CN101822198B - 双动力作业区域可变上拉索式旋转喷灌机 - Google Patents
双动力作业区域可变上拉索式旋转喷灌机 Download PDFInfo
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Abstract
双动力作业区域可变上拉索式旋转喷灌机，在启动时由主电机驱动旋转桁架旋转，喷灌机开始工作后，动力喷头将作为第二动力源，驱动旋转桁架旋转，此时，还可切断主电机电源，仅靠动力喷头驱动旋转桁架旋转，节省能源；在旋转桁架末端安装有直线电机，实现可伸缩桁架的伸缩运动，从而可根据作业区域的需求，实现任意形状地形的灌溉；在旋转桁架上设有吊环，由拉索连接到中心塔上，实现其垂直方向的定位；此外在主传动轴基座处设置有卡环，具有一定的防风抗震能力。本发明采用双动力驱动，节省能源，旋转桁架结构简单，受力较好，可实现任意形状地形的灌溉。
Description
技术领域
本发明涉及一种双动力驱动方式，具体涉及一个由直线电机驱动的双动力作业区域可变上拉索式旋转喷灌机，主要用于非圆形地形的灌溉。
背景技术
微喷灌是通过微喷头或微喷带将水柱雾化成微小的水滴进行灌溉的方法，它兼有喷灌不易堵塞和滴灌耗水少的优点，克服了他们两者的一些缺点。由于微喷头出流孔大，工作压力虽然和滴灌差不多，但它的流速快，减少了堵塞的可能性，出流量也大，单次可喷洒一片面积，因此每亩的用材比滴灌少，节约成本。因此近年来在大面积作物的灌溉中应用甚广。
微喷灌的形式多种多样，旋转式喷灌机是其中一种。针对目前市场上的旋转式喷灌机，其灌溉覆盖面都为圆形，对于非圆形的待灌溉地形，所能达到的灌溉效果有两种：一种是取小半径进行灌溉，结果是不能覆盖整个待灌溉区域；另一种是加大灌溉半径，能实现整个待灌溉区域的灌溉，但是对无需灌溉的区域也进行了灌溉，浪费了水资源。
目前的旋转式喷灌机的旋转驱动一般只有一个动力源，有的采用普通电机驱动，也有的通过设置方向相反的两个动力喷头作为动力实现旋转桁架的旋转运动。在喷灌桁架起动时刻，所需的起动转矩很大，仅用动力喷头驱动，可能存在起动困难的问题。对于只采用普通电机的驱动，在喷灌机的整个工作过程中，电机必须连续工作，会产生较大的电力消耗。
发明内容
本发明的目的在于提供一种灌溉覆盖面可以不受待灌溉区形状的限制，即在不浪费水资源的前提下，实现任意形状待灌溉区的灌溉，且在启动动力不足的前提下尽可能减少电能消耗的双动力作业区域可变上拉索式旋转喷灌机。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：包括基座以及设置在基座内垂直安装的主传动轴，主传动轴内部布置有主供水管，主传动轴中部连接有蜗轮，蜗轮经蜗杆与主电机相连作为喷灌机的第一动力源，其特点是，主传动轴上部通过单向传动器与旋转桁架连接，在旋转桁架末端安装有直线电机，旋转桁架内部设置有可伸缩桁架，直线电机的输出轴与可伸缩桁架相连，主供水管上端连接可旋转管接头的下端，可旋转管接头上端连接三通管，三通管另两端分别与每隔一定距离安装有喷灌器的供水毛管相连通，供水毛管前部分固定在旋转桁架上，随旋转桁架一同旋转，旋转桁架末端供水毛管上分别设置有相互方向相反的作为喷灌机的第二动力源的动力喷头；在可伸缩桁架末端安装有钢弯管，供水毛管最末端与钢弯管相连，且在供水毛管最末端的喷灌器上安装有开关阀，旋转桁架内还设置有顶杆和开设有导向槽的滑块，旋转桁架上固定有与滑块的导向槽相配合的销钉，滑块末端与弹簧相连，弹簧另一端与开关阀相连。
本发明的基座为两个剖分式基座，两剖分式基座通过外卡箍固定，在基座内侧设置有承载空心的垂直主传动轴的推力轴承和卡环；
旋转桁架上设有拉环和中心塔，拉索一端与拉环相连，另一端与中心塔相连；
可伸缩桁架上末端设置有卡销，直线电机输出轴与可伸缩桁架上的卡销相连；
可伸缩桁架的下表面外侧设置有滑轮；
单向传动器包括与旋转桁架相连的外圈部分，与主传动轴相连的内圈棘轮部分，在外圈部分上还安装有与内圈棘轮部分相适应的棘爪，在棘爪上安装有回位弹簧；
