本發(fā)明涉及一種大馬力拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向控制裝置及控制方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中，傳統(tǒng)的大馬力拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向控制裝置主要包括齒輪齒條轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)和液壓系統(tǒng)兩部分。工作原理是通過(guò)液壓泵(由發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶帶動(dòng))提供油壓推動(dòng)活塞，進(jìn)而產(chǎn)生輔助力推動(dòng)轉(zhuǎn)向拉桿，輔助車輪轉(zhuǎn)向，首先位于轉(zhuǎn)向機(jī)上的機(jī)械閥體(可隨轉(zhuǎn)向柱轉(zhuǎn)動(dòng))，在方向盤沒有轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，閥體保持原位，活塞兩側(cè)的油壓相同，處于平衡狀態(tài)。當(dāng)方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)向控制閥就會(huì)相應(yīng)的打開或關(guān)閉，一側(cè)油液不經(jīng)過(guò)液壓缸而直接回流至儲(chǔ)油罐，另一側(cè)油液繼續(xù)注入液壓缸內(nèi)，這樣活塞兩側(cè)就會(huì)產(chǎn)生壓差而被推動(dòng)，進(jìn)而產(chǎn)生輔助力推動(dòng)轉(zhuǎn)向拉桿，使轉(zhuǎn)向更加輕松。但是這種結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，維修麻煩，較為費(fèi)油，成本較高，輔助力的力度不可調(diào)節(jié)，很難兼顧低速和高速行駛時(shí)對(duì)指向精度的不同需求。一般駕駛室中的方向盤位置固定，無(wú)法調(diào)節(jié)，相關(guān)部件無(wú)法拆卸，維護(hù)成本高；且由于不同的使用者的身高、行駛習(xí)慣不同，對(duì)方向盤的把握各不相同，在駕駛同一輛拖拉機(jī)時(shí)會(huì)有不同的感受，若拖拉機(jī)的方向盤不能與駕駛者協(xié)調(diào)一致，會(huì)帶給駕駛者不適感，無(wú)法適應(yīng)個(gè)體差異的駕駛者，給駕駛者帶來(lái)不便，影響行駛，造成一定的安全隱患和交通事故。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的諸多不足，提供一種大馬力拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向控制裝置及控制方法，裝置結(jié)構(gòu)緊湊簡(jiǎn)單、便于布置，方向盤可調(diào)節(jié)，適應(yīng)不用個(gè)體差異的駕駛者，改善駕駛環(huán)境，提高駕駛安全性，轉(zhuǎn)向控制簡(jiǎn)單，借助外力，使駕駛者用更少的力就能完成轉(zhuǎn)向，使得駕駛更加輕松、敏捷，運(yùn)行平穩(wěn)，控制精度及執(zhí)行效率高。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種大馬力拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向控制裝置，包括車架、方向盤、轉(zhuǎn)向柱、轉(zhuǎn)向拉桿、轉(zhuǎn)向裝置、助力裝置和控制單元，方向盤通過(guò)轉(zhuǎn)向柱與轉(zhuǎn)向拉桿連接，轉(zhuǎn)向裝置和助力裝置均與轉(zhuǎn)向拉桿連接，轉(zhuǎn)向柱由第一固定桿、活動(dòng)氣缸、角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和第二固定桿構(gòu)成，第一固定桿的一端通過(guò)轉(zhuǎn)向裝置與轉(zhuǎn)向拉桿連接，第一固定桿的另一端與活動(dòng)氣缸連接，活動(dòng)氣缸的活塞桿與角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)連接，第二固定桿分別與角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和方向盤連接，轉(zhuǎn)向拉桿由轉(zhuǎn)向套、第一拉桿和第二拉桿構(gòu)成，轉(zhuǎn)向套上設(shè)有橫向滑槽，轉(zhuǎn)向裝置滑動(dòng)連接在橫向滑槽內(nèi)，轉(zhuǎn)向套的下方設(shè)有底板，底板上設(shè)有推動(dòng)氣缸，推動(dòng)氣缸與轉(zhuǎn)向套連接，控制單元分別與轉(zhuǎn)向裝置和助力裝置連接。本發(fā)明提供的轉(zhuǎn)向控制裝置尺寸調(diào)節(jié)范圍大，通過(guò)活動(dòng)氣缸進(jìn)行上下方向的控制，通過(guò)角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)進(jìn)行角度的控制，通過(guò)轉(zhuǎn)向套進(jìn)行左右方向的控制，通過(guò)底板進(jìn)行前后方向的控制，實(shí)現(xiàn)方向盤各個(gè)方向的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍廣，自動(dòng)化控制，調(diào)節(jié)精確、快速，便于駕駛員對(duì)方向盤的掌控，使得駕駛更加得心應(yīng)手，控制更省力；助力裝置采用電子液壓助力的電動(dòng)泵，不用消耗發(fā)動(dòng)機(jī)本身的動(dòng)力，而且電動(dòng)泵是由電子系統(tǒng)控制的，不需要轉(zhuǎn)向時(shí)，電動(dòng)泵關(guān)閉，進(jìn)一步減少能耗，同時(shí)通過(guò)控制單元分別控制轉(zhuǎn)向裝置和助力裝置，利用對(duì)車速傳感器、扭矩傳感器等傳感器的信息處理，改變轉(zhuǎn)向裝置的傳動(dòng)比以及改變電動(dòng)泵的流量來(lái)改變轉(zhuǎn)向助力的力度大小，使得行駛、轉(zhuǎn)向更加靈活、穩(wěn)定、安全。

