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田动底盘手挡位并联控制装置和控制方法

申请号 CN202211255108.6 申请日 2022-10-13 公开(公告)号 CN115606348A 公开(公告)日 2023-01-17
申请人 华南农业大学; 发明人 王在满; 于东洋; 何剑飞; 杨文武; 贾维卿; 张明华; 钟沛钊; 钟文能; 王明辉;
摘要 本 发明 公开了一种 水 田动 力 底盘手 油 门 挡位并联控制装置和控制方法。主要为现有的水田动力底盘无人化改造提供了一种方法,解决了现有的水田动力底盘无人化改造后行走作业的安全性问题。本装置主要有:手动油门传动机构、并联液压组件、传动长半轴、传动短半轴和 自动油门 液压控制组件构成。在水田动力底盘无人自动行走作业过程中,该装置可通过控制分离拨叉,自动连接/断开水田动力底盘行走作业自动控制的机械结构,实现了水田动力底盘行走速度自动/手动控制的切换。本发明提供水田动力底盘手油门挡位并联控制装置和控制方法,从 硬件 和控制方法两方面对水田动力底盘无人化改造后行走作业的安全性进行了提升。
权利要求

1.一种田动底盘的手挡位并联控制装置,其特征在于,包括水田动力底盘主体(1)、手动油门传动机构(2)、并联液压组件(3)、传动长半轴(16)、传动短半轴(17)和自动油门液压控制组件(4),所述手动油门传动机构(2)固定在所述水田动力底盘主体(1)上、且与所述并联液压组件(3)转动连接,所述手动油门传动机构(2)上设置有力传感器(30),所述并联液压组件(3)上设置有第一位移传感器(32),所述并联液压组件(3)的一端和所述传动长半轴(16)的一端与所述手动油门传动机构(2)固定、且所述传动长半轴(16)的一端与所述水田动力底盘主体(1)可转动连接,所述传动短半轴(17)的一端与所述水田动力底盘主体(1)可转动连接,所述传动短半轴(17)的另一端与所述传动长半轴(16)的另一端可卡接设置,所述自动油门液压组件(4)上设置有第二位移传感器(31),所述自动油门液压组件(4)的一端与所述传动短半轴(17)的一端固定,所述自动油门液压组件(4)的另一端与所述水田动力底盘主体(1)固定。
2.根据权利要求1所述的水田动力底盘的手油门挡位并联控制装置,其特征在于:所述并联液压组件(3)包括并联液压推杆(20)和设置在所述并联液压推杆上的分离拨叉(41),所述分离拨叉(41)套设在所述传动长半轴(16)上并与所述传动长半轴(16)可滑动设置。
3.根据权利要求2所述的水田动力底盘的手油门挡位并联控制装置,其特征在于:所述伸缩装置包括压紧弹簧(40)和同步结合齿(42),所述传动长半轴(16)上设置有挡件,所述压紧弹簧(40)的一端与所述挡件固定,所述压紧弹簧(40)的另一端与所述分离拨叉(41)的一侧固定,所述同步结合齿(42)通过花键与所述传动长半轴(16)连接,且所述分离拨叉(41)的另一端与所述同步结合齿(42)固定。
4.根据权利要求3所述的水田动力底盘的手油门挡位并联控制装置,其特征在于:所述传动短半轴(17)的另一端设置有同步结合套(43),所述同步结合套(43)与所述同步结合齿(42)可卡接设置。
5.根据权利要求4所述的水田动力底盘的手油门挡位并联控制装置,其特征在于:所述同步结合齿(42)中间顶部设置有轴,所述同步结合套中间设置有孔,所述轴的轴线和孔的轴线共线。
6.根据权利要求1所述的水田动力底盘的手油门挡位并联控制装置,其特征在于:所述自动油门液压组件包括扇形臂(18)和档位控制液压推杆(21),所述档位控制液压推杆(21)的一端与所述水田动力底盘主体(1)固定,所述档位控制液压推杆(21)的另一端与所述扇形臂(18)转动连接,所述扇形臂(18)与所述传动短半轴(17)的一端固定。