旋转桁架上表面外侧设置有滑轮，下表面内侧设置有另一滑轮。
顶杆伸出旋转桁架末端的部分加工成弧楔面，利于关闭开关阀，起导向作用避免卡死。
本发明在旋转桁架末端安装有直线电机，直线电机的伸出轴与可伸缩桁架固定连接，可伸缩桁架上安装有带开关阀的喷灌器。安装在旋转桁架上的滑块末端与弹簧相连，弹簧另一端与可伸缩桁架上的开关阀相连，开关阀可在可伸缩桁架的伸长过程中借助弹簧的拉力实现自动开启，同时滑块上开有导向槽，可在可伸缩桁架刚开始伸长阶段一同前移一段距离，以减小所需弹簧的长度，同时实现开关阀的延迟开启，避免在可伸缩桁架刚开始伸长时就开启开关阀而导致的两个喷头对同一区域重复喷灌问题；滑块下方的旋转桁架上还安装有顶杆，顶杆的上表面对滑块的运动有导向作用，同时顶杆伸出旋转桁架末端的部分在可伸缩桁架的回缩过程中可关闭开关阀。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明可伸缩桁架的结构示意图；
图3是本发明单向传动器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
参见图1，本发明包括两个剖分式基座1，两剖分式基座1通过外卡箍2固定，在基座1内侧安装有推力轴承3和卡环4，推力轴承3和卡环4承载空心的垂直主传动轴29，卡环4的设置使得喷灌机有一定的防风抗震能力，主传动轴29内部布置有主供水管6，主传动轴29中部连接有蜗轮5，蜗轮5经蜗杆30与主电机31相连作为喷灌机的第一动力源，主传动轴29上部与旋转桁架18通过单向传动器20连接，旋转桁架18上设有拉环24和中心塔22，拉索19一端与拉环24相连，另一端与中心塔22相连，旋转桁架18末端安装有直线电机15，旋转桁架18内部设置有可伸缩桁架17，直线电机15输出轴与安装在可伸缩桁架17上的卡销26相连。
主供水管6上端连接可旋转管接头21的下端，可旋转管接头21上端连接三通管23，三通管23另两端分别连接供水毛管7，供水毛管7前部分固定在旋转桁架18上，随旋转桁架18一同旋转，旋转桁架18末端供水毛管7上分别设置有相互方向相反的动力喷头14，动力喷头14作为喷灌机的第二动力源，供水毛管7最末端连接钢弯管28，钢弯管28固定在可伸缩桁架17末端，钢弯管28连接开关阀9，开关阀9连接喷灌器8，同时每隔一定长度供水毛管上均安装有喷灌器8。
在图2中，旋转桁架18末端安装有直线电机15、滑块12和顶杆10，直线电机15驱动套装在旋转桁架18内部且固装在直线电机输出轴上的可伸缩桁架17，滑块12末端与弹簧11相连，弹簧11另一端与可伸缩桁架上的开关阀9相连，开关阀9可在可伸缩桁架的伸长过程中借助弹簧11的拉力实现自动开启，同时滑块上开有导向槽，可在可伸缩桁架刚开始伸长阶段一同前移一段距离，以减小所需弹簧的长度，同时实现开关阀的延迟开启，避免在可伸缩桁架刚开始伸长时就开启开关阀而导致的两个喷头对同一区域重复喷灌问题，滑块12通过安装在旋转桁架18上的销钉13限位；滑块下方的旋转桁架上还安装有顶杆10，顶杆10的上表面对滑块的运动有导向作用，同时顶杆10伸出旋转桁架18末端的部分在可伸缩桁架17的回缩过程中可关闭开关阀。顶杆10伸出旋转桁架18末端的部分加工成弧楔面，利于关闭开关阀9，起导向作用避免卡死，此结构实现了对任意形状地形的灌溉且实现了可伸缩桁架上的喷灌器8的自动开闭。可伸缩桁架17的下表面外侧设置有滑轮25，滑轮25支撑可伸缩桁架，同时使得可伸缩桁架与旋转桁架之间为滚动摩擦，喷灌机组装时先将组装好的可伸缩桁架部件装入旋转桁架，再安装旋转桁架下表面内侧上的滑轮27。此外，旋转桁架18上表面外侧设置有滑轮16，对直线电机输出轴起支持作用。
在图3中，单向传动器外圈部分20a与旋转桁架18连接，单向传动器内圈棘轮部分20b与主传动轴连接。当单向传动器内圈棘轮部分20b作为动力源时，通过安装在单向传动器外圈部分20a上的棘爪20c带动单向传动器外圈部分20a一同转动；当单向传动器外圈部分20a作为动力源时，棘爪20c在单向传动器内圈棘轮部分20b上滑动，不驱动其转动，实现切断旋转桁架向主传动轴的动力传递，棘爪20c上安装有回位弹簧32。
