一种基于电液动推杆的电动拖拉机悬挂系统及控制方法技术方案

本发明专利技术的一种基于电液动推杆的电动拖拉机悬挂系统及控制方法，该悬挂系统包括控制面板、悬挂控制器、位移传感器、拉力传感器、轮速传感器、雷达测速传感器、电液动推杆以及三点悬挂装置；所述电液动推杆包括电机、液压泵、液压集成阀组和液压缸，所述三点悬挂装置包括上拉杆、下拉杆、提升臂和提升杆；本发明专利技术中，电动拖拉机悬挂系统耕深控制采用力位—滑转率综合调节，提高电动拖拉机的作业质量和作业效率。克服现有生产的电动拖拉机电动悬挂装置在实际工作过程中抗冲击强度差、机构结构磨损严重、故障率高等问题以及拖拉机滑转率变化较大时，影响拖拉机的作业质量和作业效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电液动推杆的电动拖拉机悬挂系统及控制方法
本专利技术属于拖拉机
，涉及一种基于电液动推杆的电动拖拉机悬挂系统及控制方法。
技术介绍
目前，电动拖拉机动力电池组为驱动电机提供电能，驱动电机通过机械传动装置驱动车轮，为电动拖拉机行驶提供动力。电动拖拉机通常采用电动悬挂装置，电动悬挂装置由电机、减速器、丝杠螺母或涡轮蜗杆等机械结构组成，通过电机的正反转控制悬挂机构的升降。拖拉机带农具作业时土壤环境复杂，负载波动较大。电动悬挂装置没有缓冲装置，工作时完全靠机械结构承受电动悬挂装置的过剩载荷，丝杠螺母或涡轮蜗杆传动磨损较大导致定位不准确，电机容易烧毁；在升降农具过程中，农具自重较大，容易造成连接件断裂。电动悬挂装置抗冲击强度差、传动效率较低、极限位置不好确定、故障率高。拖拉机滑转率控制在0.10~0.15之间时，拖拉机具有高效的工作效率。拖拉机耕深调节方式有力调节、位调节、力位综合调节等，在实际耕作过程中，尤其在松软路面及湿滑路面时土壤阻力变化较大，驱动轮易发生滑转，拖拉机滑转率变化较大时，会加剧轮胎磨损、燃油消耗率增加、影响拖拉机的作业质量和作业效率，此时传统的力、位耕深调节方式便不能有效的调节耕深。并且，现有生产的电动拖拉机电动悬挂装置在实际工作过程中抗冲击强度差、机构结构磨损严重、故障率高等问题以及拖拉机滑转率变化较大时，影响拖拉机的作业质量和作业效率。
技术实现思路
有鉴于此，为解决上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供了一种基于电液动推杆的电动拖拉机悬挂系统及控制方法，电动拖拉机悬挂系统耕深控制采用力位—滑转率综合调节，提高电动拖拉机的作业质量和作业效率。克服现有生产的电动拖拉机电动悬挂装置在实际工作过程中抗冲击强度差、机构结构磨损严重、故障率高等问题以及拖拉机滑转率变化较大时，影响拖拉机的作业质量和作业效率。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种基于电液动推杆的电动拖拉机悬挂系统，包括控制面板、悬挂控制器、位移传感器、拉力传感器、轮速传感器、雷达测速传感器、电液动推杆以及三点悬挂装置；所述电液动推杆包括电机、液压泵、液压集成阀组和液压缸，所述三点悬挂装置包括上拉杆、下拉杆、提升臂和提升杆；所述上拉杆与下拉杆上下连接，提升臂与提升杆连接，提升杆连接设在下拉杆上，所述悬挂控制器分别通过电缆与电液动推杆、控制面板、位移传感器、拉力传感器、轮速传感器、雷达测速传感器相连，所述电液动推杆的一端与机架铰接，另一端与提升臂铰接，所述位移传感器设在提升臂转角处，所述拉力传感器连接设在下拉杆处，所述轮速传感器连接设在驱动轮上，所述雷达测速传感器位于车身上。进一步的，所述悬挂控制器设在驾驶室操作面板内。进一步的，所述电机、液压泵、液压集成阀组依次连接，所述液压缸与液压集成阀组连接，液压缸与液压泵平行设置。