CN111557145A - 一种开沟犁间距可调节的开沟机及调节方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种开沟犁间距可调节的开沟机,涉及农用机械技术领域,包括机体和设置于其下部进行开沟的开沟机构,所述开沟机构包括连接架,所述连接架安装在机体上,所述连接架内固定连接有主轴和电磁板,所述电磁板与主轴同轴设置且位于其一端,所述主轴上连接有多个开沟犁,所述开沟犁包括开沟柄和开沟刀,本发明在需要调节多个开沟犁之间的间距时,控制电路可以根据工作人员设定的间距,自动控制所有转动落下的开沟犁中,相应数量和位置的多个开沟犁上的电磁柱和连接架上的电磁板的通电电流大小,进而控制这部分电磁柱和电磁板之间的电磁斥力,从而自动完成对多个开沟犁之间的间距的调节。

Description

一种开沟犁间距可调节的开沟机及调节方法
技术领域
本发明涉及农用机械技术领域,尤其涉及一种开沟犁间距可调节的开沟机及调节方法。
背景技术
在农业田地多沟道同时开挖时,通常需要使用大型犁式开沟机,大型犁式开沟机一般会设置多个开沟犁进行同步工作,从而提高工作效率。
现有的大型犁式开沟机中,多个开沟犁之间的间距都是固定设置的,在针对不同农作物种植需要的间距不同的沟道开挖时较为局限,若要调节多个开沟犁之间的间距,需要松开开沟犁与机体之间的固定并调整位置后再进行固定,极为麻烦且耗时较长,极大地降低了连续开沟工作过程的工作效率;同时若多个开沟犁之间需要调节的间距较大,则不仅需要松开开沟犁与机体之间的固定还需要将部分开沟犁完全拆下,若多个开沟犁之间需要调节的间距较小,则会造成部分机体空置,需要另行安装备用的开沟犁从而避免部分机体空置的情况。
发明内容
本发明提出的一种开沟犁间距可调节的开沟机及调节方法,目的是为了解决传统技术中调节多个开沟犁之间的间距,需要松开开沟犁与机体之间的固定并调整位置后再进行固定,极为麻烦且耗时较长,极大地降低了连续开沟工作过程的工作效率的问题。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
一种开沟犁间距可调节的开沟机,包括机体和设置于其下部进行开沟的开沟机构,所述开沟机构包括连接架,所述连接架安装在机体上,所述连接架内固定连接有主轴和电磁板,所述电磁板与主轴同轴设置且位于其一端,所述主轴上连接有多个开沟犁,所述开沟犁包括开沟柄和开沟刀,所述开沟柄顶部连接在主轴上且底部与开沟刀固定连接,所述开沟柄顶部固定连接有电磁柱且中部两侧分别开设有卡槽以及固定连接有辅助弹簧,所述连接架内固定连接有两个吸附梁,两个所述吸附梁分别位于主轴水平方向和竖直方向底部上,多个所述开沟犁位于两个吸附梁之间,多个所述辅助弹簧远离开沟柄一端滑动连接在位于主轴水平方向的吸附梁上,多个所述卡槽与位于主轴竖直方向底部上吸附梁间隙配合;
两个所述吸附梁远离开沟犁一侧固定连接有永磁铁,两个所述永磁铁固定连接在连接架内且周侧绕接有弱磁线圈,所述连接架上安装有控制电路,所述控制电路电性连接电磁板、多个电磁柱、多个辅助弹簧和多个弱磁线圈。
优选地,所述电磁板和多个电磁柱结构一致,且均由环形芯和绕接在环形芯外侧的线圈组成。
优选地,所述弱磁线圈通电后产生磁场的磁场方向与永磁铁相反且磁场强度小于永磁铁,所述永磁铁采用高矫顽力的磁性材料制成。
优选地,所述控制电路包括间距区间判断模块、间距数值判断模块和首位判断模块,所述间距区间判断模块根据设定的开沟犁间距判断需要开沟犁的数目,所述间距数值判断模块根据设定的开沟犁间距判断电磁板的通电电流大小,所述首位判断模块判断第一个开沟犁的在所有开沟犁中的位置。
一种开沟犁间距可调节的开沟机调节方法,包括以下步骤:
