CN106718412A - 适用于双垄的地膜揭膜机及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于双垄的地膜揭膜机及其控制方法，包括：机架；分别设置在所述机架下部的左右两侧的两个行走轮；设置在所述机架上，并向后延伸的扶手架；对称地设置在所述机架的左右两侧，并均沿水平方向向内延伸的两根传动轴；分别固套在对应的传动轴上的两个辊筒；分别驱动对应的传动轴转动的两个驱动装置；设置在所述机架上，用于控制两个驱动装置工作的控制器；当检测到行走轮转动时，控制器根据检测到的两个辊筒各自承受的拉力大小，分别控制两个对应的驱动装置的输出扭矩。采用以上结构和方法，能够一次同时回收双垄上的两张地膜，并防止地膜因辊筒的转动扭矩过大而断裂，适用于山地丘陵地区作业，大大提高了揭膜的效率。
Description
技术领域
本发明属于农业机械技术领域，具体涉及一种适用于双垄的地膜揭膜机及其控制方法。
背景技术
地膜覆盖栽培，起始于日本南方多雨地区。这项技术自传入我国之后，在烟草农业生产上得到了大力推广，据不完全统计，到目前为止，我国烟草地膜覆盖面积已占烟草总种植面积的70％左右，它已发展成为烟草栽培一项重要技术措施。但是，长期的地膜覆盖会导致烟株病虫害加重、抗倒伏性和抗逆性变差、易早衰等问题，因此需要在烟株幼苗栽下一段时间后将地膜回收，以保证烟株的正常生长。虽然目前农用揭膜机已被应用，但是地膜通常存在破损，现有的揭膜机存在输出扭矩不可控，常常出现拉断地膜的情况，又需要人工再次将地膜固定在揭膜机上。而且现有的揭膜机的辊筒(卷膜辊)由于结构设计问题，回收的膜难以卸下，需要将整个辊筒(卷膜辊)进行更换，不但效率低下，而且需要准备备用的辊筒(卷膜辊)，费时费力。并且现有的揭膜机体积普遍较大，仅适用于平原地区，在山地丘陵地区根本无法实际应用。解决以上问题成为当务之急。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提供一种适用于双垄的地膜揭膜机及其控制方法，其能够同时回收覆盖在双垄上的两张地膜，并能根据两张地膜各自不同的拉力，实时调节输出扭矩，防止地膜在回收过程中断裂，尤其适用于山地丘陵地区。
为实现上述目的，本发明技术方案如下：
一种适用于双垄的地膜揭膜机，其要点在于：机架；两个行走轮，其分别设置在所述机架下部的左右两侧；扶手架，其设置在所述机架上，并向后延伸；两根传动轴，其对称地设置在所述机架的左右两侧，并均沿水平方向向内延伸；两个辊筒，其分别固套在对应的传动轴上；两个驱动装置，其分别驱动对应的传动轴转动；控制器，其设置在所述机架上，用于控制两个驱动装置工作；当检测到行走轮转动时，控制器根据检测到的两个辊筒各自承受的拉力大小，分别控制两个对应的驱动装置的输出扭矩。
采用以上结构，机架和行走轮横跨在双垄的两侧，操作者手握扶手架即可驱动整机前进，结构十分紧凑，尤其适用于山地丘陵地区作业，能够一次同时回收覆盖在双垄上的两张地膜，不再需要像传统的地膜回收装置一样需要使用特制的地膜或者增加地膜切割工具，不但提高工作效率，更简化了结构，并且两个驱动装置相互独立设置，控制器对其分别进行单独控制，能够根据检测到的两张地膜各自的地膜拉力的大小，分别单独实时调节对应的驱动装置的输出扭矩，进而控制对应的辊筒的转动扭矩，既有效防止地膜因辊筒的转动扭矩过大而断裂，又能保证高效地对地膜进行回收，同时保护垄上的植株免遭破坏或者伤害，并且，双垄的地膜回收完成后只需将地膜从辊筒上卸下即可，不必将辊筒整个替换，进一步提高工作效率，减少人工，具有极高的实用性。
作为优选：所述机架包括两根正对设置的立柱，两根立柱通过连接横杆固定连接，两个所述行走轮均安装在对应的立柱的外侧，两个所述辊筒位于两根立柱之间。采用以上结构，结构简单、可靠，易于实现，且成本低廉，使整机能够灵活地在双垄的两侧行走，可靠地进行地膜回收。
作为优选：所述驱动装置包括电机和传动组件，所述电机通过传动组件带动所述传动轴转动。采用以上结构，电机能够快速、稳定地提供输出扭矩，以准确控制辊筒的转动扭矩。
