CN108738420B - 一种能够防止渗灌管断裂的多功能铺管机及其使用方法 - Google Patents

一种能够防止渗灌管断裂的多功能铺管机及其使用方法 Download PDF

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Abstract

为了解决现有的铺管机在铺管中存在的存管、断管的问题，本发明提出了一种能够防止渗灌管断裂的多功能铺管机及其使用方法，所述的铺管装置包括管盘轮、用于驱动管盘轮的驱动电机、用于设置管盘轮轴的支架、用于将支架设置在机架上的梁以及用于检测机架行走速度的速度传感器；所述的控制系统采集速度传感器的数据控制驱动电机的转速，使管盘轮的铺管速度与机架的运动速度保持一致。本发明通过控制系统采集速度传感器的数据，根据机架的行走速度动态控制驱动电机驱动管盘轮转动速度，使铺设渗灌管的速度与机架的行进速度一致，可以有效防止工作过程中将渗灌管损坏，同时在停机时，驱动电机停转后可以有效防止管盘轮继续转动，杜绝存管情况出现。

Description

一种能够防止渗灌管断裂的多功能铺管机及其使用方法
技术领域
本发明涉及农业机械领域，具体地说是涉及一种能够防止渗灌管断裂的具备深松、铺管以及施肥的多功能铺管机及其使用方法。
背景技术
农田灌溉用水最为急切，用水量和浪费水量都最为巨大，主要因为我国 农田以漫灌为主。漫灌向地下渗漏水和导致地表板结蒸发，浪费水量太大。 又由于我国水源紧缺，农田因干旱而大面积减产以至绝收，旱区群众因干旱 缺水而生计维艰。目前各地试行的各种农业节水灌溉技术如喷灌、滴灌都因 材料贵、投资大，技术复杂，设备易锈蚀易老化，地面上灌溉设备妨碍农田 耕作等原因而难于推广。近年来出现的一些用渗灌管道进行土层下渗灌的技术和设备，具有较好的节水效果。
但是，在铺管的过程中一般的设计是将渗灌管的一端固定，管盘轮在渗灌管的拉力作用下转动，渗灌管穿过弯曲钢管内来引导铺设，在这种方式下极易出现管盘轮在惯性的作用下，机具停止运动，管盘轮还在转动，发生大量存管的现象，且渗灌管极易出现渗灌管与机件接触过多，而产生磨擦而破损，由于拉力过大而造成变形，扯断等问题。
发明内容
为了解决现有的铺管机在铺管中存在的存管、断管的问题，本发明提出了一种能够防止渗灌管断裂的多功能铺管机及其使用方法，该装置结构简单，工作效率高，能够有效的保护渗灌管。
所述的一种能够防止渗灌管断裂的多功能铺管机，包括用于行走的机架、设置在机架上的用于施肥的施肥装置、设置在机架上的用于深松的深松装置、设置在机架上的用于根据机架移动速度从而控制施肥装置施肥速度的控制系统以及设置在机架上的用于铺设渗灌管的铺管装置，所述的深松装置对耕地进行深松后铺管装置将渗灌管铺设在深松位置并通过施肥装置在渗灌管上施肥，其技术方案在于：
所述的铺管装置包括用于设置渗灌管的管盘轮、用于驱动管盘轮的驱动电机、用于设置管盘轮轴的支架、用于将支架设置在机架上的梁以及用于检测机架行走速度的速度传感器；
所述的控制系统采集速度传感器的数据控制驱动电机的转速，使管盘轮的铺管速度与机架的运动速度保持一致。
所述的驱动电机的输出轴上设置有花键；所述的管盘轮的内孔侧壁上设置有与驱动电机输出轴上花键对应的键槽。
所述的施肥装置包括施肥箱箱体、设置在施肥箱箱体下方的电动施肥外槽轮式排肥器以及设置在电动施肥外槽轮式排肥器出料端的施肥导管；所述的电动施肥外槽轮式排肥器与控制系统电连接；
所述的施肥箱箱体设置在机架上；所述的施肥导管设置在深松装置用于深松部件的后方。
