CN105325390A - 一种液压驱动喷灌喷雾机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液压驱动喷灌喷雾机，包括液压驱动系统、主机架、副机架、液压升降平台、管路支撑桁架、水肥药输送喷施系统和操控系统；本发明可以一机多用，具有喷水灌溉、喷药化防、水肥一体化管理、肥药一体化管理功能，能够大大减少水、肥、药管理机械的购置投入，显著提高机械利用率和生产效率；能够实现自走，各车轮均能独立驱动和转向，既能用来喷灌又可用来喷雾化防，水肥药管理兼用，而且喷头的高度可调，适用于对不同株高作物进行水肥药一体化和精准化的管理。

Description

一种液压驱动喷灌喷雾机

(一)技术领域

本发明涉及一种液压驱动喷灌喷雾机，属于农业机械与装备领域。

(二)技术背景

喷灌机是现代作物生产采用的节水灌溉设备之一，具有自动化程度高、作业面积大、可精确定量等优点，在国内外备受青睐。但当前生产中所用的喷灌机功能比较单一，仅能进行田间灌溉，而作物田间水分管理的季节性较强，因此机械的利用率较低。另外，由于生产中不同作物的株高及田间种植模式存在很大差异，一般的喷灌机难以用于如玉米、高粱等高秆作物田间的喷灌，大大限制了其应用范围。当前小麦、玉米、花生、棉花、蔬菜等作物田间水、肥、药的管理环节诸多、程序复杂，采用原来单一功能的水、肥、药施用机械，人力和物力等的投入都比较大，而且生产效率低。随着我国农业现代化进程的加快，农业土地逐渐向种田能手、大户集中，种植大户的数量不断增加，为适应农业规模化、集约化、规范化生产的发展，人们对水肥药一体化管理机械的需求日益迫切。

(三)发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种液压驱动喷灌喷雾机，该机械能够实现自走，各车轮均能独立驱动和转向，既能用来喷灌又可用来喷雾化防，水肥药管理兼用，而且喷头的高度可调，适用于对不同株高作物进行水肥药一体化和精准化的管理。

一种液压驱动喷灌喷雾机，包括液压驱动系统、主机架、副机架、液压升降平台、管路支撑桁架、水肥药输送喷施系统和操控系统；

所述的液压驱动系统包括柴油发动机、液压泵、安全阀、液压控制阀、液压管路、行走驱动马达、转向驱动马达、绞盘驱动马达、液压油箱。柴油发动机固定在主机架上，其飞轮通过三角皮带与液压泵的驱动飞轮连接，液压泵上安装有压力表一、安全阀，并通过液压管路与液压油箱、液压控制阀、行走驱动马达、转向驱动马达和绞盘驱动马达连接。在主机架上安装有四个驱动轮，四个驱动轮分别安装有独立的行走驱动马达一和转向驱动马达一；在主机架上安装有用于缠绕PE输水管的绞盘，绞盘上安装绞盘驱动马达，用于控制绞盘的转速；在副机架上安装有两个驱动轮，两个驱动轮分别安装有独立的行走驱动马达二和转向驱动马达二。副机架可以根据实际作业幅宽的需要配备若干个并安装在主机架上；液压控制阀受处理器控制，用以调节液压泵向各行走驱动马达、转向驱动马达和绞盘驱动马达输入的油量和油压。

所述的液压升降平台，由两部分组成，分别安装在主机架和副机架上，两部分之间通过管路支撑桁架连接。安装于主机架上的部分由升降油缸一、支臂总成一、叉架绞销一组成；升降油缸一的底部固定在主机架上，顶部与支臂总成一连接；支臂总成一由多个通过叉架绞销可活动的连接在一起的支臂组成；叉架绞销一安装于各支臂的中间交叉点上，便于各支臂绕叉架绞销一旋转，从而改变支臂总成一的几何形状，维持一定的撑起高度。安装于副机架上的部分由升降油缸二、支臂总成二、叉架绞销二组成；升降油缸二的底部固定在副机架上，顶部与支臂总成二连接；支臂总成二由多个通过叉架绞销可活动的连接在一起的支臂组成；叉架绞销二安装于支臂总成二各支臂的中间交叉点上，便于各支臂绕叉架绞销旋转，从而改变支臂总成二的几何形状，维持一定的撑起高度。升降油缸一和升降油缸二通过液压管路与液压泵连接。