7.根据权利要求1所述的水田动力底盘的手油门挡位并联控制装置,其特征在于:所述手动传动机构包括手油门挡杆(10)、挡杆连接臂(11)、挡杆连接臂固定轴(12)、油门拉杆(13)和传动臂(14),所述手油门挡杆(10)与所述挡杆连接臂(11)固定,所述挡杆连接臂(11)通过所述挡杆连接臂固定轴(12)与所述水田动力底盘主体(1)固定,所述挡杆连接臂(11)与所述油门拉杆(13)转动连接,所述油门拉杆(13)与所述传动臂(14)转动连接,所述传动臂(14)的外侧设置有所述油门拉线固定钩。
8.一种应用于如权利要求1‑7所述的水田动力底盘的手油门挡位并联控制装置的控制方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤一、通过系统设置水田动力底盘作业需要的目标速度V1,启动水田动力底盘;
步骤二、第二位移传感器(31)测量挡位控制液压推杆(21)移动的相应位移距离S1、对第二位移传感器(31)进行位置初始标定、S1=0mm时手油门挡杆(10)处于驻车空挡挡位,第一位移传感器(32)测量并联液压推杆(20)移动的相应位移距离S2、对第一位移传感器(32)进行位置初始标定、S2=0mm时并联控制组件处于紧闭啮合状态,力传感器(30)检测手油门挡杆(10)受到的力数值F1,对力传感器(30)进行初始标定、F1=0手油门挡杆(10)无人工操作,所有传感器标定完毕水田动力底盘开始行走作业;
步骤三、基于步骤一设置的目标速度V1系统通过控制挡位控制液压推杆(21)移动的距离S1,推动机械传动组件的扇形臂(18)发生转动,并联控制组件处于常闭结合状态,扇形臂(18)的转动力通过并联控制组件拉动传动臂(14),传动臂(14)通过油门拉线固定钩(15)拉动油门拉线发生相应位移,得到所述水田动力底盘实时行走速度V2。
9.根据权利要求8所述的水田动力底盘的手油门挡位并联控制方法,其特征在于:
若F1<10N、S1>15mm时,基于设定的水田动力底盘作业需要的目标速度V1,系统控制挡位控制液压推杆(21)工作拉动发动机油门拉线得到水田动力底盘实时行走速度V2,若当|V1‑V2|≤0.5m/s时,挡位控制液压推杆(21)停止移动保持动作,
若当0.5m/s≤|V1‑V2|≤2m/s时,挡位控制液压推杆(21)缓慢移动微调,
若当|V1‑V2|≥2m/s时,系统判定出现故障水田动力底盘停止作业;若F1<10N、S1<15mm时,系统判定出现故障水田动力底盘停止作业;
若F1>10N时,并联液压推杆(20)开始工作拉动同步结合齿(42)脱离与同步结合套(43)的啮合,
若当S2>10mm时,水田动力底盘的手油门挡位脱离系统控制,切换为有人操作,若当S2<10mm时,并联液压推杆(20)复位再次执行拉动同步结合齿(42)脱离同步结合套(43)的啮合动作。
10.根据权利要求8所述的一种水田动力底盘的手油门挡位并联控制方法,其特征在于:所述系统为检测控制单元(33)。

说明书全文

田动底盘手挡位并联控制装置和控制方法

技术领域

[0001] 本发明专利涉及农业机械设备领域,尤其是涉及水田动力底盘手油门挡位并联控制装置和控制方法。

背景技术

[0002] 水田动力底盘是将稻苗植入稻田中的一种农业机械。相较于传统的人工插秧种植方式,水田动力底盘提高插秧的工效和栽插质量
