本發(fā)明涉及平地機(jī)平地鏟控制領(lǐng)域，尤其涉及一種平地機(jī)平地鏟調(diào)平裝置。

背景技術(shù)：

平地機(jī)用于水田平整，水田平整度越高越有利于節(jié)約用水和對(duì)水田水層管理，提高灌水的均勻性和灌溉效率，經(jīng)過(guò)精細(xì)平整后可以節(jié)約農(nóng)田灌溉用水10％以上，同時(shí)水田平整有利于水稻后期管理，可有效提高肥料的利用率和抑制雜草的生長(zhǎng)，因此提高水田的精細(xì)平整對(duì)水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)具有重要意義。

平地機(jī)平地鏟在工作過(guò)程中無(wú)法保持水平而發(fā)生傾斜，不能保證平地效果，不適合水田精細(xì)平整，因此水田平地機(jī)需要特殊設(shè)計(jì)。在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過(guò)程中，現(xiàn)有技術(shù)存在如下問(wèn)題：

早期的1pj水田激光平地機(jī)用兩個(gè)雙作用油缸代替三點(diǎn)懸掛裝置的兩個(gè)直拉桿,兩油缸的動(dòng)作可分別控制，以實(shí)現(xiàn)平地鏟左右兩側(cè)提升和下降的獨(dú)立控制，保證平地鏟處于某一水平位置工作，但此方案成本高,而且試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)左右兩套激光接收裝置安裝調(diào)整很不方便,實(shí)際控制效果并不理想；

后來(lái)改用單側(cè)油缸伸縮控制平地鏟的調(diào)平控制，取得一定效果，但由于單側(cè)控制，不對(duì)稱(chēng)，平地鏟受力不均勻，調(diào)平時(shí)容易產(chǎn)生振動(dòng)，不利于平地鏟控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種平地機(jī)平地鏟調(diào)平裝置，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)平機(jī)構(gòu)結(jié)合姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量得到的平地機(jī)平地鏟姿態(tài)，來(lái)對(duì)平地機(jī)平地鏟進(jìn)行調(diào)平控制，有利于平地鏟受力平衡，減少振動(dòng)，提高平地鏟穩(wěn)定性。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種平地機(jī)平地鏟調(diào)平裝置，包括：

平地鏟安裝臺(tái)，呈豎直方向設(shè)置，懸掛連接于平地機(jī)尾部中間位置；

轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)平機(jī)構(gòu)，一端與所述平地鏟安裝臺(tái)固定連接，另一端與所述平地鏟中心固定連接，一端能夠帶動(dòng)平地鏟相對(duì)于另一端連接的平地鏟安裝臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)；

姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，安裝于所述平地鏟，并與轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)平機(jī)構(gòu)連接，用于測(cè)量所述平地鏟的旋轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn)角速度，將所述旋轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn)角速度發(fā)送至所述轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)平機(jī)構(gòu)，控制所述轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)平機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。

可選的，所述平地機(jī)平地鏟調(diào)平裝置，還包括平行連桿，其中，所述平地鏟安裝臺(tái)底部設(shè)置懸掛底座，所述懸掛底座通過(guò)所述平行連桿與平地機(jī)連接。

可選的，所述平地鏟中心位置設(shè)置平地鏟旋轉(zhuǎn)中心，所述轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)平機(jī)構(gòu)的另一端與所述平地鏟旋轉(zhuǎn)中心固定連接。

可選的，所述轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)平機(jī)構(gòu)包括液壓馬達(dá)、軸承和水平控制器；其中，所述液壓馬達(dá)的底座固定于所述平地鏟安裝臺(tái)，所述軸承用于連接所述液壓馬達(dá)的軸與所述平地鏟旋轉(zhuǎn)中心，所述水平控制器安裝于所述平地鏟旋轉(zhuǎn)中心。

可選的，所述平地鏟安裝臺(tái)底端設(shè)置液壓馬達(dá)安裝架，所述液壓馬達(dá)的底座固定安裝于所述液壓馬達(dá)安裝架。

可選的，所述平地鏟呈薄板狀結(jié)構(gòu)。

可選的，所述平地鏟包括固定部、折疊部和旋轉(zhuǎn)銷(xiāo)，所述固定部和折疊部通過(guò)旋轉(zhuǎn)銷(xiāo)連接，所述折疊部可沿所述旋轉(zhuǎn)銷(xiāo)相對(duì)于所述固定部旋轉(zhuǎn)。

可選的，所述平地鏟還包括第一固定銷(xiāo)，所述折疊部沿所述旋轉(zhuǎn)銷(xiāo)旋轉(zhuǎn)至所述固定部同一直線(xiàn)位置時(shí)，所述第一固定銷(xiāo)用于將所述折疊部固定于所述固定部。

