一种应用于喷雾机喷杆的主动空气悬架制造技术

本发明专利技术一种应用于喷雾机喷杆的主动空气悬架，属于农业机械技术领域。本发明专利技术中所述的用于喷雾机喷杆的主动空气悬架包括：固定支架，与喷雾机悬架底座连接、固定空气弹簧和喷杆；加速度传感器、倾角传感器和压力传感器，实时监测喷杆的加速度和倾角，以及空气弹簧的压力，并将信息传递给控制器；控制器，接受传感器发送的信号并控制电磁换向阀阀口开关和比例流量阀的开度，从而控制空气弹簧的充放气；供气系统，为空气弹簧输送清洁、干燥的气体。本发明专利技术通过主动、准确地控制空气弹簧的充放气，有效衰减了在不同速度、复杂地形等因素影响下喷杆的晃动，提升了喷杆作业的稳定性和均匀程度，以及行驶过程的平顺性和稳定性。

Active air suspension applied to sprayer of sprayer

【技术实现步骤摘要】
一种应用于喷雾机喷杆的主动空气悬架
本专利技术属于农业机械
，具体涉及一种应用于喷雾机喷杆的主动空气悬架。
技术介绍
喷杆作为大型高地隙喷雾机的主要工作部件，其工作性能好坏直接决定农药的利用率和整机作业稳定性。试验研究表明，喷杆的不规律运动会引起喷雾沉积均匀性超过或者低于期望值，所以提高喷杆的运动稳定性，对增加喷雾均匀性并提升农药的使用效率具有重要意义。喷雾机喷杆悬架系统主要分为被动式、半主动式和主动式三大类。现有喷杆悬架控制系统大多为被动平衡调节系统,目前对空气悬架系统的研究也多集中于半主动式。被动式和半主动式虽然结构简单、能耗低、便于维护且易于控制，但并不能做到喷杆减震程度的最大化，不能主动地减小车身摆动以及地形变化对喷雾质量的影响，影响了高地隙喷雾机的作业质量和施药效率。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术要解决的技术问题是提供一种应用于喷雾机喷杆的主动空气悬架，通过主动调节空气弹簧的刚度，衰减喷雾机喷杆的振动，从而提高喷雾机的作业质量和施药效率、提升驾驶的稳定性和舒适度。技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术采用的如下技术方案：一种应用于喷雾机喷杆的主动空气悬架，该系统包括：空气弹簧、喷杆、监测单元、控制单元、供气系统；所述空气弹簧包括第一空气弹簧、第二空气弹簧，所述第一空气弹簧、第二空气弹簧上下两端通过固定支架分别固定于悬架底座和喷杆上；所述的监测单元包括：倾角传感器、加速度传感器、压力传感器；所述的倾角传感器包括第一倾角传感器（3）、第二倾角传感器（24），所述的第一倾角传感器（3）、第二倾角传感器（24）分别设置在喷杆与转动滑块之间，所述的加速度传感器包括第一加速度传感器（7）和第二加速度传感器（22），所述第一加速度传感器（7）和第二加速度传感器（22）分别设置在喷杆的端部，所述的压力传感器（17）包括第一压力传感器和第二压力传感器，所述的第一压力传感器和第二压力传感器分别安装在第一空气弹簧（1）、第二空气弹簧（23）的端口；所述的监测单元用于实时监测喷杆的加速度、倾角以及空气弹簧的压力，所述的倾角传感器用于检测喷杆的倾斜角度，所述加速度传感器用于检测喷杆的加速度，所述的压力传感器用于检测空气弹簧的压力，并将所检测到的信息实时传递给控制单元；所述的控制单元包括控制器、电磁阀、比例流量阀，所述的控制器与电磁阀、比例流量阀通过线路连接；所述控制器采用标准H∞状态反馈和时频非线性联合控制策略；所述的控制器接受倾角传感器、加速度传感器、压力传感器发送的信号并控制电磁换向阀阀口开关和比例流量阀的开度，从而控制空气弹簧的充放气；所述控制器在综合传感器发来的信号后，计算所需要施加主动力，进而实时调节电磁阀和换向阀的开度以控制空气弹簧，从而追踪主动力的理想值。