所述的深松装置包括用于深松的铲体、用于连接铲体和机架的铲柄、设置在铲柄上的用于对铺管装置中的保证渗灌管压入铲体形成的深沟中的导向组件、设置在铲体和铲柄之间的用于调整铲体和铲柄之间夹角的电动液压推杆以及用于测量铲柄形变量的检测组件；
所述的铲体包括用于开沟的箭头型的铲头和设置在铲头尖端相对侧的延伸杆；
所述的铲柄包括与地面垂直的竖直段和一端与竖直段靠近地面的一端连接的弧形段；所述的弧形段的另一端的朝向与机架的前进方向一致； 所述竖直段上设置有多个调节孔用于与机架连接；
所述的弧形段中朝向与机架的前进方向一致的端部与延伸杆铰接；
所述的检测组件设置在竖直段和一弧形段的连接处并均电连接至控制系统；所述的电动液压推杆电连接至控制系统。
所述延伸杆靠近铲柄的一侧对称设置有用于连接铲柄的凸起且所述凸起上设置有杆端销钉孔；所述的弧形段中朝向与机架前进方向一致的端部设置有连接板且所述连接板上设置有柄端销钉孔；所述连接板的厚度与铲柄上设置的两个凸起间距对应；所述的杆端销钉孔与柄端销钉孔对应设置。
所述的导向组件包括一端设置在铲柄上的导轮架和导轮架另一端连接的轮轴以及设置在轮轴上的用于对渗灌管进行导向的导向轮。
所述的检测组件包括两片检测拉力的半导体应变片和两片检测压力的半导体应变片；所述一片检测拉力的半导体应变片与一片检测压力的半导体应变片设置在竖直段和弧形段的交接处的一侧；另外一片检测拉力的半导体应变片与一片检测压力的半导体应变片对称设置在竖直段和弧形段的交接处的另一侧；所述两片检测拉力的半导体应变片和两片检测压力的半导体应变片均与控制系统电连接。
一种如上述的能够防止渗灌管断裂的多功能铺管机的使用方法，其技术方案在于：包括以下步骤：
a.所述的控制系统采集检测组件的数据，根据检测组件的数据判断铲柄的形变量，当铲柄的形变量大于设定阈值时，认定深松装置在深松过程中遇到硬物；控制系统控制电动液压推杆减小铲体和铲柄之间的夹角α，使铲体向地表方向抬起，在机架的带动下越过地底硬物，防止铲柄断裂；
b.在控制系统控制电动液压推杆带动铲体越过地底硬物后，经过预设时间T1后，控制系统控制电动液压推杆使铲体和铲柄之间的夹角增加至α+5~15°，随着机架的带动使铲体更容易入土；
c.再经过时间T2，在铲体入土后，控制系统控制电动液压推杆将铲体和铲柄之间的夹角恢复至α，继续完成深松作业。
所述的机架包括框体、设置在框体上的调节推杆、设置在框体上的用于设置深松装置的安装夹板、用于设置施肥装置的支撑架、用于连接牵引机车的牵引连接部以及地轮和用于设置地轮的轮架；
所述的安装夹板用于与深松装置中的调节孔对应设置；
所述的调节推杆设置在轮架与框体之间；
所述的调节推杆电连接至控制系统。
一种如上述能够防止渗灌管断裂的多功能铺管机的使用方法，其技术方案在于：包括以下步骤：
a.所述机架以一定速度行进，深松装置进行深松作业；
b.所述铺管装置将渗灌管铺设至深松装置深松作业形成的深松沟中，具体过程为：所述的控制系统采集速度传感器的数据，根据机架的行走速度动态控制驱动电机驱动管盘轮转动速度，使铺设渗灌管的速度与机架的行进速度一致；
c. 所述控制系统采集速度传感器的数据，根据机架的行走速度动态控制施肥装置中的电动施肥外槽轮式排肥器的排肥速度，机架形式速度越快施肥装置中的电动施肥外槽轮式排肥器的排肥速度越快，保证施肥厚度均衡。
本发明所带来的有益效果为：本发明通过控制系统采集速度传感器的数据，根据机架的行走速度动态控制驱动电机驱动管盘轮转动速度，使铺设渗灌管的速度与机架的行进速度一致，可以有效防止工作过程中将渗灌管损坏，同时在停机时，驱动电机停转后可以有效防止管盘轮继续转动，杜绝存管情况出现。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图。
