CN108083037B - 一种伸缩顶升步进回卷式卷盘喷灌机的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种伸缩顶升步进回卷式卷盘喷灌机的控制方法，伸缩顶升步进回卷式卷盘喷灌机包括机架、卡道式卷盘、喷灌装置和步进驱动装置；卡道式卷盘上设有沿圆周方向设置的卡道；步进驱动装置包括升降缸、上卡钳和下卡钳，上卡钳和下卡钳配合卡接安装在卡道上。本伸缩顶升步进回卷式卷盘喷灌机的控制方法采用压力水驱动升降缸实现活塞杆周期性升降运动、进而带动上卡钳上下移动对卡道式卷盘的卡道进行间歇咬合实现带动卡道式卷盘间歇回卷自动回收喷灌PE管，卡道式卷盘间歇回卷过程中下卡钳可防止卡道式卷盘逆转，方便对园林植被进行喷灌，可以在节约水资源的前提下实现喷灌土壤中的水平均匀分布、保证均匀灌溉，特别适用于园林喷灌。

Description

一种伸缩顶升步进回卷式卷盘喷灌机的控制方法

技术领域

本发明涉及一种卷盘喷灌机的控制方法，具体是一种适用于园林喷灌的伸缩顶升步进回卷式卷盘喷灌机的控制方法，属于园林喷灌设备技术领域。

背景技术

在一定的地域运用工程技术和艺术手段，通过改造地形(或进一步筑山、叠石、理水)、种植树木花草、营造建筑和布置园路等途径创作而成的美的自然环境和游憩境域，就称为园林，园林通常包括庭园、宅园、小游园、花园、公园、植物园等，园林不仅作为游憩之用、而且还具有保护和改善环境的功能，对城市绿化和环境保护起到了积极地促进作用。

喷灌是利用喷头等专用设备把有压力水喷洒到空中，形成水滴落到地面和作物表面的灌溉方法，喷灌机又称喷灌机具、喷灌机组，即喷灌所采用的专用设备。

现有的园林喷灌多采用喷头浇灌，即将喷头通过连接管固定安装在预埋布置于地面以下的输水管网设定位置上、喷灌水经加压泵站和输水管网通过喷头喷出进行定点喷灌，这种传统的喷灌方式还存在以下缺陷：

1.由于园林建设时需预埋输水管网，因此不仅工程量巨大，而且预埋布置于地面以下的输水管网不易维护，出现故障或漏水情况时排查较困难；

2.园林地块的形状、地面坡度、植被种植方向等因素均会影响输水管网的布置，进而无形中造成工程量的增加；

3.由于采取定点喷灌的方式，而单独的喷头的覆盖面积有限，因此需设定合适的喷头组合间距以避免喷灌死角；

4.通常需使加压泵站位于地段的中央位置以减少管道用量和输水管道水头损失、进而降低投资造价和运行费用，但往往造成距离水源较远的加压泵站需额外预埋设置加压泵站输水管路，同样不易维护；

5.由于自喷头喷出的喷灌水受自身重力因素影响，因此会造成喷灌过程中土壤中的水平分布以喷头为中心向外逐渐减少、截面呈锥形结构，虽然合适的喷头组合间距可以避免喷灌死角，但仍然会造成灌溉不均匀的现象和水资源的浪费。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种伸缩顶升步进回卷式卷盘喷灌机的控制方法，能够实现节约水资源，降低工程量，同时能够实现均匀喷灌，特别适用于园林喷灌。

为实现上述目的，伸缩顶升步进回卷式卷盘喷灌机包括机架、卡道式卷盘、喷灌装置和步进驱动装置；

所述的机架是顶部、底部和后部开放的箱型支撑框架结构，机架底部后端设有支撑轮，机架的底部前端左右两侧分别设有向前下方倾斜设置的前支撑，两件前支撑之间设有水平设置的、与两件前支撑固定连接的托管梁；

所述的卡道式卷盘包括筒体、翼板和卷盘旋转轴；筒体是中空的圆筒状结构；翼板是圆盘状结构、设置为两件，两件翼板分别与筒体同轴并固定设置在筒体的两端，翼板的外径尺寸大于筒体的外径尺寸，两件翼板相对的内表面和筒体的外表面共同构成喷灌PE管的容纳空间，至少一件翼板的外表面上还设有凸出于翼板外表面的卡道，卡道沿翼板的周向边缘位置设置呈封闭的圆环结构、且圆环结构与翼板同心设置；卷盘旋转轴设置为两件、左右对称同轴设置在两件翼板的中心位置上，卷盘旋转轴是空心套结构，卡道式卷盘前后方向滚动设置、通过卷盘旋转轴架设安装在机架上；

