【技术实现步骤摘要】
大型喷杆滚转运动控制用的电液主动悬架系统与控制方法
本专利技术属于农业机械
，具体涉及一种大型喷杆滚转运动控制用的电液主动悬架系统与控制方法。
技术介绍
喷杆式喷雾机雾化效果好，喷幅宽，作业效率高，是一种高效的大田植保机械。随着喷杆喷雾机逐渐大型化，喷雾机行驶时，地面不平整及土壤形变、车速变化、药液晃动等产生的随机激励，会更容易通过底盘传递到喷杆，喷杆的主要运动表现为滚转、摇摆、振荡等不规律运动。其中，显著影响喷雾分布均匀性的是喷杆的滚转运动。喷杆滚转运动会造成喷嘴与作物高度发生变化，致使施药质量下降、喷杆易于损坏的问题日益突出。常规的喷杆被动悬架系统主要用于衰减来底盘的运动干扰，不能实现地形跟踪，而且当扰动激励与悬架固有频率接近时，悬架易产生共振。喷杆主动悬架系统可以持续提供和调整改变喷杆运动状态所需的驱动力，使喷杆始终和起伏变化的地面平行。主动悬架主要由动力源、执行器、非接触测距传感器、电控单元等组成。接近式测距传感器实时测量喷杆到作物冠层或者地面的距离，距离信号通过滤除噪声及处理，控制器给执行器提供适当的...
【技术保护点】
1.一种大型喷杆滚转运动控制用的电液主动悬架系统，其特征在于，包括控制系统和电液悬架系统；/n所述电液悬架系统包括悬架装置和传感器组，所述悬架装置包括支撑架(1)、主动液压缸(2)、第一减振器(3)、辅助连杆(4)、喷杆(8)、摆杆(9)和第二减振器(10)；/n所述支撑架(1)与喷雾机尾部车架固定连接，支撑架(1)由一横杆和左右两根竖杆构成，两竖杆垂直固定在横杆下方；/n所述摆杆(9)用于连接喷杆(8)和支撑架(1)，摆杆(9)的顶端与支撑架(1)横杆的中部通过关节副铰接，摆杆(9)的底端通过关节副与喷杆(8)的中部铰接，喷杆(8)横向摆放；/n所述辅助连杆(4)设置在喷...
【技术特征摘要】
1.一种大型喷杆滚转运动控制用的电液主动悬架系统，其特征在于，包括控制系统和电液悬架系统；
所述电液悬架系统包括悬架装置和传感器组，所述悬架装置包括支撑架(1)、主动液压缸(2)、第一减振器(3)、辅助连杆(4)、喷杆(8)、摆杆(9)和第二减振器(10)；
所述支撑架(1)与喷雾机尾部车架固定连接，支撑架(1)由一横杆和左右两根竖杆构成，两竖杆垂直固定在横杆下方；
所述摆杆(9)用于连接喷杆(8)和支撑架(1)，摆杆(9)的顶端与支撑架(1)横杆的中部通过关节副铰接，摆杆(9)的底端通过关节副与喷杆(8)的中部铰接，喷杆(8)横向摆放；
所述辅助连杆(4)设置在喷杆(8)的一侧，呈“┤”形，由一段竖杆和一段横杆组成，辅助连杆(4)的竖杆固定在喷杆(8)上，处于喷杆外端与摆杆(9)之间，辅助连杆(4)竖杆的顶部高度低于摆杆(9)的顶端；辅助连杆(4)的横杆固定在其竖杆中部的外侧；
所述主动液压缸(2)用于连接辅助连杆(4)和摆杆(9)，主动液压缸(2)的一端通过关节副与摆杆(9)上部的B点铰接，所述B点处于摆杆(9)顶端的下方，主动液压缸(2)的另一端通过关节副与辅助连杆(4)竖杆的顶端铰接；所述主动液压缸(2)与控制系统连接，控制系统通过对主动液压缸伸缩运动的控制实现对喷杆(8)滚转运动的控制，即喷杆相对水平面侧倾角的自动调整；
