專(zhuān)利名稱(chēng)：一種應(yīng)用于播深自控系統(tǒng)的室內(nèi)試驗(yàn)臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及播種技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種應(yīng)用于播深自控系統(tǒng)的室內(nèi)試驗(yàn)臺(tái)。
背景技術(shù)：
免耕播種機(jī)屬于保護(hù)性耕作機(jī)具，具有防止水土流失，防止沙塵，保護(hù)環(huán)境，節(jié)能 降耗，搶農(nóng)時(shí)等作用。免播機(jī)作業(yè)時(shí)地表?xiàng)l件惡劣，免耕施肥播種質(zhì)量易受影響，尤其是對(duì) 播深控制影響較大。而播種深度一致是播種作業(yè)保證苗齊、苗全、苗壯的基本要求，是衡量 播種性能的關(guān)鍵指標(biāo)。因此，為了提高免耕施肥播種質(zhì)量，除了進(jìn)行必要的地表耕作外，必 須研究如何有效控制播深，即在地表?xiàng)l件復(fù)雜的情況下保持播種深度一致。目前拖拉機(jī)在進(jìn)行播種作業(yè)時(shí)，主要采用高度調(diào)節(jié)法調(diào)節(jié)播種深度，即利用地輪 (仿形部件)對(duì)地面的仿形來(lái)維持一定的播深。在保護(hù)性耕作條件下，土壤結(jié)構(gòu)、田間條件 復(fù)雜多變，利用傳統(tǒng)的被動(dòng)控制技術(shù)難以保證免耕施肥播種質(zhì)量。鑒于主動(dòng)控制播深相對(duì) 被動(dòng)控制不易受外界條件影響，亟待研究主動(dòng)式播深自控系統(tǒng)。由于室內(nèi)試驗(yàn)相對(duì)田間試驗(yàn)不受季節(jié)、氣候條件的影響，不需選擇性地進(jìn)行試驗(yàn)， 為此，需要一種應(yīng)用于播深自控系統(tǒng)的室內(nèi)試驗(yàn)臺(tái)，為田間免播機(jī)播深自控系統(tǒng)的研制與 開(kāi)發(fā)做鋪墊。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種相對(duì)田間試驗(yàn)操作不受季節(jié)、氣候條件的影響， 便于試驗(yàn)得到一系列重要參數(shù)，為田間免播機(jī)播深自控系統(tǒng)的研制與開(kāi)發(fā)提供重要數(shù)據(jù)的 應(yīng)用于播深自控系統(tǒng)的室內(nèi)試驗(yàn)臺(tái)。一種應(yīng)用于播深自控系統(tǒng)的室內(nèi)試驗(yàn)臺(tái)，包括機(jī)架12，其特征在于所述室內(nèi)試 驗(yàn)臺(tái)還包括地表起伏模擬機(jī)構(gòu)、檢測(cè)機(jī)構(gòu)、控制器、驅(qū)動(dòng)板、液壓站、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、開(kāi)溝器，其 中，所述地表起伏模擬機(jī)構(gòu)包括電機(jī)安裝支座1、直流調(diào)速電機(jī)2、圓盤(pán)3、連桿4、第一 連接件5、滑柱6、滑槽支座7、地表模擬板8 ；其中，電機(jī)安裝支座1與滑槽支座7與機(jī)架12 固定連接；直流調(diào)速電機(jī)2安裝于電機(jī)安裝支座1上，驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)3轉(zhuǎn)動(dòng)；連桿4 一端偏心安 裝于圓盤(pán)3上，另一端與第一連接件5連接；滑柱6穿過(guò)滑槽支座7，下端固定連接在第一 連接件5上，上端與地表模擬板8相連；所述檢測(cè)機(jī)構(gòu)包括線性可變位移傳感器以及超聲波傳感器22，線性可變位移傳感 器包括線性可變位移傳感器定桿11與線性可變位移傳感器動(dòng)桿9，線性可變位移傳感器定 桿11安裝于固定在機(jī)架12上的線性可變位移傳感器安裝支座10上，線性可變位移傳感器 動(dòng)桿9與地表模擬板8相連，超聲波傳感器22通過(guò)連接件固定在開(kāi)溝器鏟柄19上；所述的控制器接收超聲波傳感器22采集的播深信息，控制液壓站的比例方向閥 30的流量與方向，控制液壓缸14推桿伸縮；[0010]所述驅(qū)動(dòng)板對(duì)控制信號(hào)進(jìn)行放大，控制比例方向閥30與兩位三通閥四操作；所述液壓站通過(guò)調(diào)節(jié)比例方向閥30的流量與方向及兩位三通閥四的得失電，控 制液壓缸14推桿伸縮及伸縮速度，繼而帶動(dòng)開(kāi)溝器上下移動(dòng)；所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)安裝支座13、液壓缸14、平行四桿、開(kāi)溝器安裝支座 16，其中，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)安裝支座13固定在機(jī)架12上；開(kāi)溝器安裝支座16通過(guò)平行四桿與調(diào)節(jié) 機(jī)構(gòu)安裝支座13相連；液壓缸14底座與調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)安裝支座13通過(guò)銷(xiāo)連接，液壓缸14推桿 與下連桿17通過(guò)銷(xiāo)相連。