CN102487643A - 一种水稻插秧机的电动仿形机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水稻插秧机的电动仿形机构，属于水稻插秧机装置研究领域。针对现有双轮4行自动水稻插秧机的液压仿形机构存在的机构复杂、效率较低和不能适应泥脚深较为复杂的水田环境等问题，本发明基于电动力水稻插秧机，采用2个电机独立驱动左右2个仿形机构，可以使插秧机在硬底不平的水田中保持插秧机构与泥面平行，保证了插秧质量。仿形驱动电机具有停机自锁功能，在没有触发情况下节电待机，并设有手动调节功能。同时较大程度上简化了机械液压式仿形系统的传动机构，减小了插秧机的体积和减轻了重量。

Description

一种水稻插秧机的电动仿形机构

技术领域

本发明涉及水稻插秧机研究领域，特别涉及一种水稻插秧机的电动仿形机构。

背景技术

水稻是我国种植面积最大、单产最高、总产最多的粮食作物，其产量在世界排行第一，我国有60％的人口以大米为主食，水稻在我国的粮食生产中有着举足轻重的地位，因此水稻生产机械化具有重大意义。目前，一般水稻插秧机械大多采用单一的汽油机或柴油机为动力源，通过变速机构和传动机构将动力传递到执行机构上，而水稻插秧机执行机构较多，运动状态复杂，变速、传动问题一直是农机设计与制造领域中难点之一，特别是中小功率燃油发动机效率低，机械变速、传动机构不易简化，使整个系统不利于低碳节能和降低成本。

仿形机构是轮式自动水稻插秧机的重要工作部分，该机构用于保证插秧机的适用范围和插秧质量。目前轮式自动水稻插秧机仿形机构一般是由汽油机或柴油机驱动一套液压机构，结构较为复杂，生产和维护成本较高。另外由于动力系统单一，该仿形机构只能使左右水轮同步动作。秧盘一般没有独立悬挂装置，在遇到左右水轮泥脚深度不等的情况下，会发生秧盘倾斜的问题。

公开号为CN201577297的中国实用新型专利公开了一种插秧机插秧深度调整装置，该装置包括固定于插秧传动装置上的上支撑座，固定于插秧机船板上的下支撑座，插秧传动装置铰接于插秧机船板上，插秧传动装置的动力输出端安装有栽植臂，铰接于上支撑座和下支撑座之间的动力提升装置。所述动力提升装置为液压缸。此专利存在以下不足：(1)所述装置采用液压缸作为动力提供装置，不利于节能环保；(2)在专利中并没有给出如何根据不同水田软泥的深浅情况对液压缸进行调整，通过人工肉眼观察实现的话，则其智能化程度较低；(3)该装置不属于轮式插秧机仿形机构。

因此，需要提供一种结构简单、节能环保、可使插秧机左右水轮能在不同泥脚深的环境下工作的水稻插秧机的仿形机构。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种水稻插秧机的电动仿形机构，其具有结构简单、节能环保的优点，且可使插秧机左右水轮能在不同泥脚深的环境下工作。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：一种水稻插秧机的电动仿形机构，包括电机、丝杆、传动臂、水轮支撑臂、水轮、侧船板、位移感应装置，所述电机固定在插秧机机架上，丝杆一端与电机相连，另一端与传动臂相连；在插秧机机架上设有固定座，传动臂和水轮支撑臂一端均固定在该固定座上，水轮支撑臂另一端与水轮铰接；在插秧机机架上设置有侧船板，在侧船板前端设置有用于检测当前侧船板上下位移的位移感应装置，该装置与电机相连。

所述插秧机中的仿形机构均由电机分别驱动。例如，插秧机中如有左右两个仿形机构，则这两个仿形机构由两个电机分别驱动，独立工作，从而可以各自调节高度，可以在水田高低不平的情况下保持插秧机车架与泥面平行。

具体的，所述电机为直流电机，电机通过正反转来控制丝杆的前进和后退。电机正转时，丝杆向前运动，通过传动臂、水轮支撑臂将水轮拉起；电机反转时，丝杆向后运动，通过传动臂、水轮支撑臂将水轮降低。

