CN108633556A - 一种定量加土机及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种定量加土机及其使用方法，加土机包括：至少一个加土机箱体、升降组件、刮土组件、溜槽组件以及PLC控制系统，使用方法为PLC控制系统根据限高传感器和限位传感器的信号控制第一驱动组件和第二驱动组件的运动姿态以使刮板将托土框架内的土经溜槽组件滑入试管；本发明中设置有独立的升降组件，在满足托土的同时保证土壤不会受到任何机械力的挤压，变传统的机械力挤压送土方式为带动升降组件内土壤达到预定高度后进行刮土动作式的送土，确保了加入过程中土壤不结块，进而加入到试管中的土壤不板结，实现某一特定含水量土壤加土量的准确计量，重量误差≤1％。
Description
技术领域
本发明涉及机械设备领域，尤其涉及一种定量加土机及其使用方法。
背景技术
在室内(大棚)种植蔬菜、花卉等，无论是采用人工或者机械化种植方式，通常是先将适合种植的土壤加入花钵、试管或其他容器中，再将种子或者幼苗植入，一般对土壤的充装量、含水量并无特别的要求。我司在研发一种用于室内高附加值生物保健品机械化种植生产线的过程中，种植物对土壤充装量、含水量均有特殊要求，因此试管内的加土量、土壤的含水量均须严格控制，即试管内加土量距离标准高度要求误差≦2mm、含水量20％，在此情况下采用通用的螺旋或者震动加土机，加入过程中土壤会受到机械力的挤压，从而导致了加入过程土壤的结块，进而加入到试管中的土壤产生板结，对测量结果产生误差，经试验均不能满足要求。
基于此，需要一种能够实现准确计量且能保证土壤免受机械力挤压的定量加土机及其使用方法被设计出来。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，得到一种能够实现准确计量且能保证土壤免受机械力挤压的定量加土机及其使用方法。
本发明是通过以下技术方案实现：
一种定量加土机，包括：
至少一个加土机箱体，所述加土机箱体包括形成有容纳空间的箱体框架和沿箱体框架设置的第一驱动组件；
升降组件，包括具有侧壁及底板的托土框架，所述托土框架为倒n型结构，对应置于容纳空间中，并在驱动组件的驱动下作上下往复直线运动；
刮土组件，包括具有和托土框架腔体对应的开口的刮土框架，所述刮土框架设置在加土机箱体的上方并对应置于托土框架上方，所述刮土框架上设置有刮板和用于驱动刮板沿平行于托土框架侧壁的方向作往复直线运动的第二驱动组件；
溜槽组件，具有若干并排设置的槽体，所述槽体的上缘与加土机箱体的上缘相对应平齐，所述槽体的下部连接试管；以及
PLC控制系统，电性连接第一驱动组件和第二驱动组件；
其中，所述加土机箱体上端内侧还设置有限高传感器，下端内侧设置有限位传感器，所述PLC控制系统根据限高传感器和限位传感器的信号控制第一驱动组件和第二驱动组件的运动姿态以使刮板将托土框架内的土经溜槽组件滑入试管。
本发明进一步改进在于，所述第一驱动组件包括置于箱体框架底部的蜗轮蜗杆减速机和至少一个置于箱体框架侧边的蜗轮丝杆升降机，所述蜗轮丝杆升降机的传动轴通过联轴器连接蜗轮蜗杆减速机的传动轴。
本发明更进一步改进在于，所述蜗轮丝杆升降机对称设置在箱体框架相对的两个侧壁上，所述蜗轮蜗杆减速机设置于箱体框架底部的中心。
本发明更进一步改进在于，所述蜗轮蜗杆减速机上方设置有用于放置升降组件的安装板。
本发明更进一步改进在于，所述升降组件还包括设置在托土框架侧壁外侧的底部的丝母和设置在托土框架侧壁外侧的导轨，所述丝母与对应蜗轮丝杆升降机上的丝杆相适配，箱体框架侧壁上设置有与导轨相适配的滑块。
本发明进一步改进在于，所述第二驱动组件为无杆气缸。
本发明进一步改进在于，所述加土机还包括设置在溜槽组件对侧的废土收集组件。
本发明进一步改进在于，所述溜槽组件上方还设置有浮动装置，刮土组件内的第二驱动组件一端安装在浮动装置上，另一端安装在对侧的箱体框架的上缘，所述浮动装置通过安装座可转动连接设置在箱体框架上，所述箱体框架上还设置有用于支撑与驱动浮动装置的驱动气缸以使浮动装置与驱动气缸形成平衡结构，所述驱动气缸的另一端安装至箱体框架上，并与PLC控制系统电性连接。