图2为铺管装置的结构示意图。
图3为深松装置的爆炸示意图。
图4为铲体的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1~4所示，一种能够防止渗灌管断裂的多功能铺管机，包括用于行走的机架1、设置在机架1上的用于施肥的施肥装置2、设置在机架1上的用于深松的深松装置3、设置在机架1上的用于根据机架1移动速度从而控制施肥装置2施肥速度的控制系统4以及设置在机架1上的用于铺设渗灌管6的铺管装置5，所述的深松装置3对耕地进行深松后铺管装置5将渗灌管6铺设在深松位置并通过施肥装置2在渗灌管6上施肥，其技术方案在于：所述的铺管装置5包括用于设置渗灌管6的管盘轮501、用于驱动管盘轮501的驱动电机502、用于设置管盘轮501轴的支架503、用于将支架503设置在机架1上的梁504以及用于检测机架1行走速度的速度传感器505；所述的控制系统4采集速度传感器505的数据控制驱动电机502的转速，使管盘轮501的铺管速度与机架1的运动速度保持一致。
需要明确的是：控制系统4根据速度传感器505测量机架1的移动速度后，通过管盘轮501的周长与机架1的移动速度时间T的距离相对应，满足管盘轮501的铺管速度与机架1的运动速度保持一致，防止渗灌管断裂。
所述的驱动电机502的输出轴上设置有花键；所述的管盘轮501的内孔侧壁上设置有与驱动电机502输出轴上花键对应的键槽。
需要明确的是：花键与键槽的配合为本领域人员可以知悉的现有技术，本位未做赘述。
所述的施肥装置2包括施肥箱箱体201、设置在施肥箱箱体201下方的电动施肥外槽轮式排肥器202以及设置在电动施肥外槽轮式排肥器202出料端的施肥导管203；所述的电动施肥外槽轮式排肥器202与控制系统4电连接；
所述的施肥箱箱体201设置在机架1上；所述的施肥导管203设置在深松装置3用于深松部件的后方。
需要明确的是：电动施肥外槽轮式排肥器202为现有技术中常见的智能排肥元件，其控制方法为现有技术，本文未做赘述。
所述的深松装置3包括用于深松的铲体301、用于连接铲体301和机架1的铲柄302、设置在铲柄302上的用于对铺管装置5中的保证渗灌管6压入铲体301形成的深沟中的导向组件303、设置在铲体301和铲柄302之间的用于调整铲体301和铲柄302之间夹角的电动液压推杆304以及用于测量铲柄302形变量的检测组件305；
所述的铲体301包括用于开沟的箭头型的铲头3011和设置在铲头3011尖端相对侧的延伸杆3012；
所述的深松装置3包括与地面垂直的竖直段3021和一端与竖直段3021靠近地面的一端连接的弧形段3022；所述的弧形段3022的另一端的朝向与机架1的前进方向一致； 所述竖直段3021上设置有多个调节孔302A用于与机架1连接；
所述的弧形段3022中朝向与机架1的前进方向一致的端部与延伸杆3012铰接；
所述的检测组件305设置在竖直段3021和一弧形段3022的连接处并均电连接至控制系统4；所述电动液压推杆304电连接至控制系统4。
需要明确的是：所述的电动液压推杆304控制方法为现有技术。
所述延伸杆3012靠近铲柄302的一侧对称设置有用于连接铲柄302的凸起且所述凸起上设置有杆端销钉孔；所述的弧形段3022中朝向与机架1前进方向一致的端部设置有连接板且所述连接板上设置有柄端销钉孔；所述连接板的厚度与铲柄302上设置的两个凸起间距对应；所述的杆端销钉孔与柄端销钉孔对应设置。
