CN109220008A - 一种残膜回收机智能起膜装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种残膜回收机智能起膜装置及方法，它解决了现有技术中起膜铲入土深度与角度不能自动调节的问题，能够根据田间不同土质特性及地表硬度情况，通过控制系统自动调节起膜装铲的入土角度及入土深度，降低劳动强度；其技术方案为：包括多个均匀分布的起膜铲，起膜铲连接升降装置，升降装置通过转动装置连接机架，转动装置进行起膜铲入土角度的调节，升降装置与转动装置配合实现入土深度的调节；还包括控制系统，控制系统包括安装于升降装置上方的摄像头、与升降装置和转动装置配合的位移传感器，摄像头和位移传感器分别将信号传输至控制器，控制器控制升降装置和转动装置动作，以实现对起膜铲作业过程的监测与控制。

Description

一种残膜回收机智能起膜装置及方法

技术领域

本发明涉及农业机械领域，尤其涉及一种残膜回收机智能起膜装置及方法。

背景技术

地膜覆盖栽培技术可以促进棉花生长和发育、提高棉花产量，是棉花栽培史上一项重要的技术创新，在我国西北、华北等植棉区，几乎“无膜不棉”。地膜覆盖栽培技术在给棉花生产带来巨大经济效益的同时，也给农田生态环境造成了严重的“白色污染”，大量残留地膜(以下简称“残膜”)留在土壤表面和耕层，阻隔水肥运移、恶化土壤结构、影响种子发芽和作物根系生长、损坏农机部件。

目前，针对秋收后残膜回收的机具在收膜过程中受到土质特性影响比较显著，例如在沙质土壤收膜效果较好，而粘质土壤收膜效果较差等。国内科研院所及企业通过增加起膜铲的方式，增加起膜效果；基于田间复杂的作业条件分析，起膜铲入土角度及入土深度是影响起膜效果的关键因素。

现有起膜装置均为固定式结构，即使能够调节起膜铲入土深度，也是通过人工调节限深轮的方式达到调节入土深度的效果，限深轮的调节又影响了弹齿的入土深度，降低收膜质量。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种残膜回收机智能起膜装置及方法，能够根据田间不同土质特性及地表硬度情况，通过控制系统自动调节起膜装铲的入土角度及入土深度，降低劳动强度。

本发明采用下述技术方案：

一种残膜回收机智能起膜装置，包括多个均匀分布的起膜铲，所述起膜铲连接升降装置，所述升降装置通过转动装置连接机架，转动装置进行起膜铲入土角度的调节，升降装置与转动装置配合实现入土深度的调节；

还包括控制系统，所述控制系统包括安装于升降装置上方的摄像头、与升降装置和转动装置配合的位移传感器，摄像头和位移传感器分别将信号传输至控制器，控制器控制升降装置和转动装置动作，以实现对起膜铲作业过程的监测与控制。

进一步的，所述升降装置包括升降电缸和支撑框架，所述转动装置包括转动电缸和回转架体；升降电缸一端与支撑框架相连，升降电缸另一端与套装于支撑框架上的回转架体相连；

所述转动电缸一端与支撑框架相连，转动电缸一端与机架相连。

进一步的，所述支撑框架包括上端横梁和下端横梁，上端横梁和下端横梁的两端分别通过连接竖梁相连。

进一步的，所述下端横梁一侧通过若干组均匀分布的固定板连接起膜铲。

进一步的，所述固定板、起膜铲一侧分别开设有用于精准定位的卡槽。

进一步的，相邻固定板之间的距离与起膜铲厚度相同。

进一步的，所述起膜铲由呈锐角的前段、过渡段和具有尖端的后段组成，后段与过渡段之间具有半圆弧段。

进一步的，所述回转架体由两个导向方管和一个方管横梁构成工字型结构，导向方管与机架转动连接。

进一步的，所述控制器通过线缆连接触摸屏，触摸屏显示位移传感器、摄像头采集的信息。

一种残膜回收机智能起膜装置的控制方法为：

位移传感器、摄像头将起膜铲入土信息传送至控制器，并通过触摸屏显示；操作人员将控制参数输入触摸屏，控制器控制转动电缸与升降电缸动作：

转动电缸伸长，带动起膜铲入土倾角增大；转动电缸缩短，带动起膜铲入土倾角减小；

升降电缸伸长，带动起膜铲入土深度增加；升降电缸缩短，带动起膜铲入土深度减小。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明设置升降装置和转动装置，能够根据田间不同土质特性及地表硬度情况，通过控制系统自动调节起膜装铲的入土角度及入土深度，降低劳动强度；