S1、控制电路接收来自工作人员设定的开沟犁间距d;
S2、间距区间判断模块根据开沟犁最大间距和开沟犁数量的关系,即dmax=dn=(L-na)/(n-1),其中L为主轴的轴长,a为开沟犁的开沟宽度,进行d(n+1)<d≤dn判断,得出开沟犁的数量为n;
S3、控制电路控制位于主轴水平方向的吸附梁的弱磁线圈通电,释放所有开沟犁;
S4、间距数值判断模块根据剩余间距d0的大小即d0=L-n(a+d),配合电磁柱的轴向磁力分布函数F=F(x、I),其中x为轴向距离,I为通电电流大小,电磁柱及电磁板轴向磁力分布函数F=F(x、I),其中x为轴向距离,多个电磁柱相互之间的磁力F1=F(d、I1),其中I1为多个电磁柱的设定通电电流大小,电磁板与电磁柱之间的磁力F0=F(d0、I0),使F1=F0,得出电磁板的通电电流大小I0
S5、首位判断模块,若d0≥(N-n)a,其中N为所有开沟犁的个数,控制电路控制远离电磁板的n个开沟犁上的电磁柱通电;若d0<(N-n)a,进行ka≤d0<(k+1)a,得出首个开沟犁为从电磁板方向数第k个开沟犁,控制电路控制从电磁板方向数第k个开沟犁和远离电磁板的(n-1)个开沟犁上的电磁柱通电;利用电磁板和多个电磁柱之间的磁斥力自动调节间距;
其中被控制的电磁板和n个电磁柱,相邻两个之间通电方向相反;其中N总数较小,且d>a,则不进行第二位至最后一位开沟犁的位置判断;
S6、控制电路控制未通电的开沟犁上的辅助弹簧通电,辅助弹簧收缩,即可将转动落下的开沟犁收回,并吸附在位于主轴水平方向的吸附梁上;
S7、控制电路控制位于主轴竖直方向底部的吸附梁的弱磁线圈断电,永磁铁磁化吸附梁,进而磁性吸附n个开沟犁,完成整个开沟犁间距的调节。
与现有技术相比,本发明具备以下有益效果:
1、本发明初始状态多个开沟犁被位于主轴水平方向上的,被永磁铁磁化的吸附梁磁性吸附,从而远离地面,减小开沟犁意外与地面接触的可能,避免损伤开沟犁或地面。
2、本发明在需要调节多个开沟犁之间的间距时,控制电路可以根据工作人员设定的间距,自动控制所有转动落下的开沟犁中,相应数量和位置的多个开沟犁上的电磁柱和连接架上的电磁板的通电电流大小,进而控制这部分电磁柱和电磁板之间的电磁斥力,从而自动完成对多个开沟犁之间的间距的调节,自动化程度高,减少了传统大型开沟机在调整多个开沟犁间距时需要松开开沟犁与机体之间的固定并调整位置后再进行固定的操作过程,极大地提高了连续开沟工作过程的工作效率;可以完全适应多个开沟犁之间不同间距的调节,既不需要完全拆下多余的开沟犁,又不会造成部分机体空置的问题。
3、本发明在调节多个开沟犁之间的间距的过程中,控制电路控制位于主轴竖直方向底部的吸附梁的永磁铁上的弱磁线圈通电,减弱永磁铁和弱磁线圈整体对外的磁场强度,避免对开沟犁在主轴上的移动造成阻碍;在多个开沟犁调节完毕后,控制电路控制此弱磁线圈断电,此永磁铁和弱磁线圈整体对外的磁场强度恢复增大,磁化吸附梁,吸附梁磁性吸附配合开沟犁上的卡槽对开沟犁形成支撑和固定,方便开沟犁进行开沟。
4、本发明在需要收回开沟犁时,控制电路控制位于主轴竖直方向底部的吸附梁的永磁铁上的弱磁线圈通电,减弱永磁铁和弱磁线圈整体对外的磁场,并同时控制辅助弹簧通电,辅助弹簧收缩,进而拉动转动落下的开沟犁,使其复位。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明的开沟犁转动落下后结构示意图;
图3为本发明的初始状态示意图;
图4为本发明的最大间距调节完毕状态示意图;
图5为本发明的较小间距调节完毕状态示意图;
图6为本发明的系统控制示意框图。