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果在于本實(shí)用新型的室內(nèi)試驗(yàn)臺(tái)不受季 節(jié)、氣候條件的影響，試驗(yàn)安排機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，便于搭線、安裝，為田間免播機(jī)播深自控系統(tǒng)的研 制與開(kāi)發(fā)做鋪墊，具有提高系統(tǒng)開(kāi)發(fā)效率、降低開(kāi)發(fā)成本的作用。

[0014]圖1為本實(shí)用新型一種應(yīng)用于播深自控系統(tǒng)的室內(nèi)試逢乏臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；[0015]圖2為本實(shí)用新型一種應(yīng)用于播深自控系統(tǒng)的室內(nèi)試逢乏臺(tái)的液壓站原理圖[0016]圖3為本實(shí)用新型一種應(yīng)用于播深自控系統(tǒng)的室內(nèi)試逢乏臺(tái)的控制方塊圖。[0017]附圖標(biāo)記[0018]1電機(jī)安裝支座2直流調(diào)速電機(jī)[0019]3圓盤(pán)4連桿[0020]5第一連接件6滑柱[0021]7滑槽支座8地表模擬板[0022]9線性可變位移傳感器動(dòng)桿10線性可變位移傳感器安裝支座[0023]11線性可變位移傳感器定桿12機(jī)架[0024]13調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)安裝支座14液壓缸[0025]15上連桿16開(kāi)溝器安裝支座[0026]17下連桿18第二連接件[0027]19開(kāi)溝器鏟柄20第三連接件[0028]21第四連接件22超聲波傳感器[0029]23開(kāi)溝器角尖24油箱[0030]25液壓泵26過(guò)濾器[0031]27單向閥28蓄能器[0032]29兩位三通閥30比例方向閥[0033]31節(jié)流閥32卸荷閥
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明與描述。如圖1、2、3所示，一種應(yīng)用于播深自控系統(tǒng)的室內(nèi)試驗(yàn)臺(tái)包括機(jī)架、地表起伏模 擬機(jī)構(gòu)、檢測(cè)機(jī)構(gòu)、控制器、驅(qū)動(dòng)板、液壓站、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、開(kāi)溝器；如圖1所示，所述開(kāi)溝器由開(kāi)溝器鏟柄19與開(kāi)溝器角尖23組成，開(kāi)溝器鏟柄19 通過(guò)螺栓固定在開(kāi)溝器安裝支座16上，開(kāi)溝器角尖23焊接在開(kāi)溝器鏟柄19上。[0037]如圖1所示，所述地表起伏模擬機(jī)構(gòu)包括電機(jī)安裝支座1、直流調(diào)速電機(jī)2、圓盤(pán)3、 連桿4、第一連接件5、滑柱6、滑槽支座7、地表模擬板8。電機(jī)安裝支座1與滑槽支座7焊接在機(jī)架12上；直流調(diào)速電機(jī)2安裝于電機(jī)安裝 支座1上，驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)3轉(zhuǎn)動(dòng)；連桿4 一端安裝于圓盤(pán)3偏心75mm處，另一端與第一連接件5 連接；滑柱6穿過(guò)滑槽支座7，下端固定連接在第一連接件5上，上端與地表模擬板8相連， 用于升降地表模擬板8，模擬地表起伏，起伏幅度為150mm，且起伏坡度可以通過(guò)調(diào)節(jié)直流 調(diào)速電機(jī)2轉(zhuǎn)速控制。