所述的喷灌装置包括喷灌PE管、压力水轴端输入接头、喷头支撑机构和喷头；压力水轴端输入接头是三通结构，三通结构包括一个输入端和两个输出端，压力水轴端输入接头的一个输出端同轴固定安装在卡道式卷盘的其中一件卷盘旋转轴的轴端；喷灌PE管缠绕在卡道式卷盘的筒体上，喷灌PE管的输入端穿入卡道式卷盘的筒体内部、并与压力水轴端输入接头的输出端连通连接，喷灌PE管的输出端自机架的托管梁上方穿出；喷头包括竖直方向安装在喷头支撑机构上的喷头连接管和安装在喷头连接管顶端的喷头枪，喷头的喷头连接管的底端与喷灌PE管的输出端连通连接；

所述的步进驱动装置包括升降缸、上卡钳和下卡钳；

升降缸对应卡道的位置固定安装在机架的后端，升降缸包括缸体和活塞杆；活塞杆底端设有与活塞杆一体结构的活塞、且活塞的外径尺寸与缸体的内径尺寸配合，活塞杆的杆体与缸体顶端的缸口尺寸配合，活塞杆安装在缸体内部、并将缸体内腔分为上部的小腔和下部的大腔，小腔顶部沿缸体径向方向设有贯穿缸体外壁的进水孔，进水孔通过管路与压力水轴端输入接头的另一个输出端连通连接；缸体的缸底底平面上设有向下伸出的缸底放水座，缸底放水座上设有贯穿缸底放水座并与大腔连通的缸底放水孔；活塞杆的杆体顶端设有托板，活塞杆的杆体下部、活塞的上方设有沿径向方向贯穿杆体的通道Ⅰ；阀杆对应缸底放水孔的位置、沿活塞杆的轴向方向贯穿并设置在活塞杆内部，且阀杆贯穿通道Ⅰ，阀杆的顶端设有外径尺寸大于阀杆杆体的导向凸台，阀杆的导向凸台与位于通道Ⅰ上方的、沿活塞杆的轴向方向向上设置的阀杆导向孔的内径尺寸配合，阀杆通过导向凸台与阀杆导向孔滑动配合，阀杆的底端同轴安装有封堵部件，封堵部件的底平面的外径尺寸大于缸底放水孔的内径尺寸；阀杆导向孔内还设有蓄力弹簧，蓄力弹簧的顶端顶靠在阀杆的导向凸台上、底端顶靠在活塞杆的杆体内部；活塞底平面上对应缸底放水孔的位置上还设有大腔进水孔，大腔进水孔通过通道Ⅱ与小腔连通，大腔进水孔的内径尺寸小于封堵部件的顶平面的外径尺寸，大腔进水孔、阀杆和缸底放水孔同轴设置；

上卡钳前后方向设置、架设在升降缸与卡道之间，上卡钳包括卡口部和托板部，卡口部包括沿左右方向开口设置的、卡接在卡道上的卡口，卡口的宽度尺寸与卡道的厚度尺寸间隙配合，托板部是长度方向沿前后方向设置的板条结构，托板部的前端与卡口部固定连接、后端搭接在活塞杆的托板上；

下卡钳的结构与上卡钳的结构相同、位于上卡钳的正下方，下卡钳卡口部的卡口卡接在卡道上，下卡钳托板部的后端搭接在机架上；

在非喷灌的收纳转场状态时，喷灌PE管完全缠绕在卡道式卷盘的筒体上，下卡钳处于咬合卡道的防逆转状态；需要进行喷灌作业时控制方法包括以下步骤：

a.喷灌准备：确定需喷灌位置后，上抬机架的后端使机架前端的前支撑插入地里实现稳固支撑后，先自卡口位置将上卡钳和下卡钳取下，然后推出喷头支撑机构并向前牵拉至需喷灌位置，喷头支撑机构前移过程中卡道式卷盘旋转释放出喷灌PE管，将上卡钳和下卡钳重新卡接安装后将压力水轴端输入接头的输入端与压力给水栓连接；

b.回卷喷灌：打开压力给水栓，压力水进入压力水轴端输入接头，一部分压力水进入喷灌PE管、最后经喷头喷出进行喷灌，另一部分压力水经进水孔进入升降缸；

压力水经进水孔进入升降缸的小腔后在通过通道Ⅰ充实小腔的同时经通道Ⅱ和大腔进水孔进入大腔进行充实，进入大腔的压力水同时对封堵部件的上表面和活塞的下端面进行施压使封堵部件保持在封堵缸底放水孔的状态，同时活塞带动整个活塞杆向上移动，活塞杆上移的过程中活塞杆相对于阀杆向上移动压缩蓄力弹簧，当蓄力弹簧逐渐被压缩至压缩极限位置时，活塞杆带动阀杆上移，阀杆上移过程中拉动封堵部件上移脱离缸底放水孔，进入大腔的压力水经缸底放水孔排出大腔、大腔压力瞬间降低，蓄力弹簧迅速释放弹力复位使阀杆带动封堵部件上移至封堵部件的上端面与活塞的底平面贴合、对大腔进水孔进行封堵，进入升降缸小腔的压力水对活塞的上表面施压、活塞带动整个活塞杆向下移动，直至活塞杆带动阀杆下移至封堵部件的下端面与缸底的内表面贴合、对缸底放水孔进行封堵，完成一个升降缸顶升与复位的升降工作循环，依次类推，活塞杆进行周期性地升降运动；