图中:1连接架、11电磁板、2主轴、3开沟犁、31开沟柄、311电磁柱、312卡槽、313辅助弹簧、32开沟刀、4吸附梁、41永磁铁、42弱磁线圈、5控制电路、51间距区间判断模块、52间距数值判断模块、53首位判断模块。
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。
参照图1-6,一种开沟犁间距可调节的开沟机,包括机体和设置于其下部进行开沟的开沟机构,开沟机构包括连接架1,连接架1安装在机体上,连接架1内固定连接有主轴2和电磁板11,电磁板11与主轴2同轴设置且位于其一端,主轴2上连接有多个开沟犁3。
开沟犁3包括开沟柄31和开沟刀32,开沟柄31顶部连接在主轴2上且底部与开沟刀32固定连接,开沟柄31顶部固定连接有电磁柱311,电磁板11和多个电磁柱311结构一致,且均由环形芯和绕接在环形芯外侧的线圈组成,仅有线圈通电电流及方向影响其磁场大小和方向。
开沟柄31中部两侧分别开设有卡槽312以及固定连接有辅助弹簧313,连接架1内固定连接有两个吸附梁4,两个吸附梁4分别位于主轴2水平方向和竖直方向底部上,多个开沟犁3位于两个吸附梁4之间,多个辅助弹簧313远离开沟柄31一端滑动连接在位于主轴2水平方向的吸附梁4上,辅助弹簧313导电,每圈弹簧相当于一个线圈,线圈通电产生感生磁场,多个线圈形成的感生磁场相互吸引,使辅助弹簧313收缩,进而拉动开沟犁3。
多个卡槽312与位于主轴2竖直方向底部上吸附梁4间隙配合,提高吸附梁4对开沟犁3的固定效果。
两个吸附梁4远离开沟犁3一侧固定连接有永磁铁41,两个永磁铁41固定连接在连接架1内且周侧绕接有弱磁线圈42,弱磁线圈42通电后产生磁场的磁场方向与永磁铁41相反且磁场强度小于永磁铁41,永磁铁41采用高矫顽力的磁性材料制成,避免在弱磁线圈42通断电后永磁铁41自身磁场发生变化。
连接架1上安装有控制电路5,控制电路5电性连接电磁板11、多个电磁柱311、多个辅助弹簧313和多个弱磁线圈42。
控制电路5包括间距区间判断模块51、间距数值判断模块52和首位判断模块53,间距区间判断模块51根据设定的开沟犁3间距判断需要开沟犁3的数目,间距数值判断模块52根据设定的开沟犁3间距判断电磁板11的通电电流大小,首位判断模块53判断第一个开沟犁3的在所有开沟犁3中的位置,进而控制电磁板11和多个电磁柱311之间的磁斥力,完成多个开沟犁3之间的间距调节。
一种开沟犁间距可调节的开沟机调节方法,包括以下步骤:
S1、控制电路5接收来自工作人员设定的开沟犁间距d;
S2、间距区间判断模块51根据开沟犁3最大间距和开沟犁3数量的关系,即dmax=dn=(L-na)/(n-1),其中L为主轴2的轴长,a为开沟犁3的开沟宽度,进行d(n+1)<d≤dn判断,得出开沟犁3的数量为n;
S3、控制电路5控制位于主轴2水平方向的吸附梁4的弱磁线圈42通电,释放所有开沟犁3;
S4、间距数值判断模块52根据剩余间距d0的大小即d0=L-n(a+d),配合电磁柱311的轴向磁力分布函数F=F(x、I),其中x为轴向距离,I为通电电流大小,电磁柱311及电磁板11轴向磁力分布函数F=F(x、I),其中x为轴向距离,多个电磁柱311相互之间的磁力F1=F(d、I1),其中I1为多个电磁柱311的设定通电电流大小,电磁板11与电磁柱311之间的磁力F0=F(d0、I0),使F1=F0,得出电磁板11的通电电流大小I0
S5、首位判断模块53,若d0≥(N-n)a,其中N为所有开沟犁3的个数,控制电路5控制远离电磁板11的n个开沟犁3上的电磁柱311通电;若d0<(N-n)a,进行ka≤d0<(k+1)a,得出首个开沟犁3为从电磁板11方向数第k个开沟犁3,控制电路5控制从电磁板11方向数第k个开沟犁3和远离电磁板11的(n-1)个开沟犁3上的电磁柱311通电;利用电磁板11和多个电磁柱311之间的磁斥力自动调节间距;