[0003] 现有的水田动力底盘手油门挡位是直档拉线式。当手油门挡杆位于中位水田动力底盘处于停止状态;手油门挡杆从中位向前推水田动力底盘开始向前行走,随着手油门挡杆前推行程加大水田动力底盘向前行走的速度也会加快;手油门挡杆从中位向后推水田动力底盘开始向后倒车,随着手油门挡杆后推行程加大水田动力底盘倒车的速度也会加快。但这种乘坐式水田动力底盘就需要一人专门负责控制水田动力底盘行走速度方向,一人负责水田动力底盘后台秧苗的摆放,人工劳动力的增加降低了水稻种植效率,增加了水稻种植成本,也与目前水稻种植过程无人化作业的趋势不符。

发明内容

[0004] 鉴于上述现有技术的不足之处,本发明的一个目的在于为了今后水稻种植无人化作业提供技术支持提升水稻种植效率降低水稻种植人工成本,提供一种水田动力底盘的手油门挡位并联控制装置和控制方法,其中通过所述手油门挡位并联控制装置能够实现水田动力底盘前进/后退的方向控制以及水田动力底盘行走速度的调节。
[0005] 为了达到上述目的,本发明采取了以下技术方案:一种水田动力底盘的手油门挡位并联控制装置,包括水田动力底盘主体、手动油门传动机构、并联液压组件、传动长半轴、传动短半轴和自动油门液压控制组件,所述手动油门传动机构固定在所述水田动力底盘主体上、且与所述并联液压组件转动连接,所述手动油门传动机构上设置有力传感器,所述并联液压组件上设置有第一位移传感器,所述并联液压组件的一端和所述传动长半轴的一端与所述手动油门传动机构固定,且所述传动长半轴的一端与所述水田动力底盘主体可转动连接,所述传动短半轴的一端与所述水田动力底盘主体可转动连接,所述传动长半轴的另一端设置有伸缩装置,并通过所述伸缩装置与所述传动短半轴的另一端可卡接设置,所述并联液压组件的另一端套设在所述伸缩装置上,且与所述传动长半轴可滑动设置,所述自动油门液压组件上设置有第二位移传感器,所述自动油门液压组件的一端与所述传动短半轴的一端固定,所述自动油门液压组件的另一端与所述水田动力底盘主体固定。
[0006] 进一步地,所述并联液压组件包括并联液压推杆和设置在所述并联液压推杆上的分离拨叉,所述分离拨叉套设在所述传动长半轴上并与所述长半轴可滑动设置。
[0007] 进一步地,所述伸缩装置包括压紧弹簧和同步结合齿,所述传动长半轴上设置有挡件,所述压紧弹簧的一端与所述挡件固定,所述压紧弹簧的另一端与所述分离拨叉的一侧固定,所述同步结合齿通过花键与所述传动长半轴连接,且所述分离拨叉的另一端与所述同步结合齿固定。
[0008] 进一步地,所述传动短半轴的另一端设置有同步结合套,所述同步结合套与所述同步结合齿可卡接设置。
[0009] 进一步地,所述同步结合齿中间顶部设置有轴,所述同步结合套中间设置有孔,所述轴的轴线和孔的轴线共线。
[0010] 进一步地,所述自动油门液压组件包括扇形臂和档位控制液压推杆,所述档位控制液压推杆的一端与所述水田动力底盘主体固定,所述档位控制液压推杆的另一端与所述扇形臂转动连接,所述扇形臂与所述传动短半轴的一端固定,所述传动短半轴的一端与所述水田动力底盘主体转动连接。
[0011] 进一步地,所述手动传动机构包括手油门挡杆、挡杆连接臂、挡杆连接臂固定轴、油门拉杆和传动臂,所述手油门挡杆与所述挡杆连接臂固定,所述挡杆连接臂通过所述挡杆连接臂固定轴与所述水田动力底盘主体固定,所述挡杆连接臂与所述油门拉杆转动连接,所述油门拉杆与所述传动臂转动连接,所述传动臂的外侧设置有所述油门拉线固定钩。
[0012] 一种水田动力底盘的手油门挡位并联控制方法,其包括如下步骤:步骤一、通过系统设置水田动力底盘作业需要的目标速度V1,启动水田动力底盘;