活塞杆顶升时活塞杆的托板带动上卡钳的后端上移，当间隙配合的上卡钳的卡口因上卡钳后端的上移偏转而咬合卡道时，上卡钳和卡道式卷盘整体被活塞杆带动上移使卡道式卷盘绕卷盘旋转轴的轴心旋转实现回卷，此时卡钳自身重力使卡道相对于下卡钳的卡口做相对滑动运动、下卡钳不跟随卡道式卷盘回卷；活塞杆复位时上卡钳因自身重力跟随活塞杆的托板沿卡道下滑至初始位置，而下卡钳处于咬合卡道防止卡道式卷盘逆转的状态；依次类推，实现卡道式卷盘的步进回卷；

c.完成喷灌：当喷头支撑机构回退至初始位置时完成整个喷灌过程，关闭压力给水栓。

作为本发明的进一步改进方案，所述的步进驱动装置还包括自动停止回卷机构，自动停止回卷机构包括限位摆动挡架、传动连杆或钢丝绳、摆动托举杆，限位摆动挡架左右方向水平铰接安装在机架的前端，摆动托举杆的杆体对应上卡钳和下卡钳之间的位置铰接安装在机架的后端，限位摆动挡架的后端通过传动连杆或钢丝绳与摆动托举杆的杆体前端连接，限位摆动挡架与机架之间、摆动托举杆的杆体与机架之间还均设有复位弹簧；当喷头支撑机构回退至初始位置时碰撞限位摆动挡架，限位摆动挡架沿铰接轴旋转发生摆动、并通过传动连杆或钢丝绳牵拉摆动托举杆使摆动托举杆也沿铰接轴旋转发生摆动，摆动托举杆的后端摆动上升将上卡钳托起使上卡钳脱离偏心摆动机构实现卡道式卷盘停止回卷。

作为本发明的进一步改进方案，所述的喷灌装置还包括压管机构，压管机构包括压管框和拉簧；压管框是门形框架结构，门形框架结构的宽度尺寸与卡道式卷盘的筒体的长度尺寸配合、并卡接在卡道式卷盘的两件翼板之间，压管框的底端铰接安装在机架左右方向的两侧壁上；拉簧一端与压管框的门形框架结构连接、另一端与机架的侧壁连接；所述的压力水轴端输入接头上设有流量调节阀门，所述的压管机构设置在卡道式卷盘的后方，且压管框的底端的铰接轴通过连杆机构与流量调节阀门连接；拉簧可使压管框始终压靠在卡道式卷盘的筒体上，喷灌PE管回卷在卡道式卷盘上的过程中压管框因喷灌PE管回卷在卷盘上的层数变化而发生铰接角度的变化，压管框的底端的铰接轴通过连杆机构可以控制流量调节阀门的开启大小实现喷灌PE管的匀速回卷。

与现有技术相比，本伸缩顶升步进回卷式卷盘喷灌机的控制方法采用压力水驱动升降缸实现活塞杆周期性升降运动、进而带动上卡钳上下移动对卡道式卷盘的卡道进行间歇咬合实现带动卡道式卷盘间歇回卷自动回收喷灌PE管，卡道式卷盘间歇回卷过程中下卡钳可防止卡道式卷盘逆转，整体结构简单，方便对园林植被进行喷灌、且使用灵活性高、便于维护，不仅不需要在园林喷灌区域预埋输水管网、不需要考虑喷头组合间距等问题，而且自移动的喷灌方式可以在节约水资源的前提下实现喷灌土壤中的水平均匀分布、保证均匀灌溉，进而实现减少园林施工工程量、节约施工成本，特别适用于园林喷灌。

