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(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115030939A(43)申请公布日2022.09.09(21)申请号202210625307.5(22)申请日2022.06.02(71)申请人中国农业大学地址100083北京市海淀区清华东路17号(72)发明人谢斌罗振豪张胜利温昌凯陈仲举(74)专利代理机构北京中安信知识产权代理事务所(普通合伙)11248专利代理师徐林(51)Int.Cl.F15B21/08(2006.01)F15B11/08(2006.01)F15B13/04(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称一种电动拖拉机用直驱式电液悬挂系统及其控制方法(57)摘要本发明属于电动拖拉机悬挂提升系统技术领域,具体涉及一种电动拖拉机用直驱式电液悬挂系统及其控制方法。所述系统包括销轴力传感器、位移传感器、上拉杆、横向限位杆、下拉杆、纵向限位杆、支撑臂、左提升液压缸、右提升液压缸、耕深控制面板、电池组、液压泵、溢流阀、电液换向阀、液控单向阀组、单向阀、液压缸压力传感器、犁具、耕深控制器、伺服驱动器和直流伺服电机;本发明提出了一种考虑滑转率、耕作阻力和耕深位置的多参数综合控制算法,基于导纳控制和PID控制方法,赋予直驱式悬挂系统惯性、阻尼和刚度特性,动态平衡了滑转率、耕作阻力和耕深位置关系,提高了拖拉机行驶稳定性和耕深稳定性。CN115030939ACN115030939A权利要求书1/2页1.一种电动拖拉机用直驱式电液悬挂系统,所述电动拖拉机自带导航系统,电动拖拉机的后端设有支撑臂(7);其特征在于:所述系统包括销轴力传感器(1)、位移传感器(2)、上拉杆(3)、横向限位杆(4)、下拉杆(5)、纵向限位杆(6)、左提升液压缸(8)、右提升液压缸(9)、耕深控制面板(10)、电池组(11)、液压泵(12)、溢流阀(13)、电液换向阀(14)、液控单向阀组(15)、单向阀(16)、液压缸压力传感器(17)、犁具(18)、耕深控制器(19)、伺服驱动器(20)和直流伺服电机(21);上拉杆(3)的前端与电动拖拉机的后端铰接,后端与一对纵向限位杆(6)的上端连接,纵向限位杆(6)的下端与横向限位杆(4)连接;两根下拉杆(5)的前端与电动拖拉机的后端铰接,后端与横向限位杆(4)的两端连接;上拉杆(3)和下拉杆(5)与犁具(18)连接;所述左提升液压缸(8)及右提升液压缸(9)的上端与支撑臂(7)铰接,下端与下拉杆(5)的中部铰接;所述伺服驱动器(20)与直流伺服电机(21)和耕深控制器(19)连接,直流伺服电机(21)直接驱动液压泵(12);所述位移传感器(2)设置在右提升液压缸(9)上,销轴力传感器(1)设置在下拉杆(5)与电动拖拉机连接处;液压缸压力传感器(17)设于左提升液压缸(8)及右提升液压缸(9)的内部;销轴力传感器(1)、位移传感器(2)、耕深控制面板(10)、电池组(11)和液压缸压力传感器(17)与耕深控制器(19)相连;所述液压泵(12)、单向阀(16)、溢流阀(13)、电液换向阀(14)、液控单向阀组(15)与左提升液压缸(8)和右提升液压缸(9)依次连接。2.根据权利要求1所述的电动拖拉机用直驱式电液悬挂系统,其特征在于:所述液压泵(12)的进油口与油箱连接,所述液压泵(12)的出油口通过液压油管连接单向阀(16)的进油口和溢流阀(13)的进油口,单向阀(16)用于限制液压油流向,溢流阀(13)的回油口通过液压油管与油箱连接。单向阀(16)的出油口通过液压油管连接至电液换向阀(14)的P口;液控单向阀组(15)的A口通过液压油管连接左提升液压缸(8)和右提升液压缸(9)的无杆腔,液控单向阀组(15)的B口通过液压油管连接左提升液压缸(8)和右提升液压缸(9)的有杆腔;电液换向阀(14)的A、B口分别和液控单向阀(15)的P(1)、P(2)口直接连接,共同实现液压油路的换向和锁定;电液换向阀(14)的T口与油箱连接。3.根据权利要求1或2所述的电动拖拉机用直驱式电液悬挂系统,其特征在于:液控单向阀组(15)由两个液控单向阀组成,所述电液换向阀(14)是三位四通换向阀。4.根据权利要求1或2所述的电动拖拉机用直驱式电液悬挂系统,其特征在于:耕深控制面板(10)位于电动拖拉机的方向盘下方,所述电池组(11)位于电动拖拉机前部。5.一种根据权利要求1~4之一所述的电动拖拉机用直驱式电液悬挂系统的控制方法,其特征在于:所述方法包括以下步骤:步骤1:实际耕作前,在耕深控制面板(10)中手动设定一个目标耕深值x(0),实际耕作时,将位移传感器(2)测量到的左提升液压缸(8)和右提升液压缸(9)的伸长度实时地转换成犁具的耕深,将销轴力传感器(1)测量的销轴压力实时地转换为犁具(18