拖拉机犁具电控智能系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种拖拉机犁具电控智能系统及方法。
【背景技术】
[0002]目前，在用的拖拉机对犁具的控制主要有两种类型:一种是强压型，一种是力位调节型。
[0003]强压型的控制方式:犁具的抬升与下降通过带双向油缸的液压系统来实现，犁具压入土壤和抬起可以通过液压系统强制进行。拖拉机不仅可以实现对犁具上升与下降的动作控制，而且还具有浮动功能，浮动功能就是液压油缸内不存在任何压力，犁具可随地形的变化自由运动。强压型液压系统中犁具的各项动作实行是通过一个分配器控制，分配器上的操作杆有四个位置:上升位、中立位、下降位和浮动位，中立位为位置锁定位，当需要实现犁具上升时，将拨杆从中立位向上升位拨动，拨动位置越多，液压油缸位移动作越快，反之则越慢。当犁具到达理想位置时，将拨杆拨回中立位，则液压油缸不再动作，锁定在当前位置，这样也就保证了犁具的位置不再动作，锁定在理想位置；下降的实现与上升一样，需下降时，将拨杆从中立位向下降位拨动即可，拨动位置越多，油缸动作越快，当下降到理想位置时，将拨杆拨回中立位即可将位置锁定。浮动位为自锁位，当需要使犁具处于浮动状态时，将分配器拨杆从中立位拨到浮动位，拨杆就能锁定在浮动位，犁具就可以实现浮动状态。现在拖拉机对犁具的操作方式是在驾驶室有一个操作手柄，操作手柄通过连杆机构机构与分配器上的拨杆相连接，操作手柄通过连杆机构带动分配器上的拨杆实现上升、下降和浮动功能，这些动作的实现主要是靠人来操作手柄。
[0004]力位调节型的控制方式:这种方式带有力调节和位调节。力调节就是通过调节力的大小来控制耕地深度，当把力设定在某一个值时，犁具就会从地表往内部压入，随着压入土壤的深度增加，耕地的阻力就会逐步增大，当达到与设置的力的大小相等时耕地深度则不会再增加，当遇到土质突然变得致密，导致阻力增大时，为了保证力的平衡，犁具则会自动往上抬，通过减小耕地深度来减小阻力，直至阻力与设置的力的大小达到平衡。力调节就是犁具通过加大耕地深度或者减小耕地深度来增加或减少阻力，是阻力与设置的力的大小平衡的一种调节模式。这种调节模式是通过液压系统内的一个机械力调节机构来实现动作的，操作室内的操作手柄通过连杆机构与机械力调节机构的调节手柄相连接，操作手柄通过连杆机构带动机械力调节机构的调节手柄进行动作，力调节手柄处于不同的位置代表不同的力的大小。位调节与强压型类似，就是通过设定犁具的位置来保证耕作深度，操作室内的位调节手柄通过连杆机构与液压系统的机械位调节机构相连接，当位调节手柄处于最小位置时，犁具抬升到最高点，当位调节手柄处于最大位置时，犁具下降到最低点。调节手柄处于不同的位置，犁具则调节到相对应的位置。机械位调节机构和机械力调节机构是做在一起的一种机构，当需要力调节时需要将位调节手柄调至最大然后调节力调节手柄，当需要位调节时同样需要将力调节手柄调至最大。
[0005]无论是强压型还是力位调节型，两者都有一个共同的缺陷就是:操作繁琐，尤其是当把犁具抬起再放下时，犁具不能恢复到上抬前的位置，需要靠人工慢慢来调节，效率低，尤其是在那些对耕地深度有硬性要求的地方，对效率的影响更为明显。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是，提供一种拖拉机犁具电控智能系统及方法。
[0007]本发明解决其技术问题所采的技术方案是:
本发明之拖拉机犁具电控智能系统，其特征在于:
对于强压型控制方式，包括提升臂、位置监测装置、操作面板、控制单元、动作执行机构和分配器，所述位置监测装置安装在提升臂旁，或者直接与所述提升臂相连接，直接监测所述提升臂的位置变化，或者安装在拖拉机机头等其它地方，间接监测所述提升臂的位置变化，所述位置监测装置、操作面板分别通过电缆线与控制单元连接，所述控制单元通过电缆线与动作执行机构连接，所述动作执行机构通过连杆机构与分配器连接；
对于力位调节型控制方式，包括提升臂、位置监测装置、操作面板、控制单元、动作执行机构和机械力位调节装置，所述位置监测装置安装在提升臂旁，或者直接与所述提升臂相连接，直接监测所述提升臂的位置变化，或者安装在拖拉机机头等其它地方，间接监测所述提升臂的位置变化，所述位置监测装置、操作面板分别通过电缆线与控制单元连接，所述控制单元通过电缆线与动作执行机构连接，所述动作执行机构通过连杆机构与机械力位调节装置连接。
[0008]所述位置监测装置为角度传感器，当然，也可以是其它位置传感器。