所述的水肥药输送喷施系统包括水源、水泵、输水管、过滤器、田间输水管道、水肥药输送系统、肥药转换接头、水喷头组、药喷头组。所述的水源通过水泵和输水管依次与过滤器和田间输水管道连接；所述的水肥药输送系统由绞盘、PE输水管、肥药箱、肥药泵、压力表、输肥管、输药管、水肥混输管组成。PE输水管缠绕在所述绞盘上；PE输水管进水端通过快接头与田间输水管道连接，其出水端与水肥混输管的进水端连接；水肥混输管与水喷头组连接，水喷头组由若干个水喷头组成，各水喷头依据其喷洒的幅度和范围间隔安装于管路支撑桁架上。肥药转换接头为一个三通管，分别连接输肥管、肥药泵和药喷头组；在该三通管的各分支管上均安装有闸阀，用于控制肥液、药液或肥药混合液的流向。肥药箱与肥药泵连接，肥药泵上安装有压力表二，肥药泵通过肥药转换接头的其中一个分支管依次与输肥管和水肥混输管的进水端连接，需要施肥时，可以将肥料注入到水肥混输管中，让肥料与灌溉水混合，再通过水喷头组喷施入田间。肥药泵通过肥药转换接头的另一个分支管与输药管连接，输药管与药喷头组连接，药喷头组由若干个药喷头组成，各药喷头依据其喷洒的幅度和范围间隔安装于管路支撑桁架上。需要化学防治病虫害或同时进行叶面施肥时，肥药泵将肥药箱中的药液或药肥混合液泵出，通过药喷头组喷雾施于作物冠层。

所述的操控系统包括控制操作平台、处理器、控制按钮、液晶显示屏、线路、速度传感器和转速传感器；控制操作平台为一载物台，其上安装有处理器、控制按钮和液晶显示屏，控制按钮和液晶显示屏均与处理器连接，可进行机械操作指令的输入和显示；行走驱动马达一、行走驱动马达二、转向驱动马达一、转向驱动马达二和绞盘驱动马达上均分别装有速度传感器和转速传感器。处理器通过线路与液压泵、液压控制阀、升降油缸一、升降油缸二、肥药泵、速度传感器和转速传感器连接。液压泵和液压控制阀受处理器发出的指令控制进行以下动作：(1)通过改变输入上述行走驱动马达的油量和油压，调节机械以不同速度行走或停止；(2)通过改变输入上述转向驱动马达的油量和油压，调节驱动轮在0-90°范围内转向，进而改变机械的行走方向；(3)通过改变输入上述绞盘驱动马达的油量和油压，调节绞盘转速，使绞盘上缠绕的PE输水管的收放速度与机械行走速度一致；(4)通过改变输入上述升降油缸一和升降油缸二或其它升降油缸的油量和油压，控制油缸的伸长与缩短，进而改变支臂总成一和支臂总成二或其它支臂总成的形状，以调节安装在液压升降平台上的管路支撑桁架的高度。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明可以一机多用，具有喷水灌溉、喷药化防、水肥一体化管理、肥药一体化管理功能，能够大大减少水、肥、药管理机械的购置投入，显著提高机械利用率和生产效率，降低作物生产成本，有利于农民节本增效。