進(jìn)一步，控制單元包括車速傳感器、扭矩傳感器、信號(hào)放大器、分析器和控制器，信號(hào)放大器分別與車速傳感器、扭矩傳感器和分析器連接，分析器與控制器連接，控制器分別與轉(zhuǎn)向裝置和助力裝置連接。設(shè)置的車速傳感器用來(lái)檢測(cè)汽車行駛的車速，設(shè)置的扭矩傳感器用來(lái)檢測(cè)方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，并將檢測(cè)到的信息發(fā)送到信號(hào)放大器放大，然后信號(hào)放大器將放大的信息發(fā)送到分析器進(jìn)行分析，分析器將分析后的結(jié)果發(fā)送到控制器，控制器分別根據(jù)車速和方向盤轉(zhuǎn)矩對(duì)轉(zhuǎn)向裝置和助力裝置進(jìn)行控制；當(dāng)車低速行駛時(shí)，控制器根據(jù)方向盤的扭轉(zhuǎn)情況控制轉(zhuǎn)向裝置與駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤的方向相同，且改變轉(zhuǎn)向裝置的傳動(dòng)比，使方向盤角度比車輪角度大，提高方向盤的靈活性，減少對(duì)轉(zhuǎn)向力的需求；當(dāng)車高速行駛時(shí)，控制器根據(jù)方向盤的扭轉(zhuǎn)情況控制轉(zhuǎn)向裝置與駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤的方向相反，且改變轉(zhuǎn)向裝置的傳動(dòng)比，減少前輪的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，提高轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性；當(dāng)車低速行駛時(shí)，控制器控制助力裝置提供較大的助力，保證方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)輕盈和靈活；當(dāng)車高速行駛時(shí)，控制器控制助力裝置提供的較小的助力，以增強(qiáng)行車的安全性和穩(wěn)定性。

進(jìn)一步，角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括安裝架、調(diào)節(jié)電機(jī)、定位柱、轉(zhuǎn)軸和調(diào)節(jié)桿，安裝架與活動(dòng)氣缸的活塞桿連接，調(diào)節(jié)電機(jī)固定在安裝架的外側(cè)，調(diào)節(jié)桿的一端通過(guò)轉(zhuǎn)軸與定位柱鉸接，調(diào)節(jié)桿的另一端與第二固定桿連接，轉(zhuǎn)軸的一端與調(diào)節(jié)電機(jī)的輸出軸連接，轉(zhuǎn)軸的另一端穿過(guò)調(diào)節(jié)桿和定位柱與安裝架的內(nèi)側(cè)面轉(zhuǎn)接。啟動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)，調(diào)節(jié)電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使調(diào)節(jié)桿、第二固定桿以及方向盤在豎直平面上上下轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)方向盤角度上的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍廣、調(diào)節(jié)方便，自動(dòng)化控制，無(wú)需人工手動(dòng)拆卸安裝，且調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)置在活動(dòng)氣缸的上側(cè)，對(duì)方向盤高度的調(diào)節(jié)不產(chǎn)生干擾。

進(jìn)一步，轉(zhuǎn)向套內(nèi)設(shè)有左右移動(dòng)裝置，左右移動(dòng)裝置包括移動(dòng)電機(jī)和螺桿，轉(zhuǎn)向裝置的底面設(shè)有第一滑塊，第一滑塊穿過(guò)橫向滑槽與螺桿螺紋連接。移動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)第一滑塊和轉(zhuǎn)向裝置沿著螺桿左右移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)方向盤左右方向上的位置調(diào)節(jié)，使其適應(yīng)駕駛員的位置和使用習(xí)慣。

進(jìn)一步，底板上設(shè)有縱向滑槽和轉(zhuǎn)向柱支架，轉(zhuǎn)向套通過(guò)第二滑塊滑動(dòng)連接在縱向滑槽上，轉(zhuǎn)向柱支架由底座、伸縮桿和支撐部構(gòu)成，支撐部支撐在轉(zhuǎn)向柱的下側(cè)，底板的底面設(shè)有緩沖層，活動(dòng)氣缸的活塞桿上設(shè)有彈簧，彈簧分別與活動(dòng)氣缸和角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)連接。轉(zhuǎn)向套通過(guò)第二滑塊滑動(dòng)連接在縱向滑槽上，提高轉(zhuǎn)向套的移動(dòng)順滑性，保持轉(zhuǎn)向套的直線移動(dòng)，防止偏離方向，提高移動(dòng)的準(zhǔn)確性和精確度，設(shè)置的轉(zhuǎn)向柱支架用來(lái)支撐轉(zhuǎn)向柱，提高轉(zhuǎn)向柱的結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性，利用伸縮桿配合轉(zhuǎn)向柱的角度和高度偏移，使得支撐部始終與轉(zhuǎn)向柱相抵觸；當(dāng)車輪的劇烈跳動(dòng)和遇到坑洼路面導(dǎo)致輪胎出現(xiàn)非自主的轉(zhuǎn)向時(shí)，可以通過(guò)緩沖層起到緩沖和吸收震動(dòng)的作用，同時(shí)配合彈簧的彈性功能，使傳遞到方向盤上的震動(dòng)大大減少，提高行駛的安全性。