附图说明

图1是伸缩顶升步进回卷式卷盘喷灌机的结构示意图；

图2是图1的左视图；

图3是图1的后视图；

图4是伸缩顶升步进回卷式卷盘喷灌机升降缸的结构示意图；

图5是伸缩顶升步进回卷式卷盘喷灌机升降缸活塞杆412顶升状态时的结构示意图；

图6是伸缩顶升步进回卷式卷盘喷灌机升降缸大腔放水状态时的结构示意图；

图7是伸缩顶升步进回卷式卷盘喷灌机升降缸活塞杆412复位状态时的结构示意图；

图8是伸缩顶升步进回卷式卷盘喷灌机卡道式卷盘的结构示意图；

图9是伸缩顶升步进回卷式卷盘喷灌机上卡钳的结构示意图。

图中：1、机架，2、卡道式卷盘，21、卡道，3、喷灌装置，32、压力水轴端输入接头，33、喷头支撑机构，34、喷头，35、排管机构，36、压管机构，4、步进驱动装置，41、升降缸，411、缸体，412、活塞杆，413、阀杆导向孔，414、通道Ⅰ，415、阀杆，416、封堵部件，417、蓄力弹簧，418、通道Ⅱ，419、进水孔，42、上卡钳，43、下卡钳，45、限位摆动挡架，46、摆动托举杆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明(以下以喷灌PE管拉出的方向为前方描述)。

如图1、图2、图3所示，伸缩顶升步进回卷式卷盘喷灌机包括机架1、卡道式卷盘2、喷灌装置3和步进驱动装置4。

所述的机架1是顶部、底部和后部开放的箱型支撑框架结构，机架1底部后端设有支撑轮，机架1的底部前端左右两侧分别设有向前下方倾斜设置的前支撑，两件前支撑之间设有水平设置的、与两件前支撑固定连接的托管梁。

所述的卡道式卷盘2包括筒体、翼板和卷盘旋转轴；筒体是中空的圆筒状结构；翼板是圆盘状结构、设置为两件，两件翼板分别与筒体同轴并固定设置在筒体的两端，翼板的外径尺寸大于筒体的外径尺寸，两件翼板相对的内表面和筒体的外表面共同构成喷灌PE管的容纳空间，如图8所示，至少一件翼板的外表面上还设有凸出于翼板外表面的卡道21，卡道21沿翼板的周向边缘位置设置呈封闭的圆环结构、且圆环结构与翼板同心设置；卷盘旋转轴设置为两件、左右对称同轴设置在两件翼板的中心位置上，卷盘旋转轴是空心套结构，卡道式卷盘2前后方向滚动设置、通过卷盘旋转轴架设安装在机架1上。

所述的喷灌装置3包括喷灌PE管、压力水轴端输入接头32、喷头支撑机构33和喷头34；压力水轴端输入接头32是三通结构，三通结构包括一个输入端和两个输出端，压力水轴端输入接头32的一个输出端同轴固定安装在卡道式卷盘2的其中一件卷盘旋转轴的轴端；喷灌PE管缠绕在卡道式卷盘2的筒体上，喷灌PE管的输入端穿入卡道式卷盘2的筒体内部、并与压力水轴端输入接头32的输出端连通连接，喷灌PE管的输出端自机架1的托管梁上方穿出；喷头34包括竖直方向安装在喷头支撑机构33上的喷头连接管和安装在喷头连接管顶端的喷头枪，喷头34的喷头连接管的底端与喷灌PE管的输出端连通连接。

所述的步进驱动装置4包括升降缸41、上卡钳42和下卡钳43；

升降缸41对应卡道21的位置固定安装在机架1的后端，如图4所示，升降缸41包括缸体411和活塞杆412；活塞杆412底端设有与活塞杆412一体结构的活塞、且活塞的外径尺寸与缸体411的内径尺寸配合，活塞杆412的杆体与缸体411顶端的缸口尺寸配合，活塞杆412安装在缸体411内部、并将缸体411内腔分为上部的小腔和下部的大腔，小腔顶部沿缸体411径向方向设有贯穿缸体411外壁的进水孔419，进水孔419通过管路与压力水轴端输入接头32的另一个输出端连通连接；缸体411的缸底底平面上设有向下伸出的缸底放水座，缸底放水座上设有贯穿缸底放水座并与大腔连通的缸底放水孔；活塞杆412的杆体顶端设有托板，活塞杆412的杆体下部、活塞的上方设有沿径向方向贯穿杆体的通道Ⅰ414；阀杆415对应缸底放水孔的位置、沿活塞杆412的轴向方向贯穿并设置在活塞杆412内部，且阀杆415贯穿通道Ⅰ414，阀杆415的顶端设有外径尺寸大于阀杆415杆体的导向凸台，阀杆415的导向凸台与位于通道Ⅰ414上方的、沿活塞杆412的轴向方向向上设置的阀杆导向孔413的内径尺寸配合，阀杆415通过导向凸台与阀杆导向孔413滑动配合，阀杆415的底端同轴安装有封堵部件416，封堵部件416的底平面的外径尺寸大于缸底放水孔的内径尺寸；阀杆导向孔413内还设有蓄力弹簧417，蓄力弹簧417的顶端顶靠在阀杆415的导向凸台上、底端顶靠在活塞杆412的杆体内部；活塞底平面上对应缸底放水孔的位置上还设有大腔进水孔，大腔进水孔通过通道Ⅱ418与小腔连通，大腔进水孔的内径尺寸小于封堵部件416的顶平面的外径尺寸，大腔进水孔、阀杆415和缸底放水孔同轴设置；

