CN102550153A - 设施栽培机械化耕作深度智能调节装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种设施栽培机械化耕作深度智能调节装置，属于农业机械领域。该装置中直线位移传感器的一端与拖拉机的后端连接，另一端与耕作机具连接；拖拉机的后部铰支上、中、下三根水平摆杆的一端；中、下水平摆杆的另一端分别与耕作机具铰接；上水平摆杆的另一端与上、下斜撑杆的一端铰接，上斜撑杆的另一端与耕作机具的上端铰接；下斜撑杆的另一端与下水平摆杆的中部铰接；上水平摆杆的中部与液压缸的活塞杆顶端铰接，液压缸的缸体下端铰支在拖拉机上；直线位移传感器的信号输出端通过智能控制电路接液压缸的控制阀受控端。本发明可以自动调节耕作的深度，使其符合作业要求，其结构简单，也实施性强，易于推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种机械化耕作深度智能调节装置，特别是设施栽培的机械化耕作深度智能调节装置，属于农业机械领域。
背景技术
设施栽培作为一种精细的作业方式，以保证作物生长的均匀性、提高设施栽培产出率为宗旨，不仅要求作业质量高，而且对作业后土壤条件的一致性要求高。
设施栽培耕作作业采用低地隙的四轮拖拉机配套旋耕或深松机具进行机械化耕作越来越普遍。由于不同的蔬菜品种和不同的土壤条件对深松和旋耕深度有不同的要求，因此不仅作业前需要确定作业深度，作业过程中还需要对作业深度进行检查。
据申请人了解，目前基本采用试耕的方法，即人工进行作业深度测量。作业中，在每次转弯掉头后需要重新进行测量。这种测量既耗人工，又浪费时间，数据还不准确。为保证设施栽培耕作作业质量水平一致性，迫切需要能对作业深度进行实时监测和智能调节的装置。
检索发现，申请号为200710015596.2、公开号为CN101080968、名称为《拖拉机用耕深提升器》的中国专利申请公开的一种拖拉机用耕深提升器，包括可控制悬挂系统升降的提升油缸，与提升油缸连接的耕深控制阀，其还包括测量并采集悬挂系统拉杆受力信息的力反馈单元和测量并采集悬挂系统提升臂旋转角度位置信息的位置反馈单元，与力反馈单元和位置反馈单元分别连接的耕深控制器，与耕深控制器连接的操纵单元；耕深控制器与耕深控制阀连接。提高了拖拉机耕深调整的精度，使拖拉机整机性能得到了有效发挥，并提高了液压系统元件的工作可靠性。
申请号为01122531.9、公开号为CN1393681、名称为《耕深监测器》的中国专利申请公开的一种耕深监测器，采用在拖拉机驾驶室内安装数字式电子仪表—耕深监测器的方法，使驾驶员在田间作业过程中便可直接检测机组的耕作深度，并根据耕深变化情况随时调整。
实践证明，上述专利申请公开的技术方案虽各具优点，但在实际生产作业中，只是起到辅助调整作业深度和提高调整精度的作用，调整均需驾驶员人工操作。对于设施栽培耕作中频繁转弯掉头作业的情况而言，事实上难以进行实时、精确调整控制，无法满足设施栽培作业的需要。
发明内容
本发明的目的是，针对以上现有技术存在的问题，提出一种可以自动实时测量耕作深度并根据作业要求自动调整深度的设施栽培机械化耕作深度智能调节装置，该装置应当结构简单，安装使用方便，便于推广应用。
为了达到上述目的，本发明的设施栽培机械化耕作深度智能调节装置包括垂向安置的直线位移传感器，所述直线位移传感器的一端与拖拉机的后端连接，另一端与耕作机具（旋耕机或深松机具）连接；所述拖拉机的后部铰支上、中、下三根水平摆杆的一端；所述中水平摆杆和下水平摆杆的另一端分别与耕作机具的对应位置铰接，构成四连杆机构；所述上水平摆杆的另一端同时与上、下斜撑杆的一端铰接，所述上斜撑杆的另一端朝斜上方延伸，与耕作机具的上端铰接；所述下斜撑杆的另一端朝斜下方延伸，与所述下水平摆杆的中部铰接；所述上水平摆杆的中部与液压缸的活塞杆顶端铰接，所述液压缸的缸体下端铰支在拖拉机上；所述直线位移传感器的信号输出端通过智能控制电路接所述液压缸的控制阀受控端。
