联合收割机前进速度平稳切换的控制机构及方法技术

联合收割机前进速度平稳切换的控制机构及方法，涉及联合收割机的技术领域。本发明专利技术的PLC控制器分别与切换按钮、第一继电器、第二继电器、第三继电器、放大器连接，第一继电器分别与控制手柄、变量泵、放大器连接；第二继电器分别与手柄执行机构正向电源、手柄匹配执行机构连接；第三继电器分别与手柄执行机构反向电源、手柄匹配执行机构连接。本发明专利技术实现了结构简单，在手动/自动切换过程中平缓过渡，防止液压冲击，延长底盘液压行走系统使用寿命的目的。

Control mechanism and method for smooth switching of forward speed of combine harvester

【技术实现步骤摘要】
联合收割机前进速度平稳切换的控制机构及方法
本专利技术涉及联合收割机的
，尤其涉及前进速度平稳切换控制的

技术介绍
随着联合收割机自动化和智能化技术的发展，联合收割机前进速度的自动控制技术也将逐步实现。对于采用HST与机械变速箱结合的底盘驱动系统和采用手动排量控制变量泵的液压行走变速系统，两者都是通过将手动输入机械信号转化为液压控制信号，并通过此信号改变泵排量调节前进速度，在此种机型上实现前进速度自动控制一般都是在操作手柄上增加辅助的执行机构来推动操纵杆实现前进速度调节。这种情况下手动和自动操作切换过程中只要通断辅助执行机构与操纵手柄的联接即可，切换过程也无阶跃变化。对于采用电气排量控制的变量泵或控制阀来实现联合收割机行走速度调节的液压驱动系统，手动控制时虽然也是通过手柄的推拉实现速度调节，但是此时手柄的推拉是改变输出电流大小而非物理距离，因此实现行走速度的自动控制只需采用控制器输出相应的控制电流，经放大后即可改变前进速度。这种情况下可通过按钮或开关实现手动和自动操作切换，但在切换过程中由于手柄位置和控制器输出电流无法匹配会出现控制电流的阶跃变化，不利于收割机的收获作业，对液压系统也存在冲击。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种结构简单，在手动/自动切换过程中平缓过渡，防止液压冲击，延长底盘液压行走系统使用寿命的联合收割机前进速度平稳切换的控制机构及方法。本专利技术采用如下技术方案：联合收割机前进速度平稳切换的控制机构，包括切换按钮、控制手柄、第一继电器、第二继电器、第三继电器、PLC控制器、放大器、手柄匹配执行机构，用于获取前进速度、收获质量、机具负荷的PLC控制器分别与切换按钮、第一继电器、第二继电器、第三继电器、放大器连接，每个继电器上分别设置公共触点、常开触点、常闭触点；第一继电器分别与控制手柄、变量泵、放大器连接；第二继电器分别与手柄执行机构正向电源、用于控制手柄就位的手柄匹配执行机构连接；第三继电器分别与手柄执行机构反向电源、用于控制手柄执行机构回位的手柄匹配执行机构连接。本专利技术的手柄匹配执行机构包括伺服电动缸，所述伺服电动缸输出轴的端部连接推送臂，第一夹紧块、第二夹紧块滑动式设置在推送臂上，推送臂上远离伺服电动缸的一端设置限位挡块；第一夹紧块上设置第一锁扣；第二夹紧块上设置第二锁扣。基于本专利技术的联合收割机前进速度平稳切换控制机构的控制方法，包括如下步骤：A、手动操作切换到自动控制：收割机在手动操作时，PLC控制器实时检测机具行走速度，输出端在未接收到速度自动调节指令之前无控制信号输出，第一继电器的常开触点断开；行驶过程中按下控制按钮，第一继电器的常开触点闭合，常闭触电断开，控制手柄电路断开，自动控制电路接通；在切换的同时控制系统调用行驶速度自动控制程序其初始速度为实际当前行走速度，速度自动调节过程中输出端按照作业质量要求给出相应的前进速度控制电流。B、自动控制切换到手动操作：按下切换按钮，按钮弹出，PLC控制器延时输出，即机具以当前速度继续行走一定时间段，在此过程中PLC控制器计算得出伺服电动缸工作时间；第二继电器上电并保持一定时间段，手柄匹配执行机构推动控制手柄达到与当前行走速度相匹配的控制位置；随后第三继电器上电并保持一定时间段，手柄匹配执行机构回到初始位置；第一继电器失电，自动控制电路断开，此时手柄控制速度延续之前的自动行走速度实现前进速度自动控制向手动操作的平稳对接。本专利技术采用上述技术方案，与现有技术相比具有如下优点：本专利技术是针对采用电气排量控制的变量泵或控制阀来实现联合收割机行走速度调节的液压驱动系统的，现有关于行走系统手动、自动切换的专利或文章都是针对HST系统或者手动排量控制变量泵的液压行走变速系统，不管行走速度是手动还是自动控制其执行机构都是手柄，因此在切换时只是改变手柄移动的动力源，没有阶跃变化。