所述的导向组件303包括一端设置在铲柄302上的导轮架3031和导轮架3031另一端连接的轮轴3033以及设置在轮轴3033上的用于对渗灌管6进行导向的导向轮3032。
需要明确的是：所述的导向轮3032用于将渗灌管压入深松装置3深松后的深沟中。该导向轮3032的轮周圆柱面上设置有环形凹槽，该环形凹槽用于为渗灌管导向。
所述的检测组件305包括两片检测拉力的半导体应变片和两片检测压力的半导体应变片；所述一片检测拉力的半导体应变片与一片检测压力的半导体应变片设置在竖直段3021和弧形段3022的交接处的一侧；另外一片检测拉力的半导体应变片与一片检测压力的半导体应变片对称设置在竖直段3021和弧形段3022的交接处的另一侧；所述两片检测拉力的半导体应变片和两片检测压力的半导体应变片均与控制系统4电连接。
需要明确的是：所述的半导体应变片的原理是：在外界力的作用下产生机械变形时，其电阻值相应的发生变化，所述半导体应变片的使用方法为现有技术。
需要明确的是：深松装置3可以有效的避开地底的石头等硬物，防止在深松过程中出现深松装置3变形、断裂的问题。
一种如上述的能够防止渗灌管断裂的多功能铺管机的使用方法，其技术方案在于：包括以下步骤：
a.所述的控制系统4采集检测组件305的数据，根据检测组件305的数据判断铲柄302的形变量，当铲柄302的形变量大于设定阈值时，认定深松装置3在深松过程中遇到硬物；控制系统4控制电动液压推杆304减小铲体301和铲柄302之间的夹角α，使铲体301向地表方向抬起，在机架1的带动下越过地底硬物，防止铲柄302断裂，提升工作效率；
b.在控制系统4控制电动液压推杆304带动铲体301越过地底硬物后，经过预设时间T1后，控制系统4控制电动液压推杆304使铲体301和铲柄302之间的夹角增加至α+5~15°，优选增加至α+10°，随着机架1的带动使铲体301更容易入土；
c.经过时间T2，在铲体301入土后，控制系统4控制电动液压推杆304将铲体301和铲柄302之间的夹角恢复至α，继续完成深松作业。
需要明确的是：所述的时间T1、T2均为预设值。如果时间T2过短，地底硬块过大，此时，铲体301的尖端无法进入地表以下，依然不存在使铲柄302断裂变形的隐患。
需要明确的是：所述的铲体301和铲柄302之间的夹角增加至α+5~15°的情况可以根据实际情况进行调整。
需要明确的是：铲体301和铲柄302之间的夹角α调整方式可以通过控制电动液压推杆304的工作时间来完成。
所述的机架1包括框体101、设置在框体101上的调节推杆102、设置在框体101上的用于设置深松装置3的安装夹板103、用于设置施肥装置2的支撑架104、用于连接牵引机车的牵引连接部105以及地轮106和用于设置地轮106的轮架107；
所述的安装夹板103用于与深松装置3中的调节孔302A对应设置；
所述的调节推杆102设置在轮架107与框体101之间；
所述的调节推杆102电连接至控制系统4。
一种如上述能够防止渗灌管断裂的多功能铺管机的使用方法，其技术方案在于：包括以下步骤：
a.所述机架1以一定速度行进，深松装置3进行深松作业；
b.所述铺管装置5将渗灌管6铺设至深松装置3深松作业形成的深松沟中，具体过程为：所述的控制系统4采集速度传感器505的数据，根据机架1的行走速度动态控制驱动电机502驱动管盘轮501转动速度，使铺设渗灌管6的速度与机架1的行进速度一致；
c. 所述控制系统4采集速度传感器505的数据，根据机架1的行走速度动态控制施肥装置2中的电动施肥外槽轮式排肥器202的排肥速度，机架1形式速度越快施肥装置2中的电动施肥外槽轮式排肥器202的排肥速度越快，保证施肥厚度均衡。