[0009]所述控制单元为控制器等控制设备，主要是进行电信号的采集、分析、逻辑运算和控制信号输出等。
[0010]所述动作执行机构包括推杆电机、操作手柄，所述推杆电机通过圆柱销与拖拉机驾驶室的犁具操作手柄相连接，通过所述推杆电机的伸缩实现所述操作手柄的动作。
[0011]进一步，还设有负载阻力监测单元，所述负载阻力监测单元通过电缆线与控制单元连接。所述负载阻力监测单元为转速传感器。所述负载阻力监测单元采集拖拉机头牵引旋耕机进行耕作过程中的负载阻力大小转变成电信号并传输给所述控制单元，可以用来监测所述拖拉机机头负载阻力的变化，也可以用来监测拖拉机机头牵引力的变化。
[0012]进一步，还设有变速箱档位监测单元，所述变速箱档位监测单元通过电缆线与控制单元连接。所述变速箱档位监测单元的主要功能是监测变速箱的工作状态，对变速箱所处档位的信号进行采集并传输给所述控制单元。所述变速箱档位监测单元可以为接近开关或限位开关等。
[0013]本发明之拖拉机犁具电控方法，包括以下部分:
对于强压型控制方式
上升动作的实现:操作人员通过操作面板上的上升按钮开关向所述控制单元发出电控信号，所述控制单元向动作执行机构发出电控信号，所述动作执行机构操动液压控制系统中的分配器，使分配器操作杆由中立位置变动到提升位置，拖拉机液压控制系统控制悬挂机构提升臂使犁具上升；
下降动作的实现:与上升动作的实现的原理相同，只是所述动作执行机构操动液压控制系统中的分配器，使分配器操作杆处于下降位置； 浮动功能的实现:操作人员通过操作面板上的浮动按钮开关向所述控制单元发出电控信号，所述控制单元向动作执行机构发出电控信号，所述动作执行机构操动液压控制系统中的分配器，使分配器操作杆处于浮动位置，从而使拖拉机犁具处于浮动状态；
对于力位调节型控制方式
力调节模式的实现:操作人员通过操作面板上的力调节按钮开关向所述控制单元发出电控信号，所述控制单元向动作执行机构发出电控信号，所述动作执行机构操动拖拉机机械力位调节机构的位调节手柄，使位调节手柄处于最大位置；操作人员通过所述操作面板上的力设定旋钮来设定力的大小，所述控制单元根据所述控制面板的力设定旋钮给出的力的大小的电信号控制所述动作执行机构，使拖拉机力调节手柄处于相对应的力的位置；位调节模式的实现:操作人员通过所述操作面板的位调节按钮开关向所述控制单元发出电控信号，所述控制单元向所述动作执行机构发出电控信号，所述动作执行机构操动拖拉机机械力位调节机构的力调节手柄，使拖拉机的力调节手柄处于最大位置；操作人员通过所述操作面板上的位设定旋钮来设定位置的高低，所述控制单元根据所述控制面板上的位设定旋钮给出的位置的高低的电信号控制所述动作执行机构，使拖拉机位调节手柄处于对应的位置；
位置记忆功能实现
在工作过程中，当犁具耕作深度设定好后，操作所述操作面板位置记忆按钮，发出电信号给所述控制单元，让其对当前所述位置监测装置所提供的所述提升臂的位置进行记忆，当所述控制单元记住当前位置后，无论犁具怎么抬起，在犁具下放时都能够自动恢复到设定记忆位置，从而保证耕作深度的一致性；
倒档自动抬起功能实现
当所述变速箱档位监测单元监测到变速箱处于倒档状态时，倒档自动上抬功能启动，倒档自动上抬功能是指在倒车时，所述提升臂自动上抬到最高位置；当所述变速箱档位检测单元监测到变速箱不处于倒档状态时，所述提升臂自动恢复到所述控制单元所记忆的位置，如果所述控制单元没有对所述提升臂的位置进行记忆，当所述变速箱档位监测单元监测到变速箱不处于倒档状态时，所述提升臂仍然处于最高位置，不发生任何位置的变化；牵引力自动保持功能实现
当所述负载阻力监测单元监测到所述拖拉机机头阻力变大时或者所述拖拉机机头牵引力不足时，所述负载阻力监测单元将信号传输给所述控制单元，所述控制单元接收到信号后向所述动作执行机构发出指令信号，所述动作执行机构会控制分配器进入上升模式，从而控制犁具的上升，或者控制位调节手柄，使犁具耕作深度变小，从而实现犁具上升的动作，通过上升来减少耕作深度，以释放载荷，使阻力恢复到能正常工作的值，来保证工作的正常进行，正常工作的阻力或牵引力值设置在所述控制单元内(此值可通过所述操作面板进行设置)；当所述拖拉机机头牵引力低于设置值或者所述拖拉机机头的阻力高于设置值时，所述控制单元会控制所述动作执行结构，使犁具上升，当阻力或牵引力恢复到正常值时，所述控制单元会控制所述动作执行机构，使犁具恢复到所述控制单元所记忆的位置；强制抬起功能
按下所述控制面板上强制抬起功能按钮开关