CN109062119A - 自适应地形的捡拾输送装置 - Google Patents

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CN109062119A
CN109062119A CN201811123671.1A CN201811123671A CN109062119A CN 109062119 A CN109062119 A CN 109062119A CN 201811123671 A CN201811123671 A CN 201811123671A CN 109062119 A CN109062119 A CN 109062119A
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陈海需
肖伟中
孙甫照
高迎春
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/24—Pc safety
    • G05B2219/24215—Scada supervisory control and data acquisition

Abstract

本发明涉及自适应地形的捡拾输送装置，技术方案是，支架底部经轴承装有水平的转轴，转轴两端分别伸出支架两侧，伸出的端部上分别固定装有行走轮，转轴上设置有用于感应其受力情况的压电传感器，压电传感器的输出端与控制装置的输入端相连，控制装置包括放大器、AD转换器和控制器，压电传感器的输出端与放大器的输入端相连，放大器的输出端与AD转换器的输入端相连，AD转换器的输出端与控制器的输入端相连，控制器输出端与三位四通电磁阀的线圈相连，本发明可以实时监测支撑轮与所受的压力大小来判断传送带入口距离地表的高度是否合适，从而通过控制电路实时调节入口高度，避免不同地表情况对机械本身和捡拾率造成的影响，提高捡拾率。

Description

自适应地形的捡拾输送装置
技术领域
本发明涉及农业机械技术领域，特别是用于花生收获机上的一种自适应地形的捡拾输送装置。
背景技术
目前花生收获机械可以实现花生秧果的捡拾摘果的功能，一次性作业可以完成对地表晾晒的花生秧果或挖掘秧果后，通过捡拾输送、搅龙摘果、清选分离、集果后输出到集果箱，基本实现了花生的机械化收获，然而，现有技术的花生收获机捡拾输送装置技术比较落后，在自动拾捡过程中经常出现拾捡遗漏、不干净的问题，增加了农民的二次体力劳动，同时也降低了作业效率，这是一个亟待解决的问题。
公开号204362510U的中国发明专利(申请号为201420854877.2)具有一定的技术先进性，基本解决了拾捡过程中花生秧果漏检，在传送设备下端拥堵、传送过程不流畅，被传送设备侧板挤掉、揉碎等问题，然而，在实际工作中发现，花生秧果的捡拾率与扒秧机构离地间距直接相关。由于土地表面不平整，土块大小不一，离地间距的调节是依靠左前方驾驶位上的司机，通过档杆调节液压机构来人为调控，驾驶位置、地表平整度等因素直接导致了花生秧果的漏检率、杂质较大，同时也浪费能源动力，再者工作过程中司机人员一直关注侧边扒秧机构的离地间距，对工作安全是很大的隐患。
鉴于上述情况，申请人又申请了申请号为“201620913094.6”的“新型捡拾输送装置”，通过在底部增加滚地轮机构在调节其高度，但是滚地轮位置靠后，事先调节好的滚地轮高度并不能适应花生挖掘后不平整的、有板结土块的土地，漏检花生秧果、捡拾装置入土过深的问题，而且调节十分麻烦，使用效果不尽人意，因此，其改进和创新势在必行。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种自适应地形的捡拾输送装置，可有效解决捡拾输送装置离地间距自动调节的问题。