步骤二、第二位移传感器测量挡位控制液压推杆移动的相应位移距离S1、对第二位移传感器进行位置初始标定、S1=0mm时手油门挡杆处于驻车空挡挡位,第一位移传感器测量并联控液压推杆移动的相应位移距离S2、对第一位移传感器进行位置初始标定、S2=
0mm时并联控制组件处于紧闭啮合状态,力传感器检测手油门挡杆受到的力数值F1,对力传感器进行初始标定、F1=0手油门挡杆无人工操作,所有传感器标定完毕水田动力底盘开始行走作业;
步骤三、基于步骤一设置的目标速度V1系统通过控制挡位控制液压推杆移动的距离S1,推动机械传动组件的扇形臂发生转动,并联控制组件处于常闭结合状态,扇形臂的转动力通过并联控制组件拉动传动臂,传动臂通过油门拉线固定钩拉动油门拉线发生相应位移,得到所述水田动力底盘实时行走速度V2;
若F1<10N、S1>15mm时,基于设定的水田动力底盘作业需要的目标速度V1,系统控制挡位控制液压推杆工作拉动发动机油门拉线得到水田动力底盘实时行走速度V2,若当|V1‑V2|≤0.5m/s时,挡位控制液压推杆停止移动保持动作,
若当0.5m/s≤|V1‑V2|≤2m/s时,挡位控制液压推杆缓慢移动微调,
若当|V1‑V2|≥2m/s时,系统判定出现故障水田动力底盘停止作业;若F1<10N、S1<
15mm时,系统判定出现故障水田动力底盘停止作业;
若F1>10N时,并联液压推杆开始工作拉动同步结合齿脱离与同步结合套的啮合,若当S2>10mm时,水田动力底盘的手油门挡位脱离系统控制,切换为有人操作,若当S2<10mm时,并联控制组件液压推杆复位再次执行拉动同步结合齿脱离同步结合套的啮合动作。
[0013] 进一步地,所述系统为检测控制单元。
[0014] 相较于现有技术,本发明提供的水田动力底盘手油门挡位并联控制装置和控制方法,通过所述传动长半轴可所述传动短半轴的相互卡接以及第一传感器和第二传感器的信号传递,能够实现水田动力底盘前进/后退方向控制的自动/手动切换以及行走速度大小调节的自动/手动切换,为了今后水稻种植无人化机器作业提供技术上的支持,提升水稻种植效率降低水稻种植人工成本。附图说明
[0015] 为了更清楚地说明本发明实施例或者现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需使用的附图简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0016] 图1是根据本发明的一个优选实施例的水田动力底盘手油门挡位并联控制装置在整车上具体安装位置示意图。
[0017] 图2是根据本发明的一个优选实施例的水田动力底盘手油门挡位并联控制装置的整体机械结构示意图。
[0018] 图3是根据本发明的一个优选实施例的水田动力底盘手油门挡位控制台结构布置示意图。
[0019] 图4是根据本发明的一个优选实施例的水田动力底盘手油门挡位并联控制装置的并联控制组件结构断开示意图。
[0020] 图5是根据本发明的一个优选实施例的水田动力底盘手油门挡位并联控制装置的并联控制组件结构结合示意图。
[0021] 图6是根据本发明的一个优选实施例的水田动力底盘手油门挡位并联控制装置的整体框图结构示意图。
[0022] 图7是根据本发明的一个优选实施例的水田动力底盘手油门挡位并联控制方法的流程示意图。
[0023] 图8是根据本发明的一个优选实施例的水田动力底盘手油门挡位并联控制装置的液压控制原理示意图。
[0024] 附图标记以下说明:1、水田动力底盘主体;2、手动油门传动机构;3、并联液压组件;4、自动油门液压控制组件;10、手油门挡杆;11、挡杆连接臂;12、挡杆连接臂固定轴;13、油门拉杆;14、传动臂;15、油门拉线固定杆;16、传动长半轴;17、传动短半轴;18、扇形臂;20、并联液压推杆;21、挡位控制液压推杆;22、液压动力源;23、液压调控组件;30、力传感器;31、第二位移传感器;32、第一位移传感器;33、检测控制单元;40、压紧弹簧;41、分离拨叉;42、同步结合齿;43、同步结合套;44、挡件。

