一种驾驶室水平控制方法以及装置与流程

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1.本发明涉及拖拉机技术领域，尤其涉及一种驾驶室水平控制方法以及装置。

背景技术：

2.目前拖拉机的犁耕作业是拖拉机最常用的一种作业工况，该工况作业时间长，作业时驾驶室发生一定角度倾斜。现有的拖拉机驾驶室一般为刚性驾驶室和悬浮式驾驶室，驾驶室基本和整车为刚性连接，驾驶室基本与整车角度保持一致。
3.由于现有驾驶室与整车为刚性连接，在进行犁耕作业时由于一侧车轮进入犁沟内，驾驶室会发生大角度倾斜，座椅上的驾驶员也会随之发生倾斜，增大了驾驶员的劳动强度、降低了驾驶舒适度。

技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种驾驶室水平控制方法以及装置。
5.本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种驾驶室水平控制方法，包括：
6.步骤1、获取当前驾驶室姿态水平角度数值以及预设驾驶室姿态水平角度数值范围；
7.步骤2、判断所述当前驾驶室姿态水平角度数值是否在所述预设驾驶室姿态水平角度数值范围之内；
8.步骤3、当所述当前驾驶室姿态水平角度数值在所述预设驾驶室姿态水平角度数值范围之外时，生成油缸伸缩控制指令；
9.步骤4、根据所述油缸伸缩控制指令，控制油缸伸缩。
10.采用本发明技术方案的有益效果是：实时检测驾驶室当前的水平角度，为闭环控制提供参数校正依据，根据当前角度检测设备的信号值来计算出油缸需要伸缩的长度，根据油缸伸缩控制指令来调节当前驾驶室的角度，使驾驶室始终保持水平，降低驾驶员的劳动强度、提高驾驶的舒适性。
11.进一步地，所述步骤1之前包括：
12.判断自平衡模式是否开启；
13.当自平衡模式开启时，执行步骤1。
14.采用上述进一步技术方案的有益效果是：便于驾驶员按照作业需求开启和关闭驾驶室水平保持功能，保证驾驶室既能与整车连接，又能通过油缸调节角度。
15.进一步地，所述预设驾驶室姿态水平角度数值范围为大于-1
°
且小于1
°
。
16.采用上述进一步技术方案的有益效果是：预设驾驶室姿态水平角度数值范围的设置，便于确定是否需要调整油缸伸缩，使驾驶室始终保持水平，降低驾驶员的劳动强度、提高驾驶的舒适性。
17.进一步地，所述步骤3包括：
18.步骤31、当所述当前驾驶室姿态水平角度数值小于或等于-1
°
时，生成油缸伸出指令；
19.步骤32、当所述当前驾驶室姿态水平角度数值大于或等于1
°
时，生成油缸缩回指令。
20.采用上述进一步技术方案的有益效果是：驾驶室一侧下降引起倾斜时，通过油缸伸出将驾驶室一侧顶起，直至驾驶室水平；驾驶室一侧上升引起倾斜时，通过油缸缩回将驾驶室一侧下降，直至驾驶室水平；使驾驶室始终保持水平，降低驾驶员的劳动强度、提高驾驶的舒适性。
21.进一步地，所述步骤31包括：
22.根据当前驾驶室姿态水平角度数值计算油缸需要伸出的第一长度数值，生成油缸伸出第一长度数值指令；
23.所述步骤32包括：
24.根据当前驾驶室姿态水平角度数值计算油缸需要缩回的第二长度数值，生成油缸缩回第二长度数值指令。
25.采用上述进一步技术方案的有益效果是：根据当前驾驶室姿态水平角度数值精准匹配油缸需要伸出或者缩回的长度，使驾驶室始终保持水平，降低驾驶员的劳动强度、提高驾驶的舒适性。
26.进一步地，所述当前驾驶室姿态水平角度数值为驾驶室相对于水平线的倾斜角度数值。
27.采用上述进一步技术方案的有益效果是：实时检测驾驶室底部四角位置相对水平线发生倾斜的角度数值，精准地对相应的油缸进行调整，抵消倾斜度，使驾驶室始终保持水平，降低驾驶员的劳动强度、提高驾驶的舒适性。
28.此外，本发明提供了一种驾驶室水平控制装置，包括：角度检测设备、信号处理设备、一对电子液压阀块、一对油缸，所述角度检测设备安装在驾驶室底部，一对所述油缸一一对应安装在驾驶室底部两侧，所述角度检测设备以及一对所述电子液压阀块均与所述信号处理设备连接，一对所述电子液压阀块一一对应与一对所述油缸连接，
29.所述角度检测设备，用于获取当前驾驶室姿态水平角度数值；