本发明解决的技术方案是，一种自适应地形的捡拾输送装置，拾捡输送装置铰接在花生收获机的前端，拾捡输送装置包括传送设备、扒秧机构、动力传动机构和支架，传送设备的出料端与花生收获机前端的机架铰接，支架一端连接在传送设备的进料端上，另一端装有扒秧机构，所述的动力传动机构设置在传送设备的侧架上，动力传动机构的动力输出端与扒秧机构的动力输入端相连，传送设备下部与其下方的花生收获机机架之间设置有液压缸，液压缸的缸体固定在传送设备下方的花生收获机机架上，液压缸的活塞杆上端与传送设备固定连接，构成捡拾输送装置的角度调节结构，液压缸的进油管路上装有三位四通电磁阀，支架底部经轴承装有水平的转轴，转轴两端分别伸出支架两侧，伸出的端部上分别固定装有行走轮，转轴上设置有用于感应其受力情况的压电传感器，压电传感器的输出端与控制装置的输入端相连，控制装置包括放大器、AD转换器和控制器，压电传感器的输出端与放大器的输入端相连，放大器的输出端与AD转换器的输入端相连，AD转换器的输出端与控制器的输入端相连，控制器输出端与三位四通电磁阀的线圈相连，构成液压缸的伸缩控制结构。
所述的控制器包括芯片U1，芯片U1的19脚分别接晶振Y1的一端和电容C3的一端，电容C3的另一端与电容C4的一端相连，共端接地，电容C4的另一端分别接晶振Y1的另一端和芯片U1的18脚，芯片U1的9脚分别接电阻R6的一端和电容C5的一端，电阻R6的另一端接地，电容C5的另一端与5V电源相连，芯片U1的6脚与AD转换器U2的6脚相连，芯片U1的21脚经电阻R4接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极分别接二极管D1的正极和三位四通电磁阀其中一个线圈L1的一端，二极管D1的负极分别接地三位四通电磁阀其中一个线圈L1的另一端、三位四通电磁阀另一个线圈L2的的一端和二极管D2的负极，共端接12V电源，三位四通电磁阀另一个线圈L2的另一端分别接二极管D2的正极和三极管Q2的集电极，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的基极经电阻R7接芯片U1的22脚，AD转换器U2的4脚接地，2脚分别接放大器A的输出端和电阻R3的一端，电阻R3的另一端分别接放大器A的反向输入端和电阻R1的一端，电阻R1的另一端接地，放大器A的正相输入端经电阻R2分别接电阻R8的一端和电容C6的一端，电阻R8的另一端分别接电阻R5的一端、电容C1的一端和电容C2的一端，电容C1的另一端分别与压电传感器U的一端、电阻R5的另一端和电容C6的另一端相连，共端接地，电容C2的另一端与压电传感器U的另一端相连。
所述的支架底部设置有上下滑动(靠近或远离支架底面)的轴承座，轴承座与支架底面之间设置有弹簧，轴承装在轴承座内，转轴穿装在轴承中心，转轴的外壁与轴承的内圆环板固定连接，轴承的外圆环板与轴承座固定连接，构成转轴的相对旋转结构，压电传感器固定在轴承座正上方的支架底面上，轴承座的顶面与支架的底面呈相间设置，轴承座的顶面设置向上凸起且与压电传感器正对的压板。
本发明结构新颖独特，简单合理，在为花生秧果输送到搅龙装置时起到喂入、扒秧、防缠绕的作用，可以实时监测支撑轮与所受的压力大小来判断传送带入口距离地表的高度是否合适，从而通过控制电路实时调节入口高度，避免不同地表情况对机械本身和捡拾率造成的影响，提高捡拾率，减小捡拾机构因土地不平造成入土过深而影响捡拾，提高工作效率，使用方便，效果好，有良好的社会和经济效益。
附图说明
图1为本发明立体图。
图2为本发明轴承座的安装示意图。
图3为本发明的电路原理框式图。
图4为本发明的电路原理图。