本发明在喷灌机启动阶段，主电机31驱动旋转桁架18旋转，同时，动力喷头14作为第二驱动力实现双动力驱动，提供足够大的启动力矩，驱动旋转桁架18旋转；在喷灌机稳定运行阶段，可以切断主电机31的电源，仅以动力喷头14作为驱动旋转桁架18旋转的动力，也可以不切断主电机电源进行双动力工作。
为实现稳定阶段的单动力源驱动，本发明在主传动轴与桁架的连接处设置有单向传动器，以切断旋转桁架向主传动轴的动力传递。
本发明还通过在旋转桁架上加装吊环，通过拉索与中心塔相连，实现了旋转桁架的垂向定位，可减少旋转桁架底端的支撑桁架的数目，从而减小了旋转桁架的重量，增加了旋转桁架的稳定性。
Claims (8)
1.双动力作业区域可变上拉索式旋转喷灌机，包括基座(1)以及设置在基座(1)内垂直安装的主传动轴(29)，主传动轴(29)内部布置有主供水管(6)，主传动轴(29)中部连接有蜗轮(5)，蜗轮(5)经蜗杆(30)与主电机(31)相连作为喷灌机的第一动力源，其特征在于：主传动轴(29)上部通过单向传动器(20)与旋转桁架(18)连接，在旋转桁架(18)末端安装有直线电机(15)，旋转桁架(18)内部设置有可伸缩桁架(17)，直线电机(15)的输出轴与可伸缩桁架(17)相连，主供水管(6)上端连接可旋转管接头(21)的下端，可旋转管接头(21)上端连接三通管(23)，三通管(23)另两端分别与每隔一定距离安装有喷灌器(8)的供水毛管(7)相连通，供水毛管(7)前部分固定在旋转桁架(18)上，随旋转桁架(18)一同旋转，旋转桁架(18)末端供水毛管(7)上分别设置有相互方向相反的作为喷灌机的第二动力源的动力喷头(14)，在可伸缩桁架(17)末端安装有钢弯管(28)，供水毛管(7)最末端与钢弯管(28)相连，且在供水毛管(7)最末端的喷灌器(8)上安装有开关阀(9)，旋转桁架(18)内还设置有顶杆(10)和开设有导向槽的滑块(12)，旋转桁架(18)上固定有与滑块(12)的导向槽相配合的销钉(13)，滑块(12)末端与弹簧(11)相连，弹簧(11)另一端与开关阀(9)相连。
2.根据权利要求1所述的双动力作业区域可变上拉索式旋转喷灌机，其特征在于：所述的基座(1)为两个剖分式基座，两剖分式基座(1)通过外卡箍(2)固定，在基座(1)内侧设置有承载空心的垂直主传动轴(29)的推力轴承(3)和卡环(4)。
3.根据权利要求1所述的双动力作业区域可变上拉索式旋转喷灌机，其特征在于：所述的旋转桁架(18)上设有拉环(24)和中心塔(22)，拉索(19)一端与拉环(24)相连，另一端与中心塔(22)相连。
4.根据权利要求1所述的双动力作业区域可变上拉索式旋转喷灌机，其特征在于：所述的可伸缩桁架(17)上末端设置有卡销(26)，直线电机(15)输出轴与可伸缩桁架(17)上的卡销(26)相连。
5.根据权利要求1所述的双动力作业区域可变上拉索式旋转喷灌机，其特征在于：所述的可伸缩桁架(17)的下表面外侧设置有滑轮(25)。
6.根据权利要求1所述的双动力作业区域可变上拉索式旋转喷灌机，其特征在于：所述的单向传动器(20)包括与旋转桁架(18)相连的外圈部分(20a)与主传动轴(29)相连的内圈棘轮部分(20b)，在外圈部分(20a)上还安装有与内圈棘轮部分(20b)相适应的棘爪(20c)，在棘爪(20c)上安装有回位弹簧(32)。
7.根据权利要求1所述的双动力作业区域可变上拉索式旋转喷灌机，其特征在于：所述的旋转桁架(18)上表面外侧设置有滑轮(16)，下表面内侧设置有另一滑轮(27)。
8.根据权利要求1所述的双动力作业区域可变上拉索式旋转喷灌机，其特征在于：所述的顶杆(10)伸出旋转桁架(18)末端的部分加工成弧楔面，利于关闭开关阀(9)，起导向作用避免卡死。
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