CN105393813A - 全控仿形升降棉花打顶机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种全控仿形升降棉花打顶机，其特点在于：由机架、悬挂架、打顶装置、仿形装置、升降装置、高架减震地轮、扶禾分禾装置和传动装置构成；本发明与现有技术相比，便于拖拉机的前进和单体棉株的辅助仿形；增设助削锯齿使得转速要求很高的滚刀切割模式改进为转速大大降低的助切模式，不但节省了运行功耗，而且延长了钢丝刀具的寿命；整机基于嵌入式ARM微处理器与上位机人机组态界面的结合，对各个系统统一控制，使得打顶机响应速度更快，性能更稳定可控，自动化程度更高，对棉花的丰产有着积极的意义。

Description

全控仿形升降棉花打顶机

技术领域

本发明涉及一种全控仿形升降棉花打顶机。

背景技术

棉花打顶是指将棉花的顶尖打掉，去除顶端优势，使棉花多结铃、多开花，这是采棉前的一项必须工作，也是棉花丰产的核心保障。目前棉花打顶机已经逐步取代人工掐顶作业，基本实现自动化过程，但是现有的棉花打顶机，打顶效果并不理想，其主要问题是自动响应慢，升降和打顶总滞后于拖拉机的作业，棉顶识别系统可靠性太差，在此情况下，单排置刀必然导致全程打顶作业的即时性降低，另外使用单一刀具无法兼顾周围棉株特性灵活切割，且钢丝刀具易损伤，更换频率高，加之仿形技术不成熟，普遍种植模式下左右棉株几乎都被“一刀切”，所以棉花打顶机整体的自动化程度仍然偏低，满足不了棉花的农艺打顶要求，暂时还没有推广的可能性。

发明内容

本发明的目的是针对以上问题，提供一种响应速度快、即时性好，前后双排置刀和两种刀具互补打顶方式的全控仿形升降棉花打顶机。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明其特点在于：由机架、悬挂架、打顶装置、仿形装置、升降装置、高架减震地轮、扶禾分禾装置和传动装置构成；所述的悬挂架设在机架前部；所述的机架前部设有电动升降板，所述的打顶装置由前打顶装置和后打顶装置构成，所述的前打顶装置设在电动升降板下，前打顶装置为滚筒切割器，所述的滚筒切割器设在仿形装置下，后打顶装置为刀筒，所述的刀筒设在机架后部下，所述的刀筒的轴承座上设有横梁尾架；所述的仿形装置设在电动升降板前，仿形装置为仿形感应曲板；所述的高架减震地轮设在机架的后部；所述的机架上设有电机台，电机台上设有变速机；所述的升降装置为设在电动升降板下的升降杆与设在高架减震地轮上的液压油缸；所述的扶禾分禾装置由前扶禾板、分禾器和后扶禾板构成，前扶禾板设在机架前部下的滚筒切割器侧，后扶禾板设在机架后部下的地轮内侧，分禾器设在前扶禾板与后扶禾板之间的机架上，且正对打顶装置；所述的传动装置由带轮、皮带、锥齿轮、联轴器和变速机构成，变速机设在机架上，带轮设在刀轴上，锥齿轮设机架后部下，锥齿轮通过联轴器与变速机轴相连，皮带设在带轮上。

上述的滚筒切割器由滚筒架、细钢丝、滚筒盘和助削锯齿构成，滚筒架设在电动升降板下，滚筒盘为两个，设在滚筒架上，细钢丝设在两个滚筒盘之间，助削锯齿同设在两个滚筒盘之间。

上述的刀筒上设有刀盘、刀轴、轴承、带轮、轴承座和旋转杆，刀轴设在刀筒的中心，刀盘设在刀筒中心的刀轴上，轴承设在刀轴的上部，带轮设在轴承的刀轴的上部，轴承座设在轴承上，旋转杆设在刀筒下，设在刀筒下的旋转杆可由步进电机驱动。

上述的高架减震地轮由地轮、弹簧板、弹簧、轮柱、液压油缸、伸缩套筒、转动杆和地轮台构成，所述的弹簧设在弹簧板与地轮台之间，地轮设在弹簧板下，轮柱设在地轮台上，液压油缸设在轮柱上，伸缩套筒设在液压油缸上部，转动杆设在伸缩套筒与轮柱之间。