上卡钳42前后方向设置、架设在升降缸41与卡道21之间，如图9所示，上卡钳42包括卡口部和托板部，卡口部包括沿左右方向开口设置的、卡接在卡道21上的卡口，卡口的宽度尺寸与卡道21的厚度尺寸间隙配合，托板部是长度方向沿前后方向设置的板条结构，托板部的前端与卡口部固定连接、后端搭接在活塞杆412的托板上；

下卡钳43的结构与上卡钳42的结构相同、位于上卡钳42的正下方，下卡钳43卡口部的卡口卡接在卡道21上，下卡钳43托板部的后端搭接在机架1上。通过控制升降缸41的活塞杆412的上下往复运动可以实现上卡钳42的卡口间歇咬合卡道21并带动卡道式卷盘2整体间歇旋转，下卡钳43可防止卡道式卷盘2逆转。

本伸缩顶升步进回卷式卷盘喷灌机在非喷灌的收纳转场状态时，喷灌PE管完全缠绕在卡道式卷盘2的筒体上，下卡钳43处于咬合卡道21的防逆转状态，此时可通过下压并牵拉机架1的后端使机架1前端的前支撑翘起并脱离地面即可进行转场。在园林需要进行喷灌作业时，上抬机架1的后端使机架1前端的前支撑插入地里实现稳固支撑后，先自卡口位置将上卡钳42和下卡钳43取下，然后推出喷头支撑机构33并向前牵拉至需喷灌位置，喷头支撑机构33前移过程中卡道式卷盘2旋转释放出喷灌PE管，将上卡钳42和下卡钳43重新卡接安装后将压力水轴端输入接头32的输入端与压力给水栓连接，打开压力给水栓，压力水即进入压力水轴端输入接头32，一部分压力水进入喷灌PE管、最后经喷头34喷出进行喷灌，另一部分压力水经进水孔419进入升降缸41；压力水经进水孔419进入升降缸41的小腔后在通过通道Ⅰ414充实小腔的同时经通道Ⅱ418和大腔进水孔进入大腔进行充实，进入大腔的压力水同时对封堵部件416的上表面和活塞的下端面进行施压使封堵部件416保持在封堵缸底放水孔的状态，同时由于活塞下端面的受力面积大于活塞上端面的受力面积，因此产生压力差、活塞带动整个活塞杆412向上移动，如图5所示，活塞杆412上移的过程中由于封堵部件416的上表面受到压力水的压力保持在封堵缸底放水孔的状态，因此活塞杆412相对于阀杆415向上移动压缩蓄力弹簧417，如图6所示，当蓄力弹簧417逐渐被压缩至压缩极限位置时，活塞杆412即带动阀杆415上移，阀杆415上移过程中拉动封堵部件416上移脱离缸底放水孔，进入大腔的压力水即经缸底放水孔排出大腔、大腔压力瞬间降低，同时如图7所示，蓄力弹簧417迅速释放弹力复位使阀杆415带动封堵部件416上移至封堵部件416的上端面与活塞的底平面贴合、对大腔进水孔进行封堵，进入升降缸41小腔的压力水因无法进入大腔而对活塞的上表面施压，此时活塞上端面的压力大于活塞下端面的压力，因此产生压力差、活塞带动整个活塞杆412向下移动，直至活塞杆412带动阀杆415下移至封堵部件416的下端面与缸底的内表面贴合、对缸底放水孔进行封堵，完成一个升降缸41顶升与复位的升降工作循环，依次类推，活塞杆412进行周期性地升降运动；活塞杆412顶升时活塞杆412的托板带动上卡钳42的后端上移，当间隙配合的上卡钳42的卡口因上卡钳42后端的上移偏转而咬合卡道21时，上卡钳42和卡道式卷盘2即整体被活塞杆412带动上移使卡道式卷盘2绕卷盘旋转轴的轴心旋转实现回卷，而在卡道式卷盘2回卷过程中因下卡钳43自身重力使卡道21相对于下卡钳43的卡口做相对滑动运动，即下卡钳43不跟随卡道式卷盘2回卷；活塞杆412复位时上卡钳42因自身重力跟随活塞杆412的托板沿卡道21下滑至初始位置，而下卡钳43处于咬合卡道21防止卡道式卷盘2逆转的状态；依次类推，实现卡道式卷盘2的步进回卷，当喷头支撑机构33回退至初始位置时即完成整个喷灌过程，关闭压力给水栓即可。