如圖1、3所示，所述檢測(cè)機(jī)構(gòu)包括用于跟蹤地表模擬板8升降的線性可變位移傳 感器(LVDT)，線性可變位移傳感器包括線性可變位移傳感器定桿11與線性可變位移傳感 器動(dòng)桿9，線性可變位移傳感器定桿11安裝于焊接在機(jī)架12上的線性可變位移傳感器安裝 支座10上，線性可變位移傳感器動(dòng)桿9與地表模擬板8相連，隨著地表模擬板8升降而屈 伸，檢測(cè)到地表模擬板8的高度位置隨時(shí)間變化的關(guān)系；以及用于探測(cè)播深的超聲波傳感 器22，通過(guò)第二連接件18、第三連接件20、第四連接件21安裝在開(kāi)溝器鏟柄19上，其安裝 位置與開(kāi)溝器底部的距離是可調(diào)的，范圍為M5j95cm(不計(jì)超聲波傳感器厚度)，探頭面 向地表模擬板8，探測(cè)其安裝位置與地表模擬板8的距離，間接得到開(kāi)溝器底部與地表模擬 板8的距離，即實(shí)際播深。如圖1所示，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)安裝支座13、液壓缸14、平行四桿、開(kāi)溝 器安裝支座16。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)安裝支座13焊接在機(jī)架12上；開(kāi)溝器安裝支座16通過(guò)平行四桿與調(diào)節(jié) 機(jī)構(gòu)安裝支座13相連；平行四桿包括兩個(gè)上連桿15與兩個(gè)下連桿17，上連桿15通過(guò)銷(xiāo)安 裝在調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)安裝支座13及開(kāi)溝器安裝支座16外側(cè)，下連桿17類(lèi)似地安裝在內(nèi)側(cè)；液壓 缸14底座與調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)安裝支座13通過(guò)銷(xiāo)連接，液壓缸14推桿與下連桿17通過(guò)銷(xiāo)相連；當(dāng) 液壓缸14推桿伸縮時(shí)，開(kāi)溝器安裝支座16及開(kāi)溝器跟隨著上下擺動(dòng)，調(diào)整播深，即開(kāi)溝器 底部距地表模擬板8的距離。如圖2所示，所述液壓站包括油箱對(duì)、液壓泵25、過(guò)濾器沈、單向閥27、蓄能器觀、 兩位三通閥四、液壓缸14、比例方向閥30、節(jié)流閥31、卸荷閥32。其中，液壓泵25從油箱M 吸油，為系統(tǒng)提供動(dòng)力；過(guò)濾器26收集油液中污染顆粒；單向閥27控制油液的單向流動(dòng)； 蓄能器觀存儲(chǔ)多余的壓力油液，并在需要時(shí)釋放出來(lái)供給系統(tǒng)；兩位三通閥四常閉狀態(tài) 下，油缸兩腔相連，組成差動(dòng)連接，當(dāng)其通電時(shí)，油缸一腔通高壓，一腔通低壓；液壓缸14無(wú) 桿腔進(jìn)油或有桿腔進(jìn)油，控制推桿縮進(jìn)；比例方向閥30通過(guò)激勵(lì)相應(yīng)的電磁鐵，控制油液 流向，通過(guò)輸入大小不同的電流信號(hào)改變節(jié)流口的開(kāi)度實(shí)現(xiàn)控制流量；節(jié)流閥31為流量控 制閥，系統(tǒng)工作時(shí)節(jié)流閥31節(jié)流口全閉，保證系統(tǒng)工作壓力，系統(tǒng)不工作時(shí)打開(kāi)節(jié)流閥31 節(jié)流口，將蓄能器觀、液壓缸14及管道中的油液流回油箱M ；順序閥32為外控式，若系統(tǒng) 壓力過(guò)高，可幫助卸壓。如圖3所示，所述控制器為單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)超聲波傳感器22的傳遞信息，對(duì)期 望播深與實(shí)際播深進(jìn)行對(duì)比，輸出一特定占空比的PWM方波信號(hào)，傳遞至驅(qū)動(dòng)板。所述驅(qū)動(dòng) 板由光耦、集成電路、三極管與MOS管等構(gòu)成，比例方向閥30控制通過(guò)光耦隔離、電流放大 集成電路來(lái)實(shí)現(xiàn)；二位三通閥四得失電利用三極管與MOS管級(jí)聯(lián)構(gòu)成的開(kāi)關(guān)電路來(lái)完成。當(dāng)探測(cè)播深合適時(shí)，單片機(jī)不發(fā)出控制信號(hào)，比例方向閥30處于中位，液壓泵25產(chǎn)生的壓力油經(jīng)過(guò)濾器沈、單向閥27進(jìn)入蓄能器觀，節(jié)流閥31與卸荷閥32配合蓄能器觀 工作，為系統(tǒng)穩(wěn)流以及卸荷；當(dāng)探測(cè)播深過(guò)淺或過(guò)深時(shí)，單片機(jī)輸出一控制信號(hào)，經(jīng)驅(qū)動(dòng)板 放大后，比例方向閥30的A或B 口進(jìn)一定流量的壓力油，液壓缸14推桿推進(jìn)或回縮，直至 播深合適；兩位三通閥四在無(wú)桿腔進(jìn)壓力油時(shí)得電，組成差動(dòng)連接，其它情況下失電，則液 壓缸14推桿伸出與返回速度一致。 