简言之，本发明采用拖拉机配套旋耕或多功能复式作业机具，拖拉与配套机具采用“三点液压悬挂方式”，在四轮拖拉机上安装固定连接件；固定连接件与机具之间安装直线位移传感器。工作时，三点悬挂的升降改变机具的作业深度，直线位移传感器将产生相应的位置变化信号，通过智能控制电路比较该信号和预设定的耕作深度差值，并输出相应的控制信号控制液压缸的动作，从而达到智能调节控制的目的，保证机具作业深度达到设定误差范围。
与现有技术相比，本发明合理设置了“三点悬挂机构”，采用直线位移传感器直接监测耕作的深度，并与预先设定耕作深度比较，借助闭环控制三点悬挂机构，自动调节耕作的深度，使其符合作业要求，其结构简单，也实施性强，易于推广应用。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明实施例一的结构示意图。
图2为耕深控制过程示意图。
实施例一
本实施例的设施栽培机械化耕作深度智能调节装置如图1所示，拖拉机1的后端延伸出固定连接杆6。垂向安置的直线位移（编码）传感器5，上端与拖拉机后端的固定连接杆6连接，下端与旋耕机4（也可以是深松机具等）连接。拖拉机1的后部铰支上、中、下三根水平摆杆3-1、3-2、3-3的一端。其中，中水平摆杆3-2和下水平摆杆3-2的另一端分别与旋耕机4的对应位置铰接，构成四连杆机构。上水平摆杆3-1的另一端同时与上、下斜撑杆3-4、3-5的一端铰接，上斜撑杆3-4的另一端朝斜上方延伸，与旋耕机4的上端铰接，下斜撑杆3-5的另一端朝斜下方延伸，与下水平摆杆3-3的中部铰接，从而构成三点悬挂机构3。上水平摆杆3-1呈受力良好的拱形，中部与液压缸7的活塞杆顶端铰接，液压缸7的缸体下端铰支在拖拉机1上。直线位移传感器5的信号输出端通过带显示器的智能控制电路2接液压缸7的控制阀受控端（上述智能控制电路只要能够实现根据实测位移信号值与预定值的比较结果，输出相应的控制阀开启信号即可，现有技术中诸多含CPU的控制电路均可选择，例如PID控制器等，故不详述）。
工作时（参见图2），当旋耕机4因耕深变化而相对拖拉机发生垂向相对位移时，直线位移传感器5可将位移信号适时转化为数字信号，传递到智能控制电路2显示，同时，智能控制电路2将其与预定值进行比较，并根据差值输出控制信号，控制液压缸7的控制阀，驱使活塞杆按需升降，从而通过三点悬挂机构自动调整旋耕机的耕作深度，使其逼近预定的控制深度，最终通过连续的闭环控制，排除现场扰动因素，确保旋耕机耕深的稳定性。
本实施例的设施栽培机械化耕作深度智能调节装置结构简单、机构合理，安装使用方便，便于推广应用。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (5)
1.一种设施栽培机械化耕作深度智能调节装置，其特征在于：包括垂向安置的直线位移传感器，所述直线位移传感器的一端与拖拉机的后端连接，另一端与耕作机具连接；所述拖拉机的后部铰支上、中、下三根水平摆杆的一端；所述中水平摆杆和下水平摆杆的另一端分别与耕作机具的对应位置铰接，构成四连杆机构；所述上水平摆杆的另一端同时与上、下斜撑杆的一端铰接，所述上斜撑杆的另一端朝斜上方延伸，与耕作机具的上端铰接；所述下斜撑杆的另一端朝斜下方延伸，与所述下水平摆杆的中部铰接；所述上水平摆杆的中部与液压缸的活塞杆顶端铰接，所述液压缸的缸体下端铰支在拖拉机上；所述直线位移传感器的信号输出端通过智能控制电路接所述液压缸的控制阀受控端。
2.根据权利要求1所述的设施栽培机械化耕作深度智能调节装置，其特征在于：所述直线位移传感器的上端与拖拉机后端延伸出的固定连接杆连接。
3.根据权利要求2所述的设施栽培机械化耕作深度智能调节装置，其特征在于：所述智能控制电路为带显示器的智能控制电路。
4.根据权利要求3所述的设施栽培机械化耕作深度智能调节装置，其特征在于：所述上水平摆杆呈拱形。
5.根据权利要求1至4任一所述的设施栽培机械化耕作深度智能调节装置，其特征在于：所述耕作机具为旋耕机或深松机具。
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