作为优选：所述传动组件包括套设在所述电机的输出轴上的主动链轮和套设在所述传动轴上的从动链轮，该从动链轮和主动链轮之间连接有传动链条。采用以上结构，结构简单、可靠，便于维护，且易于实现，能够稳定可靠地实现扭矩的传递。
作为优选：所述辊筒呈圆台形，其外径自自外箱内逐渐减小。采用以上结构，使辊筒的外表面具有锥面，便于快速地卸下缠绕在辊筒上的地膜，高效便捷，不再需要更换辊筒，既大大提高了工作效率，又不再需要准备备用辊筒，减小了整个设备或者操作工人的负载，并大大降低了操作工人的操作难度。
作为优选：所述机架的前部沿水平方向设置有支撑杆，在该支撑杆上沿垂直方向设置有四根导杆，四根导杆两两一组地分别位于各自对应的一个所述辊筒的前方，且每组导杆之间距离小于或等于对应的所述辊筒的长度。采用以上结构，每组导杆使地膜在回收过程中有一个聚拢的效果，有效提高了地膜自身的拉伸强度，进一步防止地膜在回收过程中发生断裂的情况，提高了工作效率，同时使辊筒上缠绕的每层地膜呈褶皱状，有效减小了每层地膜之间的接触面积，使地膜更易从辊筒上卸下，进一步提高了工作效率。
作为优选：在所述辊筒上均设有用于固定地膜的卡口，该卡口位于所述辊筒的外端。采用以上结构，先将覆盖在每个垄上的每张地膜的端部卡入卡口，使其被可靠地限位，保证了整个设备在地膜回收的初期的可靠运行。
作为优选：所述连接横杆为两根，所述控制器固定安装在两根连接横杆上，并在两根连接横杆上固定安装有电源，在所述扶手架上设置有电源开关。采用以上结构，结构可靠，便于检修、维护，且易于实现，并通过电源开关控制整机的电源。
作为优选：在所述行走轮上固定安装有轮盘，在该轮盘的盘面上设有多个呈环形均匀分布的永磁铁，在所述轮盘的一侧设置有磁传感器，该磁传感器与所述设有永磁铁的轮盘的盘面正对。采用以上结构，通过磁传感器能够准确、灵敏地检测行走轮的工作状态，实现电机的自动启停，提高了整个设备的自动话程度，同时能够在行走支撑机构停止前进时，立即将信号传递给控制器，使电机立即停止工作，辊筒停转，有效避免了地膜崩断的风险。
一种适用于双垄的地膜揭膜机的控制方法，其要点在于，按照以下步骤进行：
步骤1：设定地膜拉力判断的上限值和下限值；
步骤2：判断行走轮是否转动：是，电机通电；否，电机断电，并重复步骤2；
步骤3：判断地膜拉力大小是否超过设定的范围：是，调节电机的输出扭矩；否，保持电机的输出扭矩不变；
步骤4：重复步骤2～步骤3。
采用以上方法，使两个电机能够根据各自对应的地膜拉力实时调节电机的输出扭矩，进而分别实时调节各自控制的辊筒的转动扭矩，既有效防止地膜因辊筒的转动扭矩过大而断裂，又能保证高效地对地膜进行回收，同时保护垄上的植株免遭破坏或者伤害。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
采用本发明提供的适用于双垄的地膜揭膜机及其控制方法，结构新颖、紧凑且可靠，易于实现，能够一次同时回收覆盖在双垄上的两张地膜，不再需要像传统的地膜回收装置一样需要使用特制的地膜或者增加地膜切割工具，既有效防止地膜因辊筒的转动扭矩过大而断裂，又能保证高效地对地膜进行回收，同时保护垄上的植株免遭破坏或者伤害，并且能够快速、便捷地将辊筒上的地膜卸下，减少了人工，适用于山地丘陵地区作业，大大提高了揭膜的效率，具有极高的实用性。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明的平面结构示意图；
图3为图2的右视图；
图4为行走轮和机架的局部放大图；
图5为本发明控制方法的流程图。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
如图1和图2所示，一种适用于双垄的地膜揭膜机，包括机架11，该机架11包括两根正对设置的立柱112，两根立柱112通过两根平行设置的连接横杆113固定连接，在两根立柱112下端的外侧分别设置有一个行走轮12，在其中一根连接横杆113上设置有扶手架13，该扶手架13向后延伸。结构紧凑，并且十分灵活，能够横跨在双垄的两侧进行自如地行走，适用于山区丘陵地区进行作业。