最后所應(yīng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡 管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以 對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和 范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種應(yīng)用于播深自控系統(tǒng)的室內(nèi)試驗(yàn)臺(tái)，包括機(jī)架(12)，其特征在于所述室內(nèi)試 驗(yàn)臺(tái)還包括地表起伏模擬機(jī)構(gòu)、檢測(cè)機(jī)構(gòu)、控制器、驅(qū)動(dòng)板、液壓站、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、開(kāi)溝器；其中，所述地表起伏模擬機(jī)構(gòu)包括電機(jī)安裝支座(1)、直流調(diào)速電機(jī)O)、圓盤(pán)C3)、連桿(4)、 第一連接件(5)、滑柱(6)、滑槽支座(7)、地表模擬板(8)；其中，電機(jī)安裝支座(1)與滑槽 支座(7)與機(jī)架(12)固定連接；直流調(diào)速電機(jī)(2)安裝于電機(jī)安裝支座(1)上，驅(qū)動(dòng)圓盤(pán) ⑶轉(zhuǎn)動(dòng)；連桿⑷一端偏心安裝于圓盤(pán)⑶上，另一端與第一連接件(5)連接；滑柱(6) 穿過(guò)滑槽支座(7)，下端固定連接在第一連接件( 上，上端與地表模擬板(8)相連；所述檢測(cè)機(jī)構(gòu)包括線性可變位移傳感器以及超聲波傳感器(22)，線性可變位移傳感器 包括線性可變位移傳感器定桿(11)與線性可變位移傳感器動(dòng)桿(9)，線性可變位移傳感器 定桿(11)安裝于固定在機(jī)架(12)上的線性可變位移傳感器安裝支座(10)上，線性可變位 移傳感器動(dòng)桿(9)與地表模擬板(8)相連，超聲波傳感器0 通過(guò)連接件固定在開(kāi)溝器鏟 柄(19)上；所述的控制器接收超聲波傳感器0 采集的播深信息，控制液壓站的比例方向閥 (30)的流量與方向，控制液壓缸(14)推桿伸縮；所述驅(qū)動(dòng)板對(duì)控制信號(hào)進(jìn)行放大，控制比例方向閥(30)與兩位三通閥09)操作；所述液壓站通過(guò)調(diào)節(jié)比例方向閥(30)的流量與方向及兩位三通閥09)的得失電，控 制液壓缸(14)推桿伸縮及伸縮速度，繼而帶動(dòng)開(kāi)溝器上下移動(dòng)；所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)安裝支座(13)、液壓缸(14)、平行四桿、開(kāi)溝器安裝支座 (16)，其中，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)安裝支座(13)固定在機(jī)架(12)上；開(kāi)溝器安裝支座(16)通過(guò)平行四 桿與調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)安裝支座(13)相連；液壓缸(14)底座與調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)安裝支座(13)通過(guò)銷(xiāo)連 接，液壓缸(14)推桿與下連桿(17)通過(guò)銷(xiāo)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于播深自控系統(tǒng)的室內(nèi)試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于所述開(kāi)溝 器由開(kāi)溝器鏟柄(19)與開(kāi)溝器角尖03)組成，開(kāi)溝器鏟柄(19)通過(guò)螺栓固定在開(kāi)溝器安 裝支座(16)上，開(kāi)溝器角尖03)焊接在開(kāi)溝器鏟柄(19)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于播深自控系統(tǒng)的室內(nèi)試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于所述液壓 站包括油箱(M)、液壓泵(25)、過(guò)濾器(沈)、單向閥(27)、蓄能器( )、兩位三通閥(四)、 液壓缸(14)、比例方向閥(30)、節(jié)流閥(31)、卸荷閥(32)；其中，液壓泵0 從油箱04)吸油，為系統(tǒng)提供動(dòng)力；過(guò)濾器06)收集油液中污染顆粒；單 