一種割草機(jī)車架姿態(tài)調(diào)節(jié)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于坐騎式割草機(jī)主動安全技術(shù)領(lǐng)域，尤其是設(shè)及一種融合車架調(diào)平控 審IJ、車架高度調(diào)節(jié)技術(shù)的坐騎式割草機(jī)車架姿態(tài)調(diào)節(jié)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著經(jīng)濟(jì)和城市建設(shè)的發(fā)展，各大城市都競相興建主題公園、體育場和高爾夫球 場，運(yùn)些場所基本上配套有大面積的草坪綠地，運(yùn)些草坪綠地的修剪是后期管理的一項(xiàng)重 要內(nèi)容，采用機(jī)械化作業(yè)不僅可W提高生產(chǎn)效率降低管理費(fèi)用，而且還可W提高草坪修 剪質(zhì)量。與手推割草機(jī)、手持割草機(jī)及肩背割草機(jī)相比，坐騎式零轉(zhuǎn)彎半徑狂ero Turn Radius,簡稱ZTR)割草機(jī)由于采用驅(qū)動輪正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)割草機(jī)的原地轉(zhuǎn)向功能，改善作業(yè)人 員工作環(huán)境，降低勞動強(qiáng)度使工作效率得W提高?？蒞進(jìn)入難W夠著的區(qū)域進(jìn)行割草作業(yè)， 受狹窄空間限制的影響小，擴(kuò)大了作業(yè)范圍，具有更靈活的操控性能和更高的工作效率?？?W預(yù)見，具有零轉(zhuǎn)彎半徑功能的割草機(jī)是坐騎式ZTR割草機(jī)未來的發(fā)展方向。
[0003] 圖1是揚(yáng)州維邦園林機(jī)械有限公司生產(chǎn)的WBZ系列坐騎式ZTR割草機(jī)，行駛系統(tǒng) 的前軸及后軸通過剛性連接件與車架直接固定，使車架高度一經(jīng)確定就不能再改變。運(yùn)種 車軸與車架剛性連接的坐騎式ZTR割草機(jī)在作業(yè)時嚴(yán)重存在不足：一是由于車架高度不能 再改變，在凹凸草坪上作業(yè)時車架底部容易與凸起物頂上，使車輪喪失抓地力而原地滑轉(zhuǎn)， 導(dǎo)致整機(jī)通過性差；二是一種車架高度難W修剪出具有多種草叢高度的景觀要求；=是斜 坡作業(yè)時，由于車架不能調(diào)平，整機(jī)容易側(cè)向失穩(wěn)而發(fā)生側(cè)翻。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服WBZ系列割草機(jī)的運(yùn)些不足之處，本發(fā)明提出W氣體彈黃為執(zhí)行元件、 能主動調(diào)節(jié)車架前后左右四端高度的一種坐騎式車架姿態(tài)調(diào)節(jié)裝置。 陽0化]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的一種坐騎式割草機(jī)車架姿態(tài)調(diào)節(jié)裝置，裝配 于安裝了動力系統(tǒng)、操縱系統(tǒng)、制動系統(tǒng)和刀盤的車架與行駛系統(tǒng)之間，車架姿態(tài)調(diào)節(jié)裝置 由氣體彈黃、橫向穩(wěn)定桿、縱向拉力桿、空氣供應(yīng)系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)巧CU)組成，其中氣 體彈黃為車架姿態(tài)調(diào)整提供動力，主要由上蓋板、橡膠氣囊和活塞底座組成，上蓋板固定于 車架上，底座固定于車軸上，調(diào)控時向氣體彈黃充入高壓氣體，氣體彈黃高度方向上膨脹， 推動車架高度提升，相反給氣體彈黃放氣，彈黃內(nèi)部氣壓減低，在車架重力作用下車架高度 下降；橫向穩(wěn)定桿和縱向拉力桿共同承受和傳遞車架的各項(xiàng)非垂向力及力矩，其中縱向拉 力桿前端通過橡膠襯套固定于車架，后端通過橡膠襯套固定于車軸上，而橫向穩(wěn)定桿兩端 通過橡膠襯套固定于車軸上，中部通過U型螺栓固定于車架；空氣供應(yīng)系統(tǒng)由空氣壓縮機(jī)、 空氣過濾器、空氣干燥器、穩(wěn)壓罐、電磁氣閥和連接氣管組成，為氣體彈黃提供高壓、干凈的 空氣；控制系統(tǒng)實(shí)時監(jiān)測車架姿態(tài)并根據(jù)采樣信號主動適應(yīng)環(huán)境變化，主要由手動輸入面 板、傾角傳感器、電子控制單元、常斷開關(guān)、電源和信號傳輸線等組成。
