專利名稱：一種圓盤式開溝器開溝深度自動控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，特別是關(guān)于一種圓盤式開溝器開溝深度自動控制 系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
保護(hù)性耕作對農(nóng)田實行免耕、少耕，用作物秸稈覆蓋地表，減少風(fēng)蝕、水蝕，提高土 壤肥力和抗旱能力，已在我國北方地區(qū)大面積推廣。而免耕施肥播種技術(shù)是保護(hù)性耕作的 最關(guān)鍵技術(shù)，鑒于此，我國科研工作者創(chuàng)新地設(shè)計研制了一系列適合我國國情的輕型高防 堵性能的免播機(jī)。目前，應(yīng)用在免播機(jī)上的開溝器類型主要包括尖角型開溝器、圓盤式開溝器、旋耕 刀開溝器和動力驅(qū)動圓盤開溝器，其中，旋耕刀開溝器與動力驅(qū)動圓盤開溝器產(chǎn)生一個凹 形種床，需與緊隨其后的尖角型開溝器或圓盤式開溝器配合工作，實現(xiàn)施肥播種。雖然圓盤 式開溝器需要相對較大的入土壓力，但鑒于其不易被秸稈纏繞，且能夠與仿形輪實現(xiàn)同步 仿形，在實際的田間作業(yè)中得到了一定程度的應(yīng)用。保護(hù)性耕作地表，土壤結(jié)構(gòu)與田間條件 復(fù)雜，土質(zhì)多變，應(yīng)用圓盤式開溝器播種時，在松軟土壤上下陷較深，使播種深度增加；而在 堅硬土壤上，土壤貫入阻力大，入土不夠，播種過淺，播種質(zhì)量無法保證。因此，需要一種適用于在保護(hù)性耕作條件下針對不同土質(zhì)的圓盤式開溝器開溝深 度自動控制系統(tǒng)，改善播種深度一致性，提高作業(yè)質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種圓盤式開溝器開溝深度自動控制系統(tǒng)， 可以實現(xiàn)在田間條件復(fù)雜多變的保護(hù)性耕作地表維持一定的開溝深度、避免過深或過淺的 開溝作業(yè)，實時調(diào)節(jié)播種深度，改善播深一致性。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種圓盤式開溝器開溝深度自動控 制系統(tǒng)，其特征在于它包括機(jī)架、檢測單元、控制單元、液壓系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和圓盤式開溝 器；所述機(jī)架包括橫梁、四桿機(jī)構(gòu)和小機(jī)架，所述小機(jī)架通過四桿機(jī)構(gòu)與橫梁相連，所述圓 盤式開溝器固定在所述小機(jī)架上；所述檢測單元包括連桿、檢測地輪和線性可變位移傳感 器；所述檢測地輪通過所述連桿鉸接在所述小機(jī)架上；所述線性可變位移傳感器上端安裝 在所述小機(jī)架上，下端與所述檢測地輪輪軸相連；所述控制單元的輸入端與所述檢測單元 的信號輸出端連接，輸出端與所述液壓系統(tǒng)連接；所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括L型桿、工作架和調(diào)節(jié) 地輪；所述L型桿一端與所述液壓系統(tǒng)的輸出端鉸接，另一端與所述工作架相連，且于拐角 處鉸接在所述小機(jī)架上；所述工作架前端與所述小機(jī)架鉸接相連，在中間位置開一滑槽與 所述L型桿相連，所述調(diào)節(jié)地輪固定在所述工作架后端上。所述液壓系統(tǒng)包括油箱、液壓泵、過濾器、壓力表、比例換向閥、液壓缸、溢流閥和 散熱器，且所述液壓缸的推桿連接所述L型桿一端。所述四桿機(jī)構(gòu)的對稱縱垂面內(nèi)設(shè)置一壓力彈簧。機(jī)，所述單片機(jī)的輸入端與所述檢測單元中的線性可變位 移傳感器的信號輸出端連接，輸出端與所述液壓系統(tǒng)中的比例換向閥連接；所述單片機(jī)接 收所述線性可變位移傳感器發(fā)送的檢測數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集分析，確定輸出控制信號并 控制所述比例換向閥的操作。