一种丘陵山地行走调平装置论文和设计

全文摘要

本实用新型为一种丘陵山地行走调平装置，采用机架装置、调平装置和智能控制行走装置相互结合，可以代替以往的行走调节装置，设计结构简单，易于实现，通过对行走装置的调平，有效改善作业过程中易倾覆的问题，可有效地提高作业的安全性；智能化操作控制，可以通过电器控制盒进行控制，能实现作业过程当中的智能调平，这样可以根据不同障碍物的大小坡度来进行调平，有利于提高工作效率；该装置的每个车轮的工作都是独立实现的，互不干扰，可有效保证车身在行走过程始终保持水平，方便可靠稳定性好，其结构简单、设计合理、易于推广，能充分解决农业机械在行驶过程中调平困难的问题，可以有效的提高作业稳定性，并且避免易倾覆、安全性差的问题。

主设计要求

1.一种丘陵山地行走调平装置，包括机架装置、调平装置和智能控制行走装置，其特征在于，所述机架装置包括上车架、固定板、支撑杆、下车架和连接板，上车架位于装置最上方，下车架与上车架平行，上车架与下车架之间等距离垂直安装若干支撑杆，所述支撑杆的两端分别固定在上车架和下车架上，所述固定板固定安装在上车架的下方，为六个在一条直线上，且两两一组，均匀分布在上车架的前部、中部和后部，所述连接板固定在下车架的下方，为六个在一条直线上，且两两一组，均匀分布在下车架的前部、中部和后部；所述调平装置包括调平机架、减震器、固定支架和液压缸，所述调平机架一端固定在车轮内侧的车轮轴上，另一端与一组连接板之间的固定杆I进行铰接，所述减震器的一端固定在一组固定板之间的固定杆II上进行铰接，另一端与调平机架靠近车轮一端上方的支架进行铰接，在调平机架的内部设有横向固定支架，液压缸安装在调平机架内部，且液压缸的伸出端与固定支架固定连接；所述智能控制行走装置包括车轮、电动马达、电线、角度传感器和电器控制盒，车轮安装在装置的左右两侧，所述电动马达固定在调平机架内侧，并与车轮内侧车轮轴进行连接，为整个车身提供前进动力，所述角度传感器安装在下车架底部每组连接板的前侧,用于检测车身倾斜角度，所述电器控制盒安装在上车架上方，电动马达通过电线与电器控制盒相连，角度传感器通过电线与电器控制盒相连。

设计方案

所述调平装置包括调平机架、减震器、固定支架和液压缸，所述调平机架一端固定在车轮内侧的车轮轴上，另一端与一组连接板之间的固定杆I进行铰接，所述减震器的一端固定在一组固定板之间的固定杆II上进行铰接，另一端与调平机架靠近车轮一端上方的支架进行铰接，在调平机架的内部设有横向固定支架，液压缸安装在调平机架内部，且液压缸的伸出端与固定支架固定连接；

所述智能控制行走装置包括车轮、电动马达、电线、角度传感器和电器控制盒，车轮安装在装置的左右两侧，所述电动马达固定在调平机架内侧，并与车轮内侧车轮轴进行连接，为整个车身提供前进动力，所述角度传感器安装在下车架底部每组连接板的前侧,用于检测车身倾斜角度，所述电器控制盒安装在上车架上方，电动马达通过电线与电器控制盒相连，角度传感器通过电线与电器控制盒相连。

2.如权利要求1所述的一种丘陵山地行走调平装置，其特征在于，所述电器控制盒包括单片机控制系统、液晶显示屏和控制按钮，液晶显示屏和控制按钮安装在电器控制盒的外表面，单片机控制系统安装在电器控制盒内部，单片机控制系统分别与控制按钮、液晶显示屏、角度传感器、电动马达、液压缸和HMI连接，控制按钮的输出端与单片机控制系统的输入端相连，用于将指令输入给单片机控制系统；液晶显示屏的输入端与单片机控制系统的输出端相连，用于显示调平过程中装置的倾斜状态，以判断是否调平成功；角度传感器的输出端与单片机控制系统的输入端相连，用于监测装置倾斜角度；所述电动马达和液压缸的输入端分别与单片机控制系统的输出端相连，用于控制电动马达和液压缸运动，电动马达和液压缸根据单片机控制系统的指令进行装置的调平工作。