由于电气排量控制的液压系统手动控制采用手柄，自动控制直接采用控制器电流控制，因此在切换时会出现控制信号阶跃变化。本创新提出了一种手动、自动控制切换平稳过度方案，防止切换过程中控制信号阶跃变。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。图2是本专利技术手动切换为自动的流程图。图3是本专利技术自动切换为手动的流程图。图4是本专利技术手柄匹配执行机构的流程图。图5是本专利技术手柄匹配执行机构的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案进行详细说明：如图1所示，联合收割机前进速度平稳切换的控制机构，包括切换按钮、控制手柄、第一继电器、第二继电器、第三继电器、PLC控制器、放大器、手柄匹配执行机构，用于获取前进速度、收获质量、机具负荷的PLC控制器分别与切换按钮、第一继电器、第二继电器、第三继电器、放大器连接，每个继电器上分别设置公共触点、常开触点、常闭触点；第一继电器分别与控制手柄、变量泵、放大器连接；第二继电器分别与手柄执行机构正向电源、用于控制手柄就位的手柄匹配执行机构连接；第三继电器分别与手柄执行机构反向电源、用于控制手柄执行机构回位的手柄匹配执行机构连接。如图5所示，本专利技术的手柄匹配执行机构包括伺服电动缸1，所述伺服电动缸1输出轴的端部连接推送臂6，第一夹紧块8、第二夹紧块10滑动式设置在推送臂6上，推送臂6上远离伺服电动缸1的一端设置限位挡块11；第一夹紧块8上设置第一锁扣7，第二夹紧块10上设置第二锁扣9。如图5所示，本专利技术伺服电动缸1的输出轴上设置用于夹持推送臂6的限位套3、轴端挡板4。如图5所示，本专利技术的轴端挡板4上设置固定螺母5。本专利技术的推送臂6安装在伺服电动缸轴端部，可绕伺服电动缸轴转动，推送臂6的位置通过限位套3和轴端挡板4固定。第一夹紧块8、第二夹紧块10可在推送臂6上滑动，限位挡块11防止第一夹紧块8、第二夹紧块10滑出推送臂6。本专利技术的手柄匹配执行机构在工作时将推送臂6旋转至手柄侧，利用第一夹紧块8、第二夹紧块10夹住手柄，通过第一锁扣7、第二锁扣9锁死即可推动手柄运动。手柄回位后可将推送臂旋转至手柄相对侧或者下方以免影响正常手动推送手柄。如图2、图3、图4所示，本专利技术联合收割机前进速度平稳切换控制机构的控制方法，包括如下步骤：A、手动操作切换到自动控制：收割机在手动操作时，PLC控制器实时检测机具行走速度，输出端在未接收到速度自动调节指令之前无控制信号输出，第一继电器的常开触点断开；行驶过程中按下控制按钮，第一继电器的常开触点闭合，常闭触电断开，控制手柄电路断开，自动控制电路接通；在切换的同时控制系统调用行驶速度自动控制程序其初始速度为实际当前行走速度，速度自动调节过程中输出端按照作业质量要求给出相应的前进速度控制电流。B、自动控制切换到手动操作：按下切换按钮，按钮弹出，PLC控制器延时输出，即机具以当前速度继续行走一定时间段，在此过程中PLC控制器计算得出伺服电动缸工作时间；第二继电器上电并保持一定时间段，手柄匹配执行机构推动控制手柄达到与当前行走速度相匹配的控制位置；随后第三继电器上电并保持一定时间段，手柄匹配执行机构回到初始位置；第一继电器失电，自动控制电路断开，此时手柄控制速度延续之前的自动行走速度实现前进速度自动控制向手动操作的平稳对接。如图2所示，本专利技术手动操作切换到自动控制包括如下步骤：A1：切换按钮按下，第一继电器上电，第一继电器上的常本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.联合收割机前进速度平稳切换的控制机构，其特征在于包括切换按钮、控制手柄、第一继电器、第二继电器、第三继电器、PLC控制器、放大器、手柄匹配执行机构，用于获取前进速度、收获质量、机具负荷的PLC控制器分别与切换按钮、第一继电器、第二继电器、第三继电器、放大器连接，每个继电器上分别设置公共触点、常开触点、常闭触点；第一继电器分别与控制手柄、变量泵、放大器连接；第二继电器分别与手柄执行机构正向电源、用于控制手柄就位的手柄匹配执行机构连接；第三继电器分别与手柄执行机构反向电源、用于控制手柄执行机构回位的手柄匹配执行机构连接。

