CN111837890A - 一种农业灌溉用滴灌带铺设回收设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种农业灌溉用滴灌带铺设回收设备，具体涉及农业种植领域，包括牵引机车、挂载机架和收放卷辊，挂载机架的顶面固定安装有卷辊安装架和导向卷辊，卷辊安装架的一侧固定安装有收放卷驱动机构，收放卷辊的一侧固定安装有卷辊转轴，卷辊转轴的端部与收放卷驱动机构的输出端固定连接，导向卷辊的内侧固定安装有管带导向机构，导向卷辊的一侧固定安装有导向驱动机构。本发明设置新型收放卷驱动机构，利用丝杆驱动结构变换调节两摩擦传动盘与驱动盘之间的传动状态，从而实现收放卷辊转轴端的正反向旋转切换，即可通过正向的旋转实现滴灌管带的收卷回收亦可反向驱动卷辊转动释放管带，实现一机多用，节省设备成本。

Description

一种农业灌溉用滴灌带铺设回收设备

技术领域

本发明涉及农业种植技术领域，更具体地说，本发明具体为一种农业灌溉用滴灌带铺设回收设备。

背景技术

节水灌溉是世界各国发展现代农业所采取的主要措施，滴灌是节水灌溉中一种先进的高标准灌溉技术，而其中滴灌带最具节水增产高效和环保等优点广泛应用于大田、大棚、温室、生态园林和城市绿化中，滴灌是一种先进的农业灌溉方式，通过放置在作物根部处的滴灌带或滴灌管来供给水，滴灌带上有很多很小的出水口，从出水口溢出的水缓慢湿润作物根际土壤，由于湿润范围可控，因此，滴灌是目前最有效的节水灌溉方式，而且除节水外，还可减少肥料损失，促进作物生的优点。

我国是个农业大国，同时也是一个严重缺水的国家，因此节水的滴灌技术也正在被越来越广泛的使用，每年也都在农田里遗留了大量的滴灌带，都需要回收再利用，以往都是靠人工来完成，费时、费力，为了解决上述问题，在专利申请公布号CN108128669B的专利公开了一种滴灌带卷收装置，该申请中利用行走轮通过链条带动转动螺杆转动完成收带工作，代替人工实现了机械化卷收滴灌带的工作。

但是上述技术方案在实际运用时，仍旧存在较多缺点：由于该滴灌带卷收装置主要通过行走轮的转动作为卷收动力来源，动力的输出方向始终为同一方向，只能实现单一的收卷运动即将铺设过后的滴灌带进行收卷回收处理，无法实现自动化滴灌带的铺设，结构过于简单实用性较低；由于传统滴灌带卷收装置主要通过收卷辊以及动力驱动结构，通过驱动收卷辊的转动实现滴灌带的收集，无任何的滴灌带导向装置，滴灌带收集时易集中于收卷辊的一端或中部，形成类似塔形结构，易出现散落，且滴灌带的重复抵压易导致管带的破损，存在一定缺陷。

因此亟需提供一种农业灌溉用滴灌带铺设回收设备。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种农业灌溉用滴灌带铺设回收设备，利用丝杆驱动结构变换调节两摩擦传动盘与驱动盘之间的传动状态，从而实现收放卷辊转轴端的正反向旋转切换，且利用螺旋转杆的转动带动滑动导向座进行往复运动，从而在滴灌带收卷的过程中实现对滴灌带的导向作用，使得滴灌带均匀分布缠绕于卷辊表面，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种农业灌溉用滴灌带铺设回收设备，包括牵引机车、挂载机架和收放卷辊，所述挂载机架与牵引机车的一侧可拆卸连接，所述挂载机架的顶面固定安装有卷辊安装架和导向卷辊，所述卷辊安装架的一侧固定安装有收放卷驱动机构，所述卷辊安装架的内侧与收放卷辊的两端转动连接，所述收放卷辊的一侧固定安装有卷辊转轴，所述卷辊转轴的端部与收放卷驱动机构的输出端固定连接，所述导向卷辊的内侧固定安装有管带导向机构，所述导向卷辊的一侧固定安装有导向驱动机构；

