CN114223327A - 一种带有智能自动补偿仿形机构的水田除草装置 - Google Patents

一种带有智能自动补偿仿形机构的水田除草装置 Download PDF

Info

Publication number
CN114223327A
CN114223327A CN202111118716.8A CN202111118716A CN114223327A CN 114223327 A CN114223327 A CN 114223327A CN 202111118716 A CN202111118716 A CN 202111118716A CN 114223327 A CN114223327 A CN 114223327A
Authority
CN
China
Prior art keywords
guide rail
displacement sensor
weeding
cage
hole
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202111118716.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114223327B (zh
Inventor
王志涛
柳海鹤
李卓霖
王蔚
张家源
任贵东
吴艳丽
孙卓
孙明哲
谭宏杰
李春胜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jilin Academy of Agricultural Machinery
Original Assignee
Jilin Academy of Agricultural Machinery
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jilin Academy of Agricultural Machinery filed Critical Jilin Academy of Agricultural Machinery
Priority to CN202111118716.8A priority Critical patent/CN114223327B/zh
Publication of CN114223327A publication Critical patent/CN114223327A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114223327B publication Critical patent/CN114223327B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B39/00—Other machines specially adapted for working soil on which crops are growing
    • A01B39/12—Other machines specially adapted for working soil on which crops are growing for special purposes, e.g. for special culture
    • A01B39/18—Other machines specially adapted for working soil on which crops are growing for special purposes, e.g. for special culture for weeding
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B39/00—Other machines specially adapted for working soil on which crops are growing
    • A01B39/08—Other machines specially adapted for working soil on which crops are growing with rotating tools such as weeding machines
    • A01B39/085—Other machines specially adapted for working soil on which crops are growing with rotating tools such as weeding machines the rotating tools being actively driven
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B39/00—Other machines specially adapted for working soil on which crops are growing
    • A01B39/20—Tools; Details
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/18—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring depth

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Soil Working Implements (AREA)

Abstract

本发明公开了一种带有智能自动补偿仿形机构的水田除草装置，属于农业机械技术领域，目的是解决传统悬挂装置设定除草机构工作深度后，不能跟随实际田间泥水地层起伏情况调节的问题。包括机架、探深机构、仿形机构、探深滚笼和除草滚笼；探深机构设置在机架前部，仿形机构设置在机架后部；由探深机构对实际田间泥水地层起伏情况进行采集，决策分析系统根据探深机构采集的数据驱动仿形机构调整，带动除草滚笼升降，实现对田间泥水地层起伏智能自动补偿仿形。