其中被控制的电磁板11和n个电磁柱311,相邻两个之间通电方向相反;其中N总数较小,且d>a,则不进行第二位至最后一位开沟犁3的位置判断;
S6、控制电路5控制未通电的开沟犁3上的辅助弹簧313通电,辅助弹簧313收缩,即可将转动落下的开沟犁3收回,并吸附在位于主轴2水平方向的吸附梁4上;
S7、控制电路5控制位于主轴2竖直方向底部的吸附梁4的弱磁线圈42断电,永磁铁41磁化吸附梁4,进而磁性吸附n个开沟犁3,完成整个开沟犁3间距的调节;
现对本发明的原理做如下描述:
首先,初始状态多个开沟犁3被位于机架1上主轴2水平方向上的,被永磁铁41磁化的吸附梁4磁性吸附,从而远离地面,减小开沟犁3意外与地面接触的可能,避免损伤开沟犁3或地面;
在需要调节多个开沟犁3之间的间距时,控制电路5接收工作人员设定的间距d,间距区间判断模块51判断得出开沟犁3的数量为n;间距数值判断模块52判断得出电磁板11的通电电流大小I0;首位判断模块53判断第一个开沟犁3的在所有开沟犁3中的位置;
控制电路5控制位于主轴2水平方向的吸附梁4的弱磁线圈42通电,减弱永磁铁41和弱磁线圈42整体对外的磁场强度,释放所有开沟犁3,并为电磁板11和相应的电磁柱311通电,利用电磁板11和多个电磁柱311之间的磁斥力自动调节间距;
控制电路5控制未通电的开沟犁3上的辅助弹簧313通电,辅助弹簧313收缩,即可将转动落下的开沟犁3收回,并吸附在位于主轴2水平方向的吸附梁4上;
此种调节方式自动化程度高,减少了传统大型开沟机在调整多个开沟犁3间距时需要松开开沟犁3与机体之间的固定并调整位置后再进行固定的操作过程,极大地提高了连续开沟工作过程的工作效率;可以完全适应多个开沟犁3之间不同间距的调节,既不需要完全拆下多余的开沟犁3,又不会造成部分机体空置的问题;
在调节多个开沟犁3之间的间距的过程中,控制电路5控制位于主轴2竖直方向底部的吸附梁4的永磁铁41上的弱磁线圈42通电,减弱永磁铁41和弱磁线圈42整体对外的磁场强度,避免对开沟犁3在主轴2上的移动造成阻碍;在多个开沟犁3调节完毕后,控制电路5控制此弱磁线圈42断电,此永磁铁41和弱磁线圈42整体对外的磁场强度恢复增大,磁化吸附梁4,吸附梁4磁性吸附配合开沟犁3上的卡槽312对开沟犁3形成支撑和固定,方便开沟犁3进行开沟。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种开沟犁间距可调节的开沟机,包括机体和设置于其下部进行开沟的开沟机构,其特征在于,所述开沟机构包括连接架(1),所述连接架(1)安装在机体上,所述连接架(1)内固定连接有主轴(2)和电磁板(11),所述电磁板(11)与主轴(2)同轴设置且位于其一端,所述主轴(2)上连接有多个开沟犁(3),所述开沟犁(3)包括开沟柄(31)和开沟刀(32),所述开沟柄(31)顶部连接在主轴(2)上且底部与开沟刀(32)固定连接,所述开沟柄(31)顶部固定连接有电磁柱(311)且中部两侧分别开设有卡槽(312)以及固定连接有辅助弹簧(313),所述连接架(1)内固定连接有两个吸附梁(4),两个所述吸附梁(4)分别位于主轴(2)水平方向和竖直方向底部上,多个所述开沟犁(3)位于两个吸附梁(4)之间,多个所述辅助弹簧(313)远离开沟柄(31)一端滑动连接在位于主轴(2)水平方向的吸附梁(4)上,多个所述卡槽(312)与位于主轴(2)竖直方向底部上吸附梁(4)间隙配合;