具体实施方式

[0025] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0026] 需要说明,若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……),则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
[0027] 另外,若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述,则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
[0028] 如图1所示,本发明提供的水田动力底盘手油门挡位并联控制装置,包括水田动力底盘主体1、手动油门传动机构2、并联液压组件3、传动长半轴16、传动短半轴17和自动油门液压控制组件4,所述手动油门传动机构2固定在所述水田动力底盘主体1上、且与所述并联液压组件3转动连接,所述手动油门传动机构2上设置有力传感器30,所述力传感器30用于检测是否有人手动操作油门,所述并联液压组件3上设置有第一位移传感器32,所述第一位于传感器32用于检测所述并联液压组件3的工作状态,所述并联液压组件3的一端和所述传动长半轴16的一端与所述手动油门传动机构2固定,且所述传动长半轴16的一端与所述水田动力底盘主体1可转动连接,所述传动短半轴17的一端与所述水田动力底盘主体1可转动连接,所述传动长半轴16的另一端设置有伸缩装置,并通过所述伸缩装置与所述传动短半轴17的另一端可卡接设置,所述并联液压组件3的另一端套设在所述伸缩装置上,且与所述传动长半轴16可滑动设置,所述自动油门液压组件上设置有第二位移传感器31,所述第二位于传感器31用于检测所述自动油门液压组件的工作状态,所述自动油门液压组件的一端与所述传动短半轴17的一端固定,所述自动油门液压组件的另一端与所述水田动力底盘主体1固定,所述手动油门传动机构2和所述传动长半轴16的连接处设置有油门拉线固定钩,所述油门拉线固定钩被拉动时,可用于控制水田动力底盘行走的速度。
[0029] 应当说明的是,在所述并联液压组件3和所述伸缩装置的作用下,所述传动长半轴16的另一端与所述传动短半轴17的另一端实现卡接或者不卡接(即两者不连接),当两者不卡接时,为手动油门档位控制状态,当两者卡接时,为自动油门档位状态。常态下为自动油门档位状态,即所述传动长半轴16的另一端与所述传动短半轴17的另一端卡接。
[0030] 如图2所示,手动油门档位控制原理:当所述力传感器检测到手动油门传动机构2有人为操作时,所述并联液压组件3在所述第一位移传感器32的作用下进行收缩,使得所述伸缩装置被所述并联液压组件3的另一端压缩到一定的距离,该距离可通过所述第一位移传感器32进行检测,令所述传动长半轴16与所述传动短半轴17不卡接,从而使得油门档位只受人为手动操作,即所述油门拉线固定钩只受所述手动油门传动机构2的控制。
[0031] 如图2所示,自动油门档位控制原理:当所述力传感器30检测到手动油门传动机构2没有人操作时,在所述第二位移传感器31的作用下,使得自动油门液压控制组件4伸缩,带动所述传动短半轴17旋转,从而带动所述传动长半轴16旋转,所述传动长半轴16旋转能够拉动所述手动油门传动机构2和所述传动长半轴16的连接处的油门档位拉线,从而实现油门档位的控制。