進(jìn)一步，還包括偏離檢測(cè)裝置，偏離檢測(cè)裝置包括偏航傳感器、障礙物距離感應(yīng)器、第一處理器和警告器，第一處理器分別與偏航傳感器、扭矩傳感器、障礙物距離感應(yīng)器和警告器連接。扭矩傳感器檢測(cè)方向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，并將該信息發(fā)送到第一處理器，偏航傳感器用來(lái)檢測(cè)車輪實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)的角度和拖拉機(jī)實(shí)際的行駛情況，并將該信息發(fā)送到第一處理器，第一處理器將扭矩傳感器和偏航傳感器檢測(cè)到的信息進(jìn)行分析對(duì)比，若拖拉機(jī)實(shí)際的車輪轉(zhuǎn)向和行駛軌跡偏離方向盤控制的轉(zhuǎn)向差距過(guò)大，則第一處理器控制警告器發(fā)出警告信息，提醒駕駛員進(jìn)行方向調(diào)整或者對(duì)車內(nèi)設(shè)施進(jìn)行檢修。障礙物距離感應(yīng)器用來(lái)感應(yīng)拖拉機(jī)行駛過(guò)程中距離其他障礙物的距離，并將該距離發(fā)送到第二處理器，第二處理器將該距離進(jìn)行分析，若距離過(guò)近，超出設(shè)定范圍，則控制警告器發(fā)出警告。

進(jìn)一步，車架上設(shè)有轉(zhuǎn)向燈，轉(zhuǎn)向燈包括左轉(zhuǎn)向燈、右轉(zhuǎn)向燈和第二處理器，第二處理器分別與扭矩傳感器、左轉(zhuǎn)向燈和右轉(zhuǎn)向燈連接，方向盤上套設(shè)有軟墊，軟墊上標(biāo)示有圓形刻度尺，方向盤的中心處設(shè)有指針。當(dāng)扭矩傳感器感應(yīng)到方向盤發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，將轉(zhuǎn)動(dòng)信息發(fā)送到第二處理器，第二處理器接收扭矩傳感器傳來(lái)的信息并進(jìn)行分析，確定該信息為左轉(zhuǎn)信號(hào)還是右轉(zhuǎn)信號(hào)，然后控制左轉(zhuǎn)向燈或者右轉(zhuǎn)向燈亮起，防止駕駛員忘記亮轉(zhuǎn)向燈或者轉(zhuǎn)向燈錯(cuò)誤的情況發(fā)生，減少安全隱患；方向盤上的軟墊便于駕駛員握持方向盤，提高駕駛的舒適度，設(shè)置的圓形刻度尺和指針，方便駕駛員對(duì)方向盤轉(zhuǎn)向的把握，提高轉(zhuǎn)向精確度。

采用如上所述的一種大馬力拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向控制裝置的控制方法，包括如下步驟：

1)、調(diào)節(jié)方向盤的位置：

a、前后調(diào)節(jié)：根據(jù)駕駛者的身材以及駕駛的習(xí)慣，啟動(dòng)推動(dòng)氣缸，推動(dòng)氣缸推動(dòng)轉(zhuǎn)向套沿著縱向滑槽前后移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)方向盤前后方向上的位置調(diào)節(jié)，直至方向盤的前后位置符合駕駛員使用習(xí)慣，然后停止推動(dòng)氣缸的工作，方向盤即停止前后方向的移動(dòng)；

b、左右調(diào)節(jié)：根據(jù)駕駛者的身材以及駕駛的習(xí)慣，啟動(dòng)移動(dòng)電機(jī)，移動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)第一滑塊和轉(zhuǎn)向裝置沿著螺桿左右移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)方向盤左右方向上的位置調(diào)節(jié)，直至方向盤的左右位置符合駕駛員的使用習(xí)慣，然后停止移動(dòng)電機(jī)的工作，方向盤即停止左右方向的移動(dòng)；

c、高度調(diào)節(jié)：根據(jù)駕駛者的身材以及駕駛的習(xí)慣，啟動(dòng)活動(dòng)氣缸，活動(dòng)氣缸帶動(dòng)角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上下移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)方向盤上下方向上的位置調(diào)節(jié)，直至方向盤的上下位置符合駕駛員使用習(xí)慣，然后停止活動(dòng)氣缸的工作，方向盤即停止上下方向的移動(dòng)；

d、角度調(diào)節(jié)：根據(jù)駕駛者的身材以及駕駛的習(xí)慣，啟動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)，調(diào)節(jié)電機(jī)帶動(dòng)調(diào)節(jié)桿以轉(zhuǎn)軸為圓心轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)方向盤的角度調(diào)節(jié)，直至方向盤的角度符合駕駛員使用習(xí)慣，然后停止調(diào)節(jié)氣缸的工作，方向盤即停止角度的轉(zhuǎn)動(dòng)；