本发明进一步改进在于，所述溜槽结构与箱体框架在竖直方向上呈倾角设置，所述溜槽结构下端设置有与槽体对应的放置卡槽，所述放置卡槽内设置有试管。
本发明另一个目的在于，提供一种基于上述技术方案的定量加土机的使用方法，步骤如下：
S1、PLC控制系统给出控制指令，第一驱动组件控制升降组件快速下降到起始位置；
S2、人工加满土后，PLC控制系统控制第一驱动组件，使升降组件快速上升至限高传感器控制的限高位，PLC控制系统对刮土组件给出控制指令；
S3、刮土组件将土推平，废土回收至废土收集组件；
S4、刮土完成后，PLC控制系统再次控制升降组件上升并将土顶出预置高度；
S5、经过PLC控制系统测高运算后，控制刮土组件将预置高度的土退出，经溜槽组件滑入对应的试管中，完成定量加土。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明中设置有独立的升降组件，在满足托土的同时保证土壤不会受到任何机械力的挤压，变传统的机械力挤压送土方式为带动升降组件内土壤达到预定高度后进行刮土动作式的送土，确保了加入过程中土壤不结块，进而加入到试管中的土壤不板结；
2、本发明利用限位传感器以及限高传感器，通过控制系统实现了完全依靠机械的方式实现某一特定含水量土壤加土量的准确计量，重量误差≤1％；
3、本发明通过设置废土收集组件实现了多余废土的回收利用，提高了利用率；通过设置浮动装置，便于人工进行加土。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的侧视图；
图3为本发明中加土机箱体1的剖视结构示意图；
图4为图3的俯视图；
图5为本发明中升降组件2的结构示意图；
图6为本发明中刮土组件3的结构示意图；
图7为图6的侧面剖视图；
图8为本发明中废土收集组件5的结构示意图；
图9为本发明中溜槽组件4的结构示意图；
图10为本发明中槽体4-1的局部俯视示意图；
图11为本发明的控制流程示意图。
附图标记如下：
1、加土机箱体，1-1、箱体框架，1-2、蜗轮蜗杆减速机，1-3、蜗轮丝杆升降机，1-3-1、丝杆，1-4、联轴器，1-5、安装板，1-6、限高传感器，1-7、限位传感器，1-8、滑块，2、升降组件，2-1、托土框架，2-2、导轨，2-3、丝母，3、刮土组件，3-1、刮土框架，3-2、无杆气缸，3-3、刮板，3-4、隔档，4、溜槽组件，4-1、槽体，4-1-1、弧形壁，4-2、放置卡槽，5、废土收集组件，6、浮动装置，6-1、安装座，6-2、驱动气缸。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1至图11，一种定量加土机，包括：
至少一个加土机箱体1，所述加土机箱体1包括形成有容纳空间的箱体框架1-1和沿箱体框架1-1设置的第一驱动组件；
升降组件2，包括具有侧壁及底板的托土框架2-1，所述托土框架2-1为倒n型结构，对应置于容纳空间中，并在驱动组件的驱动下作上下往复直线运动；
刮土组件3，包括具有和托土框架2-1腔体对应的开口的刮土框架3-1，所述刮土框架3-1设置在加土机箱体的上方并对应置于托土框架2-1上方，所述刮土框架3-1上设置有刮板3-3和用于驱动刮板3-3沿平行于托土框架2-1侧壁的方向作往复直线运动的第二驱动组件；
溜槽组件4，具有若干并排设置的槽体4-1，所述槽体4-1的上缘与加土机箱体的上缘相对应平齐，所述槽体4-1的下部连接试管；以及
PLC控制系统，电性连接第一驱动组件和第二驱动组件；
其中，所述加土机箱体1上端内侧还设置有限高传感器1-6，下端内侧设置有限位传感器1-7，所述PLC控制系统根据限高传感器1-6和限位传感器1-7的信号控制第一驱动组件和第二驱动组件的运动姿态以使刮板3-3将托土框架2-1内的土经溜槽组件4滑入试管。