所述喷杆由喷杆一段、喷杆二段通过轴销连接而成，并有折叠电动推杆通过连接件分别固定在喷杆一段、喷杆二段上。所述三位五通电磁阀与比例流量阀串联，并通过线路与实时控制器相连，从而控制三位五通电磁阀和比例流量阀的开合，供气系统的气体通过电磁阀、流量阀进出空气弹簧。所述第一空气弹簧、第二空气弹簧分别与第一减振器、第二减振器并联安装，且第一减振器、第二减振器分别与悬架底盘和喷杆铰接、安装角度为60°。所述供气系统包括车载空气压缩机14、空气干燥器16、过滤器15、高压气罐、安全阀，供气系统，为空气弹簧输送清洁、干燥的气体。所述车载空气压缩机、空气干燥器、过滤器、高压气罐、安全阀各自通过高压管路相连接，高压气罐通过安装有三位五通电磁阀和比例流量阀的管路与第一空气弹簧和第二空气弹簧相连。有益效果：与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术采用标准H∞状态反馈和时频非线性联合控制策略，通过接收喷杆加速度、倾角等信息，计算出振动状态下空气弹簧应施加的主动力，同时调节电磁阀和比例流量阀的开度进而控制空气弹簧使其跟随目标作用力，在解决空气弹簧充放气过程中的非线性问题的同时，实现了对喷杆加速度、倾角多变量的同时控制。从而主动衰减了多因素扰动下喷杆的振动、维持了喷杆作业的最佳姿态，进而提升了喷雾机作业的精度和效率，以及行驶的安全性和平稳性。在能完成上述工作要求的前提下，本专利技术具有简单的结构和足够的强度，便于安装维修且具有较长的使用寿命；空气悬架使用空气作为能量传递介质，不仅清洁环保，还降低了制造和维护成本。附图说明图1应用于喷雾机喷杆的主动空气悬架的主视结构示意图。图2应用于喷雾机喷杆的主动空气悬架的立体结构示意图。图3应用于喷雾机喷杆的主动空气悬架的服饰结构示意图。图4应用于喷雾机喷杆的主动空气悬架的空气弹簧结构示意图。图5应用于喷雾机喷杆的主动空气悬架的气压控制系统原理图。图6应用于喷雾机喷杆的主动空气悬架的结构示意图。其中：1—第一空气弹簧、2—电磁阀、3—第一倾角传感器、4—第一减振器、5—喷杆一段、6—喷杆二段、7—第一加速度传感器、8—蓄电池、9—控制器、10—折叠电动推杆、11—提升机构电动推杆、12—供气系统、13—固定支架、14—车载空气压缩机、15—过滤器、16—空气干燥器、17—压力传感器、18—高压气罐、19—第二减振器、20—喷杆一段、21—喷杆二段、22—第二加速度传感器、23—悬架底座、24—第二空气弹簧、25—第二空气弹簧。具体实施方式下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步的说明。如图1-5所示：一种应用于喷雾机喷杆的主动空气悬架，包括空气弹簧、喷杆、监测单元、控制单元、供气系统；所述空气弹簧包括第一空气弹簧1、第二空气弹簧25，所述第一空气弹簧1、第二空气弹簧25上下两端通过固定支架13分别固定于悬架底座23和喷杆上。所述的监测单元包括：倾角传感器、加速度传感器、压力传感器（17），所述的倾角传感器包括第一倾角传感器3、第二倾角传感器24，所述的第一倾角传感器3、第二倾角传感器24分别设置在喷杆与转动滑块之间，所述的加速度传感器包括第一加速度传感器7和第二加速度传感器22，所述第一加速度传感器7和第二加速度传感器22分别设置在喷杆的端部，所述的压力传感器17包括第一压力传感器和第二压力传感器，所述的第一压力传感器和第二压力传感器分别安装在第一空气弹簧（1）、第二空气弹簧23的端口。所述的控制单元包括括控制器9，所述的控制器接受倾角传感器、加速度传感器、压力传感器发送的信号并控制电磁换向阀阀口开关和比例流量阀的开度，从而控制空气弹簧的充放气；监测单元实时监测喷杆的加速度和倾角，以及空气弹簧的压力，并将所检测到的信息实时传递给控制器；控制单元接受传感器发送的信号并控制电磁阀开关，从而控制空气弹簧的充放气。