所述收放卷驱动机构包括传动箱体、驱动电机和丝杆电机，所述驱动电机的输出端贯穿传动箱体的一侧并固定连接有位于传动箱体内部的驱动盘，所述丝杆电机的输出端固定连接有换向丝杆，所述换向丝杆的外侧螺纹套接有螺纹套块，所述螺纹套块的一侧固定安装有转杆轴座，所述转杆轴座的内部转动套接有转杆，所述转杆的外侧固定套接有摩擦传动盘，所述转杆的端部贯穿传动箱体的外侧并固定连接有传动伸缩机构，所述传动伸缩机构的另一侧与卷辊转轴的端部固定连接；

所述管带导向机构包括导向滑槽、螺旋转杆和滑动导向座，所述滑动导向座的顶面与导向滑槽的内侧滑动连接，所述螺旋转杆的一端与导向驱动机构的输出端固定连接，所述导向驱动机构包括步进电机和传动箱，所述步进电机的输出端通过传动箱与螺旋转杆的端部传动连接，所述滑动导向座的底面设有导向凸块，所述导向凸块与螺旋转杆的表面滑动抵接，所述螺旋转杆的两端与导向卷辊的内侧转动连接，所述导向滑槽的两端与导向卷辊的内侧固定连接；

所述滑动导向座包括滑动座和导向环套，所述滑动座的顶面固定安装有位于导向滑槽内侧的运动滑轮，所述运动滑轮的外侧与导向滑槽的内侧滑动连接，所述导向环套的表面开设有限位孔。

在一个优选地实施方式中，所述摩擦传动盘的数量为两个，并呈对称分布于转杆轴座的两侧，所述摩擦传动盘的周侧和驱动盘的顶面呈糙面结构，所述驱动盘的顶面呈弧形球面结构，所述摩擦传动盘的底端与驱动盘的顶面摩擦抵接。

在一个优选地实施方式中，所述传动伸缩机构包括传动花键和花键套杆，所述花键套杆滑动套接于传动花键的外侧，所述传动花键和花键套杆的端部分别与转杆和卷辊转轴的端部固定连接。

在一个优选地实施方式中，所述传动花键的外侧设有齿条，所述花键套杆的内侧开设有与传动花键齿条相适配的凹槽，所述齿条的外侧与所述凹槽的内侧相互啮合并滑动抵接。

在一个优选地实施方式中，所述导向滑槽位于螺旋转杆的正上方并呈平行布置，所述限位孔的内侧为圆滑光面结构。

在一个优选地实施方式中，所述限位孔的两侧为外扩形钝口结构，所述限位孔的内部嵌入安装有若干滑行滚珠，所述滑行滚珠的周侧与限位孔的内侧转动抵接。

在一个优选地实施方式中，所述导向滑槽内侧的两端分别固定安装有第一限位开关和第二限位开关，所述第一限位开关和第二限位开关的输出端电性连接有控制器，所述控制器的输出端与步进电机的输入端电性连接。

在一个优选地实施方式中，所述滑动导向座呈螺旋形结构，所述导向凸块的宽度大于滑动导向座的螺旋直径，所述导向凸块的底端与螺旋转杆的圆心位于同一水平面。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明通过设置新型收放卷驱动机构，利用丝杆驱动结构变换调节两摩擦传动盘与驱动盘之间的传动状态，从而实现收放卷辊转轴端的正反向旋转切换，即可通过正向的旋转实现滴灌管带的收卷回收亦可反向驱动卷辊转动释放管带，实现一机多用，节省设备成本；