图5为本发明拨秧辊的结构示意图。
图6为本发明行走轮的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
由图1-6给出，拾捡输送装置铰接在花生收获机的前端，拾捡输送装置包括传送设备3、扒秧机构7、动力传动机构6和支架30，传送设备3的出料端与花生收获机前端的机架铰接，支架一端连接在传送设备3的进料端上，另一端装有扒秧机构，所述的动力传动机构设置在传送设备3的侧架31上，动力传动机构的动力输出端与扒秧机构的动力输入端相连，传送设备3下部与其下方的花生收获机机架1之间设置有液压缸2，液压缸2的缸体固定在传送设备下方的花生收获机机架1上，液压缸2的活塞杆上端与传送设备3固定连接，构成捡拾输送装置的角度调节结构，液压缸2的进油管路上装有三位四通电磁阀，支架30底部经轴承81装有水平的转轴9，转轴9两端分别伸出支架两侧，伸出的端部上分别固定装有行走轮4，转轴9上设置有用于感应其受力情况的压电传感器83，压电传感器83的输出端与控制装置的输入端相连，控制装置包括放大器、AD转换器和控制器，压电传感器83的输出端与放大器的输入端相连，放大器的输出端与AD转换器的输入端相连，AD转换器的输出端与控制器的输入端相连，控制器输出端与三位四通电磁阀的线圈相连，构成液压缸的伸缩控制结构。
为保证使用效果，所述的控制器包括芯片U1，芯片U1的19脚分别接晶振Y1的一端和电容C3的一端，电容C3的另一端与电容C4的一端相连，共端接地，电容C4的另一端分别接晶振Y1的另一端和芯片U1的18脚，芯片U1的9脚分别接电阻R6的一端和电容C5的一端，电阻R6的另一端接地，电容C5的另一端与5V电源相连，芯片U1的6脚与AD转换器U2的6脚相连，芯片U1的21脚经电阻R4接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极分别接二极管D1的正极和三位四通电磁阀其中一个线圈L1的一端，二极管D1的负极分别接地三位四通电磁阀其中一个线圈L1的另一端、三位四通电磁阀另一个线圈L2的的一端和二极管D2的负极，共端接12V电源，三位四通电磁阀另一个线圈L2的另一端分别接二极管D2的正极和三极管Q2的集电极，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的基极经电阻R7接芯片U1的22脚，AD转换器U2的4脚接地，2脚分别接放大器A的输出端和电阻R3的一端，电阻R3的另一端分别接放大器A的反向输入端和电阻R1的一端，电阻R1的另一端接地，放大器A的正相输入端经电阻R2分别接电阻R8的一端和电容C6的一端，电阻R8的另一端分别接电阻R5的一端、电容C1的一端和电容C2的一端，电容C1的另一端分别与压电传感器U的一端、电阻R5的另一端和电容C6的另一端相连，共端接地，电容C2的另一端与压电传感器U的另一端相连。
所述芯片U1的型号为AT89C51，AD转换器U2的型号为ADC0832，放大器A的型号为型号LF356BI-FET单运算放大器。
所述放大器与其输入端的辅助电路构成滤波放大电路，主要作用是滤除花生收获机行走过程中发动机振动所引起的高频波动，只选取工作中随地表压力变化所引起的较低频率波形。
所述的支架30底部设置有上下滑动(靠近或远离支架底面)的轴承座8，轴承座8与支架底面之间设置有弹簧85，轴承81装在轴承座8内，转轴9穿装在轴承81中心，转轴9的外壁与轴承81的内圆环板固定连接，轴承81的外圆环板与轴承座固定连接，构成转轴的相对旋转结构，压电传感器83固定在轴承座正上方的支架底面上，轴承座8的顶面与支架的底面呈相间设置，轴承座8的顶面设置向上凸起且与压电传感器83正对的压板82。