本发明与现有技术相比，有益效果在于：将组合机架设计为前后双排置刀，两种刀具对不同的棉株互补打顶，有效的避免升降打顶过程的滞后性；另外采用接触式仿形感应曲板采集信号，简化识别系统的复杂度，并且整机通过“两扶一分”及双刀筒的定量定向旋转完成棉花打顶过程中的扶禾、聚拢、切顶、缓释等连续动作要求；组合机架还装配有高架减震与角形升降功能的一体化地轮总成，便于拖拉机的前进和单体棉株的辅助仿形；增设助削锯齿使得转速要求很高的滚刀切割模式改进为转速大大降低的助切模式，不但节省了运行功耗，而且延长了钢丝刀具的寿命；整机基于嵌入式ARM微处理器与上位机人机组态界面的结合，对各个系统统一控制，使得打顶机响应速度更快，性能更稳定可控，自动化程度更高，对棉花的丰产有着积极的意义。

附图说明

图1为本发明实施例的结构立体示意图；

图2为本发明的俯视平面结构示意图；

图3为本发明的斜仰视立体结构示意图；

图4为本发明的行走装置放大结构示意图；

图5为本发明滚筒切割器的放大示意图；

图6为本发明刀筒放大示意图；

图7为本发明工作的闭环控制系统原理图。

图示中：1为电动升降板，2为仿形感应曲板，3为滚筒切割器，4为悬挂架，5为电机台，6为变速机，7为前扶禾板，8为分禾器，9为后扶禾板，10为高架减震地轮，11为刀筒，12为机架，13为皮带，14为横梁尾架；

101为地轮，102为弹簧板，103为弹簧，104为轮柱，105为液压油缸，106为伸缩套筒，107为转动杆，108为地轮台；

301为滚筒架，302为细钢丝，303为滚筒盘，304为助削锯齿；

1101为刀盘，1102刀轴，1103为轴承，1104为带轮，1105为轴承座，1106为旋转杆。

具体实施方式

实施例：参照附图1～6，本发明由机架12、悬挂架4、打顶装置、仿形装置、升降装置、高架减震地轮10、扶禾分禾装置和传动装置构成；所述的悬挂架4设在机架12前部；所述的机架前部设有电动升降板1，所述的打顶装置由前打顶装置和后打顶装置构成，所述的前打顶装置设在电动升降板1下，前打顶装置为滚筒切割器3，所述的滚筒切割器3设在仿形装置下，后打顶装置为刀筒11，所述的刀筒11设在机架12后部下；所述的仿形装置设在电动升降板1前，仿形装置为仿形感应曲板2；所述的机架12上设有电机台5，电机台5上设有变速机6，变速机6起改变后打顶装置刀轴1102转速的作用；所述的滚筒切割器3由滚筒架301、细钢丝302、滚筒盘303和助削锯齿304构成，滚筒架301设在电动升降板1下，滚筒盘303为两个，设在滚筒架301上，细钢丝302设在两个滚筒盘303之间，助削锯齿304同设在两个滚筒盘303之间；所述的刀筒11上设有刀盘1101、刀轴1102、轴承1103、带轮1104、轴承座1105和旋转杆1106，刀轴1102设在刀筒11的中心，刀盘1101设在刀筒11中心的刀轴1102上，轴承1103设在刀轴1102的上部，带轮1104设在轴承1103的刀轴1102的上部，轴承座1105设在轴承1103上，旋转杆1106设在刀筒11下，设在刀筒11下的旋转杆1106可由步进电机驱动，所述的刀筒11的轴承座1105上设有横梁尾架14与轴承座1105连接，起固定整个刀筒11的作用；所述的旋转杆1106下设有步进电机，步进电机上设有编码器，步进电机上的编码器可采集信号；所述的高架减震地轮10设在机架1的后部，高架减震地轮10由地轮101、弹簧板102、弹簧103、轮柱104、液压油缸105、伸缩套筒106、转动杆107和地轮台108构成，所述的弹簧103设在弹簧板102与地轮台108之间，地轮101设在弹簧板102下，轮柱104设在地轮台108上，液压油缸105设在轮柱104上，伸缩套筒106设在液压油缸105上部，转动杆107设在伸缩套筒106与轮柱104之间；所述的升降装置为设在电动升降板1下的升降杆1与设在高架减震地轮10上的液压油缸105；所述的扶禾分禾装置由前扶禾板7、分禾器8、和后扶禾板9构成，前扶禾板7设在机架12前部下的滚筒切割器3侧，后扶禾板9设在机架12后部下的地轮101内侧，分禾器8设在前扶禾板7与后扶禾板9之间的机架12上，且正对打顶装置；所述的传动装置由带轮1104、皮带13、锥齿轮、联轴器和变速机6构成，变速机6设在机架12上，带轮1104设在刀轴1102上，锥齿轮设机架12后部下，锥齿轮通过联轴器与变速机6轴相连，皮带13设在带轮1104上。