更进一步的，所述电机与插秧机载蓄电池相连，由插秧机载蓄电池提供电能。

所述丝杆上设置有定位仿形机构最大行程的限位装置，具体是指定位丝杆前进和后退距离的装置。

具体的，所述位移感应装置为位移传感器或行程开关。

作为优选方案，所述位移感应装置设置阈值，用于判断位移感应装置采样数据是否在设定的延滞带宽区间内，若是，则电机不动作，若否，则电机根据位移信号进行动作。

更进一步的，所示位移感应装置和侧船板之间还包括用于将侧船板与插秧机机架相对距离转换成位移感应装置测量范围内的线位移的位移传动机构。

更进一步的，所述位移传动机构为四连杆机构。

作为优选，所述仿形机构还具有自锁功能，位移感应装置在一定时间内都没有控制电机转动时，则说明插秧机目前是在较平整的地面上行驶，此时控制电机停机。对于200W直流电机，在处于停机自锁状态时，自锁力为2000N，大于水轮支撑力矩，节能省电。

所述仿形机构中还包括手动控制按键，设置在插秧机手柄上，与电机相连，用于手动调节插秧机车架高度和斜度。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本发明电动机具有良好的调速和灵活的功率控制能力，可使系统保持在高效状态。采用多电机直接驱动水稻插秧机的执行机构，可以将电能方便的传递到动力输出终端，大大简化了变速与传动机械结构，使插秧机生产和维护成本降低，工作更为可靠，且节能环保。

2、本发明采用2台电机独立驱动左右水轮的仿形机构，解决以上问题。由于电动力水稻插秧机采用分布式动力系统，以电机驱动代替原有液压系统，不仅简化结构、减轻重量，还使控制更为灵活。

3、电动力水稻插秧机具有良好的调速和灵活的功率控制能力，可使系统保持在高效状态，特别是分散式多电机控制的实现，代替了机械传动机构，进一步简化了农机结构、减小了农机的重量和体积。本发明可使插秧机左右水轮在不同泥脚深的环境下工作。

4、本发明设计的电动仿形机构利用电动插秧机的蓄电池电源做动力，采用2台独立的电机分别驱动左右水轮的仿形机构，并根据两侧船板的位移传感器实时调整左右水轮的相对高度，使秧盘与水田泥面保持水平，保证插秧深度质量。

5、本发明在比较平整的水田中，当仿形机构不触发情况下，仿形机构驱动电机处于停机自锁状态，节约能耗。

附图说明

图1是本发明装置的结构示意图。

其中：1-电机；2-位移传感器；3-位移传动机构；4-侧船板；5-水轮支撑臂；6-水轮；7-丝杆；8-传动臂。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

如图1所示，一种水稻插秧机的电动仿形机构，包括电机1、丝杆7、传动臂8、水轮支撑臂5、水轮6、侧船板4、位移感应装置，所述电机1固定在插秧机机架上，丝杆7一端与电机1相连，另一端与传动臂8相连；在插秧机机架上设有固定座，传动臂8和水轮支撑臂5一端均固定在该固定座上，水轮支撑臂5另一端与水轮6铰接；在插秧机机架上设置有侧船板4，在侧船板4前端设置有用于检测当前侧船板上下位移的位移感应装置，该装置与电机1相连。本实施例中，位移感应装置具体为位移传感器2和位移传动机构3，位移传感器2设置在位移传动机构3的顶端。所述位移传动机构3为四连杆机构，用于将侧船板4与插秧机机架相对距离转换成位移传感器测量范围内的线位移。

本实施例中，插秧机有左右两个仿形机构，则这两个仿形机构由两个电机分别驱动，独立工作，从而可以各自调节高度，可以在水田高低不平的情况下保持插秧机车架与泥面平行。

所述电机1为200W直流电机，所述电机1与插秧机载蓄电池相连，由插秧机载蓄电池提供电能。电机通过正反转来控制丝杆的前进和后退。电机正转时，丝杆7向前运动，通过传动臂8、水轮支撑臂5将水轮6拉起；电机反转时，丝杆7向后运动，通过传动臂8、水轮支撑臂5将水轮降低。

所述丝杆7长度为0.8m，与仿形机构驱动电机相对速度为0.15m/s，直线拉力1000N，丝杆7两端设置有定位仿形机构最大行程的限位装置，具体是指定位丝杆前进和后退距离的装置。