2、本发明通过设置摩擦传动的方式，利用收放卷驱动机构内部的摩擦传动盘和驱动盘的摩擦传动，可实现在滴灌带受外力作用无法收卷的过程中发生打滑现象，从而使得传动出现离合，保护滴灌带防止阻力与收卷动力同时作用时滴灌带的断裂，且防止阻力过大导致的电机烧毁；

3、本发明通过设置机械式传动换向结构，机械式的变向结构相较于传统直接切换电机电源输入的换向方式，结构更加稳定，无复杂电路结构集成度较低，适用于各种复杂的作业环境中，且避免了频繁切换电机转向导致的电机损坏，提高使用寿命；

4、本发明通过设置管带导向机构，利用螺旋转杆的转动带动滑动导向座进行往复运动，从而在滴灌带收卷的过程中实现对滴灌带的导向作用，使得滴灌带均匀分布缠绕于卷辊表面，防止滴灌带集中于卷辊某一部位堆积导致的收卷失败或滴灌带挤压损伤的情况，提高该装置实用性。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的侧视结构示意图。

图3为本发明的收放卷驱动机构结构示意图。

图4为本发明的传动伸缩机构结构示意图。

图5为本发明的管带导向机构结构示意图。

图6为本发明的滑动导向座安装结构和导向滑槽局部结构放大示意图。

图7为本发明的导向驱动机构控制结构示意图。

附图标记为：1、牵引机车；2、挂载机架；3、收放卷辊；4、收放卷驱动机构；5、管带导向机构；6、导向驱动机构；21、卷辊安装架；22、导向卷辊；31、卷辊转轴；41、传动箱体；42、驱动电机；43、丝杆电机；44、换向丝杆；45、螺纹套块；46、转杆轴座；47、摩擦传动盘；48、驱动盘；49、传动伸缩机构；491、传动花键；492、花键套杆；51、导向滑槽；52、螺旋转杆；53、滑动导向座；54、第一限位开关；55、第二限位开关；531、滑动座；532、导向环套；533、限位孔；534、导向凸块；535、滑行滚珠；536、运动滑轮；61、步进电机。

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做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。

如附图1-7所示的一种农业灌溉用滴灌带铺设回收设备，包括牵引机车1、挂载机架2和收放卷辊3，挂载机架2与牵引机车1的一侧可拆卸连接，挂载机架2的顶面固定安装有卷辊安装架21和导向卷辊22，卷辊安装架21的一侧固定安装有收放卷驱动机构4，卷辊安装架21的内侧与收放卷辊3的两端转动连接，收放卷辊3的一侧固定安装有卷辊转轴31，卷辊转轴31的端部与收放卷驱动机构4的输出端固定连接，导向卷辊22的内侧固定安装有管带导向机构5，导向卷辊22的一侧固定安装有导向驱动机构6；

收放卷驱动机构4包括传动箱体41、驱动电机42和丝杆电机43，驱动电机42的输出端贯穿传动箱体41的一侧并固定连接有位于传动箱体41内部的驱动盘48，丝杆电机43的输出端固定连接有换向丝杆44，换向丝杆44的外侧螺纹套接有螺纹套块45，螺纹套块45的一侧固定安装有转杆轴座46，转杆轴座46的内部转动套接有转杆，转杆的外侧固定套接有摩擦传动盘47，转杆的端部贯穿传动箱体41的外侧并固定连接有传动伸缩机构49，传动伸缩机构49的另一侧与卷辊转轴31的端部固定连接；

管带导向机构5包括导向滑槽51、螺旋转杆52和滑动导向座53，滑动导向座53的顶面与导向滑槽51的内侧滑动连接，螺旋转杆52的一端与导向驱动机构6的输出端固定连接，导向驱动机构6包括步进电机61和传动箱，步进电机61的输出端通过传动箱与螺旋转杆52的端部传动连接，滑动导向座53的底面设有导向凸块534，导向凸块534与螺旋转杆52的表面滑动抵接，螺旋转杆52的两端与导向卷辊22的内侧转动连接，导向滑槽51的两端与导向卷辊22的内侧固定连接；