【技术特征摘要】
1.联合收割机前进速度平稳切换的控制机构，其特征在于包括切换按钮、控制手柄、第一继电器、第二继电器、第三继电器、PLC控制器、放大器、手柄匹配执行机构，用于获取前进速度、收获质量、机具负荷的PLC控制器分别与切换按钮、第一继电器、第二继电器、第三继电器、放大器连接，每个继电器上分别设置公共触点、常开触点、常闭触点；第一继电器分别与控制手柄、变量泵、放大器连接；第二继电器分别与手柄执行机构正向电源、用于控制手柄就位的手柄匹配执行机构连接；第三继电器分别与手柄执行机构反向电源、用于控制手柄执行机构回位的手柄匹配执行机构连接。2.根据权利要求1所述的联合收割机前进速度平稳切换控制机构，其特征在于上述手柄匹配执行机构包括伺服电动缸（1），所述伺服电动缸（1）输出轴的端部连接推送臂（6），第一夹紧块（8）、第二夹紧块（10）滑动式设置在推送臂（6）上，推送臂（6）上远离伺服电动缸（1）的一端设置限位挡块（11）；第一夹紧块（8）上设置第一锁扣（7）；第二夹紧块（10）上设置第二锁扣（9）。3.根据权利要求2所述的联合收割机前进速度平稳切换控制机构，其特征在于上述伺服电动缸（1）输出轴上设置用于夹持推送臂（6）的限位套（3）、轴端挡板（4）。4.根据权利要求3所述的联合收割机前进速度平稳切换控制机构，其特征在于上述轴端挡板（4）上设置固定螺母（5）。5.基于权利要求1所述的联合收割机前进速度平稳切换控制机构的控制方法，其特征在于包括如下步骤：A、手动操作切换到自动控制：收割机在手动操作时，PLC控制器实时检测机具行走速度，输出端在未接收到速度自动调节指令之前无控制信号输出，第一继电器的常开触点断开；行驶过程中按下控制按钮，第一继电器的常开触点闭合，常闭触电断开，控制手柄电路断开，自动控制电路接通；在切换的同时控制系统调用行驶速度自动控制程序其初始速度为实际当前行走速度，速度自动调节过程中输出端按照作业质...

【专利技术属性】
技术研发人员：金梅，关卓怀，王刚，李海同，吴崇友，江涛，沐森林，
申请(专利权)人：农业部南京农业机械化研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32