所述第一减振器(3)、第二减振器(10)均为可变阻尼减振器，所述第一减振器(3)与辅助连杆(4)位于同一侧，其一端通过关节副与支撑架(1)对应侧的竖杆铰接，另一端通过关节副与辅助连杆(4)的横杆铰接；第二减振器(10)的一端通过关节副与支撑杆(1)对应侧的竖杆铰接，另一端通过关节副与摆杆(9)上的G点铰接，所述G点位于上述B点的下方；所述第一减振器(3)用于缓冲主动液压缸(2)的调节，防止主动液压缸(2)作动过大或者过快激发喷杆(8)的振动；第二减振器(10)用于稳定摆杆(9)，为主动液压缸(2)动作提供反作用力；
上述结构中，所述关节副由转轴和连接转轴的轴承座或轴座组成，所述转轴平行于喷雾机的前进方向；
所述传感器组包括第一测距传感器(5)、第二测距传感器(7)和第一动态倾角传感器(11)、第二动态倾角传感器(6)；
所述第一动态倾角传感器(11)安装在支撑架(1)上，用于检测支撑架(1)水平侧倾角；第二动态倾角传感器(6)安装在喷杆(8)上，用于检测喷杆(8)水平侧倾角；所述第一测距传感器(5)安装在喷杆(8)的左喷臂上，用于检测喷杆(8)左侧测点距离地面的高度；第二测距传感器(7)检测安装在喷杆(8)的右喷臂上，用于检测喷杆(8)右侧测点距离地面的高度。
2.根据权利要求1所述的一种大型喷杆滚转运动控制用的电液主动悬架系统，其特征在于：
所述第一减振器(3)、第二减振器(10)为通过弹簧复位的液压阻尼器，所述液压阻尼器活塞两端的液压腔室通过设有比例流量阀的管路连通，所述比例流量阀的控制信号输入端与所述控制系统连接，由控制系统调节开度，进而实现对第一减振器(3)、第二减振器(10)阻尼大小的调整。
3.根据权利要求1所述的一种大型喷杆滚转运动控制用的电液主动悬架系统，其特征在于：
通过设置在主动液压缸(2)驱动液路上的液压控制阀控制主动液压缸(2)的动作，所述液压控制阀的控制信号输入端与控制系统连接。
4.根据权利要求1所述的一种大型喷杆滚转运动控制用的电液主动悬架系统，其特征在于，控制系统对主动液压缸(2)的伸缩与第一减振器(3)、第二减振器(10)的阻尼大小同时耦合控制。
5.根据权利要求1所述的一种大型喷杆滚转运动控制用的电液主动悬架系统，其特征在于，所述第一、第二动态倾角传感器为5Hz以上的高频响动态倾角传感器。
6.一种基于如权利要求1所述电液主动悬架系统的控制大型喷杆滚转运动的控制方法，控制系统通过液压控制阀控制主动液压缸(2)的运动，通过比例流量阀实现对两减振器阻尼大小的调节，其特征在于，包括：
所述控制系统包括上位机和下位机控制器，下位机控制器接收传感器的反馈信号以及上位机的发送的控制参数，根据预设的控制算法获取用于所述液压控制阀的控制指令输出值U、用于第一比例流量阀的控制指令输出值UL1、用于第二比例流量阀的控制指令输出值UL2；
其中：
式中，k11、k12、k13均为比例系数；β1是第一动态倾角传感器的反馈数据，...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔龙飞，薛新宇，乐飞翔，丁素明，顾伟，秦维彩，张宋超，杨风波，陈晨，周立新，张玲，金永奎，蔡晨，孔伟，周良富，张学进，周晴晴，孙竹，孙涛，徐阳，
申请(专利权)人：农业农村部南京农业机械化研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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