Description

一种带有智能自动补偿仿形机构的水田除草装置
技术领域
本发明属于农业机械技术领域，具体涉及一种带有智能自动补偿仿形装置的水田除草装置。
背景技术
水田中耕除草农机具承载平台在田间泥水环境工作运动时，因自身重量和行走轮运转情况会产生不稳定的轮陷深度，相对运行平稳的不规律大位移颠簸情况，和两个有落差的连续平稳地块之间的过渡区域的大位移颠簸情况，机具在行进方向上倾斜，传动悬挂装置设定除草机构工作深度后，不能跟随实际田间泥水地层起伏情况调节。因此，工作时会对后部悬挂的除草机构产生挤压作用，或者非连续提升作用。为了解决该问题需要设计一种能够自动调整除草工作部件田间工作深度的地面仿形调整装置，起到补偿工作深度和极端状况保护工作部件的功能。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种带有智能自动补偿仿形机构的水田除草装置，本发明所采用的技术方案具体如下：
一种带有智能自动补偿仿形装置的水田除草装置主要包括：机架1、探深机构、仿形机构、探深滚笼21和除草滚笼6组成；探深机构设置在机架1前部，仿形机构设置在机架1后部；
所述的探深机构主要包括：探深机构夹板5、位移传感器13、位移传感器固定板14、位移传感器拉线头固定座15、位移传感器拉线头夹片头16、位移传感器固定堵头17、位移传感器拉线滚动轮18、滚动轮销轴19、直线导轨23、直线导轨滑块24、导轨转动轴26、导轨转动轴固定轴承28和导轨转动轴承48；
位移传感器13底部两端用一对位移传感器固定堵头17夹紧，并固定安装在位移传感器固定板14上，位移传感器固定板14与机架1固定连接；位移传感器拉线滚动轮18安装在位移传感器固定板14一端的夹口中并通过滚动轮销轴19固定；位移传感器13的拉线从位移传感器拉线滚动轮18的凹槽中经过，端部通过位移传感器拉线头夹片头16夹紧，位移传感器拉线头夹片头16通过销轴29与位移传感器拉线头固定座15构成铰接。
直线导轨23下端固定在直线导轨底部连接法兰22上，直线导轨滑块24套在直线导轨23中部，上方套有测量拉压保护弹簧25，直线导轨23上端安装直线导轨端部连接法兰32；直线导轨滑块24与导轨转动轴承48固定连接在一起，导轨转动轴26穿过导轨转动轴承48，两端安装在导轨转动轴固定轴承28中，导轨转动轴固定轴承28固定在机架1上。
探深机构夹板5成对安装在探深滚笼21两侧，探深机构夹板5的中间孔固定在探深机构固定旋转销轴2的轴端，探深机构夹板5绕其中间孔作圆周转动；探深机构固定旋转销轴2两端通过探深机构固定轴承4固定，探深机构固定轴承4固定在机架1底端；探深滚笼销轴7穿过探深滚笼21，两端分别安装在两侧探深机构夹板5的远端孔中，可以绕定轴自由转动；探深机构夹板5的近端孔对夹安装一根探深随动销轴9，探深随动销轴9上居中安装一个带座的探深随动轴承8，探深随动轴承8的轴承座与直线导轨底部连接法兰22和位移传感器拉线头固定座15固定。
所述的仿形机构主要包括：驱动导轨10、驱动导轨滑块11、驱动导轨导槽底部连接法兰12、驱动导轨转轴固定轴承27、驱动导轨转动丝杆31、监测位移传感器33、驱动导轨固定转轴35、除草滚笼销轴36、除草笼推动销轴I37、除草笼推转轴承38、除草笼推动销轴Ⅱ39、除草笼夹板40、监测传感器拉线头夹片头41、监测传感器拉线头固定座42、监测传感器拉线头销轴43、监测传感器固定板44、监测传感器拉线滚动轮45、监测传感器拉线滚动轮销轴46、监测传感器固定堵头47和驱动导轨转轴轴承49；
监测位移传感器33底部两端用一对监测传感器固定堵头47夹紧，并固定安装在监测传感器固定板44上，监测传感器固定板44固定在机架1上；监测传感器拉线滚动轮45安装在监测传感器固定板44一端的夹口中并通过监测传感器拉线滚动轮销轴46固定；监测位移传感器33的拉线从监测传感器拉线滚动轮45的凹槽中经过，端部通过监测传感器拉线头夹片头41夹紧；监测传感器拉线头夹片头41通过监测传感器拉线头销轴43与监测传感器拉线头固定座42构成铰接。
驱动导轨10下端固定在驱动导轨导槽底部连接法兰12上，驱动导轨滑块11通过内螺纹孔套在驱动导轨10内的驱动导轨转动丝杆31上，驱动导轨滑块11与导轨转轴轴承38固定链接，驱动导轨固定转轴35穿过驱动导轨转轴轴承49内孔，其两端安装驱动导轨转轴固定轴承27，驱动导轨转轴固定轴承27固定在机架1上。