3.如权利要求1所述的一种丘陵山地行走调平装置，其特征在于，所述上车架与下车架长度和宽度相同，均为直板；所述支撑杆安装在上车架和下车架的左右两侧，且对称分布。

4.如权利要求3所述的一种丘陵山地行走调平装置，其特征在于，所述减震器为六个，左右分布，且分别安装在相邻两支撑杆之间。

5.如权利要求2所述的一种丘陵山地行走调平装置，其特征在于，所述单片机控制系统采用STC15W408AS单片机，液晶显示屏采用2.42寸OLED液晶显示屏，所述角度传感器选用AVT2800T补超高精度模拟输出型角度传感器，所述液压缸选用精工液压MOB-FA轻型双向液压油缸，所述电动马达选用信达直流高速静音马达。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及农业机械技术领域，特别涉及一种丘陵山地行走调平装置。

背景技术

我国的山地丘陵分布较广，属于多丘陵山地的国家，丘陵山地面积约400万平方公里，占中国陆地面积的43%，尤其是西南地区的省份丘陵山地占比都超过了70%，主要有广西（73.3%）、贵州（95.6%）、云南（92.3%）、四川（91.4%）、重庆（85.3%）。目前，山区农业经济有着巨大的发展潜力，在我国国民经济发展中占有极其重要的地位。但是多年来，丘陵山区的农业经济受原始的环境，低效率的开发利用以及传统型的耕作模式等多方面因素的影响发展缓慢。

在山区农业发展中，山地拖拉机是其农业机械化不可或缺的重要组成部分。但由于山地工作条件恶劣，如地形复杂、地势高低不平以及部分地区耕地坡度较大等自然条件的限制，使得拖拉机存在稳定性差、易倾覆的问题，容易导致拖拉机出现车翻人伤，甚至车翻人亡的事故，严重限制了丘陵山地地区农业机械化的发展。但是目前我国现有的农业机械还没有一种调平装置能较好的解决上述问题，所以为了我国丘陵山地地区的农业机械化作业提供一种可行的技术方案，解决山地丘陵地区拖拉机作业中存在的安全隐患问题，提高拖拉机的作业稳定性，减少侧翻，使作业过程更加安全可靠，因此设计一种新型的行走调平方案是丘陵山地地区机械化发展的必要措施的亟待解决的问题。

发明内容

为解决上述背景技术中提出的问题，本实用新型提供了一种丘陵山地行走调平装置，其技术方案为：

包括机架装置、调平装置和智能控制行走装置，其特征在于，所述机架装置包括上车架、固定板、支撑杆、下车架和连接板，上车架位于装置最上方，下车架与上车架平行，上车架与下车架之间等距离垂直安装若干支撑杆，所述支撑杆的两端分别固定在上车架和下车架上，所述固定板固定安装在上车架的下方，为六个在一条直线上，且两两一组，均匀分布在上车架的前部、中部和后部，所述连接板固定在下车架的下方，为六个在一条直线上，且两两一组，均匀分布在下车架的前部、中部和后部；

进一步地，所述电器控制盒包括单片机控制系统、液晶显示屏和控制按钮，液晶显示屏和控制按钮安装在电器控制盒的外表面，单片机控制系统安装在电器控制盒内部，单片机控制系统分别与控制按钮、液晶显示屏、角度传感器、电动马达、液压缸和HMI连接，控制按钮的输出端与单片机控制系统的输入端相连，用于将是否工作以及是否进行调平指令输入给单片机控制系统；液晶显示屏的输入端与单片机控制系统的输出端相连，用于显示调平过程中装置的倾斜状态，以判断是否调平成功；角度传感器的输出端与单片机控制系统的输入端相连，用于监测装置倾斜角度；所述电动马达和液压缸的输入端分别与单片机控制系统的输出端相连，用于控制电动马达和液压缸运动，电动马达和液压缸根据单片机控制系统的指令进行装置的调平工作。