滑动导向座53包括滑动座531和导向环套532，滑动座531的顶面固定安装有位于导向滑槽51内侧的运动滑轮536，运动滑轮536的外侧与导向滑槽51的内侧滑动连接，导向环套532的表面开设有限位孔533。

实施方式具体为：设置新型收放卷驱动机构4，利用丝杆驱动结构变换调节两摩擦传动盘47与驱动盘48之间的传动状态，从而实现收放卷辊转轴31端的正反向旋转切换，即可通过正向的旋转实现滴灌管带的收卷回收亦可反向驱动卷辊转动释放管带，实现一机多用，节省设备成本；另外，本发明通过设置管带导向机构5，利用螺旋转杆52的转动带动滑动导向座53进行往复运动，从而在滴灌带收卷的过程中实现对滴灌带的导向作用，使得滴灌带均匀分布缠绕于卷辊表面，防止滴灌带集中于卷辊某一部位堆积导致的收卷失败或滴灌带挤压损伤的情况，提高该装置实用性。

参考说明书附图2所示，摩擦传动盘47的数量为两个，并呈对称分布于转杆轴座46的两侧，摩擦传动盘47的周侧和驱动盘48的顶面呈糙面结构，驱动盘48的顶面呈弧形球面结构，摩擦传动盘47的底端与驱动盘48的顶面摩擦抵接；

实施具体方式为：通过驱动盘48和摩擦传动盘47的摩擦传动带动卷辊转轴31进行转动从而使得收放卷辊3转动收卷滴灌带。

参考说明书附图4所示，传动伸缩机构49包括传动花键491和花键套杆492，花键套杆492滑动套接于传动花键491的外侧，传动花键491和花键套杆492的端部分别与转杆和卷辊转轴31的端部固定连接；传动花键491的外侧设有齿条，花键套杆492的内侧开设有与传动花键491齿条相适配的凹槽，齿条的外侧与凹槽的内侧相互啮合并滑动抵接；

实施具体方式为：在转杆轴座46带动转杆向一侧平移后花键套杆492和传动花键491可继续保持啮合，实现传动。

参考说明书附图5和6所示，导向滑槽51位于螺旋转杆52的正上方并呈平行布置，限位孔533的内侧为圆滑光面结构；限位孔533的两侧为外扩形钝口结构，限位孔533的内部嵌入安装有若干滑行滚珠535，滑行滚珠535的周侧与限位孔533的内侧转动抵接；

实施具体方式为：通过将滴灌带限制于限位孔533内部进行滑动实现对滴灌带的导向，外扩形钝口结构和滑行滚珠535可有效防止滴灌带的摩擦损伤。

参考说明书附图6所示，导向滑槽51内侧的两端分别固定安装有第一限位开关54和第二限位开关55，第一限位开关54和第二限位开关55的输出端电性连接有控制器，控制器的输出端与步进电机61的输入端电性连接；

实施具体方式为：当滑动导向座53运动到导向滑槽51的一端时抵压导向滑槽51一侧的第一限位开关54或第二限位开关55，使得第一限位开关54或第二限位开关55产生电信号从而通过控制器对步进电机61的转动方向进行改变，从而实现滑动导向座53的往复运动。

参考说明书附图5所示，滑动导向座53呈螺旋形结构，导向凸块534的宽度大于滑动导向座53的螺旋直径，导向凸块534的底端与螺旋转杆52的圆心位于同一水平面；

实施具体方式为：通过导向凸块534与螺旋转杆52内侧螺旋的槽的啮合，将螺旋转杆52的转动机械能转换为滑动导向座53的平移移动机械能，螺旋转杆52与导向凸块534的摩擦阻力作用较小可有效提高该往复机构的使用寿命。