[0032] 针对本发明,无论在有没有人在操控油门档位,水田动力底盘主体1都能够行走起来,当需要人为操作是,在自动油门档位控制的状态下,手动去操作所述手动油门传动机构3即可将控制方式改为手动控制的形式,当放弃手动控制时,会自动跳转成自动油门控制的状态,保证了工作人员在进行秧苗摆放时车能够保持行走,与现有技术相比,实现了一人即可完成摆放秧苗的效果,无需多一人去操控车的形式,大大的降低了人工劳动成本。
[0033] 在一实施例中,参照图1、图2和图3,所述手动油门传动机构2包括:手油门挡杆10、挡杆连接臂11、挡杆连接臂固定轴12、油门拉杆13、传动臂14;所述挡杆连接臂11通过挡杆连接臂固定轴12固连在水田动力底盘机架,所述手油门挡杆10与所述挡杆连接臂11固定连接,所述档杆连接臂11与所述挡杆连接臂固定轴12转动连接,即水田动力底盘机架只限制所述挡杆连接臂固定轴12的径向移动而不限制所述挡杆连接臂固定轴12的轴向转动,所述挡杆连接臂11与所述油门拉杆13的一端通过销轴方式连接,所述油门拉杆13的另一端与所述传动臂14的边缘通过销轴方式连接,即所述油门拉杆13可相对所述传动臂14转动,所述传动臂14焊接在所述传动长半轴16的一端上,而所述传动长半轴16的一端与所述水田动力底盘主体1转动连接,需要进一步指出所述传动臂14以所述并联控制装置的传动长半轴16为中心轴进行转动而不发生移动,所述油门拉线固定钩15固定在所述传动臂14的外侧,所述油门拉线固定钩15与发动机油门拉线连接,用于控制水田动力底盘行走的速度。
[0034] 进一步的,所述手油门挡位方向如图3所示,所述手油门挡位人工手动操纵时具体过程为:所述水田动力底盘主体1驻车时所述手油门挡杆10处于中位初始位置,所述水田动力底盘主体1准备移动时人手向前推动或向后拉动所述手油门挡杆10,所述手油门挡杆10带动挡杆连接臂11绕所述挡杆连接臂固定轴12转动,所述挡杆连接臂11上通过销轴方式连接的油门拉杆13被所述挡杆连接臂11 带动做向上/向下位移运动,所述油门拉杆13的向上/向下位移运动又带动所述传动臂14发生转动,所述传动臂14转动使得设置在所述传动臂14外侧的油门拉线固定钩15拉动发动机的油门拉线,实现了发动机转速的手动控制,从而实现对水田动力底盘行走速度的控制。
[0035] 进一步的,如图2、图4和图5所示,所述传动长半轴16与所述传动短半轴17的轴线共线,需要说明的是,由于所述传动长半轴16的一端与所述水田动力底盘主体1转动连接,所述传动短半轴17的一端与所述水田动力底盘主体1转动连接,即所述水田动力底盘主体1只限制所述传动长半轴16和传动短半轴17的移动而不限制传动长半轴16和传动短半轴17的轴向转动,所述传动长半轴16与所述水田动力底盘主体1转动连接的一端与所述传动臂14焊接,所述传动臂14以所述传动长半轴16为转轴通过销轴方式固定在所述水田动力底盘主体1上,当所述传动臂14转动时,与所述水田动力底盘主体1通过销轴固定的传动长半轴
16作为转轴也会转动,即所述传动长半轴16与所述传动臂14围绕所述传动长半轴16的轴线同步转动,所述并联液压组件3包括并联液压推杆20和设置在所述并联液压推杆20上的分离拨叉41,所述并联液压推杆20的一端与所述传动臂14固定,所述伸缩装置包括压紧弹簧