进一步的，所述电液动推杆的液压集成阀组由电液换向阀、单向阀、液控单向阀和溢流阀组成。进一步的，通过改变电液动推杆的电液换向阀阀芯的移动方向来调节农机具的上升或下降；单向阀做背压阀使用，起缓冲作用防止液压油回流。进一步的，所述电液动推杆的活塞杆运动时带动提升臂绕提升轴作旋转运动，带动农机具的升降。进一步的，一种基于电液动推杆的电动拖拉机悬挂系统的控制方法，包括以下步骤：S1：在液压缸进、回油路上串接液控单向阀，当电机停转时，液控单向阀立即关闭，液压系统处于保压状态，农具可以停止在行程任意位置上；S2：该悬挂系统负载超过额定负载时，电机仍在运转，当该悬挂系统压力高于溢流阀设定压力时，液压油直接由溢流阀流回油箱，可有效避免电机过载；S3：将位移传感器检测到的提升臂位移参数转化为农具耕作深度，拉力传感器用来检测农机具受到的土壤阻力，通过轮速传感器检测到的转速和雷达测速传感器检测到的车速可计算得到电动拖拉机滑转率；S4：在悬挂系统中设置一个位调节和力调节参与耕深控制的比例，将位移传感器检测到的提升臂位移参数转化为农具耕作深度H1，并与拉力传感器检测到的土壤阻力F利用综合度系数进行综合（H=aH1+（1-a）F/β），输出耕深综合控制值H实现力位综合耕深调节，其中a为位调节参与耕深控制的比例，1-a为力调节参与耕深控制的比例，β为土壤比阻；S5：该悬挂系统实现力位—滑转率综合耕深调节，当滑转率不位于最优滑转率区间内时，耕深控制采用滑转率调节，悬挂控制器发出信号通过改变耕深值使滑转率趋于最优滑转率区间；当滑转率处于最优滑转率区间内，耕深控制采用力位综合调节，悬挂控制器（2）发出信号使实际耕深值趋于设定耕深值。本专利技术的有益效果是：本专利技术的一种基于电液动推杆的电动拖拉机悬挂系统及控制方法，通过电液换向阀阀芯的移动带动悬挂机构的升降，系统压力过高时溢流阀溢流实现电机过载保护，液压回路中增加液控单向阀使电机停转时，农机具可以停止在行程任意位置上；将滑转率纳入耕深调节方式中，通过改变耕深值将拖拉机滑转率控制在最优滑转率区间内，进行力位—滑转率综合调节，提高电动拖拉机的作业质量和作业效率。克服现有生产的电动拖拉机电动悬挂装置在实际工作过程中抗冲击强度差、机构结构磨损严重、故障率高等问题以及拖拉机滑转率变化较大时，影响拖拉机的作业质量和作业效率。具体表现在：电动拖拉机悬挂系统通过改变电液动推杆电液换向阀阀芯的移动方向可调节农机具的上升、下降或中立；电液动推杆在液压缸进、回油路上串接液控单向阀，当电机停转时，液控单向阀立即关闭，液压系统处于保压状态，农机具可以停止在行程任意位置上；电动拖拉机悬挂系统在农机具负载超过额定负载时，电液动推杆电机仍在运转，当系统压力过高时，液压油直接由溢流阀流回油箱，可有效避免电机过载；电动拖拉机悬挂系统将滑转率纳入耕深控制范围，当检测到滑转率不位于最优滑转率区间内时，耕深控制采用滑转率调节，此时悬挂控制器发出信号通过改变耕深值使滑转率趋于最优滑转率区间；当检测到滑转率处于最优滑转率区间内，耕深控制采用力位综合调节，悬挂控制器发出信号使实际耕深值趋于设定耕深值。提高电动拖拉机悬挂系统的耕深控制精度和控制的适应性，提高电动拖拉机的作业效率；本专利技术采用基于电液动推杆的悬挂系统具有无级调速、过载自动保护、自锁、结构紧凑和安全可靠等优点；耕深控制采用力位—滑转率综合调节，可保证耕深均匀性，减少拖拉机滑转，提高电动拖拉机的作业效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或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要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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获得其他的附图。