两个所述吸附梁(4)远离开沟犁(3)一侧固定连接有永磁铁(41),两个所述永磁铁(41)固定连接在连接架(1)内且周侧绕接有弱磁线圈(42),所述连接架(1)上安装有控制电路(5),所述控制电路(5)电性连接电磁板(11)、多个电磁柱(311)、多个辅助弹簧(313)和多个弱磁线圈(42)。
2.根据权利要求1所述的一种开沟犁间距可调节的开沟机,其特征在于,所述电磁板(11)和多个电磁柱(311)结构一致,且均由环形芯和绕接在环形芯外侧的线圈组成。
3.根据权利要求1所述的一种开沟犁间距可调节的开沟机,其特征在于,所述弱磁线圈(42)通电后产生磁场的磁场方向与永磁铁(41)相反且磁场强度小于永磁铁(41),所述永磁铁(41)采用高矫顽力的磁性材料制成。
4.根据权利要求1所述的一种开沟犁间距可调节的开沟机,其特征在于,所述控制电路(5)包括间距区间判断模块(51)、间距数值判断模块(52)和首位判断模块(53),所述间距区间判断模块(51)根据设定的开沟犁(3)间距判断需要开沟犁(3)的数目,所述间距数值判断模块(52)根据设定的开沟犁(3)间距判断电磁板(11)的通电电流大小,所述首位判断模块(53)判断第一个开沟犁(3)的在所有开沟犁(3)中的位置。
5.一种开沟犁间距可调节的开沟机调节方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、控制电路(5)接收来自工作人员设定的开沟犁间距d;
S2、间距区间判断模块(51)根据开沟犁(3)最大间距和开沟犁(3)数量的关系,即dmax=dn=(L-na)/(n-1),其中L为主轴(2)的轴长,a为开沟犁(3)的开沟宽度,进行d(n+1)<d≤dn判断,得出开沟犁(3)的数量为n;
S3、控制电路(5)控制位于主轴(2)水平方向的吸附梁(4)的弱磁线圈(42)通电,释放所有开沟犁(3);
S4、间距数值判断模块(52)根据剩余间距d0的大小即d0=L-n(a+d),配合电磁柱(311)的轴向磁力分布函数F=F(x、I),其中x为轴向距离,I为通电电流大小,电磁柱(311)及电磁板(11)轴向磁力分布函数F=F(x、I),其中x为轴向距离,多个电磁柱(311)相互之间的磁力F1=F(d、I1),其中I1为多个电磁柱(311)的设定通电电流大小,电磁板(11)与电磁柱(311)之间的磁力F0=F(d0、I0),使F1=F0,得出电磁板(11)的通电电流大小I0
S5、首位判断模块(53),若d0≥(N-n)a,其中N为所有开沟犁(3)的个数,控制电路(5)控制远离电磁板(11)的n个开沟犁(3)上的电磁柱(311)通电;若d0<(N-n)a,进行ka≤d0<(k+1)a,得出首个开沟犁(3)为从电磁板(11)方向数第k个开沟犁(3),控制电路(5)控制从电磁板(11)方向数第k个开沟犁(3)和远离电磁板(11)的(n-1)个开沟犁(3)上的电磁柱(311)通电;利用电磁板(11)和多个电磁柱(311)之间的磁斥力自动调节间距;
其中被控制的电磁板(11)和n个电磁柱(311),相邻两个之间通电方向相反;其中N总数较小,且d>a,则不进行第二位至最后一位开沟犁(3)的位置判断;
S6、控制电路(5)控制未通电的开沟犁(3)上的辅助弹簧(313)通电,辅助弹簧(313)收缩,即可将转动落下的开沟犁(3)收回,并吸附在位于主轴(2)水平方向的吸附梁(4)上;
S7、控制电路(5)控制位于主轴(2)竖直方向底部的吸附梁(4)的弱磁线圈(42)断电,永磁铁(41)磁化吸附梁(4),进而磁性吸附n个开沟犁(3),完成整个开沟犁(3)间距的调节。
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