2)方向盤扭轉(zhuǎn)角度檢測(cè)：當(dāng)駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤時(shí)，扭矩傳感器檢測(cè)駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤的扭轉(zhuǎn)角度，并將檢測(cè)到的角度信息發(fā)送到信號(hào)放大器，信號(hào)放大器將信息放大后將信息發(fā)送到分析器；

3)車速檢測(cè)：當(dāng)駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤時(shí)，車速傳感器檢測(cè)當(dāng)時(shí)拖拉機(jī)的實(shí)際行駛速度，并將檢測(cè)到的車速發(fā)送到信號(hào)放大器，信號(hào)放大器將信息發(fā)送到分析器；

4)轉(zhuǎn)向控制：分析器將扭矩傳感器和車速傳感器發(fā)來(lái)的信息進(jìn)行分析，確定傳動(dòng)比，并將分析的數(shù)據(jù)發(fā)送到控制器，控制器控制轉(zhuǎn)向裝置的傳動(dòng)比和傳動(dòng)方向，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輪的轉(zhuǎn)向角度和方向的控制；若拖拉機(jī)低速行駛，則控制器控制轉(zhuǎn)向裝置減小傳動(dòng)比，提高方向盤的靈活性，減少對(duì)轉(zhuǎn)向力的需求，若拖拉機(jī)高速行駛，則控制器控制轉(zhuǎn)向裝置增大傳動(dòng)比，提高轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性；

5)助力控制：分析器將扭矩傳感器和車速傳感器發(fā)來(lái)的信息進(jìn)行分析，確定助力大小，并將分析的數(shù)據(jù)發(fā)送到控制器，控制器控制助力裝置的助力大小，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)力的控制；若拖拉機(jī)低速行駛，則控制器控制助力裝置增大對(duì)車輪的助力，保證方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)輕盈和靈活，若拖拉機(jī)高速行駛，則控制器控制助力裝置減少對(duì)車輪的助力，增強(qiáng)行車的安全性和穩(wěn)定性；

6)偏離檢測(cè)：當(dāng)方向盤轉(zhuǎn)向時(shí)，扭矩傳感器檢測(cè)駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤的扭轉(zhuǎn)角度，并將檢測(cè)到的角度信息發(fā)送到第一處理器，此時(shí)偏航傳感器檢測(cè)車輪實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)的角度和拖拉機(jī)實(shí)際的行駛情況，并將該信息發(fā)送到第一處理器，第一處理器將扭矩傳感器和偏航傳感器檢測(cè)到的信息進(jìn)行分析對(duì)比，若拖拉機(jī)實(shí)際的車輪轉(zhuǎn)向和行駛軌跡偏離方向盤控制的轉(zhuǎn)向差距過(guò)大，則第一處理器控制警告器發(fā)出警告信息，提醒駕駛員進(jìn)行方向調(diào)整或者對(duì)車內(nèi)設(shè)施進(jìn)行檢修。

進(jìn)一步，步驟2)中，當(dāng)扭矩傳感器檢測(cè)到方向盤扭轉(zhuǎn)時(shí)，將轉(zhuǎn)動(dòng)信息發(fā)送到第二處理器，第二處理器將轉(zhuǎn)動(dòng)信息進(jìn)行分析，確定該信息為左轉(zhuǎn)信號(hào)還是右轉(zhuǎn)信號(hào)，然后控制左轉(zhuǎn)向燈或者右轉(zhuǎn)向燈亮起，防止駕駛員忘記控制轉(zhuǎn)向燈，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向燈的自動(dòng)點(diǎn)亮，提高駕駛安全性。

進(jìn)一步，拖拉機(jī)在行駛過(guò)程中，障礙物距離感應(yīng)器將感應(yīng)到的距離信息發(fā)送到第二處理器，當(dāng)拖拉機(jī)距離障礙物的距離出超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，第二處理器控制警告器發(fā)出警告信息，提醒駕駛員進(jìn)行調(diào)整。

本發(fā)明由于采用了上述技術(shù)方案，具有以下有益效果：

本發(fā)明提供的轉(zhuǎn)向控制裝置尺寸調(diào)節(jié)范圍大，通過(guò)活動(dòng)氣缸進(jìn)行上下方向的控制，通過(guò)角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)進(jìn)行角度的控制，通過(guò)轉(zhuǎn)向套進(jìn)行左右方向的控制，通過(guò)底板進(jìn)行前后方向的控制，實(shí)現(xiàn)方向盤各個(gè)方向的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍廣，自動(dòng)化控制，調(diào)節(jié)精確、快速，便于駕駛員對(duì)方向盤的掌控，使得駕駛更加得心應(yīng)手，控制更省力；助力裝置采用電子液壓助力的電動(dòng)泵，不用消耗發(fā)動(dòng)機(jī)本身的動(dòng)力，而且電動(dòng)泵是由電子系統(tǒng)控制的，不需要轉(zhuǎn)向時(shí)，電動(dòng)泵關(guān)閉，進(jìn)一步減少能耗，同時(shí)通過(guò)控制單元分別控制轉(zhuǎn)向裝置和助力裝置，利用對(duì)車速傳感器、扭矩傳感器等傳感器的信息處理，改變轉(zhuǎn)向裝置的傳動(dòng)比以及改變電動(dòng)泵的流量來(lái)改變轉(zhuǎn)向助力的力度大小，使得行駛、轉(zhuǎn)向更加靈活、穩(wěn)定、安全。