请参见图1～图3，在所述机架11上可转动地安装有两根传动轴21，两个传动轴21分别通过轴承座111可转动地安装在所述机架11上，并且，两个传动轴21位于所述机架11的两侧并均沿水平方向向内延伸。在每个传动轴21上各固套有一个辊筒22，两个所述辊筒22位于两根立柱112之间，该辊筒22均呈圆台形，其外径自自外箱内逐渐减小，且该滚筒22的锥度大小为1:100～1:20，便于快速地卸下缠绕在辊筒22上的地膜，并在所述辊筒22上均设有用于固定地膜的卡口(图中未示出)，该卡口位于所述辊筒22的外端，使地膜被可靠地限位，保证了整个设备在地膜回收的初期的可靠运行。
请参见图1和图2，在所述机架11的前部沿水平方向设置有支撑杆251，在该支撑杆251上沿垂直方向设置有四根导杆252，四根导杆252两两一组地分别位于各自对应的一个所述辊筒22的前方，且每组导杆252之间距离小于或等于对应的所述辊筒22的长度，每组导杆251使地膜在回收过程中有一个聚拢的效果，有效提高了地膜自身的拉伸强度，进一步防止地膜在回收过程中发生断裂的情况，提高了工作效率，同时使辊筒22上缠绕的每层地膜呈褶皱状，有效减小了每层地膜之间的接触面积，使地膜更易从辊筒22上卸下，进一步提高了工作效率，并且，导杆252均可沿自身轴向转动，进一步保护地膜，防止其在回收过程中发生断裂。
在所述机架11上安装有两个驱动装置23，两个驱动装置23各自驱动对应的传动轴21转动。并在机架11的两根连接横杆113上固定安装有控制器24，该控制器24能够实时分别控制两个驱动装置23输出相同或者不同的扭矩。并在所述机架11的两根连接横杆113上固定安装有电源15，该电源15可以是电瓶或者锂电池，能够对整个设备供电。在所述扶手架13上设置有电源开关16，以控制整机的电源。当检测到行走轮12转动时，控制器24根据检测到的两个辊筒22各自承受的拉力大小，分别控制两个对应的驱动装置23的输出扭矩。
请参见图1～图3，所述驱动装置23包括电机231和传动组件232，所述电机231分别固定安装在立柱112上，并通过传动组件232带动所述传动轴21转动，所述传动组件232包括套设在所述电机231的输出轴上的主动链轮232a和套设在所述传动轴21上的从动链轮232b，该从动链轮232b和主动链轮232a之间连接有传动链条232c。即电机231的输出轴带动主动链轮232a转动，主动链轮232a通过传动链条232c带动从动链轮232b转动，从动链轮232b带动传动轴21转动，最终传动轴21带动辊筒22转动。该传动组件232也可以采用同步轮和同步带式传动结构。
请参见图4，在所述行走轮12上固定安装有轮盘141，在该轮盘141的盘面上设有多个呈环形均匀分布的永磁铁142，在所述轮盘141的一侧设置有磁传感器143，该磁传感器143与所述设有永磁铁142的轮盘141的盘面正对，磁传感器143优选为霍尔传感器。当磁传感器143检测到行走轮12转动时，将信号传递给控制器24，控制器24能够根据检测到的两个辊筒22上的各自的地膜拉力大小，分别单独控制两个电机231输出相应的扭矩，使两个辊筒22分别具有与对应的地膜张力相适应的转动扭矩，既有效防止地膜因辊筒的转动扭矩过大而断裂，又能保证高效地对地膜进行回收，同时保护垄上的植株免遭破坏或者伤害。
如图5所示，一种地膜揭膜机的控制方法，按照以下步骤进行：
步骤1：设定地膜拉力判断的上限值和下限值；
步骤2：判断行走轮12是否转动：是，电机231通电；否，电机231断电，并重复步骤2；
步骤3：判断每个辊筒22上的地膜拉力大小是否超过设定的范围：
(1)判断地膜的拉力是否大于上限值：是，减小对应的电机231的输出扭矩，完成后回到步骤2；否，进行步骤3(2)；
(2)判断地膜的拉力是否小于下限值：是，增大对应的电机231的输出扭矩，完成后回到步骤2；否，保持电机231输出扭矩不变；
