統（16）通過STM32繼電器控制模塊（17）連接控制三位三通電磁換向閥（11）、三位四通電磁換向閥（12）。

2.根據權利要求1所述的丘陵山區小型玉米收獲機的自動姿態調整系統，其特征在于：所述的液壓泵（8）的輸出端的管路上連接直動式溢流閥（9）的輸入端，直動式溢流閥（9）輸出端與油箱（6）連接。

3.根據權利要求1所述的丘陵山區小型玉米收獲機的自動姿態調整系統的調整方法，其特征在于包含以下步驟：

（a）丘陵山區小型玉米收獲機在未進行任何操作時，處于干路上的三位三通電磁換向閥（11）右導通狀態，液壓泵（8）提供的液壓油不能通過三位三通電磁換向閥（11）進入液壓油缸（4），液壓油缸（4）處于初始位置；

（b）當丘陵山區小型玉米收獲機位于坡地作業，此時IMU姿態傳感器（15）會實時的檢測機架（14）的姿態，上位機姿態監測和控制系統（16）會根據偏差值計算控制量并發送給STM32繼電器控制模塊（17），通過STM32繼電器控制模塊（17）對三位三通電磁換向閥（11）、三位四通電磁換向閥（12）進行姿態調整，使三位三通電磁換向閥（11）處于左位導通狀態，液壓泵（8）提供的液壓油能夠順利的進入左調整支路、右調整支路；

（c）丘陵山區小型玉米收獲機在坡地作業需要右側進行升高使機身車架保持水平時，此時IMU姿態傳感器（15）側傾角度在0～90°，三位三通電磁換向閥（11）和右調整支路的三位四通電磁換向閥（12）處于左位導通狀態；由液壓泵（8）提供的液壓油通過無簧單向閥（10）、三位三通電磁換向閥（11）后流入右調整支路的三位四通電磁換向閥（12）、節流調速閥（13），推動液壓油缸（4）的無桿腔，使右側機身車架升高，當IMU姿態傳感器（15）檢測角度為0°時，水平調節完畢；

（d）丘陵山區小型玉米收獲機在坡地作業需要右側進行降低使機身車架保持水平時，此時IMU姿態傳感器15側傾角度在0～90°，三位三通電磁換向閥（11）處于左位導通狀態，右調整支路的三位四通電磁換向閥（12）處于右位導通狀態；由液壓泵（8）提供的液壓油通過無簧單向閥（10）、三位三通電磁換向閥（11）后流入右調整支路的右路分支三位四通電磁換向閥（12）、節流調速閥（13），推動右路的液壓油缸（4）的有桿腔，使右側機身車架降低，IMU姿態傳感器（15）檢測角度為0°時，水平調節完畢；

（e）丘陵山區小型玉米收獲機在坡地作業需要左側進行升高或降低，使機身車架保持水平時，其與右調整支路的調整過程相同；

（f）丘陵山區小型玉米收獲機需要后側同時升高，此時姿態角仰角0～90°，或者后側同時降低，此時姿態角俯角0～-90°，從三位三通電磁換向閥（11）出來的液壓油分別流入左調整支路、右調整支路，各自經三位四通電磁換向閥（12）、節流調速閥（13）進入液壓油缸（4），IMU姿態傳感器（15）檢測角度為0°時，調節完畢。