30.所述信号处理设备，用于获取预设驾驶室姿态水平角度数值范围；
31.所述信号处理设备，还用于判断所述当前驾驶室姿态水平角度数值是否在所述预设驾驶室姿态水平角度数值范围之内；
32.所述信号处理设备，还用于当所述当前驾驶室姿态水平角度数值在所述预设驾驶室姿态水平角度数值范围之外时，生成油缸伸缩控制指令；
33.一对所述电子液压阀块，用于根据所述油缸伸缩控制指令，控制油缸伸缩。
34.采用本发明技术方案的有益效果是：驾驶室底部的角度检测设备用于实时检测驾驶室当前的水平角度，为闭环控制提供参数校正依据；信号处理设备用于根据当前角度检测设备的信号值来计算出油缸需要伸缩的长度，由电子液压阀块控制油缸；油缸根据控制信号(油缸伸缩控制指令)来调节当前驾驶室的角度，使驾驶室始终保持水平。
35.进一步地，还包括：自平衡切换开关，所述自平衡切换开关与所述信号处理设备连接，所述油缸为双向伸缩油缸。
36.采用上述进一步技术方案的有益效果是：自平衡切换开关用于控制系统的工作和停止，可用于驾驶员按照作业需求开启和关闭驾驶室水平保持功能。
37.本发明附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明实践了解到。
附图说明
38.图1为本发明实施例提供的驾驶室水平控制方法的示意性流程图之一。
39.图2为本发明实施例提供的驾驶室水平控制方法的示意性流程图之二。
40.图3为本发明实施例提供的驾驶室水平控制装置的结构示意图之一。
41.图4为本发明实施例提供的驾驶室水平控制装置的结构示意图之二。
42.附图标号说明：1、角度检测设备；2、信号处理设备；3、电子液压阀块；4、油缸。
具体实施方式
43.以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
44.如图1所示，本发明实施例提供了一种驾驶室水平控制方法，包括：
45.步骤1、获取当前驾驶室姿态水平角度数值以及预设驾驶室姿态水平角度数值范围；
46.步骤2、判断所述当前驾驶室姿态水平角度数值是否在所述预设驾驶室姿态水平角度数值范围之内；
47.步骤3、当所述当前驾驶室姿态水平角度数值在所述预设驾驶室姿态水平角度数值范围之外时，生成油缸伸缩控制指令；
48.步骤4、根据所述油缸伸缩控制指令，控制油缸伸缩。
49.采用本发明技术方案的有益效果是：实时检测驾驶室当前的水平角度，为闭环控制提供参数校正依据，根据当前角度检测设备的信号值来计算出油缸需要伸缩的长度，根据油缸伸缩控制指令来调节当前驾驶室的角度，使驾驶室始终保持水平，降低驾驶员的劳动强度、提高驾驶的舒适性。
50.其中，驾驶室姿态水平角度数值是指，驾驶室相对于水平线所发生倾斜的角度值。
51.进一步地，所述步骤1之前包括：
52.判断自平衡模式是否开启；
53.当自平衡模式开启时，执行步骤1。
54.采用上述进一步技术方案的有益效果是：便于驾驶员按照作业需求开启和关闭驾驶室水平保持功能，保证驾驶室既能与整车连接，又能通过油缸调节角度。
55.进一步地，所述预设驾驶室姿态水平角度数值范围为大于-1
°
且小于1
°
。
56.采用上述进一步技术方案的有益效果是：预设驾驶室姿态水平角度数值范围的设置，便于确定是否需要调整油缸伸缩，使驾驶室始终保持水平，降低驾驶员的劳动强度、提高驾驶的舒适性。
57.进一步地，所述步骤3包括：
58.步骤31、当所述当前驾驶室姿态水平角度数值小于或等于-1
°
时，生成油缸伸出指
令；
59.步骤32、当所述当前驾驶室姿态水平角度数值大于或等于1
°
时，生成油缸缩回指令。
60.采用上述进一步技术方案的有益效果是：驾驶室一侧下降引起倾斜时，通过油缸伸出将驾驶室一侧顶起，直至驾驶室水平；驾驶室一侧上升引起倾斜时，通过油缸缩回将驾驶室一侧下降，直至驾驶室水平；使驾驶室始终保持水平，降低驾驶员的劳动强度、提高驾驶的舒适性。
61.进一步地，所述步骤31包括：
62.根据当前驾驶室姿态水平角度数值计算油缸需要伸出的第一长度数值，生成油缸伸出第一长度数值指令；
63.所述步骤32包括：
64.根据当前驾驶室姿态水平角度数值计算油缸需要缩回的第二长度数值，生成油缸缩回第二长度数值指令。