所述的第一倾角传感器3、第二倾角传感器24、第一加速度传感器7和第二加速度传感器22、第一压力传感器和第二压力传感器分别通过线路与控制器9连接；控制器9在综合传感器发来的信号后，计算所需要施加主动力，进而实时调节电磁阀2以控制空气弹簧，从而追踪主动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于喷雾机喷杆的主动空气悬架，其特征在于：包括空气弹簧、喷杆、监测单元、控制单元、供气系统；/n所述空气弹簧包括第一空气弹簧（1）、第二空气弹簧（25），所述第一空气弹簧（1）、第二空气弹簧（25）上下两端通过固定支架（13）分别固定于悬架底座（23）和喷杆上；/n所述的监测单元包括：倾角传感器、加速度传感器、压力传感器（17），所述的倾角传感器包括第一倾角传感器（3）、第二倾角传感器（24），所述的第一倾角传感器（3）、第二倾角传感器（24）分别设置在喷杆与转动滑块之间，所述的加速度传感器包括第一加速度传感器（7）和第二加速度传感器（22），所述第一加速度传感器（7）和第二加速度传感器（22）分别设置在喷杆的端部，所述的压力传感器（17）包括第一压力传感器和第二压力传感器，所述的第一压力传感器和第二压力传感器分别安装在第一空气弹簧（1）、第二空气弹簧（25）的端口；/n所述的控制单元包括括控制器（9）、电磁阀（2）、比例流量阀，所述的控制器（9）与电磁阀（2）、比例流量阀通过线路连接，所述的控制器接收倾角传感器、加速度传感器、压力传感器发送的信号并控制电磁阀（2）阀口开关和比例流量阀的开度，从而控制空气弹簧的充放气；/n所述的第一倾角传感器（3）、第二倾角传感器（24）、第一加速度传感器（7）和第二加速度传感器（22）、第一压力传感器和第二压力传感器分别通过线路与控制器（9）连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种应用于喷雾机喷杆的主动空气悬架，其特征在于：包括空气弹簧、喷杆、监测单元、控制单元、供气系统；
所述空气弹簧包括第一空气弹簧（1）、第二空气弹簧（25），所述第一空气弹簧（1）、第二空气弹簧（25）上下两端通过固定支架（13）分别固定于悬架底座（23）和喷杆上；
所述的监测单元包括：倾角传感器、加速度传感器、压力传感器（17），所述的倾角传感器包括第一倾角传感器（3）、第二倾角传感器（24），所述的第一倾角传感器（3）、第二倾角传感器（24）分别设置在喷杆与转动滑块之间，所述的加速度传感器包括第一加速度传感器（7）和第二加速度传感器（22），所述第一加速度传感器（7）和第二加速度传感器（22）分别设置在喷杆的端部，所述的压力传感器（17）包括第一压力传感器和第二压力传感器，所述的第一压力传感器和第二压力传感器分别安装在第一空气弹簧（1）、第二空气弹簧（25）的端口；
所述的控制单元包括括控制器（9）、电磁阀（2）、比例流量阀，所述的控制器（9）与电磁阀（2）、比例流量阀通过线路连接，所述的控制器接收倾角传感器、加速度传感器、压力传感器发送的信号并控制电磁阀（2）阀口开关和比例流量阀的开度，从而控制空气弹簧的充放气；
所述的第一倾角传感器（3）、第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱威，汪小旵，李小龙，郭至鑫，王鑫，朱磊，张波鸿，杨帆，
申请(专利权)人：南京农业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32