(2)本发明采用可自由拆卸式结构，拆装方便，能够与各种残膜回收机配合，提高作业质量；

(3)本发明的起膜铲由形状不同的前段、中部过渡段和后段组成，起膜铲前段呈锐角，便于起膜铲入土；过渡段截面为缓慢起伏的平滑弧线，便于挑起残膜；后段上部具有尖端，有利于回收残膜。

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为本发明的结构示意图；

图2为本发明的转动装置结构示意图；

图3为本发明的升降装置结构示意图；

图4为本发明的起膜铲固定板结构示意图；

图5为本发明的起膜铲结构示意图；

图6为本发明的控制系统工作原理图；

其中，1-机架，2-转动装置，21-导向方管，22-第一挂接板，23-半螺纹螺柱，24-第二挂接板，25-方管横梁，26-电缸挂接座；

3-升降装置，31-上端横梁，32-电缸挂接座，33-连接板，34-连接竖梁，35-端部堵头，36-下端横梁，37-固定板；

4-摄像头，5-触摸屏，6-控制器，7-转动电缸，8-升降电缸，9-起膜铲。

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，现有技术中存在起膜铲入土深度与角度不能自动调节的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种残膜回收机智能起膜装置及方法。

本申请的一种典型的实施方式中，如图1-图5所示，提供了一种残膜回收机智能起膜装置，包括起膜铲9、升降装置3、转动装置2、机架1和控制系统，所述起膜铲9与升降装置3相连，转动装置2与升降装置3配合并连接机架1。

升降装置3包括升降电缸8和支撑框架，支撑框架包括上端横梁31、下端横梁36和两个连接竖梁34，上端横梁31和下端横梁36相互平行，二者的两端分别通过一个连接竖梁34相连，上端横梁31、下端横梁36和连接竖梁34形成矩形框架结构。

进一步的，所述连接竖梁34一端通过连接板33安装于上端横梁31底部，连接竖梁34另一端与下端横梁36的端部相连。

端部堵头35中心开有螺纹孔，其与下端横梁36焊合，并通过螺栓与连接竖梁34连接固定。

上端横梁31中心位置的底端及侧面安装有电缸挂接座32，下端横梁36上固定有若干组用于安装起膜铲9的固定板37。

每组固定板37有两个，两个固定板37之间的距离等于起膜铲9厚度，起膜铲9安装于两个固定板37之间。

优选地，所述固定板37采用10mm厚的钢板通过激光切割而成。

所述固定板37与下端横梁36相配合的一侧开设卡槽，卡槽的上侧开设螺栓孔；安装时固定板37通过卡槽卡接于下端横梁36上进行精准定位，并与下端横梁36焊接；通过螺栓将起膜铲9与固定板37连接。

优选地，所述下端横梁36为方管，所述卡槽为与方管相适配的方形槽。

所述起膜铲9由形状不同的前段、中部过渡段和后段组成，起膜铲9的前段呈锐角，便于起膜铲9入土；过渡段截面为缓慢起伏的平滑弧线，便于挑起残膜；后段上部具有尖端，有利于回收残膜；且后段与过渡段之间具有半圆弧段。

起膜铲9的后段开设螺栓孔，螺栓孔的下方设有与下端横梁36相配合的卡槽；起膜铲9通过卡槽卡接于下端横梁36上，并通过螺栓与固定板37相连，实现可拆卸安装。

优选地，所述起膜铲9由10mm厚的钢板通过激光切割而成。

所述转动装置2包括转动电缸7和回转架体，所述回转架体由两个导向方管21和一个方管横梁25构成工字型结构。

所述方管横梁25的中部上方固定有电缸挂接座26，导向方管21与方管横梁25相背一侧依次安装有第二挂接板24、第一挂接板22，第二挂接板24中心设有穿过第一挂接板21的半螺纹螺柱23；并通过半螺纹螺柱23连接机架1。

所述机架1呈U型，机架1中部固定有电缸挂接座。

升降电缸连接于上端横梁底端的电缸挂接件32与方管横梁的电缸挂接座26之间，转动电缸连接于上端横梁侧面的电缸挂接件32与机架上的电缸挂接座之间。

所述导向方管21套设于连接竖梁34外侧，二者滑动连接，当升降电缸8动作时，升降电缸8通过上端横梁31带动连接竖梁34沿导向方管21移动，实现起膜铲9入土深度的调节。