在縱垂面里，所述檢測地輪跟隨實際地表自由擺動。所述線性可變位移傳感器的上、下端安裝位置在同一縱垂面內(nèi)，并實時測量所述 檢測地輪輪軸與所述線性可變位移傳感器上方安裝位置的絕對距離。本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點1、本發(fā)明的檢測單元實時測量 小機(jī)架相對地面的距離，并將檢測的信號發(fā)送至控制單元，控制單元將信息處理后傳遞給 液壓系統(tǒng)，控制液壓缸推桿的縮進(jìn)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)在液壓缸推桿的伸縮作用下，實現(xiàn)調(diào)節(jié)地輪繞 絞點擺動，從而間接調(diào)整圓盤式開溝器的開溝深度，因此可以實現(xiàn)在田間條件復(fù)雜多變的 保護(hù)性耕作地表維持一定的開溝深度，避免過深或過淺的開溝作業(yè)，實時調(diào)節(jié)播種深度，改 善播深一致性，可以提高種子發(fā)芽率、促進(jìn)作物生長、增加作物產(chǎn)量。2、本發(fā)明在四桿機(jī)構(gòu) 的對稱縱垂面內(nèi)設(shè)置一壓力彈簧，從而可以保證圓盤式開溝器足夠的入土壓力。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及流程框2是本發(fā)明的主視結(jié)構(gòu)示意3是本發(fā)明的俯視結(jié)構(gòu)示意4是本發(fā)明液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本進(jìn)行詳細(xì)的描述。如圖1 圖3所示，本發(fā)明包括機(jī)架1、檢測單元2、控制單元3、液壓系統(tǒng)4、執(zhí)行 機(jī)構(gòu)5和圓盤式開溝器6。機(jī)架1包括橫梁11、四桿機(jī)構(gòu)12和小機(jī)架13，小機(jī)架13通過四 桿機(jī)構(gòu)12與橫梁11相連。檢測單元2包括連桿21、檢測地輪22和線性可變位移傳感器23。檢測地輪22通 過連桿21鉸接在小機(jī)架13上，在縱垂面里，檢測地輪22跟隨實際地表自由擺動。線性可 變位移傳感器23上端安裝在小機(jī)架13上，下端與檢測地輪22輪軸相連，且上、下端安裝位 置在同一縱垂面內(nèi)，實時測量檢測地輪22輪軸與線性可變位移傳感器23上方安裝位置的 絕對距離，并將檢測數(shù)據(jù)發(fā)送至控制單元3，其垂直分量加上檢測地輪22的半徑，即可測得 小機(jī)架13與地表之間的垂直距離?？刂茊卧?的輸入端與檢測單元2的信號輸出端連接，輸出端與液壓系統(tǒng)4連接。 控制單元3接收檢測單元2發(fā)送的檢測數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集分析，確定輸出控制信號并發(fā) 送至液壓系統(tǒng)4。如圖4所示，液壓系統(tǒng)4包括油箱41、液壓泵42、過濾器43、壓力表44、比例換向 閥45、液壓缸46、溢流閥47和散熱器48。液壓泵42從油箱41吸油，為液壓系統(tǒng)4提供動 力。過濾器43用來收集油液中污染顆粒。壓力表44檢測液壓系統(tǒng)4的主干路油壓。比例 換向閥45通過激勵相應(yīng)的電磁鐵，控制油液流向，通過輸入不同的電流信號改變節(jié)流口的