65.采用上述进一步技术方案的有益效果是：根据当前驾驶室姿态水平角度数值精准匹配油缸需要伸出或者缩回的长度，使驾驶室始终保持水平，降低驾驶员的劳动强度、提高驾驶的舒适性。
66.进一步地，所述当前驾驶室姿态水平角度数值为驾驶室相对于水平线的倾斜角度数值。
67.采用上述进一步技术方案的有益效果是：实时检测驾驶室底部四角位置相对水平线发生倾斜的角度数值，精准地对相应的油缸进行调整，抵消倾斜度，使驾驶室始终保持水平，降低驾驶员的劳动强度、提高驾驶的舒适性。
68.如图2所示，具体为，开始，步骤1、判断自平衡模式切换开关是否按下；步骤2、若是，判断驾驶室姿态水平角度是否大于-1
°
且小于1
°
；步骤3、若否，判断驾驶室姿态水平角度是否小于或等于-1
°
；步骤4、若否，判断驾驶室姿态水平角度是否大于或等于1
°
；步骤2之后，若是，返回步骤2。步骤3之后，若是，则控制油缸伸出第一长度数值，返回步骤2。步骤4之后，若是，则控制油缸缩回第二长度数值，返回步骤2；若否，直接返回步骤2。
69.如图3所示，此外，本发明提供了一种驾驶室水平控制装置，包括：角度检测设备1、信号处理设备2、一对电子液压阀块3、一对油缸4，所述角度检测设备1安装在驾驶室底部，一对所述油缸4一一对应安装在驾驶室底部两侧，所述角度检测设备1以及一对所述电子液压阀块3均与所述信号处理设备2连接，一对所述电子液压阀块3一一对应与一对所述油缸4连接，
70.所述角度检测设备1，用于获取当前驾驶室姿态水平角度数值；
71.所述信号处理设备2，用于获取预设驾驶室姿态水平角度数值范围；
72.所述信号处理设备2，还用于判断所述当前驾驶室姿态水平角度数值是否在所述预设驾驶室姿态水平角度数值范围之内；
73.所述信号处理设备2，还用于当所述当前驾驶室姿态水平角度数值在所述预设驾驶室姿态水平角度数值范围之外时，生成油缸伸缩控制指令；
74.一对所述电子液压阀块3，用于根据所述油缸伸缩控制指令，控制油缸伸缩。
75.采用本发明技术方案的有益效果是：驾驶室底部的角度检测设备用于实时检测驾
驶室当前的水平角度，为闭环控制提供参数校正依据；信号处理设备用于根据当前角度检测设备的信号值来计算出油缸需要伸缩的长度，由电子液压阀块控制油缸；油缸根据控制信号(油缸伸缩控制指令)来调节当前驾驶室的角度，使驾驶室始终保持水平。
76.其中，一对油缸可以安装在驾驶室前部的底部两侧或后部的底部两侧。一对油缸安装在驾驶室前部的底部两侧时，驾驶室的后部两侧与车架铰接，一对油缸安装在驾驶室后部的底部两侧时，驾驶室的前部两侧与车架铰接。
77.如图4所示，信号处理设备连接有mpu6050(整合性6轴运动处理组件，内带3轴陀螺仪和3轴加速度传感器)、电源设备以及电子液压阀块，电子液压阀块与双向伸缩油缸连接。角度检测设备的型号可以为mpu6050。
78.进一步地，还包括：自平衡切换开关，所述自平衡切换开关与所述信号处理设备连接，所述油缸为双向伸缩油缸。
79.采用上述进一步技术方案的有益效果是：自平衡切换开关用于控制系统的工作和停止，可用于驾驶员按照作业需求开启和关闭驾驶室水平保持功能。
80.本发明实施例提供的驾驶室水平控制方法以及装置，解决拖拉机在犁耕作业时驾驶室发生大角度倾斜的问题。驾驶室水平控制装置为拖拉机犁耕作业时利用陀螺仪保持驾驶室水平的装置，驾驶室水平控制装置包括：角度检测设备(驾驶室角度检测设备)、自平衡模式切换开关、信号处理设备、电子液压阀块、双向伸缩油缸、驾驶室四点固定设备。其中自平衡切换开关用来控制系统的工作和停止，可用于驾驶员按照作业需求开启和关闭驾驶室水平保持功能；角度检测设备用于实时检测驾驶室当前的水平角度，为闭环控制提供参数校正依据；信号处理设备用于根据当前角度检测设备的信号值来计算出油缸需要伸缩的长度，由电子液压阀块控制油缸；双向伸缩油缸根据控制信号来调节当前驾驶室的角度，使驾驶室始终保持水平；驾驶室四点固定设备用于保证驾驶室既能与整车连接，又能通过油缸调节角度。降低驾驶员的劳动强度、提高驾驶的舒适性。
81.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