[0006]本發(fā)明的具體技術(shù)方案為包括氣體彈黃、空氣供應(yīng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。所述氣體彈 黃包括左前側(cè)氣體彈黃、左后側(cè)氣體彈黃、右前側(cè)氣體彈黃和右后側(cè)氣體彈黃，所述左前側(cè) 氣體彈黃、左后側(cè)氣體彈黃、右前側(cè)氣體彈黃和右后側(cè)氣體彈黃分別設(shè)于左前輪、左后輪、 右前輪、右后輪與車架之間。所述空氣供應(yīng)系統(tǒng)包括空濾器、空氣壓縮機(jī)、干燥器、穩(wěn)壓罐、 氣體分配閥、左前側(cè)高度閥、左后側(cè)高度閥、右前側(cè)高度閥和右后側(cè)高度閥；空氣壓縮機(jī)的 空氣入口前端設(shè)置空濾器，所述空氣壓縮機(jī)的空氣出口通過氣管與穩(wěn)壓罐連接，所述所述 空氣壓縮機(jī)與穩(wěn)壓罐之間的管路上設(shè)有干燥器；所述穩(wěn)壓罐通過氣管與氣體分配閥的進(jìn) 氣口連接，氣體分配閥設(shè)有四路出氣口，通過氣管分別連接左前側(cè)高度閥、左后側(cè)高度閥、 右前側(cè)高度閥和右后側(cè)高度閥；所述左前側(cè)高度閥通過氣管連接左前側(cè)氣體彈黃，所述左 后側(cè)高度閥通過氣管連接左后側(cè)氣體彈黃，所述右前側(cè)高度閥通過氣管連接右前側(cè)氣體彈 黃，所述右后側(cè)高度閥通過氣管連接右后側(cè)氣體彈黃。所述控制系統(tǒng)包括手動輸入面板、氣 體壓力傳感器、傾角傳感器、高度傳感器和電子控制單元；用于采集穩(wěn)壓罐氣壓的氣體壓力 傳感器，所述傾角傳感器水平設(shè)于車架上用于采集左右側(cè)車架的傾角，四個高度傳感器為 左前側(cè)高度傳感器、左后側(cè)高度傳感器、右前側(cè)高度傳感器和右后側(cè)高度傳感器，分別設(shè)于 左前側(cè)氣體彈黃、左后側(cè)氣體彈黃、右前側(cè)氣體彈黃和右后側(cè)氣體彈黃與車架的連接處；手 動輸入面板、氣體壓力傳感器、傾角傳感器、高度傳感器分別與電子控制單元相連。所述電 子控制單元采用PID控制算法，根據(jù)手動輸入面板的給定值與傾角傳感器、高度傳感器的 實(shí)測值的偏差計(jì)算出高度控制信號，所述電子控制單元根據(jù)高度控制信號控制左前側(cè)高度 閥、左后側(cè)高度閥、右前側(cè)高度閥和右后側(cè)高度閥作調(diào)節(jié)動作；所述電子控制單元根據(jù)穩(wěn)壓 罐的壓力給定值與氣體壓力傳感器的實(shí)測值的偏差計(jì)算出壓力控制信號，所述電子控制單 元根據(jù)壓力控制信號控制繼電器調(diào)節(jié)空氣壓縮機(jī)維持穩(wěn)壓罐氣體壓力。
[0007] 所述電子控制單元對車架高度控制過程為，高度傳感器對車架實(shí)際高度進(jìn)行檢 巧。，電子控制單元對根據(jù)手動輸入面板輸入車架目標(biāo)高度與車架實(shí)際高度的偏差進(jìn)行計(jì)算 判斷，并向左前側(cè)高度閥、左后側(cè)高度閥、右前側(cè)高度閥和右后側(cè)高度閥分別發(fā)出控制指 令：若為正值，則發(fā)送高度閥進(jìn)行充氣指令，直到車架升到目標(biāo)高度為止；若為負(fù)值，向電 磁閥發(fā)送排氣指令，直到車架下降到目標(biāo)高度為止；若為零，則不向高度閥發(fā)送指令，維持 現(xiàn)狀。
[0008]所述車架調(diào)平過程，根據(jù)傾角傳感器的傾角信號計(jì)算控制指令，若為正值，右前側(cè) 高度閥和右后側(cè)高度閥保持關(guān)閉，左前側(cè)高度閥和左后側(cè)高度閥進(jìn)行充氣直到車架恢復(fù)水 平為止；若為負(fù)值，右前側(cè)高度閥和右后側(cè)高度閥保持關(guān)閉，而左前側(cè)高度閥和左后側(cè)高度 閥進(jìn)行充氣直到車架恢復(fù)水平為止；若為零，則不向電磁閥發(fā)送指令，維持現(xiàn)狀。
[0009] 本發(fā)明的有益效果為：1)本發(fā)明的在凹凸草坪上可W提高車架離地間隙，減少刀 盤與地面突出物撞擊的幾率，改善通過性。2)本發(fā)明在平坦草坪上可W降低車架離地間隙， 降低重屯、高度提高行駛穩(wěn)定性。3)本發(fā)明在斜坡割草作業(yè)時，通過改變車架單側(cè)高度，車架 變?yōu)樗?，使整機(jī)重屯、調(diào)整到水平面，抗側(cè)翻性能得到改善，提高在斜坡作業(yè)的安全性。
【附圖說明】
[0010] 圖1為WBZ系列坐騎式ZTR割草機(jī)車架與行駛輪系的裝配關(guān)系圖。
[0011] 圖2為本發(fā)明的控制系統(tǒng)組成圖。
[0012] 圖3為本發(fā)明的空氣供應(yīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0013] 圖4為本發(fā)明的控制流程圖。
