带自动回中功能的收割机转向装置的制作方法

1.本实用新型涉及甘蔗收割机技术领域，尤其涉及一种带自动回中功能的收割机转向装置。


背景技术：

2.现有国内及国际品牌甘蔗收割机均采用以下两种转向装置：第一种，机械液压助力转向装置，方向盘通过机械连杆机构连接液压转向器，液压转向器输出液压油控制转向油缸的行程，从而改变前轮的角度达完成正常转向。第二种，电子液压助力转向装置，方向盘传动轴与传感器相连接，方向盘左右转时，传感器输出不同信号进入整车控制器，整车控制器输出相应电流控制转向油缸电磁阀，油缸行程根据电磁阀通电情况变化，从而改变前轮的角度达完成整车转向。
3.对于上述第一种甘蔗收获机特殊的转向机构，使机器在行驶过程中，方向盘无法自动回中位(相对于汽车方向盘而言)。特别是收割机在作业过程中，作业工况很恶劣，机器必须保证直线行驶。当方向盘转动时，机器并没有及时转向到位(前轮角度已经改变，但是整车转向速度慢)，所以经常出现方向盘超调现象(机器行驶路线变成s形)，影响收割质量。因此，对驾驶员的驾驶技术要求很高，同时也大大增加驾驶员劳动强度(驾驶员必须持续的长时间快速控制方向盘)。对于上述第二种电子液压助力转向装置增加传感器，虽然可以实现方向盘自动回中，但是甘蔗收割机作业工况非常恶劣。当行驶过程中一旦出现电气故障，机器将无法转向，危险系数很高。所以电子液压助力转向装置的可靠性及使用寿命要求很高，制造成本高。