步骤4：重复步骤2～步骤3，直到地膜回收完成。
控制器24可以分别检测两个电机231的电流大小确定每个辊筒22上的地膜拉力大小，也可以在滚筒22上设置专门的传感器以确定每个辊筒22上的地膜拉力大小。既有效防止地膜因辊筒的转动扭矩过大而断裂，又能保证高效地对地膜进行回收，同时保护垄上的植株免遭破坏或者伤害。
最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种适用于双垄的地膜揭膜机，其特征在于，包括：
机架(11)；
两个行走轮(12)，其分别设置在所述机架(11)下部的左右两侧；
扶手架(13)，其设置在所述机架上，并向后延伸；
两根传动轴(21)，其对称地设置在所述机架(11)的左右两侧，并均沿水平方向向内延伸；
两个辊筒(22)，其分别固套在对应的传动轴(21)上；
两个驱动装置(23)，其分别驱动对应的传动轴(21)转动；
控制器(24)，其设置在所述机架(11)上，用于控制两个驱动装置(23)工作；
当检测到行走轮(12)转动时，控制器(24)根据检测到的两个辊筒(22)各自承受的拉力大小，分别控制两个对应的驱动装置(23)的输出扭矩。
2.根据权利要求1所述的适用于双垄的地膜揭膜机，其特征在于：所述机架(11)包括两根正对设置的立柱(112)，两根立柱(112)通过连接横杆(113)固定连接，两个所述行走轮(12)均安装在对应的立柱(112)的外侧，两个所述辊筒(22)位于两根立柱(112)之间。
3.根据权利要求2所述的适用于双垄的地膜揭膜机，其特征在于：所述驱动装置(23)包括电机(231)和传动组件(232)，所述电机(231)通过传动组件(232)带动所述传动轴(21)转动。
4.根据权利要求3所述的适用于双垄的地膜揭膜机，其特征在于：所述传动组件(232)包括套设在所述电机(231)的输出轴上的主动链轮(232a)和套设在所述传动轴(21)上的从动链轮(232b)，该从动链轮(232b)和主动链轮(232a)之间连接有传动链条(232c)。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的适用于双垄的地膜揭膜机，其特征在于：所述辊筒(22)呈圆台形，其外径自自外箱内逐渐减小。
6.根据权利要求5所述的适用于双垄的地膜揭膜机，其特征在于：所述机架(11)的前部沿水平方向设置有支撑杆(251)，在该支撑杆(251)上沿垂直方向设置有四根导杆(252)，四根导杆(252)两两一组地分别位于各自对应的一个所述辊筒(22)的前方，且每组导杆(252)之间距离小于或等于对应的所述辊筒(22)的长度。
7.根据权利要求5所述的适用于双垄的地膜揭膜机，其特征在于：在所述辊筒(22)上均设有用于固定地膜的卡口，该卡口位于所述辊筒(22)的外端。
8.根据权利要求2所述的适用于双垄的地膜揭膜机，其特征在于：所述连接横杆(113)为两根，所述控制器(24)固定安装在两根连接横杆(113)上，并在两根连接横杆(113)上固定安装有电源(15)，在所述扶手架(13)上设置有电源开关(16)。
9.根据权利要求1或2所述的适用于双垄的地膜揭膜机，其特征在于：在所述行走轮(12)上固定安装有轮盘(141)，在该轮盘(141)的盘面上设有多个呈环形均匀分布的永磁铁(142)，在所述轮盘(141)的一侧设置有磁传感器(143)，该磁传感器(143)与所述设有永磁铁(142)的轮盘(141)的盘面正对。
10.一种适用于双垄的地膜揭膜机的控制方法，其特征在于，按照以下步骤进行：
步骤1：设定地膜拉力判断的上限值和下限值；
步骤2：判断行走轮(12)是否转动：是，电机(231)通电；否，电机(231)断电，并重复步骤2；
步骤3：判断地膜拉力大小是否超过设定的范围：是，调节电机(231)的输出扭矩；否，保持电机(231)的输出扭矩不变；
步骤4：重复步骤2～步骤3。
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