本发明的工作过程：

参照附图1、4～7，当仿形感应曲板2接触到棉株顶部时，变化的信号通过信号调理电路和A/D转换传输至微处理器ARM工控机中，同时驱动刀筒11定量定向的刀筒旋转杆1106是由ARM根据仿形感应曲板2的信号控制旋转编码器和步进电机来实现，最后再反馈到旋转编码器修正；刀具转速由电机提供，整机根据作业和刀具情况通过变速机6提供不同转速出送至电机，中间以速度传感器进行反馈调节；地轮液压油缸105的升降控制不同于电动升降板1，其由D/A转换、比例放大后用电磁比例阀进行控制；整机反馈回路经信号调理和A/D转换构成完整的闭环控制系统，最后连接触摸屏，可直观的进行人机通信。

Claims (4)

1.一种全控仿形升降棉花打顶机，其特征在于：由机架、悬挂架、打顶装置、仿形装置、升降装置、高架减震地轮、扶禾分禾装置和传动装置构成；所述的悬挂架设在机架前部；所述的机架前部设有电动升降板，所述的打顶装置由前打顶装置和后打顶装置构成，所述的前打顶装置设在电动升降板下，前打顶装置为滚筒切割器，所述的滚筒切割器设在仿形装置下，后打顶装置为刀筒，所述的刀筒设在机架后部下，所述的刀筒的轴承座上设有横梁尾架；所述的仿形装置设在电动升降板前，仿形装置为仿形感应曲板；所述的高架减震地轮设在机架的后部；所述的机架上设有电机台，电机台上设有变速机；所述的升降装置为设在电动升降板下的升降杆与设在高架减震地轮上的液压油缸；所述的扶禾分禾装置由前扶禾板、分禾器和后扶禾板构成，前扶禾板设在机架前部下的滚筒切割器侧，后扶禾板设在机架后部下的地轮内侧，分禾器设在前扶禾板与后扶禾板之间的机架上，且正对打顶装置；所述的传动装置由带轮、皮带、锥齿轮、联轴器和变速机构成，变速机设在机架上，带轮设在刀轴上，锥齿轮设机架后部下，锥齿轮通过联轴器与变速机轴相连，皮带设在带轮上。

2.根据权利要求1所述的一种全控仿形升降棉花打顶机，其特征在于：所述的滚筒切割器由滚筒架、细钢丝、滚筒盘和助削锯齿构成，滚筒架设在电动升降板下，滚筒盘为两个，设在滚筒架上，细钢丝设在两个滚筒盘之间，助削锯齿同设在两个滚筒盘之间。

3.根据权利要求1所述的一种全控仿形升降棉花打顶机，其特征在于：所述的刀筒上设有刀盘、刀轴、轴承、带轮、轴承座和旋转杆，刀轴设在刀筒的中心，刀盘设在刀筒中心的刀轴上，轴承设在刀轴的上部，带轮设在轴承的刀轴的上部，轴承座设在轴承上，旋转杆设在刀筒下，设在刀筒下的旋转杆可由步进电机驱动。

4.根据权利要求1所述的一种全控仿形升降棉花打顶机，其特征在于：所述的高架减震地轮由地轮、弹簧板、弹簧、轮柱、液压油缸、伸缩套筒、转动杆和地轮台构成，所述的弹簧设在弹簧板与地轮台之间，地轮设在弹簧板下，轮柱设在地轮台上，液压油缸设在轮柱上，伸缩套筒设在液压油缸上部，转动杆设在伸缩套筒与轮柱之间。