图1为本专利技术的整体结构示意图；图2为本专利技术的电液动推杆的结构示意图；图3为本专利技术的电液动推杆的工作原理图；图4为本专利技术的耕深调节流程图；图中标记：1、控制面板，2、悬挂控制器，3、位移传感器，4、拉力传感器，5、轮速传感器，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电液动推杆的电动拖拉机悬挂系统，其特征在于：包括控制面板（1）、悬挂控制器（2）、位移传感器（3）、拉力传感器（4）、轮速传感器（5）、雷达测速传感器（6）、电液动推杆（7）以及三点悬挂装置；所述电液动推杆（7）包括电机（8）、液压泵（9）、液压集成阀组（10）和液压缸（11），所述三点悬挂装置包括上拉杆（14）、下拉杆（15）、提升臂（12）和提升杆（13）；/n所述上拉杆（14）与下拉杆（15）上下连接，提升臂（12）与提升杆（13）连接，提升杆（13）连接设在下拉杆（15）上，所述悬挂控制器（2）分别通过电缆与电液动推杆（7）、控制面板（1）、位移传感器（3）、拉力传感器（4）、轮速传感器（5）、雷达测速传感器（6）相连，所述电液动推杆（7）的一端与机架铰接，另一端与提升臂（12）铰接，所述位移传感器（3）设在提升臂（12）转角处，所述拉力传感器（4）连接设在下拉杆（15）处，所述轮速传感器（5）连接设在驱动轮上，所述雷达测速传感器（6）位于车身上。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于电液动推杆的电动拖拉机悬挂系统，其特征在于：包括控制面板（1）、悬挂控制器（2）、位移传感器（3）、拉力传感器（4）、轮速传感器（5）、雷达测速传感器（6）、电液动推杆（7）以及三点悬挂装置；所述电液动推杆（7）包括电机（8）、液压泵（9）、液压集成阀组（10）和液压缸（11），所述三点悬挂装置包括上拉杆（14）、下拉杆（15）、提升臂（12）和提升杆（13）；
所述上拉杆（14）与下拉杆（15）上下连接，提升臂（12）与提升杆（13）连接，提升杆（13）连接设在下拉杆（15）上，所述悬挂控制器（2）分别通过电缆与电液动推杆（7）、控制面板（1）、位移传感器（3）、拉力传感器（4）、轮速传感器（5）、雷达测速传感器（6）相连，所述电液动推杆（7）的一端与机架铰接，另一端与提升臂（12）铰接，所述位移传感器（3）设在提升臂（12）转角处，所述拉力传感器（4）连接设在下拉杆（15）处，所述轮速传感器（5）连接设在驱动轮上，所述雷达测速传感器（6）位于车身上。


2.根据权利要求1所述的一种基于电液动推杆的电动拖拉机悬挂系统，其特征在于：所述悬挂控制器（2）设在驾驶室操作面板内。


3.根据权利要求1所述的一种基于电液动推杆的电动拖拉机悬挂系统，其特征在于：所述电机（8）、液压泵（9）、液压集成阀组（10）依次连接，所述液压缸（11）与液压集成阀组（10）连接，液压缸（11）与液压泵（9）平行设置。


4.根据权利要求1所述的一种基于电液动推杆的电动拖拉机悬挂系统，其特征在于：所述电液动推杆（7）的液压集成阀组（10）由电液换向阀（16）、单向阀（17）、液控单向阀（18）和溢流阀（19）组成。


5.根据权利要求4所述的一种基于电液动推杆的电动拖拉机悬挂系统，其特征在于：通过改变电液动推杆（7）的电液...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐立友，张伟，刘孟楠，吴静波，闫祥海，徐锐良，李忠利，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：河南;41