其中，丝杆电机43和步进电机61的型号为JYC-30型；驱动电机42的型号为ZD/2TK3GN-CP型；控制器的型号为西门子PLC控制器S7-200型。

本发明工作原理：

准备阶段：将收放卷辊3卡接于卷辊安装架21的内侧使得卷辊转轴31端部的花键套杆492套接于收放卷驱动机构4一侧传动花键491的表面，实现收放卷辊3的安装固定，将该收放卷机构与牵引机车1进行连接固定，并连接驱动电机42、丝杆电机43和步进电机61的控制线路；

收卷操作：将待收卷的滴灌带一端固定于收放卷辊3的外侧，启动驱动电机42和步进电机61转动，在驱动电机42的驱动下驱动盘48转动，通过驱动盘48和摩擦传动盘47的摩擦传动带动卷辊转轴31进行转动从而使得收放卷辊3转动收卷滴灌带，滴灌带沿滑动导向座53的内部滑动绕接于收放卷辊3的表面进行收集，在滴灌带运动的过程中，由步进电机61带动螺旋转杆52旋转运动，通过导向凸块534与螺旋转杆52螺旋槽的啮合，使得滑动导向座53沿导向滑槽51底面滑动，当滑动导向座53运动到导向滑槽51的一端时抵压导向滑槽51一侧的第一限位开关54或第二限位开关55，使得第一限位开关54或第二限位开关55产生电信号从而通过控制器对步进电机61的转动方向进行改变，由步进电机61带动螺旋转杆52进行反向旋转驱动滑动导向座53向另一侧运动，从而实现滑动导向座53的往复运动，使得滴灌带均匀缠绕于收放卷辊3的表面，实现收卷操作并防止滴灌带积压；

当滴灌带收卷发生异常情况，滴灌带受底面土块积压或发生缠绕等无法收卷的情况时，驱动电机42持续带动驱动盘48和摩擦传动盘47传动，当滴灌带受阻力和收放卷辊3的收卷力共同作用，力度大于摩擦传动盘47和驱动盘48之间摩擦阻力时，即摩擦传动盘47和驱动盘48之间发生打滑现象实现摩擦传动盘47和驱动盘48之间的离合作用，防止继续对滴灌带施力导致管带断裂；

放卷操作：首先启动丝杆电机43带动换向丝杆44转动，在换向丝杆44和螺纹套块45的螺纹配合下，使得转杆轴座46带动转杆沿一侧横向运动，传动花键491在花键套杆492的内部滑动并保持啮合状态，使得另一摩擦传动盘47与驱动盘48表面摩擦抵接，此时驱动盘48旋转时即通过驱动盘48与另一摩擦传动盘47的摩擦带动传动伸缩机构49和卷辊转轴31进行反向转动，从而使得收放卷辊3方向转动释放收放卷辊3表面的滴灌带，滴灌带沿限位孔533的内侧滑动至地面，实现滴灌带的铺设。

最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；

其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种农业灌溉用滴灌带铺设回收设备，包括牵引机车(1)、挂载机架(2)和收放卷辊(3)，所述挂载机架(2)与牵引机车(1)的一侧可拆卸连接，其特征在于：所述挂载机架(2)的顶面固定安装有卷辊安装架(21)和导向卷辊(22)，所述卷辊安装架(21)的一侧固定安装有收放卷驱动机构(4)，所述卷辊安装架(21)的内侧与收放卷辊(3)的两端转动连接，所述收放卷辊(3)的一侧固定安装有卷辊转轴(31)，所述卷辊转轴(31)的端部与收放卷驱动机构(4)的输出端固定连接，所述导向卷辊(22)的内侧固定安装有管带导向机构(5)，所述导向卷辊(22)的一侧固定安装有导向驱动机构(6)；

