CN107980394B - 一种棉花打顶机静态夹持结构及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种棉花打顶机静态夹持结构及方法，它解决了现有技术中棉花打顶无法保证静态接触的问题，具有实现棉花自然状态下静态检测打顶的有益效果，其方案如下：一种棉花打顶机静态夹持结构，包括第一夹持件和第二夹持件，两者间隔设定距离设置以在两者之间形成用于棉花通过的空间；检测光栅，在第一夹持件和第二夹持件之间顶部设置；用于检测棉花打顶机速度的速度编码器，与控制器连接；夹持件表面各自设置夹持带，夹持带在动力机构带动下运动，夹持带与棉花接触面的移动方向同棉花打顶机移动方向相反以保持棉花处于静态，动力机构与控制器连接。

Description

一种棉花打顶机静态夹持结构及方法

技术领域

本发明涉及棉花作业机械领域，特别是涉及一种棉花打顶机静态夹持结构及方法。

背景技术

棉花是我国主要经济作物之一，棉花种植面积4844.5万亩(国家统计局关于2017年棉花产量的公告)，棉花产量对国民经济的发展有着重要影响。在耕地已难以增加的情况下，提高产量降低成本成为保证民生的主要出路。棉花是劳动密集型栽培作物，种植管理复杂，近年来用工荒蔓延，劳动力短缺导致植棉成本不断上升，导致我国棉花种植面积有所下降，而机械化正是解决这一问题的关键所在。在整个棉花生产过程中，除打顶、采收环节外，已基本实现全程机械化。棉花打顶是棉花增产增收的关键环节之一，适时打顶可消除棉花顶端优势，增加棉花产量。针对棉花打顶问题，国内多家企业及多所院校对棉花机械打顶的方式及方法进行了多方面研究开发，虽然取得了一定的效果，但是由于高度测量精度、响应打顶高度等问题，打顶效果有待提高，目前主要停留在试验阶段，没有成熟的产品投放市场。

综合分析现有棉花打顶机械主要集中于机器自身的研究以适应棉花打顶的要求，缺乏农机农艺相结合的思路。现有打顶机械在对棉花打顶过程中，由于机械本身振动、接触测量、打顶等因素影响，容易产生二次误差，最终导致打顶效果较差。

发明内容

为了克服现有打顶技术存在测量高度与打顶高度精度低的问题，本发明提供了一种棉花打顶机静态夹持结构，该结构在结合棉花农艺特性基础上，在针对棉花在受到外部机械作用条件下未能保持原有的静止状态的问题，而设计，实现棉花在检测及打顶过程中保持自然状态，能够有效解决棉花测量及打顶过程中因测量、打顶和机械振动引起的精度问题。

一种棉花打顶机静态夹持结构的具体方案如下：

一种棉花打顶机静态夹持结构，包括：第一夹持件和第二夹持件，两者间隔设定距离设置以在两者之间形成用于棉花通过的空间；

检测光栅，在第一夹持件和第二夹持件之间顶部设置；

用于检测棉花打顶机速度的速度编码器，与控制器连接；

夹持件表面各自设置夹持带，夹持带在动力机构带动下运动，夹持带与棉花接触面的移动方向同棉花打顶机移动方向相反以保持棉花处于静态，动力机构与控制器连接。

上述夹持结构中，通过速度编码器与控制器配合，再控制动力机构的动作，可以保证夹持结构与棉花打顶机的速度相同且方向相反，从而有效保证棉花处于静止状态，保证打顶机操作的准确性。

进一步地，所述第一夹持件和第二夹持件其中一个纵向设有主动轴，主动轴通过传动件带动设于另一夹持件的从动轴转动，第二夹持件和第二夹持件纵向设置且二者对称设置，第一夹持件和第二夹持件顶部或底部各设置连接固定板以连接二者。

进一步地，所述动力机构为电机，电机设于第一夹持件或第二夹持件的顶部，且电机与主动轴连接带动主动轴的旋转。

进一步地，所述第一夹持件包括第一段和第二段，第二段相对于第一段倾斜设置。

进一步地，所述第二夹持件结构与第一夹持件结构相同，第二夹持件的第二段与第一夹持件的第二段呈八字结构，第二段设于夹持结构的前端，以用于对棉花的收拢。

进一步地，所述第一夹持件的第一段与第二段各自设置所述的夹持带，两段夹持带各自通过所述的动力机构带动进行循环动作。

进一步地，所述第二夹持件的第一段与其第二段同样各自设置所述的夹持带。

进一步地，所述传动件为皮带或链条传递单元，皮带或链条传递单元设于第一夹持件与第二夹持件的顶部，以避免对棉花的影响。

进一步地，所述第一夹持件包括顶部安装板和底部安装板，两个安装板之间设置主动轴或从动轴，两个安装板中部均弯曲设置。

其中，顶部安装板为一弯折板，底部安装板包括底板，在底板设置两个连接方管，连接方管顶部设置与顶部安装板连接的连接板，底板与光栅安装板连接，光栅安装板设于底板弯折处，光栅安装板呈U型结构，其表面开有等间距的螺栓孔，用于安装检测光栅传感器。