所述的支架30底部设置有凸沿板301，凸沿板301两侧设置有对称的螺栓孔，螺栓孔上旋装有向下伸出凸沿板下表面的导向螺栓84，轴承座8两侧开有上下贯通且与导向螺栓相对应的导向穿孔87，轴承座经两侧的导向穿孔插入导向螺栓，导向螺栓的下部伸出轴承座两侧的下表面，伸出部分的导向螺栓上旋装有限位螺母86，限位螺母可设置2个，防止滑动，弹簧85套装在轴承座与支架之间的导向螺栓上。轴承座可以通过导向穿孔沿导向螺栓轴向上下滑动。弹簧的作用是复位，液压缸抬起捡拾输送装置后，在弹簧弹性力作用下，压板与压电传感器重新分离或二者的压力在弹性力的抵消下减小。
所述的扒秧机构的两侧在传送设备3的进料端装有向外倾斜的挡板23，扒秧机构的两端与挡板23之间的间隙内设置有用于防止果秧缠绕、拥堵的拨秧辊24，拨秧辊24的动力输入端与动力传动机构的动力输出端相连。
所述的扒秧机构包括驱动轴28和装在驱动轴两端的驱动盘19，驱动盘上设置有均布的支撑杆18，两侧的支撑杆之间装有水平的扒齿轴29，扒齿轴上设置有均布的扒秧齿20，拨秧辊24为立轴设置，位于驱动盘19与挡板23之间的间隙内。
所述的动力传动机构包括第一主动轮26、第一从动轮15和第二从动轮25，所述第一主动轮分别与第一从动轮和花生收获机动力系统相连，第一从动轮与装在驱动轴上的第二从动轮啮合。将动力传递给第二从动轮，从而带动驱动轴转动，结构更加简单，传输更加合理，能耗小，寿命长。
所述的驱动轴28上装有锥齿轮17，锥齿轮17与拨秧辊24上端面的传动齿啮合。锥齿轮转动，带动拨秧辊转动
所述的驱动轴28上设置有调整机构，调整机构包括依次设置在驱动盘19一端外侧的转动盘21和偏心盘22，转动盘和偏心盘固定在一起，均通过轴承套装在驱动轴上，转动盘上装有均布的连接杆16，连接杆经联动片27与扒齿轴29的一端相连，联动片的一端与扒齿轴的一端固定在一起，另一端与连接杆的一端铰接，构成扒秧齿转动方位的调节结构。通过偏心盘和转动盘调节工作过程中拔秧齿转动方位，使得扒秧轮绕轴旋转到任何位置都保证拔秧齿齿尖朝下，并且缩小了扒秧轮工作空间，让实际收获工作安全、效率。
所述行走轮4通过连接套10固定在转轴9两端。
上述描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明使用时：花生收获机的动力系统将动力传递给传送设备上的第一主动轮，该动力轮采用皮带轮，第一主动轮旋转带动的第一从动轮，第一从动轮通过齿轮传动带动第二从动轮转动；由于第二从动轮与扒秧轴同轴，从而实现扒秧机构的转动扒秧；纵向防缠绕立辊通过驱动轴上的锥齿轮传动，在传送设备入口侧板处给花生秧果以推进力，使得传送过程流畅，无遗漏。控制装置可以设置在花生收获机的驾驶室内，方便操作，同时为其供电的5V电源、12V电源也可以设置在驾驶室内或通过现有技术对花生收获机的现有电源进行转换。压电传感器通过引线87与控制装置相连，根据现场地面情况，可以有两种工作状态，第一种是：行走轮正常行走时，压板与压电传感器未接触，当遇到地面高度变高时，地面对行走轮施力，力通过转轴传递给轴承座，轴承座朝靠近支架底面方向移动，并且压缩弹簧，当压板对压电传感器施加压力，表示捡拾输送装置与地面间距太小，需要抬起拾捡输送装置，此时，压电传感器将压力信号依次经过放大、模数转换输出到控制器上，控制器接收压力信号后，控制三位四通电磁阀的导通来实现液压缸的伸缩，从而对捡拾输送装置角度的调节，即实现了捡拾输送装置与地面间距的调节。