可選的，所述平地鏟還包括一對(duì)第二固定銷(xiāo)、一對(duì)相對(duì)于所述固定部呈對(duì)稱(chēng)分布的折疊部、一對(duì)所述旋轉(zhuǎn)銷(xiāo)，一對(duì)所述折疊部其一端分別沿與其對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)銷(xiāo)旋轉(zhuǎn)至重合時(shí)，所述第二固定銷(xiāo)用于將所述一對(duì)折疊部固定。

可選的，所述姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)包括陀螺儀和加速度計(jì)，所述加速度計(jì)安裝在所述平地鏟中心位置。

本發(fā)明通過(guò)采用上述技術(shù)方案，具有以下有益效果：

本發(fā)明一種平地機(jī)平地鏟調(diào)平裝置，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)平機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)平地機(jī)平地鏟的轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)平，有利于平地鏟受力平衡，減少振動(dòng)，提高平地鏟穩(wěn)定性；本發(fā)明通過(guò)姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)獲得平地機(jī)平地鏟運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，響應(yīng)速度快，且不會(huì)受到升降油缸動(dòng)作及各種振動(dòng)的干擾；本發(fā)明平地鏟呈薄板狀結(jié)構(gòu)，有利于平地鏟的輕薄化，能夠減輕平地鏟質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，使結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單方便安裝，提高控制穩(wěn)定性。

附圖說(shuō)明

圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式的平地機(jī)平地鏟調(diào)平裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施方式的平地機(jī)平地鏟調(diào)平裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施方式的平地機(jī)平地鏟折疊狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施方式的平地機(jī)平地鏟調(diào)平裝置結(jié)構(gòu)左視圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施方式的姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)的傳感器信息融合方法流程圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施方式的安裝了平地機(jī)平地鏟調(diào)平裝置的平地機(jī)田間工作示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明了，下面結(jié)合具體實(shí)施方式并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本發(fā)明的范圍。此外，在以下說(shuō)明中，省略了對(duì)公知結(jié)構(gòu)和技術(shù)的描述，以避免不必要地混淆本發(fā)明的概念。

實(shí)施例一

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例中一種平地機(jī)平地鏟調(diào)平裝置，包括：平地鏟安裝臺(tái)1，呈豎直方向設(shè)置，懸掛連接于平地機(jī)4尾部中間位置；轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)平機(jī)構(gòu)2，一端與所述平地鏟安裝臺(tái)1固定連接，另一端所述平地鏟5中心固定連接，一端能夠帶動(dòng)平地鏟5相對(duì)于另一端連接的平地鏟安裝臺(tái)1轉(zhuǎn)動(dòng)；姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)3，安裝于所述平地鏟5，并與轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)平機(jī)構(gòu)2連接，用于測(cè)量所述平地鏟5的旋轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn)角速度，將所述旋轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn)角速度發(fā)送至所述轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)平機(jī)構(gòu)，控制所述轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)平機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。

本實(shí)施例中，平地機(jī)優(yōu)選為1pj-3.0型水田激光平地機(jī)，通過(guò)對(duì)該種水田激光平地機(jī)進(jìn)行改裝，將本發(fā)明實(shí)施例中平地機(jī)平地鏟調(diào)平裝置安裝于該水田激光平地機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)平地鏟的調(diào)平控制。

本實(shí)施例中，轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)平機(jī)構(gòu)2一端帶動(dòng)平地鏟5轉(zhuǎn)動(dòng)，直到平地鏟5到達(dá)水平位置，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)平地鏟5的調(diào)平。

本實(shí)施例中，姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)3具體為mems慣性傳感器，其包括：陀螺儀(adxrs300)與加速度(adxl203)計(jì)通過(guò)信息融合用于測(cè)定平地鏟實(shí)時(shí)傾角，傳感器信息融合方法流程圖如圖5所示，具體步驟如下：