技术特征：

1.一种驾驶室水平控制方法，其特征在于，包括：步骤1、获取当前驾驶室姿态水平角度数值以及预设驾驶室姿态水平角度数值范围；步骤2、判断所述当前驾驶室姿态水平角度数值是否在所述预设驾驶室姿态水平角度数值范围之内；步骤3、当所述当前驾驶室姿态水平角度数值在所述预设驾驶室姿态水平角度数值范围之外时，生成油缸伸缩控制指令；步骤4、根据所述油缸伸缩控制指令，控制油缸伸缩。2.根据权利要求1所述的一种驾驶室水平控制方法，其特征在于，所述步骤1之前包括：判断自平衡模式是否开启；当自平衡模式开启时，执行步骤1。3.根据权利要求1所述的一种驾驶室水平控制方法，其特征在于，所述预设驾驶室姿态水平角度数值范围为大于-1
°
且小于1
°
。4.根据权利要求1所述的一种驾驶室水平控制方法，其特征在于，所述步骤3包括：步骤31、当所述当前驾驶室姿态水平角度数值小于或等于-1
°
时，生成油缸伸出指令；步骤32、当所述当前驾驶室姿态水平角度数值大于或等于1
°
时，生成油缸缩回指令。5.根据权利要求4所述的一种驾驶室水平控制方法，其特征在于，所述步骤31包括：根据当前驾驶室姿态水平角度数值计算油缸需要伸出的第一长度数值，生成油缸伸出第一长度数值指令；所述步骤32包括：根据当前驾驶室姿态水平角度数值计算油缸需要缩回的第二长度数值，生成油缸缩回第二长度数值指令。6.根据权利要求1所述的一种驾驶室水平控制方法，其特征在于，所述当前驾驶室姿态水平角度数值为驾驶室相对于水平线的倾斜角度数值。7.一种驾驶室水平控制装置，其特征在于，包括：角度检测设备、信号处理设备、一对电子液压阀块、一对油缸，所述角度检测设备安装在驾驶室底部，一对所述油缸一一对应安装在驾驶室底部两侧，所述角度检测设备以及一对所述电子液压阀块均与所述信号处理设备连接，一对所述电子液压阀块一一对应与一对所述油缸连接，所述角度检测设备，用于获取当前驾驶室姿态水平角度数值；所述信号处理设备，用于获取预设驾驶室姿态水平角度数值范围；所述信号处理设备，还用于判断所述当前驾驶室姿态水平角度数值是否在所述预设驾驶室姿态水平角度数值范围之内；所述信号处理设备，还用于当所述当前驾驶室姿态水平角度数值在所述预设驾驶室姿态水平角度数值范围之外时，生成油缸伸缩控制指令；一对所述电子液压阀块，用于根据所述油缸伸缩控制指令，控制油缸伸缩。8.根据权利要求7所述的一种驾驶室水平控制装置，其特征在于，还包括：自平衡切换开关，所述自平衡切换开关与所述信号处理设备连接，所述油缸为双向伸缩油缸。

技术总结

本发明提供了一种驾驶室水平控制方法以及装置。驾驶室水平控制方法包括：步骤1、获取当前驾驶室姿态水平角度数值以及预设驾驶室姿态水平角度数值范围；步骤2、判断当前驾驶室姿态水平角度数值是否在预设驾驶室姿态水平角度数值范围之内；步骤3、当当前驾驶室姿态水平角度数值在预设驾驶室姿态水平角度数值范围之外时，生成油缸伸缩控制指令；步骤4、根据油缸伸缩控制指令，控制油缸伸缩。实时检测驾驶室当前的水平角度，为闭环控制提供参数校正依据，根据当前角度检测设备的信号值来计算出油缸需要伸缩的长度，根据油缸伸缩控制指令来调节当前驾驶室的角度，使驾驶室始终保持水平，降低驾驶员的劳动强度、提高驾驶的舒适性。提高驾驶的舒适性。提高驾驶的舒适性。