第二种工作状态是：预先设定一个压力的上限值和一个压力的下限值，行走轮正常行走时，压板与压电传感器接触受力，此时这个力处于上限值和下限值之间，弹簧处于压缩状态，当遇到地面高度变高时，地面对行走轮施力，力通过转轴传递给轴承座，轴承座朝靠近支架底面方向移动，并且继续压缩弹簧，当压板对压电传感器施加的压力超过上限值时，表示捡拾输送装置与地面间距太小，需要抬起拾捡输送装置，此时，压电传感器将压力信号依次经过放大、模数转换输出到控制器上，控制器接收压力信号后，控制三位四通电磁阀的导通来实现液压缸的伸出，抬起拾捡输送装置，当遇到地面变低时，在弹簧弹性回复里作用下，压板与压电传感器之间的压力减小，当压板对压电传感器施加的压力小于下限值时，表示捡拾输送装置与地面间距太大，需要下降拾捡输送装置，此时，压电传感器将压力信号依次经过放大、模数转换输出到控制器上，控制器接收压力信号后，控制三位四通电磁阀的导通来实现液压缸的收缩，降低拾捡输送装置，从而对捡拾输送装置角度的调节，使压板与压电传感器接触受力始终保持在上限值和下限值之间，即实现了捡拾输送装置与地面间距的自动调节。与现有技术相比，本发明结构新颖独特，简单合理，在为花生秧果输送到搅龙装置时起到喂入、扒秧、防缠绕的作用，可以实时监测支撑轮与所受的压力大小来判断传送带入口距离地表的高度是否合适，从而通过控制电路实时调节入口高度，避免不同地表情况对机械本身和捡拾率造成的影响，提高捡拾率，减小捡拾机构因土地不平造成入土过深而影响捡拾，提高工作效率，使用方便，效果好，有良好的社会和经济效益。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种自适应地形的捡拾输送装置，拾捡输送装置铰接在花生收获机的前端，拾捡输送装置包括传送设备(3)、扒秧机构(7)、动力传动机构(6)和支架(30)，传送设备(3)的出料端与花生收获机前端的机架铰接，支架一端连接在传送设备(3)的进料端上，另一端装有扒秧机构，所述的动力传动机构设置在传送设备(3)的侧架(31)上，动力传动机构的动力输出端与扒秧机构的动力输入端相连，其特征在于，传送设备(3)下部与其下方的花生收获机机架(1)之间设置有液压缸(2)，液压缸(2)的缸体固定在传送设备下方的花生收获机机架(1)上，液压缸(2)的活塞杆上端与传送设备(3)固定连接，构成捡拾输送装置的角度调节结构，液压缸(2)的进油管路上装有三位四通电磁阀，支架(30)底部经轴承(81)装有水平的转轴(9)，转轴(9)两端分别伸出支架两侧，伸出的端部上分别固定装有行走轮(4)，转轴(9)上设置有用于感应其受力情况的压电传感器(83)，压电传感器(83)的输出端与控制装置的输入端相连，控制装置包括放大器、AD转换器和控制器，压电传感器(83)的输出端与放大器的输入端相连，放大器的输出端与AD转换器的输入端相连，AD转换器的输出端与控制器的输入端相连，控制器输出端与三位四通电磁阀的线圈相连，构成液压缸的伸缩控制结构。
2.根据权利要求1所述的自适应地形的捡拾输送装置，其特征在于，所述的控制器包括芯片U1，芯片U1的19脚分别接晶振Y1的一端和电容C3的一端，电容C3的另一端与电容C4的一端相连，共端接地，电容C4的另一端分别接晶振Y1的另一端和芯片U1的18脚，芯片U1的9脚分别接电阻R6的一端和电容C5的一端，电阻R6的另一端接地，电容C5的另一端与5V电源相连，芯片U1的6脚与AD转换器U2的6脚相连，芯片U1的21脚经电阻R4接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极分别接二极管D1的正极和三位四通电磁阀其中一个线圈L1的一端，二极管D1的负极分别接地三位四通电磁阀其中一个线圈L1的另一端、三位四通电磁阀另一个线圈L2的的一端和二极管D2的负极，共端接12V电源，三位四通电磁阀另一个线圈L2的另一端分别接二极管D2的正极和三极管Q2的集电极