本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)緊湊簡(jiǎn)單、便于布置，方向盤可調(diào)節(jié)，適應(yīng)不用個(gè)體差異的駕駛者，改善駕駛環(huán)境，提高駕駛安全性，轉(zhuǎn)向控制簡(jiǎn)單，借助外力，使駕駛者用更少的力就能完成轉(zhuǎn)向，使得駕駛更加輕松、敏捷，運(yùn)行平穩(wěn)，控制精度及執(zhí)行效率高。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明：

圖1為本發(fā)明一種大馬力拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中轉(zhuǎn)向套和底板的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明中轉(zhuǎn)向套的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明中控制單元的結(jié)構(gòu)框圖；

圖5為本發(fā)明中偏離檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖6為本發(fā)明中轉(zhuǎn)向燈的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明中方向盤的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記：1、車架；11、左轉(zhuǎn)向燈；12、右轉(zhuǎn)向燈；2、方向盤；21、軟墊；22、圓形刻度尺；23、指針；31、第一固定桿；32、活動(dòng)氣缸；321、彈簧；33、角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；34、安裝架；35、調(diào)節(jié)電機(jī)；36、定位柱；37、轉(zhuǎn)軸；38、調(diào)節(jié)桿；39、第二固定桿；4、轉(zhuǎn)向拉桿；41、轉(zhuǎn)向套；411、橫向滑槽；412、第二滑塊；42、第一拉桿；43、第二拉桿；44、左右移動(dòng)裝置；45、移動(dòng)電機(jī)；46、螺桿；5、轉(zhuǎn)向裝置；51、第一滑塊；6、助力裝置；7、控制單元；71、車速傳感器；72、扭矩傳感器；73、信號(hào)放大器；74、分析器；75、控制器；8、底板；81、推動(dòng)氣缸；82、縱向滑槽；83、緩沖層；84、底座；85、伸縮桿；86、支撐部；9、偏離檢測(cè)裝置；91、偏航傳感器；92、障礙物距離感應(yīng)器；93、第一處理器；94、警告器。

具體實(shí)施方式

如圖1-7所示，為本發(fā)明的一種大馬力拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向控制裝置，包括車架1、方向盤2、轉(zhuǎn)向柱、轉(zhuǎn)向拉桿4、轉(zhuǎn)向裝置5、助力裝置6和控制單元7，方向盤2通過(guò)轉(zhuǎn)向柱與轉(zhuǎn)向拉桿4連接，轉(zhuǎn)向裝置5和助力裝置6均與轉(zhuǎn)向拉桿4連接，轉(zhuǎn)向柱由第一固定桿31、活動(dòng)氣缸32、角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)33和第二固定桿39構(gòu)成，第一固定桿31的一端通過(guò)轉(zhuǎn)向裝置5與轉(zhuǎn)向拉桿4連接，第一固定桿31的另一端與活動(dòng)氣缸32連接，活動(dòng)氣缸32的活塞桿與角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)33連接，第二固定桿39分別與角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)33和方向盤2連接。角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)33包括安裝架34、調(diào)節(jié)電機(jī)35、定位柱36、轉(zhuǎn)軸37和調(diào)節(jié)桿38，安裝架34與活動(dòng)氣缸32的活塞桿連接，調(diào)節(jié)電機(jī)35固定在安裝架34的外側(cè)，調(diào)節(jié)桿38的一端通過(guò)轉(zhuǎn)軸37與定位柱36鉸接，調(diào)節(jié)桿38的另一端與第二固定桿39連接，轉(zhuǎn)軸37的一端與調(diào)節(jié)電機(jī)35的輸出軸連接，轉(zhuǎn)軸37的另一端穿過(guò)調(diào)節(jié)桿38和定位柱36與安裝架34的內(nèi)側(cè)面轉(zhuǎn)接。啟動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)35，調(diào)節(jié)電機(jī)35帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸37轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使調(diào)節(jié)桿38、第二固定桿39以及方向盤2在豎直平面上上下轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)方向盤2角度上的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍廣、調(diào)節(jié)方便，自動(dòng)化控制，無(wú)需人工手動(dòng)拆卸安裝，且調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)置在活動(dòng)氣缸32的上側(cè)，對(duì)方向盤2高度的調(diào)節(jié)不產(chǎn)生干擾。