当喷头支撑机构33回退至初始位置时为了防止卡道式卷盘2继续回卷而造成设备损坏，作为本发明的进一步改进方案，所述的步进驱动装置4还包括自动停止回卷机构，自动停止回卷机构包括限位摆动挡架45、传动连杆或钢丝绳、摆动托举杆46，限位摆动挡架45左右方向水平铰接安装在机架1的前端，摆动托举杆46的杆体对应上卡钳42和下卡钳43之间的位置铰接安装在机架1的后端，限位摆动挡架45的后端通过传动连杆或钢丝绳与摆动托举杆46的杆体前端连接，限位摆动挡架45与机架1之间、摆动托举杆46的杆体与机架1之间还均设有复位弹簧。当喷头支撑机构33回退至初始位置时碰撞限位摆动挡架45，限位摆动挡架45即沿铰接轴旋转发生摆动、并通过传动连杆或钢丝绳牵拉摆动托举杆46使摆动托举杆46也沿铰接轴旋转发生摆动，摆动托举杆46的后端即摆动上升将上卡钳42托起使上卡钳42脱离偏心摆动机构42，卡道式卷盘2即停止回卷。

为了在卡道式卷盘2回卷过程中进一步防止造成喷灌PE管的散管叠管现象，作为本发明的进一步改进方案，所述的喷灌装置3还包括压管机构36，压管机构36包括压管框和拉簧；压管框是门形框架结构，门形框架结构的宽度尺寸与卡道式卷盘2的筒体的长度尺寸配合、并卡接在卡道式卷盘2的两件翼板之间，压管框的底端铰接安装在机架1左右方向的两侧壁上；拉簧一端与压管框的门形框架结构连接、另一端与机架的侧壁连接，拉簧可使压管框始终压靠在卡道式卷盘2的筒体上。

由于水涡轮驱动回卷会因喷灌PE管回卷在卷盘上的层数的变化而造成角速度的变化，为了实现喷灌PE管的匀速回卷，作为本发明的进一步改进方案，所述的压力水轴端输入接头32上设有流量调节阀门，所述的压管机构36设置在卡道式卷盘2的后方，且压管框的底端的铰接轴通过连杆机构与流量调节阀门连接。喷灌PE管回卷在卡道式卷盘2上的过程中压管框因喷灌PE管回卷在卷盘上的层数变化而发生铰接角度的变化，压管框的底端的铰接轴通过连杆机构可以控制流量调节阀门的开启大小，进而实现喷灌PE管的匀速回卷。

本伸缩顶升步进回卷式卷盘喷灌机的控制方法采用压力水驱动升降缸41实现活塞杆412周期性升降运动、进而带动上卡钳42上下移动对卡道式卷盘2的卡道21进行间歇咬合实现带动卡道式卷盘2间歇回卷自动回收喷灌PE管，卡道式卷盘2间歇回卷过程中下卡钳43可防止卡道式卷盘2逆转，整体结构简单，方便对园林植被进行喷灌、且使用灵活性高、便于维护，不仅不需要在园林喷灌区域预埋输水管网、不需要考虑喷头组合间距等问题，而且自移动的喷灌方式可以在节约水资源的前提下实现喷灌土壤中的水平均匀分布、保证均匀灌溉，进而实现减少园林施工工程量、节约施工成本，特别适用于园林喷灌。

Claims (3)

1.一种伸缩顶升步进回卷式卷盘喷灌机的控制方法，伸缩顶升步进回卷式卷盘喷灌机包括机架（1）、卡道式卷盘（2）、喷灌装置（3）和步进驱动装置（4）；

所述的机架（1）是顶部、底部和后部开放的箱型支撑框架结构，机架（1）底部后端设有支撑轮，机架（1）的底部前端左右两侧分别设有向前下方倾斜设置的前支撑，两件前支撑之间设有水平设置的、与两件前支撑固定连接的托管梁；

所述的卡道式卷盘（2）包括筒体、翼板和卷盘旋转轴；筒体是中空的圆筒状结构；翼板是圆盘状结构、设置为两件，两件翼板分别与筒体同轴并固定设置在筒体的两端，翼板的外径尺寸大于筒体的外径尺寸，两件翼板相对的内表面和筒体的外表面共同构成喷灌PE管的容纳空间，至少一件翼板的外表面上还设有凸出于翼板外表面的卡道（21），卡道（21）沿翼板的周向边缘位置设置呈封闭的圆环结构、且圆环结构与翼板同心设置；卷盘旋转轴设置为两件、左右对称同轴设置在两件翼板的中心位置上，卷盘旋转轴是空心套结构，卡道式卷盘（2）前后方向滚动设置、通过卷盘旋转轴架设安装在机架（1）上；