进一步地，所述上车架与下车架长度和宽度相同，均为直板；所述支撑杆安装在上车架和下车架的左右两侧，且对称分布。

进一步地，所述减震器为六个，左右分布，且分别安装在相邻两支撑杆之间。

进一步地，所述单片机控制系统采用STC15W408AS单片机，液晶显示屏采用2.42寸OLED液晶显示屏，所述角度传感器选用AVT2800T补超高精度模拟输出型角度传感器，所述液压缸选用精工液压MOB-FA轻型双向液压油缸，所述电动马达选用信达直流高速静音马达。

本实用新型的有益效果为：本实用新型为一种丘陵山地行走调平装置，采用机架装置、调平装置和智能控制行走装置相互结合，可以代替以往的行走调节装置，设计结构简单，易于实现，通过对行走装置的调平，有效改善作业过程中易倾覆的问题，可有效地提高作业的安全性；智能化操作控制，可以通过电器控制盒进行控制，能实现作业过程当中的智能调平，这样可以根据不同障碍物的大小坡度来进行调平，有利于提高工作效率；该装置的每个车轮的工作都是独立实现的，互不干扰，可有效保证车身在行走过程始终保持水平，方便可靠稳定性好，本实用新型结构简单、设计合理、易于推广，能充分解决农业机械在行驶过程中调平困难的问题，可以有效的提高作业稳定性，并且避免易倾覆、安全性差的问题。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为图1前半部分仰视图；

图3为图1正视图；

图4为调平机架结构示意图；

图5为本实用新型控制系统结构框图；

图6为本实用新型控制流程图。

如图所示，1-车轮；2-减震器；3-下车架；4-支撑杆；5-上车架；6-电器控制盒；7-固定板；8-连接板；9-调平机架；10-电动马达；11-液压缸，12-固定支架。

具体实施方式

如图所示，下面结合附图与具体实施例对本发明技术方案进行详细描述，以更进一步了解本发明的目的、方案与功效。

本实用新型为一种丘陵山地行走调平装置，主要是为了解决拖拉机作业过程中稳定性差的问题，在调平过程中，通过减震器与液压缸共同工作的方式来实现最终的调平，从而可以根据设计实现高效的调平工作，起到提高安全性、增加工作效率的目的。

该装置包括机架装置、调平装置以及智能控制行走装置。其中，所述机架装置包括一个上车架5、六个固定板7、八个支撑杆4、一个下车架3和六个连接板8；其中所述上车架5位于装置最上方，通过支撑杆4与下车架3垂直固定连接，起到支撑电器控制盒和连接减震器的作用；所述支撑杆4呈对称分布在上车架5和下车架3两侧，起支撑固定作用；所述固定板7一端固定在上车架5的下方，另一端则是与减震器2上端铰接；所述连接板8则是一端与下车架3固定连接，另一端与调平机架9上端铰接。所述调平装置包括六个调平机架9、六个减震器2、六个固定支架12和三个液压缸11；其中所述每个调平机架9一端固定在车轮1内侧车轮轴上，另一端则是在两个连接板8中间并进行铰接，液压缸11可以通过它完成调平动作；所述每个减震器2一端在两个固定板7中间进行铰接，另一端则与调平机架9靠近车轮1一端的上方进行铰接，可以进行坡度较低的地面仿形所述每个液压缸11选用精工液压MOB-FA轻型双向液压油缸，分别与两侧调平机架9上的固定支架12进行连接，可以通过液压缸11的伸缩来进行大坡度的地面仿形调节实现调平；所述每个固定支架12安装在调平机架9上，用来固定液压缸11。所述智能控制行走装置包括六个车轮1、六个电动马达10、电线、三个角度传感器和一个电器控制盒6。车轮分别分布在下车架的左右两侧，车轮1内侧车轮轴与调平机架9连接，可以通过改变车轮1的位置实现调平；所述电动马达10选用信达直流高速静音马达，并固定在调平机架9内侧，并与车轮1内侧车轮轴连接，为整个车身提供前进动力；所述角度传感器选用AVT2800T补超高精度模拟输出型角度传感器，并安装在下车架3内侧位置，用于检测所述车身倾角便于调平；所述电器控制盒6安装在上车架5上方，包括单片机控制系统、液晶显示屏、控制按钮以及电线等，其中，单片机控制系统选用STC15W408AS单片机开发板，液晶显示屏选用2.42寸OLED液晶模块，以实现智能化调平过程。

