[发明专利]高速农用车辆平台预检测主动调平系统及调平方法

权利要求书

1.高速农用车辆平台预检测主动调平系统，其特征在于，包括：平台、支架、底座、车身、悬架、车轮、测距传感器、车身倾角传感器、平台倾角传感器、支架倾角调整电机、平台倾角调整电机、中央处理器，四组悬架按给定的轴距b和轮距a左右对称安装在车身上、四组悬架下部分别与四个车轮联接，四个测距传感器分别安装在车身上、位于各车轮前方距离s处，平台和支架转动连接、转角由平台倾角调整电机控制，支架和底座转动连接、转角由支架倾角调整电机控制，平台和支架的转动轴线与支架和底座的转动轴线垂直，底座固连在车身上、保持支架和底座的转动轴线与车身前进方向平行，车身倾角传感器安装在车身上、测量车身的俯仰角和侧倾角，平台倾角传感器安装在平台上、测量平台的俯仰角和侧倾角残留量，中央处理器设置在车身上；

农用车辆在行走作业过程中：车身倾角传感器周期性读取车身的俯仰角和侧倾角，同时测距传感器周期性同步测量车轮前方s处地面的相对高度信息，由车轮前方地面的相对高度信息、结合车身的结构参数和悬架协调变形原理，由中央处理器计算出下一时刻车身的俯仰角、侧倾角变化量，预先获取在保持平台水平条件下、支架倾角调整电机和平台倾角调整电机的角度调整量，两个倾角调整电机在调整周期内完成预定角度调整，实现农用车辆在行走作业过程中平台的预检测主动调平；由高精度的平台倾角传感器获得调平后平台的俯仰角、侧倾角残留量，用作下一调整周期两个倾角调整电机角度调整量的补偿值。

2.根据权利要求1所述的高速农用车辆平台预检测主动调平系统，其特征在于，当作业速度较低时，将支架倾角调整电机和平台倾角调整电机改用减速电机，在平台载荷相同条件下可以降低调整电机功率。

3.高速农用车辆平台预检测主动调平方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：系统启动初始化

设定系统参数：车辆底盘的轴距为b、轮距为a，测距传感器布置在车轮前方距离s处位于车身的F₁、F₂、F₃、F₄点，F₁F₂＝F₃F₄＝a、F₁F₄＝F₂F₃＝b，车辆的行走作业速度v，测距周期T＝s/v，调整平台俯仰角、侧倾角为0°；

步骤2：传感器读取测量信息

j时刻，读取测距传感器的四点测量值读取车身倾角传感器的俯仰角侧倾角读取平台倾角传感器的俯仰角和侧倾角将读取到的信息传输到中央处理器；

步骤3：中央处理器进行分析计算

⑴计算j+1时刻各个车轮中心的相对高度

由j时刻车身俯仰角侧倾角计算F₁、F₂、F₃、F₄各点与F₁点在铅垂方向相对高度差，分别为：ΔH₁＝0，计算j+1时刻各个车轮中心到F₁点所在水平面的距离为：得到j+1时刻各个车轮中心的相对高度为：

⑵计算j+1时刻车身俯仰角、侧倾角

根据协调变形原理，设定x、y分别为j+1时刻对应悬架1、3和2、4的变形量，令联立以下公式：h₁-h₂＝h₄-h₃、可以解得j+1时刻车身的俯仰角侧倾角

⑶计算支架倾角调整电机、平台倾角调整电机理论调整角

平台倾角调整电机在周期T内的理论调整角为支架倾角调整电机在周期T内的理论调整角

⑷计算支架倾角调整电机、平台倾角调整电机实际调整角

平台倾角调整电机在周期T内的实际调整角为支架倾角调整电机在周期T内的实际调整角输出α^t、β^t；

步骤4：两个倾角调整电机完成调整动作

在周期T内，平台倾角调整电机调整α^t，支架倾角调整电机调整β^t，进行下一步；

步骤5：判断是否继续调平

若要继续调平则令j＝j+1重复步骤2、继续下一调平周期，否则结束调平；

其中：h₁、h₂、h₃、h₄分别为j+1时刻四组悬架1、2、3、4在车身上安装点的相对高度。