2、本发明通过液压驱动系统能够实现机械田间自走，且所有车轮均有独立的驱动马达，并有90°转向功能，移动灵活，能应对复杂的地形、地面，适于田间作业。

3、本发明具有升降功能，能用于对小麦、玉米、高粱、花生、马铃薯、胡萝卜、花椰菜、甘蔗等等株高不同的作物进行田间水、肥、药的管理，适应性广。

四、附图说明

图1是本发明液压驱动系统示意图

图2是本发明液压驱动喷灌喷雾机示意图

图3是本发明水肥药输送喷施系统示意图

图4是本发明操控系统示意图

图中：1、柴油发动机2、液压泵3、液压控制阀4、行走驱动马达5、转向驱动马达6、绞盘驱动马达7、升降油缸8、压力表一9、安全阀10、液压油箱11、主机架12、叉架绞销一13、支臂总成一14、肥药箱15、副机架16、管路支撑桁架17、叉架绞销二18、支臂总成二19、升降油缸二20、转向驱动马达二21、行走驱动马达二22、转向驱动马达一23、行走驱动马达一24、绞盘25、驱动轮26、肥药泵27、升降油缸一28、水源29、水泵30、输水管31、过滤器32、田间输水管道33、PE输水管34、水肥混输管35、水喷头组36、药喷头组37、输药管38、压力表二39、肥药转换接头40、输肥管41、控制操作平台42、处理器43、控制按钮44、液晶显示屏45、线路46、速度传感器47、转速传感器

五、具体实施方式：

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后，可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但是只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例参见附图1、2、3、4，一种液压驱动喷灌喷雾机，包括液压驱动系统、主机架、副机架、液压升降平台、管路支撑桁架、水肥药输送喷施系统和操控系统；

所述的液压驱动系统包括柴油发动机、液压泵、安全阀、液压控制阀、液压管路、行走驱动马达、转向驱动马达、绞盘驱动马达、液压油箱。柴油发动机(1)通过螺栓固定在主机架(11)上，其飞轮通过三角皮带与液压泵(2)的驱动飞轮连接，液压泵上安装有压力表一(8)、安全阀(9)，并通过液压管路与液压油箱(10)、液压控制阀(3)、行走驱动马达(4)、转向驱动马达(5)和绞盘驱动马达(6)连接。在主机架上安装有四个驱动轮(25)，四个驱动轮分别安装有独立的行走驱动马达一(23)和转向驱动马达一(22)；在主机架上安装有用于缠绕PE输水管(34)的绞盘(24)，绞盘上安装绞盘驱动马达(6)，用于控制绞盘的转速；在副机架(15)上安装有两个驱动轮，两个驱动轮分别安装有独立的行走驱动马达二(21)和转向驱动马达二(20)。副机架可以根据实际作业幅宽的需要配备若干个；液压控制阀受处理器控制，用以调节液压泵向各行走驱动马达、转向驱动马达和绞盘驱动马达输入的油量和油压。

所述的液压升降平台，由两部分组成，分别安装于主机架和副机架上。两部分之间通过管路支撑桁架(16)连接。安装于主机架上的部分由升降油缸一(27)、支臂总成一(13)、叉架绞销一(12)组成；升降油缸一的底部通过螺栓固定在主机架上，顶部通过螺栓与支臂总成一连接，叉架绞销一安装于支臂总成一各支臂的中间交叉点上，便于各支臂绕叉架绞销旋转，从而改变支臂总成一的几何形状，维持一定的撑起高度。安装于副机架上的部分由升降油缸二(19)、支臂总成二(18)、叉架绞销二(17)组成；升降油缸二的底部通过螺栓固定在副机架上，顶部通过螺栓与支臂总成二连接，叉架绞销二安装于支臂总成二各支臂的中间交叉点上，便于各支臂绕叉架绞销旋转，从而改变支臂总成二的几何形状，维持一定的撑起高度。升降油缸一和升降油缸二通过液压管路与液压泵连接。