需要明确的是：本文中所有方向性描述均以图1为准。
需要明确的是：本文中未详述技术方案均为现有技术。
以上所述仅为发明的较佳实施例而己，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 (6)

1.一种能够防止渗灌管断裂的多功能铺管机的使用方法，所述多功能铺管机包括用于行走的机架（1）、设置在机架（1）上的用于施肥的施肥装置（2）、设置在机架（1）上的用于深松的深松装置（3）、设置在机架（1）上的用于根据机架（1）移动速度从而控制施肥装置（2）施肥速度的控制系统（4）以及设置在机架（1）上的用于铺设渗灌管（6）的铺管装置（5），所述的深松装置（3）对耕地进行深松后铺管装置（5）将渗灌管（6）铺设在深松位置并通过施肥装置（2）在渗灌管（6）上施肥；
所述的铺管装置（5）包括用于设置渗灌管（6）的管盘轮（501）、用于驱动管盘轮（501）的驱动电机（502）、用于设置管盘轮（501）轴的支架（503）、用于将支架（503）设置在机架（1）上的梁（504）以及用于检测机架（1）行走速度的速度传感器（505）；
所述的控制系统（4）采集速度传感器（505）的数据控制驱动电机（502）的转速，使管盘轮（501）的铺管速度与机架（1）的运动速度保持一致；
所述的深松装置（3）包括用于深松的铲体（301）、用于连接铲体（301）和机架（1）的铲柄（302）、设置在铲柄（302）上的用于将铺管装置（5）中的渗灌管（6）压入铲体（301）形成的深沟中的导向组件（303）、设置在铲体（301）和铲柄（302）之间的用于调整铲体（301）和铲柄（302）之间夹角的电动液压推杆（304）以及用于测量铲柄（302）形变量的检测组件（305）；
所述的铲体（301）包括用于开沟的箭头型的铲头（3011）和设置在铲头（3011）尖端相对侧的延伸杆（3012）；
所述的铲柄（302）包括与地面垂直的竖直段（3021）和一端与竖直段（3021）靠近地面的一端连接的弧形段（3022）；所述的弧形段（3022）的另一端的朝向与机架（1）的前进方向一致； 所述竖直段（3021）上设置有多个调节孔（302A）用于与机架（1）连接；
所述的弧形段（3022）中朝向与机架（1）的前进方向一致的端部与延伸杆（3012）铰接；
所述的检测组件（305）设置在竖直段（3021）和一弧形段（3022）的连接处并均电连接至控制系统（4）；
所述的电动液压推杆（304）电连接至控制系统（4）；
所述延伸杆（3012）靠近铲柄（302）的一侧对称设置有用于连接铲柄（302）的凸起且所述凸起上设置有杆端销钉孔；所述的弧形段（3022）中朝向与机架（1）前进方向一致的端部设置有连接板且所述连接板上设置有柄端销钉孔；所述连接板的厚度与铲柄（302）上设置的两个凸起间距对应；所述的杆端销钉孔与柄端销钉孔对应设置；
所述的导向组件（303）包括一端设置在铲柄（302）上的导轮架（3031）和导轮架（3031）另一端连接的轮轴（3033）以及设置在轮轴（3033）上的用于对渗灌管（6）进行导向的导向轮（3032）；
其特征在于：包括以下步骤：
a.所述的控制系统（4）采集检测组件（305）的数据，根据检测组件（305）的数据判断铲柄（302）的形变量，当铲柄（302）的形变量大于设定阈值时，认定深松装置（3）在深松过程中遇到硬物；控制系统（4）控制电动液压推杆（304）减小铲体（301）和铲柄（302）之间的夹角α，使铲体（301）向地表方向抬起，在机架（1）的带动下越过地底硬物，防止铲柄（302）断裂；