向閥(XT)控制油液的單向流動(dòng)；蓄能器08)存儲(chǔ)多余的壓力油液，并在需要時(shí)釋放出來(lái)供 給系統(tǒng)；兩位三通閥09)常閉狀態(tài)下，油缸兩腔相連，組成差動(dòng)連接，當(dāng)其得電時(shí)，油缸一 腔通高壓，一腔通低壓；液壓缸(14)無(wú)桿腔進(jìn)油或有桿腔進(jìn)油，控制推桿縮進(jìn)；比例方向閥 (30)通過(guò)激發(fā)相應(yīng)的電磁鐵，控制油液流向，通過(guò)輸入大小不同的電流信號(hào)改變節(jié)流口的 開(kāi)度以實(shí)現(xiàn)流量控制；節(jié)流閥(31)為流量控制閥，保證流量穩(wěn)定；系統(tǒng)工作時(shí)節(jié)流閥(31) 節(jié)流口全閉，保證系統(tǒng)工作壓力，系統(tǒng)不工作時(shí)打開(kāi)節(jié)流閥(31)節(jié)流口，將蓄能器( )、液 壓缸(14)及管道中的油液流回油箱04)；順序閥(32)為外控式，在系統(tǒng)壓力過(guò)高時(shí)幫助 卸壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于播深自控系統(tǒng)的室內(nèi)試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于所述地表 模擬板(8)起伏幅度為150mm，起伏坡度通過(guò)調(diào)節(jié)直流調(diào)速電機(jī)( 轉(zhuǎn)速控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于播深自控系統(tǒng)的室內(nèi)試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于所述控制 器為單片機(jī)，根據(jù)超聲波傳感器0 的傳遞信息，對(duì)期望播深與實(shí)際播深進(jìn)行對(duì)比，輸出 一特定占空比的PWM方波信號(hào)，傳遞至驅(qū)動(dòng)板。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于播深自控系統(tǒng)的室內(nèi)試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于所述驅(qū)動(dòng) 板由光耦、集成電路、三極管與MOS管構(gòu)成，通過(guò)光耦隔離、電流放大集成電路來(lái)實(shí)現(xiàn)比例 方向閥(30)的控制；利用三極管與MOS管級(jí)聯(lián)構(gòu)成的開(kāi)關(guān)電路來(lái)完成二位三通閥09)的 得失電。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及播種技術(shù)領(lǐng)域。一種應(yīng)用于播深自控系統(tǒng)的室內(nèi)試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于所述試驗(yàn)臺(tái)包括機(jī)架(12)、地表起伏模擬機(jī)構(gòu)、檢測(cè)機(jī)構(gòu)、控制器、液壓站、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、開(kāi)溝器等，其中，所述的地表起伏模擬機(jī)構(gòu)包括電機(jī)安裝支座(1)、直流調(diào)速電機(jī)(2)、圓盤(pán)(3)、連桿(4)、連接件(5)、滑柱(6)、滑槽支座(7)、地表模擬板(8)等，用于升降地表模擬板(8)，模擬地表起伏；所述檢測(cè)機(jī)構(gòu)包括用于跟蹤地表模擬板(8)升降的線性可變位移傳感器，以及用于探測(cè)模擬播深的超聲波傳感器(22)；調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)安裝支座(13)、液壓缸(14)、平行四桿、開(kāi)溝器安裝支座(16)等，用于調(diào)整模擬播深。
文檔編號(hào)G05B23/02GK201853134SQ20102057236
公開(kāi)日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2010年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月22日
發(fā)明者何進(jìn), 張東遠(yuǎn), 李慧, 李洪文, 毛寧, 王慶杰, 蘇艷波, 蔡國(guó)華 申請(qǐng)人:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)