丘陵山地自动调平果园综合作业平台

摘要

本发明涉及一种丘陵山地自动调平果园综合作业平台，包括支撑机构、升降机构、调平机构、工作平台、控制系统和控制方案；本发明能将工作平台稳定举升到预定工作范围的任意工作位置；工作平台的升降高度是通过控制升降油缸控制阀的启闭实现升降油缸的伸缩来调节的；调平机构是利用控制方案预设的两级调平模式，单片机通过角度传感器监测工作台的倾斜角度和位移传感器检测调平油缸的伸缩量，判断进入哪一级调平模式，然后实现对调平油缸控制阀的控制，最终通过调平油缸实现工作平台的调平。本发明是一种工作平稳、安全可靠、调平质量好、调平响应快的果园作业平台，可适应丘陵山地的特殊作业环境。

主权项

一种丘陵山地自动调平果园综合作业平台，其特征在于包括支撑机构、升降机构、调平机构、工作平台、控制系统、控制软件和报警模块；所述的支撑机构包括支撑角座、竖臂和横臂；所述的支撑角座上面焊接竖臂；横臂铰接在竖臂顶部；所述的升降机构为升降油缸；横臂左侧下方的竖臂上铰接升降油缸无杆腔耳环，升降油缸有杆腔耳环铰接在横臂右侧下端面；横臂右端面铰接工作平台；通过升降油缸可以调节工作台高度；所述的调平机构为调平油缸；横臂下方升降油缸无杆腔耳环铰接处下方的竖臂上铰接调平油缸无杆腔耳环，调平油缸有杆腔耳环铰接在工作平台上；竖臂、横臂、工作台和调平油缸组成平行四边形结构；所述的控制系统包括单片机系统、位移传感器、角度传感器和控制阀；单片机系统和控制阀安装在控制盒内，控制盒安装在工作台的前端；所述的角度传感器安装在工作平台上；调平油缸上安装有位移传感器；单片机系统分别和位移传感器、度度传感器和控制阀连接；所述的控制阀由升降油缸控制阀和调平油缸控制阀组成；升降油缸控制阀和调平油缸控制阀均设有三个工作位，上位控制油缸伸长，中位控制油缸锁紧，下位控制油缸缩短；升降油缸控制阀和调平油缸控制阀通过油管分别与油泵、升降油缸和调平油缸相连；所述的角度传感器安装在工作平台上，用于检测工作平台的倾斜角度；所述的位移传感器安装在调平油缸上，用于检测调平油缸的伸长量；所述的单片机系统中存储有控制软件；所述控制软件根据现有技术编程，控制内容包括平地作业和坡地作业两种方式：平地作业时，调平机构利用横臂与调平油缸组成的平行四边形结构在升降过程中保持水平作业，在坡地作业时，设有两级调平模式，当作业平台倾斜角度大于2°且小于20°时，控制系统通过位移传感器获得调平油缸伸缩量控制调平油缸实现作业平台一级粗略调平，使作业平台倾斜角度小于2°，当作业平台倾斜角度小于2°时，利用角度检测模块实现作业平台二级精准调平，使作业平台倾斜角度在0.5°以内，达到作业平台调平的目的；作业平台上坡调平过程分为两个阶段，首先是上坡先调平，作业平台上坡后进入调平阶段，调平油缸BE需要伸长到BE'完成作业平台调平；BE'计算式为：${\mathrm{BE}}^{\prime 2}={\mathrm{BC}}^2+{\mathrm{CD}}^2+{\mathrm{DE}}^{\prime 2}-2BD\times {\mathrm{DE}}^{\prime }\times COS(\frac{\pi }{2}-\arctan (\frac{BC}{CD})+{\theta }_1)$当作业平台在斜坡上进行升降作业时，调平油缸需要实时调整伸长量，调平油缸由BE伸长到BE”完成作业平台实时调平；BE”计算式为：${\mathrm{BE}}^{\prime \prime 2}={\mathrm{BD}}^{\prime 2}+D^{\prime }{E}^{\prime \prime 2}-2{\mathrm{BD}}^{\prime }\times D^{\prime }{E}^{\prime \prime }\times COS\left(\frac{\pi }{2}+\theta -\beta -\arcsin \left(\frac{BC\times \sin \left(\frac{\pi }{2}+\beta \right)}{{\mathrm{BD}}^{\prime }}\right)\right)$同样作业平台下坡调平过程分为两个阶段，首先是下坡先调平，作业平台下坡后进入调平阶段，调平油缸BE需要伸长到BE₁完成作业平台调平；BE₁计算式为：${{\mathrm{BE}}_1}^2={{\mathrm{CE}}_1}^2+{\mathrm{CB}}^2-2{\mathrm{CE}}_1\times CB\times cos(\frac{\pi }{2}-\arcsin (\frac{{\mathrm{DE}}_1\times sin(\frac{\pi }{2}-{\theta }_2)}{{\mathrm{CE}}_1}\left)\right)$下坡先调平结束后，当作业平台在斜坡上进行升降作业时，调平油缸进入升降调平阶段，调平油缸由BE伸长到BE₂完成作业平台实时调平；BE₂计算式为：${{\mathrm{BE}}_2}^2={{\mathrm{CE}}_2}^2+{\mathrm{BC}}^2-2\times {\mathrm{CE}}_2\times BC\times cos(\frac{\pi }{2}+{\beta }_1-\arcsin (\frac{sin(\frac{\pi }{2}-\theta -{\beta }_1)\times D_1{E}_2}{{\mathrm{CE}}_2}\left)\right)$所述报警控制模块包括报警器和警示灯；报警器和警示灯分别与单片机系统连接；单片机系统根据作业平台作业环境要求设定作业平台最大倾斜角度为20°，超出最大倾斜角度时作业平台停止作业并实时报警。