所述的水肥药输送喷施系统包括水源、水泵、输水管、过滤器、田间输水管道、水肥药输送系统、肥药转换接头、水喷头组、药喷头组。所述的水源(28)通过水泵(29)和输水管(30)依次与过滤器(31)和田间输水管道(32)连接；所述的水肥药输送系统由绞盘、PE输水管、肥药箱、肥药泵、压力表、输肥管、输药管、水肥混输管组成。绞盘(24)通过螺栓固定在主机架上，PE输水管(33)缠绕在绞盘上，其进水端通过快接头与田间输水管道连接，其出水端与水肥混输管(34)的进水端连接；水肥混输管与水喷头组(35)连接，水喷头组由若干个水喷头组成，各水喷头依据其喷洒的幅度和范围按一定的间隔安装于管路支撑桁架上。肥药转换接头(39)为一个三通管，在该三通管的各分支管上均安装有闸阀，用于控制肥液、药液或肥药混合液的流向。肥药箱(14)与肥药泵(26)连接，肥药泵上安装有压力表二(38)，肥药泵通过肥药转换接头的其中一个分支管依次与输肥管(40)和水肥混输管的进水端连接，需要施肥时，可以将肥料注入到水肥混输管中，让肥料与灌溉水混合，再通过水喷头组喷施入田间。肥药泵通过肥药转换接头的另一个分支管与输药管(37)连接，输药管与药喷头组(36)连接，药喷头组由若干个药喷头组成，各药喷头依据其喷洒的幅度和范围按一定的间隔安装于管路支撑桁架上。需要化学防治病虫害或同时进行叶面施肥时，肥药泵将肥药箱中的药液或药肥混合液泵出，通过药喷头组喷雾施于作物冠层。

所述的操控系统由控制操作平台、处理器、控制按钮、液晶显示屏、线路、速度传感器和转速传感器等组成。控制操作平台(41)为一载物台，其上安装有处理器(42)、控制按钮(43)和液晶显示屏(44)，控制按钮和液晶显示屏均与处理器连接，可进行机械操作指令的输入和显示；行走驱动马达、转向驱动马达和绞盘驱动马达上均装有速度传感器(46)和转速传感器(47)。处理器可采用AT89C51单片机，通过线路(45)分别与行走驱动马达、转向驱动马达和绞盘驱动马达上的速度传感器和转速传感器，液压泵、升降油缸(7)、肥药泵(26)连接；液晶显示屏上能够显示各速度传感器和转速传感器采集的机械行走速度、方向及绞盘转速等信息；控制按钮由标有“前进”、“后退”、“左转”、“右转”、“上升”、“下降”、“同步”等命令的按钮组成，AT89C51单片机设有人机交互模块，机械操作人员通过按下/放开“前进”、“后退”、“左转”、“右转”等控制按钮向液压泵和和液压控制阀发出控制指令，从而进行以下动作：(1)通过改变输入上述行走驱动马达的油量和油压调节机械以不同速度行走或停止；(2)通过改变输入上述转向驱动马达的油量和油压调节驱动轮在0-90°范围内转向，进而改变机械的行走方向；(3)通过改变输入上述绞盘驱动马达的油量和油压调节绞盘转速，使绞盘上缠绕的PE输水管的收放速度与机械行走速度一致；(4)通过改变输入上述升降油缸一和升降油缸二的油量和油压，控制油缸的伸长与缩短，进而改变支臂总成一和支臂总成二的形状，以调节安装于液压升降平台上的管路支撑桁架的高度。

所述的速度传感器可采用德国DEUTA公司生产的DF16传感器；所述的转速传感器可采用北京中西远大科技有限公司生产的HH型磁感应式转速传感器；所述的行走驱动马达可采用美国怀特公司生产的RE型行走液压马达；所述的转向驱动马达和绞盘驱动马达可采用SAUER-DANFOSS公司生产的151B3109型低速高扭力液压马达。

Claims (1)