技术实现要素：

4.本实用新型提出一种带自动回中功能的收割机转向装置，增加电磁驱动装置，使方向盘自动回中，即使电气控制出故障失效，方向盘还可以自动控制整车转向。
5.本实用新型采取以下技术方案实现上述目的：
6.一种带自动回中功能的收割机转向装置，包括方向盘、转向杆、电磁驱动装置、位移传感器、控制器和液压转向装置，方向盘和所述液压转向装置分别安装在转向杆的相对两端，电磁驱动装置安装在转向杆上，位移传感器安装在所述液压转向装置上，控制器分别电性连接电磁驱动装置和位移传感器；方向盘用于向转向杆施加转向力，电磁驱动装置用于给转向杆施加与转向力相反的回中力，且转向力大于回中力；位移传感器用于检测所述液压转向装置处于转向或回中状态；控制器用于根据位移传感器传来的转向或回中状态控制电磁驱动装置的开启或关闭。
7.优选地，所述液压转向装置包括液压转向器、左轮助力转向油缸、右轮助力转向油缸和液压管，液压转向器安装在转向杆的端部，且通过液压管分别连接左轮助力转向油缸和右轮助力转向油缸，左轮助力转向油缸和右轮助力转向油缸之间亦通过液压管相连接，位移传感器安装在左轮助力转向油缸或右轮助力转向油缸内。
8.优选地，液压管设为三根。
9.优选地，电磁驱动装置包括永磁体转子和多级绕组定子，永磁体转子与转向杆为一体设置，多级绕组定子安装在永磁体转子的外周面上。
10.优选地，多级绕组定子由三组线圈和位置传感器组成，三组所述线圈安装在永磁体转子的外周面上，所述位置传感器安装在所述线圈上，且所述位置传感器连接控制器。
11.优选地，控制器通过电气连接电缆分别电性连接电磁驱动装置和位移传感器。
12.本实用新型的有益效果是：
13.本实用新型的带自动回中功能的收割机转向装置，在方向盘的转向杆增加电磁驱动装置，在不改变主体结构及功能的前提下，靠电磁驱动装置输出磁力，以给方向盘提供一个自动回中的转向力，且这个转向力的大小可以通过电流大小无级调节。此外，液压转向装置内增加位移传感器，以给方向盘提供回中信号，性能稳定，可靠性高。本装置可以提升整车作业性能，使收割机能直线行走，甘蔗损耗率降低，破头率降低。即使该装置若出现电气故障，也不会影响到整机的行驶。同时，本装置可以降低驾驶员劳动强度，有助于新驾驶员能快速提升驾驶水平。
附图说明
14.图1为本实用新型提供的带自动回中功能的收割机转向装置的结构示意图；
15.图2为本实用新型提供的带自动回中功能的收割机转向装置中的电磁驱动装置的结构示意图。
16.图中，1
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方向盘，2
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转向杆，3
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电磁驱动装置，4
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位移传感器，5
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控制器，6
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液压转向器，7
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左轮助力转向油缸，8
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右轮助力转向油缸，9
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液压管，10
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永磁体转子，11
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多级绕组定子，12
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电气连接电缆。
具体实施方式
17.下面结合附图1
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2和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
18.请同时参见图1
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2，本实用新型实施方式提供一种带自动回中功能的收割机转向装置，包括方向盘1、转向杆2、电磁驱动装置3、位移传感器4、控制器5和液压转向装置。方向盘1和所述液压转向装置分别安装在转向杆2的相对两端，电磁驱动装置3安装在转向杆2上，位移传感器4安装在所述液压转向装置上，控制器5分别电性连接电磁驱动装置3和位移传感器4。转向时，通过旋转方向盘1向转向杆2施加转向力，同时，电磁驱动装置3给转向杆2施加与转向力相反的回中力，且转向力大于回中力；位移传感器4用于检测所述液压转向装置处于转向或回中状态；控制器5用于根据位移传感器4传来的转向或回中状态控制电磁驱动装置3的开启或关闭。
19.本实用新型的带自动回中功能的收割机转向装置在使用时，需要转向时，驾驶员通过旋转方向盘1向转向杆2施加转向力，转向杆2带动液压转向装置，液压转向装置驱动收割机车轮的转向，从而实现转向，此时，位移传感器4检测到液压转向装置处于转向状态，控制器5控制电磁驱动装置3开启，产生与转向力相反的回中力，但转向力大于回中力。需要回中时，驾驶员松开方向盘1，转向力消失，转向杆2在电磁驱动装置3的回中力作用下，开始回中，当位移传感器4检测到液压转向装置处于回中状态时，控制器5控制电磁驱动装置3关
闭，回中力也消失，方向盘1在转向杆2的带动下，完成回中。
20.控制器5的控制策略：
21.s1：接收位移传感器4传来的液压转向装置处于转向状态的信号；
22.s2：控制电磁驱动装置3开启；
23.s3：接收位移传感器4传来的液压转向装置处于回中状态的信号；
24.s4：控制电磁驱动装置3关闭，并回到s1。
25.本实用新型在方向盘1的转向杆2上增加电磁驱动装置3，在不改变主体结构及功能的前提下，靠电磁驱动装置3输出磁力，以给方向盘1提供一个自动回中的转向力。液压转向装置内增加位移传感器4，以给控制器5提供回中信号。控制器5采集位移传感器4的信号后，根据位移传感器4的信号输出电流，以控制电磁驱动装置3输出不同的电磁力从而控制转向力的方向，使方向盘1自动回中。此时，驾驶员很容易找到方向盘1的中位位置。
26.作为上述实施方式的一种优选，所述液压转向装置包括液压转向器6、左轮助力转向油缸7、右轮助力转向油缸8和液压管9。液压转向器6安装在转向杆2的端部，且通过液压管9分别连接左轮助力转向油缸7和右轮助力转向油缸8，左轮助力转向油缸7和右轮助力转向油缸8之间亦通过液压管9相连接，位移传感器4安装在左轮助力转向油缸7或右轮助力转向油缸8内。液压管9设为三根。
27.作为上述实施方式的一种优选，电磁驱动装置3包括永磁体转子10和多级绕组定子11，永磁体转子10与转向杆2为一体设置，两者同步转动。多级绕组定子11安装在永磁体转子10的外周面上。多级绕组定子11由三组线圈和位置传感器组成。三组线圈绕组在永磁体转子10的外周面上，位置传感器安装在线圈上，且位置传感器连接控制器5。位置传感器可以设为一个，安装在任意一组线圈上。位置传感器也可以设为三个，即每组线圈上安装一个位置传感器。位置传感器向控制器5提供永磁体转子10的位置信号，然后控制器5根据位置传感器传递的信号给三组线圈依次通电，使永磁体转子10转动。控制器5根据位移传感器4输入信号进行计算后，输出相应电流信号控制多级绕组定子11的三组线圈使永磁体转子10左转或右转，通过改变三组线圈的通电顺序可改变永磁体转子10的转向，以实现方向盘1左转或右转，直至转动回到中位。
28.作为上述实施方式的一种优选，控制器5通过电气连接电缆12分别电性连接电磁驱动装置3和位移传感器4。
29.本实用新型的带自动回中功能的收割机转向装置的具体工作原理为：方向盘1通过转向杆2给液压转向器6转动的力，使液压转向器6向左或者向右转动。方向盘1向左转时，液压转向器6输出液压油，通过液压管9向左轮助力转向油缸7的有杆腔注入液压油，左轮助力转向油缸7的缸杆收缩，驱动左边车轮向左边旋转。同时，无杆腔内的液压油通过液压管9向右轮助力转向油缸8的无杆腔内注入液压油，缸杆伸出，驱动右边车轮向左边旋转。左右两个车轮同时向左边旋转时，收割机向左前方行驶。左转向行驶时，左轮助力转向油缸7为主动力源，右轮助力转向油缸8为从动力源；方向盘1向右转时即右转行驶，液压转向器6通过液压管9输出液压油。右轮助力转向油缸8为主动力源，左轮助力转向油缸7为从动力源。
30.位移传感器4随着液压油缸活塞的前后运动输出不同的信号。控制器5采集位移传感器4的信号后，经过分析处理，输出对应的电流驱动电磁驱动装置3。电磁驱动装置3输出对应的电磁力，电磁力大小可以通过电流的大小进行无级调节，使转向杆2向左或者向右转
动。例如，驾驶员转动向左边转动方向盘1时，位移传感器4信号发生变化，则控制器5控制电磁驱动装置3开启，电磁驱动装置3就一直输出电磁力，给方向盘1提供向右转动的回中力，该力矩不大，但是刚好能驱动转向杆2转动，使驾驶员转动方向盘1不费力。驾驶员松开方向盘1时，因电磁力的作用，方向盘1自动向右转至中位后停止，则位移传感器4恢复中位信号，控制器5控制电磁驱动装置3关闭，电磁力消失。此时若出现电气故障，方向盘只是没有自动回中功能，不会影响整车转向。
31.虽然，上文中已经用具体实施方式，对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。