s001，分別計(jì)算兩種傳感器測(cè)得的平地鏟傾角變換率w加與w陀；

s002，判斷w加與w陀之差絕對(duì)值是否小于設(shè)定閾值；其中，該步驟用于判斷平地鏟是否受到干擾；

s003，若w加與w陀之差絕對(duì)值小于設(shè)定閾值，則按加速度計(jì)當(dāng)前值計(jì)算平地鏟傾角，執(zhí)行步驟s005；

s004，若w加與w陀之差絕對(duì)值不小于設(shè)定閾值，則上次測(cè)得平地鏟傾角加上陀螺儀角速度積分，求出平地鏟傾角；

s005，輸出平地鏟實(shí)時(shí)傾角。

通過(guò)傳感器信息融合方法測(cè)得的平地鏟傾角具有如下優(yōu)勢(shì)：因?yàn)楫?dāng)單獨(dú)采用加速度計(jì)測(cè)定平地鏟傾角，雖然響應(yīng)快，但易受升降油缸動(dòng)作及各種振動(dòng)的干擾；采用陀螺儀測(cè)平地鏟角速度，雖然測(cè)量靈敏，但長(zhǎng)時(shí)間累加積分易受漂移影響導(dǎo)致求出水平傾角失準(zhǔn)。本發(fā)明通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)平地鏟實(shí)際工作過(guò)程中受升降油缸影響時(shí)間短，所以在無(wú)干擾時(shí)采用加速度計(jì)、若有干擾時(shí)就停止使用加速度計(jì)而改用陀螺儀，陀螺儀只在短時(shí)間內(nèi)積分測(cè)量，不會(huì)因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間累加積分易受漂移影響導(dǎo)致求出水平傾角失準(zhǔn)。本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)兩種低成本的mems信息融合實(shí)現(xiàn)了平地鏟水平傾角測(cè)量。

本實(shí)施例中，姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)3中加速度計(jì)安裝在所述平地鏟5中心位置，陀螺儀在平地鏟5上的安裝位置不做任何限定。

本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)平機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)平地機(jī)平地鏟的轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)平，有利于平地鏟受力平衡，減少振動(dòng)，提高平地鏟穩(wěn)定性；本發(fā)明通過(guò)姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)獲得平地機(jī)平地鏟運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，響應(yīng)速度快，且不會(huì)受到升降油缸動(dòng)作及各種振動(dòng)的干擾。

實(shí)施例二

如圖2所示，基于實(shí)施例一，本發(fā)明實(shí)施例中平地鏟5中心位置設(shè)置平地鏟旋轉(zhuǎn)中心51，所述轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)平機(jī)構(gòu)的另一端與所述平地鏟旋轉(zhuǎn)中心51固定連接。

本實(shí)施例中，轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)平機(jī)構(gòu)2包括液壓馬達(dá)21、軸承22和水平控制器23；其中，所述液壓馬達(dá)21的底座固定于所述平地鏟安裝臺(tái)1，所述軸承22用于連接所述液壓馬達(dá)21的軸與所述平地鏟旋轉(zhuǎn)中心51，所述水平控制器23安裝于所述平地鏟旋轉(zhuǎn)中心51。其中，平地鏟安裝臺(tái)1底端設(shè)置液壓馬達(dá)安裝架12，所述液壓馬達(dá)21的底座固定安裝于所述液壓馬達(dá)安裝架12。

本實(shí)施例中，液壓馬達(dá)21優(yōu)選采用普通三位四通開(kāi)關(guān)式電磁閥控制。水平控制器23檢測(cè)平地鏟水平傾斜程度并據(jù)此控制電磁閥，通過(guò)對(duì)開(kāi)關(guān)電磁閥施加pwm(pulsewidthmodulation，脈沖寬度調(diào)制)控制信號(hào)來(lái)模擬實(shí)現(xiàn)流量控制效果。系統(tǒng)采用pd(proportiondifferentiation，比例微分)控制算法計(jì)算電磁閥pwm驅(qū)動(dòng)信號(hào)占空比，p(proportion，比例)控制是由融合的傾角得到，d(differentiation，微分)控制量是由陀螺儀測(cè)量的平地鏟轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，經(jīng)試驗(yàn)測(cè)試整定pd控制參數(shù)，通過(guò)電磁閥開(kāi)關(guān)控制液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)平地鏟水平狀態(tài)的閉環(huán)控制。

本實(shí)施例中，平地機(jī)平地鏟調(diào)平裝置，還包括平行連桿，其中，所述平地鏟安裝臺(tái)底部設(shè)置懸掛底座11，所述懸掛底座11通過(guò)所述平行連桿與平地機(jī)4連接。其中，所述平行連桿通過(guò)連接件6與懸掛底座11連接，平行連桿帶動(dòng)懸掛底座11相對(duì)于平地機(jī)4上下移動(dòng)，即平行連桿帶動(dòng)平地鏟5相對(duì)于平地機(jī)4上下移動(dòng)，用于調(diào)節(jié)平地鏟5的泥腳深度。

本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)液壓馬達(dá)作為動(dòng)力結(jié)構(gòu)，其軸承與平地鏟旋轉(zhuǎn)中心連接，通過(guò)軸承帶動(dòng)平地鏟旋轉(zhuǎn)，并通過(guò)水平控制器控制平地鏟旋轉(zhuǎn)至水平，本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)平地鏟水平調(diào)平運(yùn)動(dòng)，較單側(cè)液壓桿伸縮控制平地鏟轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)平，采用液壓馬達(dá)控制平地鏟轉(zhuǎn)動(dòng)有利于平地鏟受力平衡，減少振動(dòng)，提高平地鏟穩(wěn)定性。