除草笼夹板40成对安装在除草滚笼6的两侧，除草笼夹板40的中间孔固定在除草笼推动销轴I37轴端，除草笼夹板40可绕其中间孔作圆周转动，除草笼推动销轴I37两端通过除草笼固定轴承34固定，除草笼固定轴承34固定在机架1底端，使除草笼推动销轴I37可做绕轴自由转动；除草笼夹板40近端孔对夹安装除草笼推动销轴Ⅱ39，除草笼推动销轴Ⅱ39穿过除草笼推转轴承38内孔，并居中放置可做绕轴自由转动；除草笼推转轴承38的轴承座与驱动导轨导槽底部连接法兰12和监测传感器拉线头固定座42固定在一起；除草滚笼销轴36穿过除草滚笼6被对夹安装在除草笼夹板40的远端孔，并可绕轴自由转动。
监测传感器拉线护罩30一端设有通孔，中部为长槽孔，所述长槽孔、监测传感器固定板44夹口的通孔和监测传感器拉线滚动轮45的中心孔通过滚动轮销轴19固定在一起；监测传感器拉线头销轴43穿过监测位移传感器拉线头固定座42夹口的通孔，监测传感器拉线护罩30的通孔和监测传感器拉线头夹片头41的通孔，将三个零件固定在一起。
同样的，位移传感器拉线护罩20一端设有通孔，中部为长槽孔，所述长槽孔、位移传感器固定板14夹口的通孔和位移传感器拉线滚动轮18的中心孔通过监测传感器拉线滚动轮销轴46固定在一起；销轴29穿过位移传感器拉线头固定座15夹口的通孔，位移传感器拉线护罩20的通孔和位移传感器拉线头夹片头16的通孔，将三个零件固定在一起。
还包括一个分析决策系统，分析决策系统与位移传感器13和监测位移传感器33连接，用于控制驱动导轨10中的伺服电机。
执行步骤如下：
1)驱动位移传感器13每隔一定距离采集一次数据，采集一定次数为一个周期；
2)计算测量的深度数据H，公式如下：
Figure BDA0003276113790000031
其中，OH为探深滚笼21中心距探深机构固定轴承4轴心的距离，即为深度H；ON为探深机构夹板5中间孔与远端孔的距离；OM为探深机构夹板5中间孔与近端孔的距离；OA为探深机构固定轴承4轴心距位移传感器13的拉线端口的距离；OB为探深机构固定轴承4轴心距导轨转动轴固定轴承28轴心的距离；AB为导轨转动轴固定轴承28轴心距位移传感器13的拉线端口的距离；AM为位移传感器13拉线的实时长度，即位移传感器13的测量数值；ON、OM、OA、OB和AB均为已知；
3)计算每周期内测量的深度数据H的平均值
Figure BDA0003276113790000032
即推荐的工作深度；
4)根据监测位移传感器33的数据计算除草滚笼6的实时深度H’；
5)实时深度H’与推荐的工作深度之差为需要调整的深度，
6)将该深度换算为伺服电机工作量；
7)由分析决策系统发出控制信号到驱动导轨10中的伺服电机，由仿形机构驱动除草滚笼6深度的调整。
本发明的有益效果：
一种能够自动调整除草工作部件田间工作深度的地面仿形调整装置，解决了传统悬挂装置设定除草机构工作深度后，不能跟随实际田间泥水地层起伏情况调节的问题。
附图说明
图1一种带有智能自动补偿仿形机构的水田除草装置结构图；
图2位移传感器连接示意图；
图3探深机构结构图；
图4仿形机构结构图；
图5和图6为探深滚笼结构图；
图7和图8为除草滚笼结构图；
图9为最大深度工作极限；
图10为最小深度工作极限；
图11为计算深度数据H的示意图。
附图标记：1-机架，2-探深机构固定旋转销轴，3-轴套，4-探深机构固定轴承，5-探深机构夹板，6-除草滚笼，7-探深滚笼销轴，8-探深随动轴承，9-探深随动销轴，10-导轨，11-导轨滑块，12-导轨导槽底部连接法兰，13-位移传感器，14-位移传感器固定板，15-位移传感器拉线头固定座，16-位移传感器拉线头夹片头，17-位移传感器固定堵头，18-位移传感器拉线滚动轮，19-滚动轮销轴，20-位移传感器拉线护罩，21-探深滚笼，22-直线导轨底部连接法兰，23-直线导轨，24-直线导轨滑块，25-测量拉压保护弹簧，26-导轨转动轴，27-驱动导轨转轴固定轴承，28-导轨转动轴固定轴承，29-销轴，30-传感器拉线护罩，31-驱动导轨转动丝杆，32-直线导轨端部连接法兰，33-监测位移传感器，34-除草笼固定轴承，35-驱动导轨固定转轴，36-除草滚笼销轴，37-除草笼推动销轴I，38-除草笼推转轴承，39-除草笼推动销轴Ⅱ，40-除草笼夹板，41-监测传感器拉线头夹片头，42-监测传感器拉线头固定座，43-监测传感器拉线头销轴，44-监测传感器固定板，45-监测传感器拉线滚动轮，46-监测传感器拉线滚动轮销轴，47-监测传感器固定堵头，48-导轨转动轴承，49-驱动导轨转轴轴承。