本发明还提供了一种棉花打顶机械，包括所述的一种棉花打顶机静态夹持结构。

为了克服现有技术的不足，本发明还提供了一种棉花打顶过程保持棉花静态夹持的方法，采用所述的一种棉花打顶机静态夹持结构；

1)速度编码器实时监测棉花打顶机的行进速度v₀，并将信号传递给控制器，控制器根据行进速度v₀调整动力机构的转速；

2)当一种棉花打顶机静态夹持结构与棉花接触时，第一夹持件和第二夹持件将棉花进行收拢，由于夹持带速度与棉花打顶机行进速度相等且方向相反，收拢过程夹持带与棉花为静态接触；

3)在夹持带与棉花接触过程中，检测光栅检测棉花顶部有无超过检测光栅所在高度，若有，检测光栅传递信号给控制器，控制器控制棉花打顶机进行打顶，若无，则棉花打顶机没有动作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)本发明通过结构的设置，可有效保证夹持带与棉花为静态接触，保证棉花免受冲击，从而保证检测光栅检测和打顶的准确性。

2)本发明通过将第一夹持件与第二夹持件中部弯折设置，可有效保证对棉花的收拢。

3)本发明结构利用相对静止的理论解决机械问题，基于行进速度，机械与电气控制相结合，结构简单，提高了作业质量。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1夹持结构示意图；

图2底部安装板示意图；

图3顶部安装板结构示意图；

图4控制单元工作原理示意图；

其中：1、传动辊，2、皮带，3、顶部安装板，4、伺服电机a，5、检测光栅，6、DSP控制器，7、速度编码器，8、伺服电机b，9、联轴器，10、电机安装板，11、皮带轮，12、连接固定板，13、后端夹持带，14、前端夹持带，15、底部安装板；151、连接板，152、连接方管，153、底板，154、光栅安装板。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种棉花打顶机静态夹持结构。

本申请的一种典型的实施方式中，如图2所示，一种棉花打顶机静态夹持结构，包括第一夹持件和第二夹持件，两者间隔设定距离设置以在两者之间形成用于棉花通过的空间；检测光栅5，在第一夹持件和第二夹持件之间顶部设置；用于检测棉花打顶机速度的速度编码器7，与控制器连接；夹持件表面各自设置夹持带，夹持带在动力机构带动下运动，夹持带与棉花接触面的移动方向同棉花打顶机移动方向相反以保持棉花处于静态，动力机构与控制器连接。

上述夹持结构中，通过速度编码器7与控制器配合，控制器为DSP控制器6，再控制动力机构的动作，可以保证夹持结构与棉花打顶机的速度相同且方向相反，从而有效保证棉花处于静止状态，保证打顶机操作的准确性。

第一夹持件和第二夹持件其中一个纵向设有主动轴，主动轴通过传动件带动设于另一夹持件的从动轴转动，第二夹持件和第二夹持件纵向设置且二者对称设置，第一夹持件和第二夹持件顶部或底部各设置连接固定板12以连接二者，可根据棉花生长情况调节夹持带间距；同时，该结构可以安装在现有各种形式的打顶机械，以降低机具在作业过程对棉花生长状态的冲击，提高检测与打顶作业质量。

动力机构为电机，电机(伺服电机a4和伺服电机b8)设于第一夹持件或第二夹持件的顶部，且电机通过联轴器9与主动轴连接带动主动轴的旋转。

第一夹持件包括第一段和第二段，第二段相对于第一段倾斜设置。

第二夹持件结构与第一夹持件结构相同，第二夹持件的第一段与其第二段同样各自设置所述的夹持带。第二夹持件的第二段与第一夹持件的第二段呈八字结构，第二段设于夹持结构的前端，以用于对棉花的收拢。这样棉花打顶机机具前进速度为v₀，第一段处后端夹持带13速度是-v₀，第二段处前端夹持带14速度是-v₀/cosθ，第一段与第二段之间夹角为θ，可根据实际需要调整大小。