40和同步结合齿42,所述分离拨叉41套设在所述传动长半轴16上,并位于所述压紧弹簧40和所述同步结合齿42之间,所述传动长半轴16上设置有挡件44,所述压紧弹簧40的一端与所述挡件44固定,所述压紧弹簧40的另一端与所述同步结合齿42的一侧固定。进一步的,参照图4,所述同步结合齿42通过与所述传动长半轴16上的花键相互配合,且所述分离拨叉41的另一端与所述同步结合齿42固定,所述分离拨叉41的拨叉卡口与所述同步结合齿42的外径凹槽相互卡合,卡口与凹槽的卡合保证了所述分离拨叉41可以拉动所述同步结合齿42做轴向位移,具体的是所述传动长半轴16上的花键限制了同步结合齿42的转动,所述压紧弹簧40和所述分离拨叉41控制所述同步结合齿42在所述传动长半轴16的轴向移动。
[0036] 如图2所示,所述传动短半轴17的另一端设置有同步结合套43,所述同步结合套与所述同步结合齿可卡接设置,所述自动油门液压组件包括扇形臂18和档位控制液压推杆21,所述档位控制液压推杆21的一端与所述水田动力底盘主体1固定,所述档位控制液压推杆21的另一端与所述扇形臂18转动连接,所述扇形臂18与所述传动短半轴17的一端固定,所述传动短半轴17的一端与所述水田动力底盘主体1转动连接,当所述扇形臂18转动时,所述传动短半轴17与所述扇形臂18绕所述传动短半轴17的轴线同步转动。所述扇形臂18与所述挡位控制液压推杆21的工作端通过销轴连接,所述挡位控制液压推杆21的底座端与机架固定连接。
[0037] 进一步的,如图2、图4和图5所示,具体的所述并联控制装置的具体工作过程为,因所述扇形臂18与所述传动短半轴17一端焊接固定,所述传动短半轴17通过销轴方式固定在所述水田动力底盘主体1上,所述扇形臂18是以所述传动短半轴17的轴线为转轴进行转动,所述同步结合齿42在所述压紧弹簧40的作用力下与所述同步结合套43啮合,此时所述传动长半轴16与所述传动短半轴17为一体,当所述挡位控制液压推杆21工作推动所述扇形臂18转动时,所述扇形臂18的转动通过中心转轴,中心转轴即所述传动短半轴17进一步带动所述传动长半轴16转动,所述传动长半轴16与所述传动臂14为焊接固定,所述传动长半轴16上的转动通过所述传动臂14外侧焊接的油门拉线固定钩15拉动发动机油门拉线,实现了发动机转速的自动控制。
[0038] 如图3所示,所述水田动力底盘的手油门挡位的控制台结构布置为,所述手油门挡杆10设置在方向盘右侧中控台上,所述水田动力底盘手油门挡杆10的换挡运动路径为折线形,水田动力底盘静止时手油门挡杆10处于中位,所述手油门挡杆10由中位向前推,水田动力底盘开始前进移动并手油门挡杆10前推的位移加大时,水田动力底盘前进速度加快,手油门挡杆10由中位向后推水田动力底盘开始后推但水田动力底盘后退为匀速运动,且水田动力底盘不会随着手油门挡杆10后推的位移加大后退速度加快。
[0039] 如图4和图5所示,所述同步结合齿42中间顶部设置有轴与所述同步结合套43中间设置有孔,在所述同步结合齿42与所述同步结合套43在准备啮合时,所述轴与所述孔的提前配合让所述同步结合齿42与所述同步结合套43的啮合保证了同心度。
[0040] 本发明提供的水田动力底盘手油门挡位并联控制装置,所述并联液压推杆20带动所述分离拨叉41控制并联液压组件3分离或结合,实现水田动力底盘手油门挡位手动或自动控制的切换。参照图4,手动控制状态:所述并联液压推杆20拉动所述分离拨叉41控制并联液压组件3处于分离状态,驾驶员直接控制所述手油门挡杆10运动,所述手油门挡杆10带动挡杆连接臂11绕所述挡杆连接臂固定轴12转动,所述挡杆连接臂11上通过销轴方式连接的油门拉杆13被所述挡杆连接臂11 带动做向上/向下位移运动,所述油门拉杆13的向上/向下位移运动又带动所述传动臂14发生转动,所述传动臂14转动使得设置在所述传动臂外侧的油门拉线固定钩15拉动发动机的油门拉线,实现了发动机转速的手动控制;参照图5,自动控制状态:所述并联液压推杆20拉动所述分离拨叉41控制并联液压组件3处于结合状态,此时无需人工操作所述挡位控制液压推杆21工作推动所述扇形臂18转动时,所述扇形臂18的转动通过中心转轴,中心转轴即所述传动短半轴17进一步带动所述传动长半轴16转动,所述传动长半轴16与所述传动臂14为焊接固定,所述传动长半轴16上的转动通过所述传动臂14外侧焊接的油门拉线固定钩15拉动发动机油门拉线,实现了发动机转速的自动控制。