轉(zhuǎn)向拉桿4由轉(zhuǎn)向套41、第一拉桿42和第二拉桿43構(gòu)成，轉(zhuǎn)向套41上設(shè)有橫向滑槽411，轉(zhuǎn)向裝置5滑動(dòng)連接在橫向滑槽411內(nèi)，轉(zhuǎn)向套41內(nèi)設(shè)有左右移動(dòng)裝置44，左右移動(dòng)裝置44包括移動(dòng)電機(jī)45和螺桿46，轉(zhuǎn)向裝置5的底面設(shè)有第一滑塊51，第一滑塊51穿過(guò)橫向滑槽411與螺桿46螺紋連接。移動(dòng)電機(jī)45帶動(dòng)螺桿46轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)第一滑塊51和轉(zhuǎn)向裝置5沿著螺桿46左右移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)方向盤2左右方向上的位置調(diào)節(jié)，使其適應(yīng)駕駛員的位置和使用習(xí)慣。

轉(zhuǎn)向套41的下方設(shè)有底板8，底板8上設(shè)有推動(dòng)氣缸81，推動(dòng)氣缸81與轉(zhuǎn)向套41連接，底板8上還設(shè)有縱向滑槽82和轉(zhuǎn)向柱支架，轉(zhuǎn)向套41通過(guò)第二滑塊412滑動(dòng)連接在縱向滑槽82上，提高轉(zhuǎn)向套41的移動(dòng)順滑性，保持轉(zhuǎn)向套41的直線移動(dòng)，防止偏離方向，提高移動(dòng)的準(zhǔn)確性和精確度；轉(zhuǎn)向柱支架由底座84、伸縮桿85和支撐部86構(gòu)成，支撐部86支撐在轉(zhuǎn)向柱的下側(cè)，設(shè)置的轉(zhuǎn)向柱支架用來(lái)支撐轉(zhuǎn)向柱，提高轉(zhuǎn)向柱的結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性，利用伸縮桿85配合轉(zhuǎn)向柱的角度和高度偏移，使得支撐部86始終與轉(zhuǎn)向柱相抵觸；底板8的底面設(shè)有緩沖層83，活動(dòng)氣缸32的活塞桿上設(shè)有彈簧321，彈簧321分別與活動(dòng)氣缸32和角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)33連接。當(dāng)車輪的劇烈跳動(dòng)和遇到坑洼路面導(dǎo)致輪胎出現(xiàn)非自主的轉(zhuǎn)向時(shí)，可以通過(guò)緩沖層83起到緩沖和吸收震動(dòng)的作用，同時(shí)配合彈簧321的彈性功能，使傳遞到方向盤2上的震動(dòng)大大減少，提高行駛的安全性。本發(fā)明提供的轉(zhuǎn)向控制裝置尺寸調(diào)節(jié)范圍大，通過(guò)活動(dòng)氣缸32進(jìn)行上下方向的控制，通過(guò)角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)33進(jìn)行角度的控制，通過(guò)轉(zhuǎn)向套41進(jìn)行左右方向的控制，通過(guò)底板8上的推動(dòng)氣缸81進(jìn)行前后方向的控制，實(shí)現(xiàn)方向盤2各個(gè)方向的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍廣，自動(dòng)化控制，調(diào)節(jié)精確、快速，便于駕駛員對(duì)方向盤2的掌控，使得駕駛更加得心應(yīng)手，控制更省力。

控制單元7分別與轉(zhuǎn)向裝置5和助力裝置6連接?？刂茊卧?包括車速傳感器71、扭矩傳感器72、信號(hào)放大器73、分析器74和控制器75，信號(hào)放大器73分別與車速傳感器71、扭矩傳感器72和分析器74連接，分析器74與控制器75連接，控制器75分別與轉(zhuǎn)向裝置5和助力裝置6連接。設(shè)置的車速傳感器71用來(lái)檢測(cè)汽車行駛的車速，設(shè)置的扭矩傳感器72用來(lái)檢測(cè)方向盤2轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，并將檢測(cè)到的信息發(fā)送到信號(hào)放大器73放大，然后信號(hào)放大器73將放大的信息發(fā)送到分析器74進(jìn)行分析，分析器74將分析后的結(jié)果發(fā)送到控制器75，控制器75分別根據(jù)車速和方向盤2轉(zhuǎn)矩對(duì)轉(zhuǎn)向裝置5和助力裝置6進(jìn)行控制。

助力裝置6包括電動(dòng)泵、儲(chǔ)油罐和油管，電動(dòng)泵與控制單元7連接，利用電動(dòng)泵直接對(duì)轉(zhuǎn)向拉桿4施加助力，推動(dòng)轉(zhuǎn)向拉桿4使車輪轉(zhuǎn)向；采用電子液壓助力的電動(dòng)泵，不用消耗發(fā)動(dòng)機(jī)本身的動(dòng)力，而且電動(dòng)泵是由電子系統(tǒng)控制的，不需要轉(zhuǎn)向時(shí)，電動(dòng)泵關(guān)閉，進(jìn)一步減少能耗；當(dāng)車低速行駛時(shí)，控制器75根據(jù)方向盤2的扭轉(zhuǎn)情況控制轉(zhuǎn)向裝置5與駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤2的方向相同，且改變轉(zhuǎn)向裝置5的傳動(dòng)比，使方向盤2角度比車輪角度大，提高方向盤2的靈活性，減少對(duì)轉(zhuǎn)向力的需求；當(dāng)車高速行駛時(shí)，控制器75根據(jù)方向盤2的扭轉(zhuǎn)情況控制轉(zhuǎn)向裝置5與駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤2的方向相反，且改變轉(zhuǎn)向裝置5的傳動(dòng)比，使方向盤2角度比車輪角度要小，減少前輪的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，提高轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性。轉(zhuǎn)向裝置5包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)與控制單元7連接。當(dāng)車低速行駛時(shí)，控制器75控制助力裝置6提供較大的助力，保證方向盤2轉(zhuǎn)動(dòng)輕盈和靈活；當(dāng)車高速行駛時(shí)，控制器75控制助力裝置6提供的較小的助力，以增強(qiáng)行車的安全性和穩(wěn)定性。通過(guò)控制單元7分別控制轉(zhuǎn)向裝置5和助力裝置6，利用對(duì)車速傳感器71、扭矩傳感器72等傳感器的信息處理，改變轉(zhuǎn)向裝置5的傳動(dòng)比以及改變電動(dòng)泵的流量來(lái)改變轉(zhuǎn)向助力的力度大小，使得行駛、轉(zhuǎn)向更加靈活、穩(wěn)定、安全。