4開度實現(xiàn)控制流量。液壓缸46的無桿腔進(jìn)油或有桿腔進(jìn)油，從而控制推桿縮進(jìn)。溢流閥47 主要是對液壓系統(tǒng)定壓，進(jìn)行安全保護(hù)。散熱器48可以控制油溫，以保證油溫穩(wěn)定。在控 制信號的激勵下，油液經(jīng)油箱41、液壓泵42、過濾器43、比例換向閥45進(jìn)入液壓缸46，驅(qū)動 執(zhí)行機(jī)構(gòu)5動作，回油經(jīng)散熱器48冷卻回到油箱41。當(dāng)無控制信號激勵或液壓系統(tǒng)4壓力 過高時，油液經(jīng)油箱41、液壓泵42、過濾器43、溢流閥47、散熱器48回到油箱41。執(zhí)行機(jī)構(gòu)5包括L型桿51、工作架52和調(diào)節(jié)地輪53。L型桿51 —端與液壓缸46 推桿鉸接，另一端與工作架52相連，且于拐角處鉸接在小機(jī)架13上。工作架52前端與小 機(jī)架13鉸接相連，在中間位置開一滑槽與L型桿51相連，調(diào)節(jié)地輪53固定在工作架52后 端上。在液壓缸46推桿縮進(jìn)的伸縮作用下，L型桿51帶動工作架52繞絞點擺動，調(diào)節(jié)地 輪53隨著上下擺動，實現(xiàn)調(diào)整調(diào)節(jié)地輪53相對小機(jī)架13的高度。圓盤式開溝器6固定在小機(jī)架13上，通過調(diào)整調(diào)節(jié)地輪53相對小機(jī)架13的高度， 間接調(diào)整圓盤式開溝器6的開溝深度。上述實施例中，四桿機(jī)構(gòu)12的對稱縱垂面內(nèi)設(shè)置有一壓力彈簧14，以保證圓盤式 開溝器6足夠的入土壓力。上述實施例中，控制單元3可以采用單片機(jī)，單片機(jī)的輸入端與檢測單元2中的線 性可變位移傳感器23的信號輸出端連接，輸出端與液壓系統(tǒng)4中的比例換向閥45連接。單 片機(jī)接收線性可變位移傳感器23發(fā)送的信號，對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集分析，確定輸出控制信息， 控制比例換向閥45操作。本發(fā)明使用時，其工作原理為1)檢測單元2實時測量小機(jī)架13相對地面的距 離，并將檢測的信號發(fā)送至控制單元3 ;2)控制單元3將信息處理后傳遞給液壓系統(tǒng)4，控 制比例換向閥45操作，控制液壓缸46推桿的縮進(jìn)；3)執(zhí)行機(jī)構(gòu)5在液壓缸46推桿的伸縮 作用下，實現(xiàn)調(diào)節(jié)地輪53繞絞點擺動，間接調(diào)整圓盤式開溝器6的開溝深度。本發(fā)明僅以上述實施例進(jìn)行說明，各部件的結(jié)構(gòu)、設(shè)置位置、及其連接都是可以有 所變化的，在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，凡根據(jù)本發(fā)明原理對個別部件進(jìn)行的改進(jìn)和等同 變換，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。
權(quán)利要求
一種圓盤式開溝器開溝深度自動控制系統(tǒng)，其特征在于它包括機(jī)架、檢測單元、控制單元、液壓系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和圓盤式開溝器；所述機(jī)架包括橫梁、四桿機(jī)構(gòu)和小機(jī)架，所述小機(jī)架通過四桿機(jī)構(gòu)與橫梁相連，所述圓盤式開溝器固定在所述小機(jī)架上；所述檢測單元包括連桿、檢測地輪和線性可變位移傳感器；所述檢測地輪通過所述連桿鉸接在所述小機(jī)架上；所述線性可變位移傳感器上端安裝在所述小機(jī)架上，下端與所述檢測地輪輪軸相連；所述控制單元的輸入端與所述檢測單元的信號輸出端連接，輸出端與所述液壓系統(tǒng)連接；所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括L型桿、工作架和調(diào)節(jié)地輪；所述L型桿一端與所述液壓系統(tǒng)的輸出端鉸接，另一端與所述工作架相連，且于拐角處鉸接在所述小機(jī)架上；所述工作架前端與所述小機(jī)架鉸接相連，在中間位置開一滑槽與所述L型桿相連，所述調(diào)節(jié)地輪固定在所述工作架后端上。
2.如權(quán)利要求1所述的一種圓盤式開溝器開溝深度自動控制系統(tǒng)，其特征在于所述 液壓系統(tǒng)包括油箱、液壓泵、過濾器、壓力表、比例換向閥、液壓缸、溢流閥和散熱器，且所述 液壓缸的推桿連接所述L型桿一端。