所述位移传感器2中设置有一阈值，用于判断位移传感器采样数据是否在设定的延滞带宽区间内，若是，则电机不动作，若否，则电机根据位移信号进行动作。本实施例中采用±4cm延滞带宽，即位移传感器采样数据大于4cm时仿形机构驱动电机正转，丝杆7推动传动臂8、传动臂8带动水轮支撑臂5顺时针转动，水轮6与插秧机车架相对高度增加；位移传感器采样数据小于负4cm时仿形机构驱动电机反转，丝杆7推动传动臂8、传动臂8带动水轮支撑臂5逆时针转动，水轮6与插秧机车架相对高度减小。在位移传感器采样数据在±4cm之间，仿形机构驱动电机不动作，插秧机靠两侧船板浮力自调整与泥面高度。

所述仿形机构还具有自锁功能，位移传感器在一定时间内都没有控制电机转动时，则说明插秧机目前是在较平整的地面上行驶，此时控制电机停机。对于200W直流电机，在处于停机自锁状态时，自锁力为2000N，大于水轮支撑力矩，节能省电。

所述仿形机构中还包括手动控制按键，设置在插秧机手柄上，与电机相连，用于手动调节插秧机车架高度和斜度。

在操作中，侧船板4采用后端轴承固定在插秧机机架上，前端通过位移传动机构3连接位移传感器2，当侧船板4所对应的水轮6泥脚深度发生变换时，侧船板沿后端轴承转动一个角度，前端位移传感器2会采集到1个正(负)位移量。经过修正后，同侧的仿形机构驱动电机会做出相应转数的调整，以调整该侧水轮6的相对高度。另一侧仿形机构同理。

实施例2

本实施例除下述特征外其他结构同实施例1：所述插秧机有左右两个仿形机构，这两个仿形机构由一个电机共同驱动，采用这种方式虽不能根据左右脚深不同进行调整，但是结构简单，能够降低机器成本，且降低能耗。

所述位移感应装置为行程开关，行程开关设置在位移传动机构3上端，当侧船板4的位移超过形成开关设定的值，则触发电机进行相应的操作。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。权

Claims (9)

1.一种水稻插秧机的电动仿形机构，其特征在于，包括电机、丝杆、传动臂、水轮支撑臂、水轮、侧船板、位移感应装置，所述电机固定在插秧机机架上，丝杆一端与电机相连，另一端与传动臂相连；在插秧机机架上设有固定座，传动臂和水轮支撑臂一端均固定在该固定座上，水轮支撑臂另一端与水轮铰接；在插秧机机架上设置有侧船板，在侧船板前端设置有用于检测当前侧船板上下位移的位移感应装置，该装置与电机相连；所述插秧机包括左右两套仿形机构，每套仿形机构均由电机分别驱动。

2.根据权利要求1所述的水稻插秧机的电动仿形机构，其特征在于，所述电机为直流电机，电机通过正反转来控制丝杆的前进和后退。

3.根据权利要求2所述的水稻插秧机的电动仿形机构，其特征在于，所述电机与插秧机载蓄电池相连，由插秧机载蓄电池提供电能。

4.根据权利要求2所述的水稻插秧机的电动仿形机构，其特征在于，所述丝杆上设置有定位仿形机构最大行程的限位装置。

5.根据权利要求1所述的水稻插秧机的电动仿形机构，其特征在于，所述位移感应装置为位移传感器或行程开关。

6.根据权利要求5所述的水稻插秧机的电动仿形机构，其特征在于，所述位移感应装置设置阈值，用于判断位移感应装置采样数据是否在设定的延滞带宽区间内，若是，则电机不动作，若否，则电机根据位移信号进行动作。

7.根据权利要求5所述的水稻插秧机的电动仿形机构，其特征在于，所示位移感应装置和侧船板之间还包括用于将侧船板与插秧机机架相对距离转换成位移感应装置测量范围内的线位移的位移传动机构。

8.根据权利要求7所述的水稻插秧机的电动仿形机构，其特征在于，所述位移传动机构为四连杆机构。

9.根据权利要求1-8任一项所述的水稻插秧机的电动仿形机构，其特征在于，所述仿形机构中还包括手动控制按键，设置在插秧机手柄上，与电机相连。

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