還包括偏離檢測(cè)裝置9，偏離檢測(cè)裝置9包括偏航傳感器91、障礙物距離感應(yīng)器92、第一處理器93和警告器94，第一處理器93分別與偏航傳感器91、扭矩傳感器72、障礙物距離感應(yīng)器92和警告器94連接。扭矩傳感器72檢測(cè)方向盤2的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，并將該信息發(fā)送到第一處理器93，偏航傳感器91用來(lái)檢測(cè)車輪實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)的角度和拖拉機(jī)實(shí)際的行駛情況，并將該信息發(fā)送到第一處理器93，第一處理器93將扭矩傳感器72和偏航傳感器91檢測(cè)到的信息進(jìn)行分析對(duì)比，若拖拉機(jī)實(shí)際的車輪轉(zhuǎn)向和行駛軌跡偏離方向盤2控制的轉(zhuǎn)向差距過(guò)大，則第一處理器93控制警告器94發(fā)出警告信息，提醒駕駛員進(jìn)行方向調(diào)整或者對(duì)車內(nèi)設(shè)施進(jìn)行檢修。障礙物距離感應(yīng)器92用來(lái)感應(yīng)拖拉機(jī)行駛過(guò)程中距離其他障礙物的距離，并將該距離發(fā)送到第二處理器，第二處理器將該距離進(jìn)行分析，若距離過(guò)近，超出設(shè)定范圍，則控制警告器94發(fā)出警告。

車架1上設(shè)有轉(zhuǎn)向燈，轉(zhuǎn)向燈包括左轉(zhuǎn)向燈11、右轉(zhuǎn)向燈12和第二處理器，第二處理器分別與扭矩傳感器72、左轉(zhuǎn)向燈11和右轉(zhuǎn)向燈12連接，方向盤2上套設(shè)有軟墊21，軟墊21上標(biāo)示有圓形刻度尺22，方向盤2的中心處設(shè)有指針23。當(dāng)扭矩傳感器72感應(yīng)到方向盤2發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，將轉(zhuǎn)動(dòng)信息發(fā)送到第二處理器，第二處理器接收扭矩傳感器72傳來(lái)的信息并進(jìn)行分析，確定該信息為左轉(zhuǎn)信號(hào)還是右轉(zhuǎn)信號(hào)，然后控制左轉(zhuǎn)向燈11或者右轉(zhuǎn)向燈12亮起，防止駕駛員忘記亮轉(zhuǎn)向燈或者轉(zhuǎn)向燈錯(cuò)誤的情況發(fā)生，減少安全隱患；方向盤2上的軟墊21便于駕駛員握持方向盤2，提高駕駛的舒適度，設(shè)置的圓形刻度尺22和指針23，方便駕駛員對(duì)方向盤2轉(zhuǎn)向的把握，提高轉(zhuǎn)向精確度。

采用如上所述的一種大馬力拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向控制裝置的控制方法，包括如下步驟：

1)、調(diào)節(jié)方向盤2的位置：

a、前后調(diào)節(jié)：根據(jù)駕駛者的身材以及駕駛的習(xí)慣，啟動(dòng)推動(dòng)氣缸81，推動(dòng)氣缸81推動(dòng)轉(zhuǎn)向套41沿著縱向滑槽82前后移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)方向盤2前后方向上的位置調(diào)節(jié)，直至方向盤2的前后位置符合駕駛員使用習(xí)慣，然后停止推動(dòng)氣缸81的工作，方向盤2即停止前后方向的移動(dòng)；

b、左右調(diào)節(jié)：根據(jù)駕駛者的身材以及駕駛的習(xí)慣，啟動(dòng)移動(dòng)電機(jī)45，移動(dòng)電機(jī)45帶動(dòng)螺桿46轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)第一滑塊51和轉(zhuǎn)向裝置5沿著螺桿46左右移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)方向盤2左右方向上的位置調(diào)節(jié)，直至方向盤2的左右位置符合駕駛員的使用習(xí)慣，然后停止移動(dòng)電機(jī)45的工作，方向盤2即停止左右方向的移動(dòng)；