[0041] 本发明提供的水田动力底盘的手油门挡位并联控制装置的控制方法,结合图6和图7作进一步详细说明,包括以下步骤:步骤一、通过系统设置水田动力底盘作业需要的目标速度V1,启动水田动力底盘;
步骤二、第二位移传感器31测量挡位控制液压推杆21移动的相应位移距离S1、对第二位移传感器31进行位置初始标定、S1=0mm时手油门挡杆10处于驻车空挡挡位,第一位移传感器32测量并联液压推杆20移动的相应位移距离S2、对第一位移传感器32进行位置初始标定、S2=0mm时并联控制组件处于紧闭啮合状态,力传感器30检测手油门挡杆10受到的力数值F1,对力传感器30进行初始标定、F1=0手油门挡杆10无人工操作,所有传感器标定完毕水田动力底盘开始行走作业;
步骤三、基于步骤一设置的目标速度V1系统通过控制挡位控制液压推杆21移动的距离S1,推动机械传动组件的扇形臂18发生转动,并联控制组件处于常闭结合状态,扇形臂
18的转动力通过并联控制组件动传动臂14,传动臂14通过油门拉线固定钩15拉动油门拉线发生相应位移,得到所述水田动力底盘实时行走速度V2;
进一步的,若F1<10N、S1>15mm时,基于设定的水田动力底盘作业需要的目标速度V1,系统控制挡位控制液压推杆21工作拉动发动机油门拉线得到水田动力底盘实时行走速度V2,
进一步的,若当|V1‑V2|≤0.5m/s时,挡位控制液压推杆21停止移动保持动作,进一步的,若当0.5m/s≤|V1‑V2|≤2m/s时,挡位控制液压推杆21缓慢移动微调,进一步的,若当|V1‑V2|≥2m/s时,系统判定出现故障水田动力底盘停止作业;若F1<10N、S1<15mm时,系统判定出现故障水田动力底盘停止作业;
进一步的,若F1>10N时,并联液压推杆20开始工作拉动同步结合齿42脱离与同步结合套43的啮合,
进一步的,若当S2>10mm时,水田动力底盘的手油门挡位脱离系统控制,切换为有人操作,
进一步的,若当S2<10mm时,并联液压推杆20复位再次执行拉动同步结合齿42脱离同步结合套43的啮合动作。
[0042] 进一步的,所述系统为检测控制单元33。
[0043] 本发明提供的水田动力底盘的手油门挡位并联控制装置的控制方法,能够解决现有水稻种植机器无人化改造后安全性降低的问题,从控制方法层面对无人化改造后的水稻种植机器作业时的临界危险工况做出了明确的限定,保障了机器运行的稳定性和种植作业人员的人身安全。
[0044] 综上所述,本发明主要为现有的水田动力底盘无人化改造提供了一种方法,解决了现有的水田动力底盘无人化改造后行走作业的安全性问题,实现了水田动力底盘行走速度自动控制和人工干预手动控制的自由切换,从硬件和控制方法两方面对水田动力底盘无人化改造后行走作业的安全性进行了提升。
[0045] 上面结合附图对本发明的实施例进行了描述,但是本发明并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,这些均属于本发明的保护范围之内。
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