在上述技术方案中，加土机箱体1用于为升降组件2提供向上提升的支撑和动力，升降组件2用于托起一定量的土，刮土组件3用于推平土以及用于刮取一定量的土，溜槽组件4用于刮土组件3刮出一定量土后滑入试管中。
作为本发明一个较佳的实施例，所述第一驱动组件包括置于箱体框架1-1底部的蜗轮蜗杆减速机1-2和至少一个置于箱体框架1-1侧边的蜗轮丝杆升降机1-3，所述蜗轮丝杆升降机1-3的传动轴通过联轴器1-4连接蜗轮蜗杆减速机1-2的传动轴，具有起升、下降及借助辅件推进、翻转及各种高度位置调整等诸多功能，为更好实现控制，所述蜗轮蜗杆减速机1-2内的电机还连接有变频器，通过变频器达到节能、调速的目的。
作为本发明一个较佳的实施例，所述蜗轮丝杆升降机1-3对称设置在箱体框架1-1相对的两个侧壁上，所述蜗轮蜗杆减速机1-2设置于箱体框架1-1底部的中心，中心布置能够提高稳定性。
作为本发明一个较佳的实施例，所述蜗轮蜗杆减速机1-2上方设置有用于放置升降组件2的安装板1-5，便于稳固防止升降组件2。
作为本发明一个较佳的实施例，所述升降组件2还包括设置在托土框架2-1侧壁外侧的底部的丝母2-3和设置在托土框架2-1侧壁外侧的导轨2-2，所述丝母2-3与对应蜗轮丝杆升降机1-3上的丝杆1-3-1相适配，箱体框架1-1侧壁上设置有与导轨2-2相适配的滑块1-8，把丝杆1-3-1的转动变为丝母2-3的直线运动的，摩擦系数很小，受轴向力很小，传动不需要更大的力，同时，滑块1-8与导轨2-2的配合使升降组件2的传动更加稳定与流畅。
作为本发明一个较佳的实施例，所述第二驱动组件为无杆气缸3-2，能够节省安装空间。
作为本发明一个较佳的实施例，所述加土机还包括设置在溜槽组件4对侧的废土收集组件5，可以回收利用废土。
作为本发明一个较佳的实施例，所述溜槽组件4上方还设置有浮动装置6，刮土组件3内的第二驱动组件一端安装在浮动装置6上，另一端安装在对侧的箱体框架1-1的上缘，所述浮动装置6通过安装座6-1可转动连接设置在箱体框架1-1上，所述箱体框架1-1上还设置有用于支撑与驱动浮动装置6的驱动气缸6-2以使浮动装置6与驱动气缸6-2形成平衡结构，所述驱动气缸6-2的另一端安装至箱体框架1-1上，并与PLC控制系统电性连接，便于打开刮土组件3，人工进行加土。
作为本发明一个较佳的实施例，所述溜槽结构与箱体框架1-1在竖直方向上呈倾角设置，所述溜槽结构下端设置有与槽体4-1对应的放置卡槽4-2，所述放置卡槽4-2内设置有试管，为了进一步提高溜槽的流畅性与衔接性，所述槽体4-1的上端与下端的槽体4-1为圆弧形，两弧形壁4-1-1之间的夹角为40°，同时，刮土组件3内设置有与槽体4-1相对应的隔档3-4，以使所需的土能对应刮至槽体4-1并滑入试管。
一种基于上述技术方案的定量加土机的使用方法，步骤如下：
S1、PLC控制系统给出控制指令，第一驱动组件控制升降组件2快速下降到起始位置；
S2、人工加满土后，PLC控制系统控制第一驱动组件，使升降组件2快速上升至限高传感器1-6控制的限高位，PLC控制系统对刮土组件3给出控制指令；
S3、刮土组件3将土推平，废土回收至废土收集组件5；
S4、刮土完成后，PLC控制系统再次控制升降组件2上升并将土顶出预置高度；
S5、经过PLC控制系统测高运算后，控制刮土组件3将预置高度的土退出，经溜槽组件4滑入对应的试管中，完成定量加土。
在上述使用方法中，本发明采用HMI配方管理，可通过HMI配方管理适用不同充装量的定量加土，PLC控制系统和用户之间通过触摸屏HMI进行交互，PLC控制系统通过I/O模块与驱动部件进行通信。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种定量加土机，其特征在于，包括：
至少一个加土机箱体(1)，所述加土机箱体(1)包括形成有容纳空间的箱体框架(1-1)和沿箱体框架(1-1)设置的第一驱动组件；
升降组件(2)，包括具有侧壁及底板的托土框架(2-1)，所述托土框架(2-1)为倒n型结构，对应置于容纳空间中，并在驱动组件的驱动下作上下往复直线运动；