所述收放卷驱动机构(4)包括传动箱体(41)、驱动电机(42)和丝杆电机(43)，所述驱动电机(42)的输出端贯穿传动箱体(41)的一侧并固定连接有位于传动箱体(41)内部的驱动盘(48)，所述丝杆电机(43)的输出端固定连接有换向丝杆(44)，所述换向丝杆(44)的外侧螺纹套接有螺纹套块(45)，所述螺纹套块(45)的一侧固定安装有转杆轴座(46)，所述转杆轴座(46)的内部转动套接有转杆，所述转杆的外侧固定套接有摩擦传动盘(47)，所述转杆的端部贯穿传动箱体(41)的外侧并固定连接有传动伸缩机构(49)，所述传动伸缩机构(49)的另一侧与卷辊转轴(31)的端部固定连接；

所述管带导向机构(5)包括导向滑槽(51)、螺旋转杆(52)和滑动导向座(53)，所述滑动导向座(53)的顶面与导向滑槽(51)的内侧滑动连接，所述螺旋转杆(52)的一端与导向驱动机构(6)的输出端固定连接，所述导向驱动机构(6)包括步进电机(61)和传动箱，所述步进电机(61)的输出端通过传动箱与螺旋转杆(52)的端部传动连接，所述滑动导向座(53)的底面设有导向凸块(534)，所述导向凸块(534)与螺旋转杆(52)的表面滑动抵接，所述螺旋转杆(52)的两端与导向卷辊(22)的内侧转动连接，所述导向滑槽(51)的两端与导向卷辊(22)的内侧固定连接；

所述滑动导向座(53)包括滑动座(531)和导向环套(532)，所述滑动座(531)的顶面固定安装有位于导向滑槽(51)内侧的运动滑轮(536)，所述运动滑轮(536)的外侧与导向滑槽(51)的内侧滑动连接，所述导向环套(532)的表面开设有限位孔(533)。

2.根据权利要求1所述的一种农业灌溉用滴灌带铺设回收设备，其特征在于：所述摩擦传动盘(47)的数量为两个，并呈对称分布于转杆轴座(46)的两侧，所述摩擦传动盘(47)的周侧和驱动盘(48)的顶面呈糙面结构，所述驱动盘(48)的顶面呈弧形球面结构，所述摩擦传动盘(47)的底端与驱动盘(48)的顶面摩擦抵接。

3.根据权利要求1所述的一种农业灌溉用滴灌带铺设回收设备，其特征在于：所述传动伸缩机构(49)包括传动花键(491)和花键套杆(492)，所述花键套杆(492)滑动套接于传动花键(491)的外侧，所述传动花键(491)和花键套杆(492)的端部分别与转杆和卷辊转轴(31)的端部固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种农业灌溉用滴灌带铺设回收设备，其特征在于：所述传动花键(491)的外侧设有齿条，所述花键套杆(492)的内侧开设有与传动花键(491)齿条相适配的凹槽，所述齿条的外侧与所述凹槽的内侧相互啮合并滑动抵接。

5.根据权利要求1所述的一种农业灌溉用滴灌带铺设回收设备，其特征在于：所述导向滑槽(51)位于螺旋转杆(52)的正上方并呈平行布置，所述限位孔(533)的内侧为圆滑光面结构。

6.根据权利要求1所述的一种农业灌溉用滴灌带铺设回收设备，其特征在于：所述限位孔(533)的两侧为外扩形钝口结构，所述限位孔(533)的内部嵌入安装有若干滑行滚珠(535)，所述滑行滚珠(535)的周侧与限位孔(533)的内侧转动抵接。

7.根据权利要求1所述的一种农业灌溉用滴灌带铺设回收设备，其特征在于：所述导向滑槽(51)内侧的两端分别固定安装有第一限位开关(54)和第二限位开关(55)，所述第一限位开关(54)和第二限位开关(55)的输出端电性连接有控制器，所述控制器的输出端与步进电机(61)的输入端电性连接。

8.根据权利要求1所述的一种农业灌溉用滴灌带铺设回收设备，其特征在于：所述滑动导向座(53)呈螺旋形结构，所述导向凸块(534)的宽度大于滑动导向座(53)的螺旋直径，所述导向凸块(534)的底端与螺旋转杆(52)的圆心位于同一水平面。

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