所述的喷灌装置（3）包括喷灌PE管、压力水轴端输入接头（32）、喷头支撑机构（33）和喷头（34）；压力水轴端输入接头（32）是三通结构，三通结构包括一个输入端和两个输出端，压力水轴端输入接头（32）的一个输出端同轴固定安装在卡道式卷盘（2）的其中一件卷盘旋转轴的轴端；喷灌PE管缠绕在卡道式卷盘（2）的筒体上，喷灌PE管的输入端穿入卡道式卷盘（2）的筒体内部、并与压力水轴端输入接头（32）的输出端连通连接，喷灌PE管的输出端自机架（1）的托管梁上方穿出；喷头（34）包括竖直方向安装在喷头支撑机构（33）上的喷头连接管和安装在喷头连接管顶端的喷头枪，喷头（34）的喷头连接管的底端与喷灌PE管的输出端连通连接；

所述的步进驱动装置（4）包括升降缸（41）、上卡钳（42）和下卡钳（43）；

升降缸（41）对应卡道（21）的位置固定安装在机架（1）的后端，升降缸（41）包括缸体（411）和活塞杆（412）；活塞杆（412）底端设有与活塞杆（412）一体结构的活塞、且活塞的外径尺寸与缸体（411）的内径尺寸配合，活塞杆（412）的杆体与缸体（411）顶端的缸口尺寸配合，活塞杆（412）安装在缸体（411）内部、并将缸体（411）内腔分为上部的小腔和下部的大腔，小腔顶部沿缸体（411）径向方向设有贯穿缸体（411）外壁的进水孔（419），进水孔（419）通过管路与压力水轴端输入接头（32）的另一个输出端连通连接；缸体（411）的缸底底平面上设有向下伸出的缸底放水座，缸底放水座上设有贯穿缸底放水座并与大腔连通的缸底放水孔；活塞杆（412）的杆体顶端设有托板，活塞杆（412）的杆体下部、活塞的上方设有沿径向方向贯穿杆体的通道Ⅰ（414）；阀杆（415）对应缸底放水孔的位置、沿活塞杆（412）的轴向方向贯穿并设置在活塞杆（412）内部，且阀杆（415）贯穿通道Ⅰ（414），阀杆（415）的顶端设有外径尺寸大于阀杆（415）杆体的导向凸台，阀杆（415）的导向凸台与位于通道Ⅰ（414）上方的、沿活塞杆（412）的轴向方向向上设置的阀杆导向孔（413）的内径尺寸配合，阀杆（415）通过导向凸台与阀杆导向孔（413）滑动配合，阀杆（415）的底端同轴安装有封堵部件（416），封堵部件（416）的底平面的外径尺寸大于缸底放水孔的内径尺寸；阀杆导向孔（413）内还设有蓄力弹簧（417），蓄力弹簧（417）的顶端顶靠在阀杆（415）的导向凸台上、底端顶靠在活塞杆（412）的杆体内部；活塞底平面上对应缸底放水孔的位置上还设有大腔进水孔，大腔进水孔通过通道Ⅱ（418）与小腔连通，大腔进水孔的内径尺寸小于封堵部件（416）的顶平面的外径尺寸，大腔进水孔、阀杆（415）和缸底放水孔同轴设置；

上卡钳（42）前后方向设置、架设在升降缸（41）与卡道（21）之间，上卡钳（42）包括卡口部和托板部，卡口部包括沿左右方向开口设置的、卡接在卡道（21）上的卡口，卡口的宽度尺寸与卡道（21）的厚度尺寸间隙配合，托板部是长度方向沿前后方向设置的板条结构，托板部的前端与卡口部固定连接、后端搭接在活塞杆（412）的托板上；

下卡钳（43）的结构与上卡钳（42）的结构相同、位于上卡钳（42）的正下方，下卡钳（43）卡口部的卡口卡接在卡道（21）上，下卡钳（43）托板部的后端搭接在机架（1）上；

其特征在于，在非喷灌的收纳转场状态时，喷灌PE管完全缠绕在卡道式卷盘（2）的筒体上，下卡钳（43）处于咬合卡道（21）的防逆转状态；需要进行喷灌作业时控制方法包括以下步骤：

a. 喷灌准备：确定需喷灌位置后，上抬机架（1）的后端使机架（1）前端的前支撑插入地里实现稳固支撑后，先自卡口位置将上卡钳（42）和下卡钳（43）取下，然后推出喷头支撑机构（33）并向前牵拉至需喷灌位置，喷头支撑机构（33）前移过程中卡道式卷盘（2）旋转释放出喷灌PE管，将上卡钳（42）和下卡钳（43）重新卡接安装后将压力水轴端输入接头（32）的输入端与压力给水栓连接；

b. 回卷喷灌：打开压力给水栓，压力水进入压力水轴端输入接头（32），一部分压力水进入喷灌PE管、最后经喷头（34）喷出进行喷灌，另一部分压力水经进水孔（419）进入升降缸（41）；