第一夹持件的第一段与第二段各自设置所述的夹持带，两段夹持带各自通过动力机构带动进行循环动作。

传动件为皮带2或链条传递单元，皮带2通过皮带轮11与主动轴或传动轴连接，夹持带围绕主动轴或从动轴和传动辊1旋转，皮带或链条传递单元设于第一夹持件与第二夹持件的顶部，以避免对棉花的影响。

第一夹持件和第二夹持件均包括顶部安装板3和底部安装板15，两个安装板之间设置主动轴或从动轴，两个安装板中部均弯曲设置。

其中，顶部安装板3为一弯折板，为了方便安装，底部安装板包括底板153，在底板153设置两个连接方管152，连接方管152顶部设置与顶部安装板3连接的连接板151，连接方管152设于第一段或第二段的中部，底板153与用于设置检测光栅5的光栅安装板154连接，光栅安装板154设于底板153弯折处，顶部安装板3为由厚度3mm的钢板激光切割而成，板前端夹角为θ，可根据实际需要调整大小。

为了克服现有技术的不足，本发明还提供了一种棉花打顶过程保持棉花静态夹持的方法，采用所述的一种棉花打顶机静态夹持结构；

1)速度编码器实时监测棉花打顶机的行进速度v₀，并将信号传递给控制器，控制器根据行进速度v₀调整动力机构的转速；

2)当一种棉花打顶机静态夹持结构与棉花接触时，第一夹持件和第二夹持件将棉花进行收拢，由于夹持带速度与棉花打顶机行进速度相等且方向相反，收拢过程夹持带与棉花为静态接触；

3)在夹持带与棉花接触过程中，检测光栅检测棉花顶部有无超过检测光栅所在高度，若有，检测光栅传递信号给控制器，控制器控制棉花打顶机进行打顶，若无，则棉花打顶机没有动作。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种棉花打顶机静态夹持结构，其特征在于，包括：

第一夹持件和第二夹持件，两者间隔设定距离设置以在两者之间形成用于棉花通过的空间；

检测光栅，在第一夹持件和第二夹持件之间顶部设置；

用于检测棉花打顶机速度的速度编码器，与控制器连接；

速度编码器实时监测棉花打顶机的行进速度v₀，并将信号传递给控制器，控制器根据行进速度v₀调整动力机构的转速；

夹持件表面各自设置夹持带，夹持带在动力机构带动下运动，夹持带与棉花接触面的移动方向同棉花打顶机移动方向相反以保持棉花处于静态，动力机构与控制器连接；

所述第一夹持件包括第一段和第二段，第二段相对于第一段倾斜设置；

所述第二夹持件结构与第一夹持件结构相同，第二夹持件的第二段与第一夹持件的第二段呈八字结构；

所述第一夹持件的第一段与第二段各自设置所述的夹持带，两段夹持带各自通过所述的动力机构带动；

所述第二夹持件的第一段与其第二段同样各自设置所述的夹持带。

2.根据权利要求1所述的一种棉花打顶机静态夹持结构，其特征在于，所述第一夹持件和第二夹持件其中一个纵向设有主动轴，主动轴通过传动件带动设于另一夹持件的从动轴转动。

3.根据权利要求1所述的一种棉花打顶机静态夹持结构，其特征在于，所述动力机构为电机。

4.根据权利要求1所述的一种棉花打顶机静态夹持结构，其特征在于，所述第一夹持件包括顶部安装板和底部安装板，两个安装板之间设置主动轴或从动轴，两个安装板中部均弯曲设置。

5.一种棉花打顶机械，其特征在于，包括根据权利要求1-4中任一项所述的一种棉花打顶机静态夹持结构。

6.一种棉花打顶过程保持棉花静态夹持的方法，其特征在于，采用根据权利要求1-4中任一项所述的一种棉花打顶机静态夹持结构；

1)速度编码器实时监测棉花打顶机的行进速度v₀，并将信号传递给控制器，控制器根据行进速度v₀调整动力机构的转速；

2)当一种棉花打顶机静态夹持结构与棉花接触时，第一夹持件和第二夹持件将棉花进行收拢，由于夹持带速度与棉花打顶机行进速度相等且方向相反，收拢过程夹持带与棉花为静态接触；

3)在夹持带与棉花接触过程中，检测光栅检测棉花顶部有无超过检测光栅所在高度，若有，检测光栅传递信号给控制器，控制器控制棉花打顶机进行打顶，若无，则棉花打顶机没有动作。

Images