b.在控制系统（4）控制电动液压推杆（304）带动铲体（301）越过地底硬物后，经过预设时间T1后，控制系统（4）控制电动液压推杆（304）使铲体（301）和铲柄（302）之间的夹角增加至α+5~15°，随着机架（1）的带动使铲体（301）更容易入土；
c. 经过时间T2，在铲体（301）入土后，控制系统（4）控制电动液压推杆（304）将铲体（301）和铲柄（302）之间的夹角恢复至α，继续完成深松作业。
2.根据权利要求1所述的一种能够防止渗灌管断裂的多功能铺管机的使用方法，其特征在于：所述的驱动电机（502）的输出轴上设置有花键；所述的管盘轮（501）的内孔侧壁上设置有与驱动电机（502）输出轴上花键对应的键槽。
3.根据权利要求1所述的能够防止渗灌管断裂的多功能铺管机的使用方法，其特征在于：所述的施肥装置（2）包括施肥箱箱体（201）、设置在施肥箱箱体（201）下方的电动施肥外槽轮式排肥器（202）以及设置在电动施肥外槽轮式排肥器（202）出料端的施肥导管（203）；所述的电动施肥外槽轮式排肥器（202）与控制系统（4）电连接；
所述的施肥箱箱体（201）设置在机架（1）上；所述的施肥导管（203）设置在深松装置（3）用于深松部件的后方。
4.根据权利要求1所述的能够防止渗灌管断裂的多功能铺管机的使用方法，其特征在于：所述的检测组件（305）包括两片检测拉力的半导体应变片和两片检测压力的半导体应变片；所述一片检测拉力的半导体应变片与一片检测压力的半导体应变片设置在竖直段（3021）和弧形段（3022）的交接处的一侧；另外一片检测拉力的半导体应变片与一片检测压力的半导体应变片对称设置在竖直段（3021）和弧形段（3022）的交接处的另一侧；所述两片检测拉力的半导体应变片和两片检测压力的半导体应变片均与控制系统（4）电连接。
5.根据权利要求1所述的能够防止渗灌管断裂的多功能铺管机的使用方法，其特征在于：所述的机架（1）包括框体（101）、设置在框体（101）上的调节推杆（102）、设置在框体（101）上的用于设置深松装置（3）的安装夹板（103）、用于设置施肥装置（2）的支撑架（104）、用于连接牵引机车的牵引连接部（105）以及地轮（106）和用于设置地轮（106）的轮架（107）；
所述的安装夹板（103）用于与深松装置（3）中的调节孔（302A）对应设置；
所述的调节推杆（102）设置在轮架（107）与框体（101）之间；
所述的调节推杆（102）电连接至控制系统（4）。
6.根据权利要求1所述的能够防止渗灌管断裂的多功能铺管机的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：
a.所述机架（1）以一定速度行进，深松装置（3）进行深松作业；
b.所述铺管装置（5）将渗灌管（6）铺设至深松装置（3）深松作业形成的深松沟中，具体过程为：所述的控制系统（4）采集速度传感器（505）的数据，根据机架（1）的行走速度动态控制驱动电机（502）驱动管盘轮（501）转动速度，使铺设渗灌管（6）的速度与机架（1）的行进速度一致；
c. 所述控制系统（4）采集速度传感器（505）的数据，根据机架（1）的行走速度动态控制施肥装置（2）中的电动施肥外槽轮式排肥器（202）的排肥速度，机架（1）行驶速度越快施肥装置（2）中的电动施肥外槽轮式排肥器（202）的排肥速度越快，保证施肥厚度均衡。
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