压力水经进水孔（419）进入升降缸（41）的小腔后在通过通道Ⅰ（414）充实小腔的同时经通道Ⅱ（418）和大腔进水孔进入大腔进行充实，进入大腔的压力水同时对封堵部件（416）的上表面和活塞的下端面进行施压使封堵部件（416）保持在封堵缸底放水孔的状态，同时活塞带动整个活塞杆（412）向上移动，活塞杆（412）上移的过程中活塞杆（412）相对于阀杆（415）向上移动压缩蓄力弹簧（417），当蓄力弹簧（417）逐渐被压缩至压缩极限位置时，活塞杆（412）带动阀杆（415）上移，阀杆（415）上移过程中拉动封堵部件（416）上移脱离缸底放水孔，进入大腔的压力水经缸底放水孔排出大腔、大腔压力瞬间降低，蓄力弹簧（417）迅速释放弹力复位使阀杆（415）带动封堵部件（416）上移至封堵部件（416）的上端面与活塞的底平面贴合、对大腔进水孔进行封堵，进入升降缸（41）小腔的压力水对活塞的上表面施压、活塞带动整个活塞杆（412）向下移动，直至活塞杆（412）带动阀杆（415）下移至封堵部件（416）的下端面与缸底的内表面贴合、对缸底放水孔进行封堵，完成一个升降缸（41）顶升与复位的升降工作循环，依次类推，活塞杆（412）进行周期性地升降运动；

活塞杆（412）顶升时活塞杆（412）的托板带动上卡钳（42）的后端上移，当间隙配合的上卡钳（42）的卡口因上卡钳（42）后端的上移偏转而咬合卡道（21）时，上卡钳（42）和卡道式卷盘（2）整体被活塞杆（412）带动上移使卡道式卷盘（2）绕卷盘旋转轴的轴心旋转实现回卷，此时卡钳（43）自身重力使卡道（21）相对于下卡钳（43）的卡口做相对滑动运动、下卡钳（43）不跟随卡道式卷盘（2）回卷；活塞杆（412）复位时上卡钳（42）因自身重力跟随活塞杆（412）的托板沿卡道（21）下滑至初始位置，而下卡钳（43）处于咬合卡道（21）防止卡道式卷盘（2）逆转的状态；依次类推，实现卡道式卷盘（2）的步进回卷；

c. 完成喷灌：当喷头支撑机构（33）回退至初始位置时完成整个喷灌过程，关闭压力给水栓。

2.根据权利要求1所述的伸缩顶升步进回卷式卷盘喷灌机的控制方法，其特征在于，所述的步进驱动装置（4）还包括自动停止回卷机构，自动停止回卷机构包括限位摆动挡架（45）、传动连杆或钢丝绳、摆动托举杆（46），限位摆动挡架（45）左右方向水平铰接安装在机架（1）的前端，摆动托举杆（46）的杆体对应上卡钳（42）和下卡钳（43）之间的位置铰接安装在机架（1）的后端，限位摆动挡架（45）的后端通过传动连杆或钢丝绳与摆动托举杆（46）的杆体前端连接，限位摆动挡架（45）与机架（1）之间、摆动托举杆（46）的杆体与机架（1）之间还均设有复位弹簧；

当喷头支撑机构（33）回退至初始位置时碰撞限位摆动挡架（45），限位摆动挡架（45）沿铰接轴旋转发生摆动、并通过传动连杆或钢丝绳牵拉摆动托举杆（46）使摆动托举杆（46）也沿铰接轴旋转发生摆动，摆动托举杆（46）的后端摆动上升将上卡钳托起使上卡钳脱离偏心摆动机构实现卡道式卷盘（2）停止回卷。

3.根据权利要求1所述的伸缩顶升步进回卷式卷盘喷灌机的控制方法，其特征在于，所述的喷灌装置（3）还包括压管机构（36），压管机构（36）包括压管框和拉簧；压管框是门形框架结构，门形框架结构的宽度尺寸与卡道式卷盘（2）的筒体的长度尺寸配合、并卡接在卡道式卷盘（2）的两件翼板之间，压管框的底端铰接安装在机架（1）左右方向的两侧壁上；拉簧一端与压管框的门形框架结构连接、另一端与机架的侧壁连接；水涡轮箱（31）的压力水输入接头上设有流量调节阀门，所述的压管机构（36）设置在卡道式卷盘（2）的后方，且压管框的底端的铰接轴通过连杆机构与流量调节阀门连接；

拉簧可使压管框始终压靠在卡道式卷盘（2）的筒体上，喷灌PE管回卷在卡道式卷盘（2）上的过程中压管框因喷灌PE管回卷在卷盘上的层数变化而发生铰接角度的变化，压管框的底端的铰接轴通过连杆机构可以控制流量调节阀门的开启大小实现喷灌PE管的匀速回卷。

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