所述电器控制盒包括单片机控制系统、液晶显示屏和控制按钮，液晶显示屏和控制按钮安装在电器控制盒的外表面，单片机控制系统安装在电器控制盒内部，单片机控制系统分别与控制按钮、液晶显示屏、角度传感器、电动马达、液压缸和HMI连接，控制按钮的输出端与单片机控制系统的输入端相连，用于将是否工作以及是否进行调平指令输入给单片机控制系统；液晶显示屏的输入端与单片机控制系统的输出端相连，用于显示调平过程中装置的倾斜状态，以判断是否调平成功；角度传感器的输出端与单片机控制系统的输入端相连，用于监测装置倾斜角度；所述电动马达和液压缸的输入端分别与单片机控制系统的输出端相连，用于控制电动马达和液压缸运动，电动马达和液压缸根据单片机控制系统的指令进行装置的调平工作。

本实用新型的工作原理：

车轮由所述电动马达通过电器控制盒提供动力，使车轮转动。调平机架一端固定在所述车轮内侧车轮轴上，且一端铰接在所述连接板上可以随车轮上下摆动。所述减震器一端则与所述调平机架靠近车轮一端的上方进行铰接，另一端铰接在所述固定板上也可随车轮上下摆动。所述液压缸则分别与所述两侧调平机架的支架进行连接固定，可以通过所述液压缸的伸缩带动所述调平机架进行调平。当所述车轮遇到障碍物时，由角度传感器进行判断是否能可以通过所述减震器带动所述调平机架使遇到障碍物的所述车轮随障碍物进行仿形变化实现调平，如若可以，则通过所述减震器进行调平。当所述车轮所遇障碍物较大时，由所述减震器和所述调平机架不能进行调平时，由所述液压油缸来带动所述调平机架进行调平。在此调平过程当中，每个所述车轮的工作都是独立实现的，互不干扰，这样可以有效保证车身在行走过程当中的稳定性。

本实用新型的控制方法，步骤如下：

1）在丘陵山地行走调平装置工作时，单片机控制系统中存储有可实现液压缸伸缩的编程控制程序（可根据现有技术编程），内容包括传感器数据采集、自动伸缩控制等；

2）单片机控制系统先接收角度传感器实时采集的车身的倾角信号，判断车身是否需要进行调平；如果不需要进行调平，则行走装置继续前进；

3）如果需要进行调平，通过检测到的倾角信号由单片机控制系统判断是否能够通过减震器进行地面仿形调平；如果可以，则通过减震器进行车身调平；

4）如果不可以，单片机控制系统进行分析计算得出液压缸的调节量，并通过单片机发送指令至液压缸调节装置，根据要求进行地面仿形调节最终完成车身调平过程；

5）完成车身调平之后再判断是否完成了行走过程，如果完成，则行走结束，如果没有完成，则继续2）、3）、4）步骤，直至完成作业行走过程。

本实用新型为一种丘陵山地行走调平装置，采用机架装置、调平装置和智能控制行走装置相互结合，可以代替以往的行走调节装置，设计结构简单，易于实现，通过对行走装置的调平，有效改善作业过程中易倾覆的问题，可有效地提高作业的安全性；智能化操作控制，可以通过电器控制盒进行控制，能实现作业过程当中的智能调平，这样可以根据不同障碍物的大小坡度来进行调平，有利于提高工作效率；该装置的每个车轮的工作都是独立实现的，互不干扰，可有效保证车身在行走过程始终保持水平，方便可靠稳定性好，本实用新型结构简单、设计合理、易于推广，能充分解决农业机械在行驶过程中调平困难的问题，可以有效的提高作业稳定性，并且避免易倾覆、安全性差的问题。

以上所述是对本实用新型的优选实施方式，应该指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和增加，这些改进和增加也视为对本实用新型的保护。

设计图

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主设计要求

设计方案

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