1.一种液压驱动喷灌喷雾机，其特征在于包括液压驱动系统、主机架、副机架、液压升降平台、管路支撑桁架、水肥药输送喷施系统和操控系统；

所述的液压驱动系统包括柴油发动机、液压泵、安全阀、液压控制阀、液压管路、行走驱动马达、转向驱动马达、绞盘驱动马达、液压油箱；柴油发动机固定在主机架上，其飞轮通过三角皮带与液压泵的驱动飞轮连接，液压泵上安装有压力表一、安全阀，并通过液压管路与液压油箱、液压控制阀、行走驱动马达、转向驱动马达和绞盘驱动马达连接；在主机架上安装有四个驱动轮，四个驱动轮分别安装有独立的行走驱动马达一和转向驱动马达一；在主机架上安装有用于缠绕PE输水管的绞盘，绞盘上安装绞盘驱动马达，用于控制绞盘的转速；在副机架上安装有两个驱动轮，两个驱动轮分别安装有独立的行走驱动马达二和转向驱动马达二；根据实际作业幅宽的需要配备若干个副机架安装在主机架上；液压控制阀受处理器控制，用以调节液压泵向各行走驱动马达、转向驱动马达和绞盘驱动马达输入的油量和油压；

所述的液压升降平台，由两部分组成，分别安装在主机架和副机架上，两部分之间通过管路支撑桁架连接；安装于主机架上的部分由升降油缸一、支臂总成一、叉架绞销一组成；升降油缸一的底部固定在主机架上，顶部与支臂总成一连接；支臂总成一由多个通过叉架绞销可活动的连接在一起的支臂组成；叉架绞销一安装于各支臂的中间交叉点上，便于各支臂绕叉架绞销一旋转，从而改变支臂总成一的几何形状，维持一定的撑起高度；安装于副机架上的部分由升降油缸二、支臂总成二、叉架绞销二组成；升降油缸二的底部固定在副机架上，顶部与支臂总成二连接；支臂总成二由多个通过叉架绞销可活动的连接在一起的支臂组成；叉架绞销二安装于支臂总成二各支臂的中间交叉点上，便于各支臂绕叉架绞销旋转，从而改变支臂总成二的几何形状，维持一定的撑起高度；升降油缸一和升降油缸二通过液压管路与液压泵连接；

所述的水肥药输送喷施系统包括水源、水泵、输水管、过滤器、田间输水管道、水肥药输送系统、肥药转换接头、水喷头组、药喷头组；所述的水源通过水泵和输水管依次与过滤器和田间输水管道连接；所述的水肥药输送系统由绞盘、PE输水管、肥药箱、肥药泵、压力表、输肥管、输药管、水肥混输管组成；PE输水管缠绕在所述绞盘上；PE输水管进水端通过快接头与田间输水管道连接，其出水端与水肥混输管的进水端连接；水肥混输管与水喷头组连接，水喷头组由若干个水喷头组成，各水喷头依据其喷洒的幅度和范围间隔安装于管路支撑桁架上；肥药转换接头为一个三通管，分别连接输肥管、肥药泵和药喷头组；在该三通管的各分支管上均安装有闸阀，用于控制肥液、药液或肥药混合液的流向；肥药箱与肥药泵连接，肥药泵上安装有压力表二，肥药泵通过肥药转换接头的其中一个分支管依次与输肥管和水肥混输管的进水端连接；肥药泵通过肥药转换接头的另一个分支管与输药管连接，输药管与药喷头组连接，药喷头组由若干个药喷头组成，各药喷头依据其喷洒的幅度和范围间隔安装于管路支撑桁架上；

所述的操控系统包括控制操作平台、处理器、控制按钮、液晶显示屏、线路、速度传感器和转速传感器；控制操作平台为一载物台，其上安装有处理器、控制按钮和液晶显示屏，控制按钮和液晶显示屏均与处理器连接，进行机械操作指令的输入和显示；行走驱动马达一、行走驱动马达二、转向驱动马达一、转向驱动马达二和绞盘驱动马达上均分别装有速度传感器和转速传感器；处理器通过线路与液压泵、液压控制阀、升降油缸一、升降油缸二、肥药泵、速度传感器和转速传感器连接。