刮土组件(3)，包括具有和托土框架(2-1)腔体对应的开口的刮土框架(3-1)，所述刮土框架(3-1)设置在加土机箱体(1)的上方并对应置于托土框架(2-1)上方，所述刮土框架(3-1)上设置有刮板(3-3)和用于驱动刮板(3-3)沿平行于托土框架(2-1)侧壁的方向作往复直线运动的第二驱动组件；
溜槽组件(4)，具有若干并排设置的槽体(4-1)，所述槽体(4-1)的上缘与加土机箱体(1)的上缘相对应平齐，所述槽体(4-1)的下部连接试管；以及
PLC控制系统，电性连接第一驱动组件和第二驱动组件；
其中，所述加土机箱体(1)上端内侧还设置有限高传感器(1-6)，下端内侧设置有限位传感器(1-7)，所述PLC控制系统根据限高传感器(1-6)和限位传感器(1-7)的信号控制第一驱动组件和第二驱动组件的运动姿态以使刮板(3-3)将托土框架(2-1)内的土经溜槽组件(4)滑入试管。
2.根据权利要求1所述的一种定量加土机，其特征在于：所述第一驱动组件包括置于箱体框架(1-1)底部的蜗轮蜗杆减速机(1-2)和至少一个置于箱体框架(1-1)侧边的蜗轮丝杆升降机(1-3)，所述蜗轮丝杆升降机(1-3)的传动轴通过联轴器(1-4)连接蜗轮蜗杆减速机(1-2)的传动轴。
3.根据权利要求2所述的一种定量加土机，其特征在于：所述蜗轮丝杆升降机(1-3)对称设置在箱体框架(1-1)相对的两个侧壁上，所述蜗轮蜗杆减速机(1-2)设置于箱体框架(1-1)底部的中心。
4.根据权利要求3所述的一种定量加土机，其特征在于：所述蜗轮蜗杆减速机(1-2)上方设置有用于放置升降组件(2)的安装板(1-5)。
5.根据权利要求4所述的一种定量加土机，其特征在于：所述升降组件(2)还包括设置在托土框架(2-1)侧壁外侧的底部的丝母(2-3)和设置在托土框架(2-1)侧壁外侧的导轨(2-2)，所述丝母(2-3)与对应蜗轮丝杆升降机(1-3)上的丝杆相适配，箱体框架(1-1)侧壁上设置有与导轨(2-2)相适配的滑块(1-8)。
6.根据权利要求1所述的一种定量加土机，其特征在于：所述第二驱动组件为无杆气缸(3-2)。
7.根据权利要求1所述的一种定量加土机，其特征在于：所述加土机还包括设置在溜槽组件(4)对侧的废土收集组件(5)。
8.根据权利要求1所述的一种定量加土机，其特征在于：所述溜槽组件(4)上方还设置有浮动装置(6)，刮土组件(3)内的第二驱动组件一端安装在浮动装置(6)上，另一端安装在对侧的箱体框架(1-1)的上缘，所述浮动装置(6)通过安装座(6-1)可转动连接设置在箱体框架(1-1)上，所述箱体框架(1-1)上还设置有用于支撑与驱动浮动装置(6)的驱动气缸(6-2)以使浮动装置(6)与驱动气缸(6-2)形成平衡结构，所述驱动气缸(6-2)的另一端安装至箱体框架(1-1)上，并与PLC控制系统电性连接。
9.根据权利要求1所述的一种定量加土机，其特征在于：所述溜槽结构与箱体框架(1-1)在竖直方向上呈倾角设置，所述溜槽结构下端设置有与槽体(4-1)对应的放置卡槽(4-2)，所述放置卡槽(4-2)内设置有试管。
10.根据权利要求1至9任一项所述的一种定量加土机的使用方法，其特征在于，步骤如下：
S1、PLC控制系统给出控制指令，第一驱动组件控制升降组件(2)快速下降到起始位置；
S2、人工加满土后，PLC控制系统控制第一驱动组件，使升降组件(2)快速上升至限高传感器(1-6)控制的限高位，PLC控制系统对刮土组件(3)给出控制指令；
S3、刮土组件(3)将土推平，废土回收至废土收集组件(5)；
S4、刮土完成后，PLC控制系统再次控制升降组件(2)上升并将土顶出预置高度；
S5、经过PLC控制系统测高运算后，控制刮土组件(3)将预置高度的土退出，经溜槽组件(4)滑入对应的试管中，完成定量加土。
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