，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的基极经电阻R7接芯片U1的22脚，AD转换器U2的4脚接地，2脚分别接放大器A的输出端和电阻R3的一端，电阻R3的另一端分别接放大器A的反向输入端和电阻R1的一端，电阻R1的另一端接地，放大器A的正相输入端经电阻R2分别接电阻R8的一端和电容C6的一端，电阻R8的另一端分别接电阻R5的一端、电容C1的一端和电容C2的一端，电容C1的另一端分别与压电传感器U的一端、电阻R5的另一端和电容C6的另一端相连，共端接地，电容C2的另一端与压电传感器U的另一端相连。
3.根据权利要求2所述的自适应地形的捡拾输送装置，其特征在于，所述芯片U1的型号为AT89C51，AD转换器U2的型号为ADC0832，放大器A的型号为型号LF356BI-FET单运算放大器。
4.根据权利要求1所述的自适应地形的捡拾输送装置，其特征在于，所述的支架(30)底部设置有上下滑动的轴承座(8)，轴承座(8)与支架底面之间设置有弹簧(85)，轴承(81)装在轴承座(8)内，转轴(9)穿装在轴承(81)中心，压电传感器(83)固定在轴承座正上方的支架底面上，轴承座(8)的顶面与支架的底面呈相间设置，轴承座(8)的顶面设置向上凸起且与压电传感器(83)正对的压板(82)。
5.根据权利要求4所述的自适应地形的捡拾输送装置，其特征在于，所述的支架(30)底部设置有凸沿板(301)，凸沿板(301)两侧设置有对称的螺栓孔，螺栓孔上旋装有向下伸出凸沿板下表面的导向螺栓(84)，轴承座(8)两侧开有上下贯通且与导向螺栓相对应的导向穿孔(87)，轴承座经两侧的导向穿孔插入导向螺栓，导向螺栓的下部伸出轴承座两侧的下表面，伸出部分的导向螺栓上旋装有限位螺母(86)，弹簧(85)套装在轴承座与支架之间的导向螺栓上。轴承座可以通过导向穿孔沿导向螺栓轴向上下滑动。
6.根据权利要求1所述的自适应地形的捡拾输送装置，其特征在于，所述的扒秧机构的两侧在传送设备(3)的进料端装有向外倾斜的挡板(23)，扒秧机构的两端与挡板(23)之间的间隙内设置有用于防止果秧缠绕、拥堵的拨秧辊(24)，拨秧辊(24)的动力输入端与动力传动机构的动力输出端相连。
7.根据权利要求6所述的自适应地形的捡拾输送装置，其特征在于，所述的扒秧机构包括驱动轴(28)和装在驱动轴两端的驱动盘(19)，驱动盘上设置有均布的支撑杆(18)，两侧的支撑杆之间装有水平的扒齿轴(29)，扒齿轴上设置有均布的扒秧齿(20)，拨秧辊(24)为立轴设置，位于驱动盘(19)与挡板(23)之间的间隙内。
8.根据权利要求7所述的自适应地形的捡拾输送装置，其特征在于，所述的动力传动机构包括第一主动轮(26)、第一从动轮(15)和第二从动轮(25)，所述第一主动轮分别与第一从动轮和花生收获机动力系统相连，第一从动轮与装在驱动轴上的第二从动轮啮合。
9.根据权利要求7所述的自适应地形的捡拾输送装置，其特征在于，所述的驱动轴(28)上装有锥齿轮(17)，锥齿轮(17)与拨秧辊(24)上端面的传动齿啮合。
10.根据权利要求7所述的自适应地形的捡拾输送装置，其特征在于，所述的驱动轴(28)上设置有调整机构，调整机构包括依次设置在驱动盘(19)一端外侧的转动盘(21)和偏心盘(22)，转动盘和偏心盘固定在一起，均通过轴承套装在驱动轴上，转动盘上装有均布的连接杆(16)，连接杆经联动片(27)与扒齿轴(29)的一端相连，联动片的一端与扒齿轴的一端固定在一起，另一端与连接杆的一端铰接，构成扒秧齿转动方位的调节结构。
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