当转动电缸7动作时，转动电缸7通过上端横梁31、连接竖梁34带动导向方管21绕机架1旋转，从而实现起膜铲9入土角度的调节。

所述升降电缸8、转动电缸7自带位移传感器，位移传感器通过销轴与电缸相连。

所述控制系统包括摄像头4、上述位移传感器、控制器6和触摸屏5，所述摄像头4安装于上端横梁31上(具体安装位置可根据探测视野调整)，用于起膜铲9动作的实时监测；控制器6固定于上端横梁31上方，位移传感器、摄像头4分别连接控制器6。

触摸屏5通过线缆连接控制器6，触摸屏5安装在拖拉机的驾驶室内，便于人机交互。

优选地，所述控制器6为FPGA控制器。

使用时，本申请通过机架1固定到残膜回收机后端，将拖拉机电源通过电缆连接到控制器6、升降电缸8、转动电缸7，作业过程可以根据田间实际情况，通过触摸屏5调节起膜铲9的入土深度及入土角度。

具体调节过程如图6所示：

位移传感器、摄像头4将起膜铲9的入土信息传送至控制器6，并通过触摸屏5显示；操作人员将控制参数输入触摸屏5，控制器6控制转动电缸7与升降电缸8动作：

转动电缸7伸长，带动起膜铲9入土倾角增大；转动电缸7缩短，带动起膜铲9入土倾角减小；

升降电缸8伸长，带动起膜铲9入土深度增加；升降电缸8缩短，带动起膜铲9入土深度减小。

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 (10)

1.一种残膜回收机智能起膜装置，其特征在于，包括多个均匀分布的起膜铲，所述起膜铲连接升降装置，所述升降装置通过转动装置连接机架，转动装置进行起膜铲入土角度的调节，升降装置与转动装置配合实现入土深度的调节；

还包括控制系统，所述控制系统包括安装于升降装置上方的摄像头、与升降装置和转动装置配合的位移传感器，摄像头和位移传感器分别将信号传输至控制器，控制器控制升降装置和转动装置动作，以实现对起膜铲作业过程的监测与控制。

2.根据权利要求1所述的一种残膜回收机智能起膜装置，其特征在于，所述升降装置包括升降电缸和支撑框架，所述转动装置包括转动电缸和回转架体；升降电缸一端与支撑框架相连，升降电缸另一端与套装于支撑框架上的回转架体相连；

所述转动电缸一端与支撑框架相连，转动电缸一端与机架相连。

3.根据权利要求2所述的一种残膜回收机智能起膜装置，其特征在于，所述支撑框架包括上端横梁和下端横梁，上端横梁和下端横梁的两端分别通过连接竖梁相连。

4.根据权利要求3所述的一种残膜回收机智能起膜装置，其特征在于，所述下端横梁一侧通过若干组均匀分布的固定板连接起膜铲。

5.根据权利要求4所述的一种残膜回收机智能起膜装置，其特征在于，所述固定板、起膜铲一侧分别开设有用于精准定位的卡槽。

6.根据权利要求4所述的一种残膜回收机智能起膜装置，其特征在于，相邻固定板之间的距离与起膜铲厚度相同。

7.根据权利要求1所述的一种残膜回收机智能起膜装置，其特征在于，所述起膜铲由呈锐角的前段、过渡段和具有尖端的后段组成，后段与过渡段之间具有半圆弧段。

8.根据权利要求2所述的一种残膜回收机智能起膜装置，其特征在于，所述回转架体由两个导向方管和一个方管横梁构成工字型结构，导向方管与机架转动连接。

9.根据权利要求1所述的一种残膜回收机智能起膜装置，其特征在于，所述控制器通过线缆连接触摸屏，触摸屏显示位移传感器、摄像头采集的信息。

10.根据权利要求1-9任一所述的一种残膜回收机智能起膜装置的控制方法，其特征在于，位移传感器、摄像头将起膜铲入土信息传送至控制器，并通过触摸屏显示；操作人员将控制参数输入触摸屏，控制器控制转动电缸与升降电缸动作：

转动电缸伸长，带动起膜铲入土倾角增大；转动电缸缩短，带动起膜铲入土倾角减小；

升降电缸伸长，带动起膜铲入土深度增加；升降电缸缩短，带动起膜铲入土深度减小。