3.如權(quán)利要求1所述的一種圓盤式開溝器開溝深度自動控制系統(tǒng)，其特征在于所述 四桿機(jī)構(gòu)的對稱縱垂面內(nèi)設(shè)置一壓力彈簧。
4.如權(quán)利要求2所述的一種圓盤式開溝器開溝深度自動控制系統(tǒng)，其特征在于所述 四桿機(jī)構(gòu)的對稱縱垂面內(nèi)設(shè)置一壓力彈簧。
5.如權(quán)利要求2或3或4所述的一種圓盤式開溝器開溝深度自動控制系統(tǒng)，其特征在 于所述控制單元采用單片機(jī)，所述單片機(jī)的輸入端與所述檢測單元中的線性可變位移傳 感器的信號輸出端連接，輸出端與所述液壓系統(tǒng)中的比例換向閥連接；所述單片機(jī)接收所 述線性可變位移傳感器發(fā)送的檢測數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集分析，確定輸出控制信號并控制 所述比例換向閥的操作。
6.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種圓盤式開溝器開溝深度自動控制系統(tǒng)，其特 征在于在縱垂面里，所述檢測地輪跟隨實際地表自由擺動。
7.如權(quán)利要求5所述的一種圓盤式開溝器開溝深度自動控制系統(tǒng)，其特征在于在縱 垂面里，所述檢測地輪跟隨實際地表自由擺動。
8.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種圓盤式開溝器開溝深度自動控制系統(tǒng)，其特 征在于所述線性可變位移傳感器的上、下端安裝位置在同一縱垂面內(nèi)，并實時測量所述檢 測地輪輪軸與所述線性可變位移傳感器上方安裝位置的絕對距離。
9.如權(quán)利要求5所述的一種圓盤式開溝器開溝深度自動控制系統(tǒng)，其特征在于所述 線性可變位移傳感器的上、下端安裝位置在同一縱垂面內(nèi)，并實時測量所述檢測地輪輪軸 與所述線性可變位移傳感器上方安裝位置的絕對距離。
10.如權(quán)利要求7所述的一種圓盤式開溝器開溝深度自動控制系統(tǒng)，其特征在于所述 線性可變位移傳感器的上、下端安裝位置在同一縱垂面內(nèi)，并實時測量所述檢測地輪輪軸 與所述線性可變位移傳感器上方安裝位置的絕對距離。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種圓盤式開溝器開溝深度自動控制系統(tǒng)，其特征在于它包括機(jī)架、檢測單元、控制單元、液壓系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和圓盤式開溝器；機(jī)架包括橫梁、四桿機(jī)構(gòu)和小機(jī)架，開溝器固定在小機(jī)架上；檢測單元包括連桿、檢測地輪和線性可變位移傳感器，檢測地輪通過連桿鉸接在小機(jī)架上，傳感器上端安裝在小機(jī)架上，下端與檢測地輪輪軸相連；控制單元的輸入端與檢測單元連接，輸出端與液壓系統(tǒng)連接；執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括L型桿、工作架和調(diào)節(jié)地輪，L型桿一端與液壓系統(tǒng)鉸接，另一端與工作架相連，且于拐角處鉸接在小機(jī)架上；工作架前端與小機(jī)架鉸接相連，在中間位置開一滑槽與L型桿相連，調(diào)節(jié)地輪固定在工作架后端上。本發(fā)明能夠?qū)崟r調(diào)整圓盤式開溝器的開溝深度，避免過深或過淺的開溝作業(yè)，實時調(diào)節(jié)播種深度，改善播深一致性。
文檔編號A01C5/06GK101946576SQ20101021732
公開日2011年1月19日 申請日期2010年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月23日
發(fā)明者何進(jìn), 盧彩云, 吳沙沙, 李慧, 李洪文, 王慶杰, 蘇艷波, 蔡國華 申請人:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)