實(shí)施例三

如圖3和圖4所示，基于上述實(shí)施例，本發(fā)明實(shí)施例中平地鏟5呈薄板狀結(jié)構(gòu)。

作為本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式，平地鏟5包括固定部52、折疊部53和旋轉(zhuǎn)銷(xiāo)54，所述固定部52和折疊部53通過(guò)旋轉(zhuǎn)銷(xiāo)54連接，所述折疊部53可沿所述旋轉(zhuǎn)銷(xiāo)54相對(duì)于所述固定部52旋轉(zhuǎn)。

作為本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式，所述平地鏟5還包括第一固定銷(xiāo)55，所述折疊部53沿所述旋轉(zhuǎn)銷(xiāo)54旋轉(zhuǎn)至所述固定部52同一直線(xiàn)位置時(shí)，所述第一固定銷(xiāo)55用于將所述折疊部53固定于所述固定部52。通過(guò)該技術(shù)方案，在平地機(jī)平地鏟使用時(shí)，能夠?qū)⑵降冂P展開(kāi)并固定。

作為本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式，所述平地鏟還包括一對(duì)第二固定銷(xiāo)56、一對(duì)相對(duì)于所述固定部呈對(duì)稱(chēng)分布的折疊部53、一對(duì)所述旋轉(zhuǎn)銷(xiāo)54，一對(duì)所述折疊部53其一端分別沿與其對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)銷(xiāo)54旋轉(zhuǎn)至重合時(shí)，所述第二固定銷(xiāo)56用于將所述一對(duì)折疊部53固定。通過(guò)該技術(shù)方案，在平地機(jī)平地鏟不使用時(shí)，能夠?qū)⑵降冂P折疊收攏固定。

本發(fā)明實(shí)施例中，平地鏟呈薄板狀結(jié)構(gòu)，有利于平地鏟的輕薄化，能夠減輕平地鏟質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，使結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單方便安裝，提高控制穩(wěn)定性。

如圖6所示，通過(guò)一個(gè)具體實(shí)施例來(lái)說(shuō)明，安裝了平地機(jī)平地鏟調(diào)平裝置的平地機(jī)在田間工作時(shí)，通過(guò)平地機(jī)平地鏟調(diào)平裝置調(diào)節(jié)平地鏟的位置。

由于水田硬底層高低不平，平地機(jī)4由于左右車(chē)輪陷入泥土深淺不一，導(dǎo)致平地鏟5左右兩側(cè)沒(méi)有在同一水平面上，若平地鏟5得不到即時(shí)調(diào)整，水田耕作層的泥面將隨車(chē)輪變化而左右高低不平，不利于水田管理和節(jié)約用水。安裝于平地鏟5平地鏟旋轉(zhuǎn)中心51的水平控制器23接收來(lái)自安裝在平地鏟5鏟體上的平地鏟姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)3信號(hào)，當(dāng)平地機(jī)4左右兩側(cè)車(chē)身保持在同一水平面時(shí)(如圖6a所示)，平地鏟5左右兩側(cè)也保持在同一水平面，平地機(jī)平地鏟調(diào)平裝置不需要控制液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)平地機(jī)4左側(cè)車(chē)身比右側(cè)陷入泥土更深時(shí)(如圖6b所述)，平地鏟5左側(cè)低于右側(cè)，水平控制器23控制液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)整平地鏟5左右兩側(cè)保持在同一水平面上；當(dāng)平地機(jī)右側(cè)車(chē)身比左側(cè)陷入泥土更深時(shí)(如圖6c所示)，平地鏟5右側(cè)低于左側(cè)，水平控制器23控制液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)整平地鏟左右兩側(cè)保持在同一水平面上，以達(dá)到水田精細(xì)平整的目的。圖6中，h表示平地機(jī)4陷入泥土深度。

本發(fā)明旨在保護(hù)一種平地機(jī)平地鏟調(diào)平裝置，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)平機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)平地機(jī)平地鏟的轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)平，有利于平地鏟受力平衡，減少振動(dòng)，提高平地鏟穩(wěn)定性；本發(fā)明通過(guò)姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)獲得平地機(jī)平地鏟運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，響應(yīng)速度快，且不會(huì)受到升降油缸動(dòng)作及各種振動(dòng)的干擾；本發(fā)明平地鏟呈薄板狀結(jié)構(gòu)，有利于平地鏟的輕薄化，能夠減輕平地鏟質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，使結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單方便安裝，提高控制穩(wěn)定性。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的上述具體實(shí)施方式僅僅用于示例性說(shuō)明或解釋本發(fā)明的原理，而不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。因此，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。此外，本發(fā)明所附權(quán)利要求旨在涵蓋落入所附權(quán)利要求范圍和邊界、或者這種范圍和邊界的等同形式內(nèi)的全部變化和修改例。