c、高度調(diào)節(jié)：根據(jù)駕駛者的身材以及駕駛的習(xí)慣，啟動(dòng)活動(dòng)氣缸32，活動(dòng)氣缸32帶動(dòng)角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)33上下移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)方向盤2上下方向上的位置調(diào)節(jié)，直至方向盤2的上下位置符合駕駛員使用習(xí)慣，然后停止活動(dòng)氣缸32的工作，方向盤2即停止上下方向的移動(dòng)；

d、角度調(diào)節(jié)：根據(jù)駕駛者的身材以及駕駛的習(xí)慣，啟動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)35，調(diào)節(jié)電機(jī)35帶動(dòng)調(diào)節(jié)桿38以轉(zhuǎn)軸37為圓心轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)方向盤2的角度調(diào)節(jié)，直至方向盤2的角度符合駕駛員使用習(xí)慣，然后停止調(diào)節(jié)氣缸的工作，方向盤2即停止角度的轉(zhuǎn)動(dòng)；

2)方向盤2扭轉(zhuǎn)角度檢測(cè)：當(dāng)駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤2時(shí)，扭矩傳感器72檢測(cè)駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤2的扭轉(zhuǎn)角度，并將檢測(cè)到的角度信息發(fā)送到信號(hào)放大器73和第二處理器，信號(hào)放大器73將信息放大后將信息發(fā)送到分析器74；第二處理器將轉(zhuǎn)動(dòng)信息進(jìn)行分析，確定該信息為左轉(zhuǎn)信號(hào)還是右轉(zhuǎn)信號(hào)，然后控制左轉(zhuǎn)向燈11或者右轉(zhuǎn)向燈12亮起，防止駕駛員忘記控制轉(zhuǎn)向燈，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向燈的自動(dòng)點(diǎn)亮，提高駕駛安全性。

3)車速檢測(cè)：當(dāng)駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤2時(shí)，車速傳感器71檢測(cè)當(dāng)時(shí)拖拉機(jī)的實(shí)際行駛速度，并將檢測(cè)到的車速發(fā)送到信號(hào)放大器73，信號(hào)放大器73將信息發(fā)送到分析器74；

4)轉(zhuǎn)向控制：分析器74將扭矩傳感器72和車速傳感器71發(fā)來(lái)的信息進(jìn)行分析，確定傳動(dòng)比，并將分析的數(shù)據(jù)發(fā)送到控制器75，控制器75控制轉(zhuǎn)向裝置5的傳動(dòng)比和傳動(dòng)方向，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輪的轉(zhuǎn)向角度和方向的控制；若拖拉機(jī)低速行駛，則控制器75控制轉(zhuǎn)向裝置5減小傳動(dòng)比，提高方向盤2的靈活性，減少對(duì)轉(zhuǎn)向力的需求，若拖拉機(jī)高速行駛，則控制器75控制轉(zhuǎn)向裝置5增大傳動(dòng)比，提高轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性；

5)助力控制：分析器74將扭矩傳感器72和車速傳感器71發(fā)來(lái)的信息進(jìn)行分析，確定助力大小，并將分析的數(shù)據(jù)發(fā)送到控制器75，控制器75控制助力裝置6的助力大小，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)力的控制；若拖拉機(jī)低速行駛，則控制器75控制助力裝置6增大對(duì)車輪的助力，保證方向盤2轉(zhuǎn)動(dòng)輕盈和靈活，若拖拉機(jī)高速行駛，則控制器75控制助力裝置6減少對(duì)車輪的助力，增強(qiáng)行車的安全性和穩(wěn)定性；

6)偏離檢測(cè)：當(dāng)方向盤2轉(zhuǎn)向時(shí)，扭矩傳感器72檢測(cè)駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤2的扭轉(zhuǎn)角度，并將檢測(cè)到的角度信息發(fā)送到第一處理器93，此時(shí)偏航傳感器91檢測(cè)車輪實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)的角度和拖拉機(jī)實(shí)際的行駛情況，并將該信息發(fā)送到第一處理器93，第一處理器93將扭矩傳感器72和偏航傳感器91檢測(cè)到的信息進(jìn)行分析對(duì)比，若拖拉機(jī)實(shí)際的車輪轉(zhuǎn)向和行駛軌跡偏離方向盤2控制的轉(zhuǎn)向差距過(guò)大，則第一處理器93控制警告器94發(fā)出警告信息，提醒駕駛員進(jìn)行方向調(diào)整或者對(duì)車內(nèi)設(shè)施進(jìn)行檢修。

拖拉機(jī)在行駛過(guò)程中，障礙物距離感應(yīng)器92將感應(yīng)到的距離信息發(fā)送到第二處理器，當(dāng)拖拉機(jī)距離障礙物的距離出超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，第二處理器控制警告器94發(fā)出警告信息，提醒駕駛員進(jìn)行調(diào)整。

以上僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例，但本發(fā)明的技術(shù)特征并不局限于此。任何以本發(fā)明為基礎(chǔ)，為解決基本相同的技術(shù)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)基本相同的技術(shù)效果，所作出的簡(jiǎn)單變化、等同替換或者修飾等，皆涵蓋于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。