[0014]圖5為本發(fā)明的橫向穩(wěn)定桿結(jié)構(gòu)圖。
[0015] 圖6為本發(fā)明的縱向拉力桿結(jié)構(gòu)圖。
[0016] 圖7為本發(fā)明的主程序流程圖。
[0017] 圖8為本發(fā)明橫向平面的車架升降示意圖。
[0018]圖9為本發(fā)明在斜坡作業(yè)橫向平面的車架姿態(tài)調(diào)節(jié)圖。
[0019] 圖10為裝配了本發(fā)明的坐騎式工作狀態(tài)圖。
[0020] 圖中：101車架，102刀盤，103座椅，104R0PS，105驅(qū)動輪，106前輪。
[0021] 201電子控制單元，202氣體壓力傳感器，203左前高度傳感器，204左后高度傳感 器，205右前高度傳感器，206右后高度傳感器，207傾角傳感器，208手動輸入面板，209蓄電 池，210繼電器。
[0022] 301空濾器，302空氣壓縮機(jī)，303干燥器，304穩(wěn)壓罐，306A左前側(cè)高度閥，30她左 后側(cè)高度閥，305氣體分配閥，307A左前側(cè)氣體彈黃，307B左后側(cè)氣體彈黃，308A右前側(cè)氣 體彈黃，308B右后側(cè)氣體彈黃，309A右前側(cè)高度閥，309B右后側(cè)高度閥。
[0023] 501穩(wěn)定桿，502襯套，503支座，504螺栓，505緩沖套，506座圈，507螺母，508雙 頭螺柱，509車軸支座總成，510車架支座總成。
[0024] 601車架連接端，602拉力桿，603車軸連接端。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面通過具體實(shí)施例對本發(fā)明割草機(jī)車架姿態(tài)調(diào)節(jié)裝置進(jìn)一步的詳細(xì)描述。附圖 來說明本發(fā)明。
[00%] 圖2為本發(fā)明的控制系統(tǒng)組成圖，由手動輸入面板208、氣體壓力傳感器202、傾 角傳感器207、高度傳感器、電子控制單元201、高度閥和繼電器210及蓄電池組成。其中， 電子控制單元201即為汽車的ECU,可W根據(jù)手動輸入面板208及傳感器組的相關(guān)信號，進(jìn) 行比較、計(jì)算及判斷，再對執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)送控制指令；傳感器組由高度傳感器、氣體壓力傳感 器202和傾角傳感器207組成，可W實(shí)時采集車架高度、儲氣罐304氣壓及車架傾角信號； 高度閥根據(jù)控制信號對氣體彈黃進(jìn)行充放氣W實(shí)現(xiàn)車架姿態(tài)的調(diào)節(jié)，繼電器則對空氣壓縮 機(jī)302進(jìn)行控制W維持穩(wěn)壓罐304氣體穩(wěn)定；手動輸入面板208可W為作業(yè)人員輸入車架 高度及傾角的目標(biāo)值；蓄電池209為整個系統(tǒng)提供電力。電子控制單元201根據(jù)手動輸入 面板208的給定值與傾角傳感器207、高度傳感器的實(shí)測值的偏差計(jì)算出高度閥控制信號， 電子控制單元201根據(jù)高度閥控制信號控制高度閥作調(diào)節(jié)動作；所述電子控制單元201根 據(jù)穩(wěn)壓罐304的壓力給定值與氣體壓力傳感器202的實(shí)測值的偏差計(jì)算出壓力控制信號， 所述電子控制單元201根據(jù)壓力控制信號控制繼電器210調(diào)節(jié)空氣壓縮機(jī)302維持穩(wěn)壓罐 304氣體壓力。
[0027] 圖3為本發(fā)明的空氣供應(yīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，由空濾器301、空氣壓縮機(jī)302、干燥器303、 穩(wěn)壓罐304、氣體分配閥305、左前側(cè)高度閥306A、左后側(cè)高度閥30她、右前側(cè)高度閥309A和后側(cè)高度閥309B組成。其中，所述空氣壓縮機(jī)302的進(jìn)氣口前端設(shè)置空濾器301，而其出 氣口與干燥器303進(jìn)口通過氣管連接，干燥器303出口通過管道與穩(wěn)壓罐304進(jìn)氣口相通， 穩(wěn)壓罐304出口通過氣管與氣體分配閥305的進(jìn)氣口連通，氣體分配閥305設(shè)有四路出氣 口，通過氣管分別連接左前側(cè)高度閥306A、左后側(cè)高度閥306B、右前側(cè)高度閥309A和右后 側(cè)高度閥309B的充氣口，左前側(cè)高度閥306A充放口通過氣管連接左前側(cè)氣體彈黃307A，左 后側(cè)高度閥306B充放口通過氣管連接左后