具体实施方式
下面结合附图以具体实施例的形式对本发明技术方案做进一步解释和说明。
如图1，一种带有智能自动补偿仿形装置的水田除草装置主要包括：机架1、探深机构、仿形机构、探深滚笼21和除草滚笼6；探深机构设置在机架1前部，仿形机构设置在机架1后部；
所述的探深机构主要包括：探深机构夹板5、位移传感器13、位移传感器固定板14、位移传感器拉线头固定座15、位移传感器拉线头夹片头16、位移传感器固定堵头17、位移传感器拉线滚动轮18、滚动轮销轴19、直线导轨23、直线导轨滑块24、导轨转动轴26、导轨转动轴固定轴承28和导轨转动轴承48；
位移传感器13底部两端用一对位移传感器固定堵头17夹紧，并固定安装在位移传感器固定板14上，位移传感器固定板14与机架1固定连接；位移传感器拉线滚动轮18安装在位移传感器固定板14一端的夹口中并通过滚动轮销轴19固定；位移传感器13的拉线从位移传感器拉线滚动轮18的凹槽中经过，端部通过位移传感器拉线头夹片头16夹紧，位移传感器拉线头夹片头16通过销轴29与位移传感器拉线头固定座15构成铰接。
直线导轨23下端固定在直线导轨底部连接法兰22上，直线导轨滑块24套在直线导轨23中部，上方套有测量拉压保护弹簧25，直线导轨23上端安装直线导轨端部连接法兰32；直线导轨滑块24与导轨转动轴承48固定连接在一起，导轨转动轴26穿过导轨转动轴承48，两端安装在导轨转动轴固定轴承28中，导轨转动轴固定轴承28固定在机架1上。
探深机构夹板5成对安装在探深滚笼21两侧，探深机构夹板5的中间孔固定在探深机构固定旋转销轴2的轴端，探深机构夹板5绕其中间孔作圆周转动；探深机构固定旋转销轴2两端通过探深机构固定轴承4固定，探深机构固定轴承4固定在机架1底端；探深滚笼销轴7穿过探深滚笼21，两端分别安装在两侧探深机构夹板5的远端孔中，可以绕定轴自由转动；探深机构夹板5的近端孔对夹安装一根探深随动销轴9，探深随动销轴9上居中安装一个带座的探深随动轴承8，探深随动轴承8的轴承座与直线导轨底部连接法兰22和位移传感器拉线头固定座15固定。
所述的仿形机构主要包括：驱动导轨10、驱动导轨滑块11、驱动导轨导槽底部连接法兰12、驱动导轨转轴固定轴承27、驱动导轨转动丝杆31、监测位移传感器33、驱动导轨固定转轴35、除草滚笼销轴36、除草笼推动销轴I37、除草笼推转轴承38、除草笼推动销轴Ⅱ39、除草笼夹板40、监测传感器拉线头夹片头41、监测传感器拉线头固定座42、监测传感器拉线头销轴43、监测传感器固定板44、监测传感器拉线滚动轮45、监测传感器拉线滚动轮销轴46、监测传感器固定堵头47和驱动导轨转轴轴承49；
监测位移传感器33底部两端用一对监测传感器固定堵头47夹紧，并固定安装在监测传感器固定板44上，监测传感器固定板44固定在机架1上；监测传感器拉线滚动轮45安装在监测传感器固定板44一端的夹口中并通过监测传感器拉线滚动轮销轴46固定；监测位移传感器33的拉线从监测传感器拉线滚动轮45的凹槽中经过，端部通过监测传感器拉线头夹片头41夹紧；监测传感器拉线头夹片头41通过监测传感器拉线头销轴43与监测传感器拉线头固定座42构成铰接。
驱动导轨10下端固定在驱动导轨导槽底部连接法兰12上，驱动导轨滑块11通过内螺纹孔套在驱动导轨10内的驱动导轨转动丝杆31上，驱动导轨滑块11与导轨转轴轴承38固定链接，驱动导轨固定转轴35穿过驱动导轨转轴轴承49内孔，其两端安装驱动导轨转轴固定轴承27，驱动导轨转轴固定轴承27固定在机架1上。
除草笼夹板40成对安装在除草滚笼6的两侧，除草笼夹板40的中间孔固定在除草笼推动销轴I37轴端，除草笼夹板40可绕其中间孔作圆周转动，除草笼推动销轴I37两端通过除草笼固定轴承34固定，除草笼固定轴承34固定在机架1底端，使除草笼推动销轴I37可做绕轴自由转动；除草笼夹板40近端孔对夹安装除草笼推动销轴Ⅱ39，除草笼推动销轴Ⅱ39穿过除草笼推转轴承38内孔，并居中放置可做绕轴自由转动；除草笼推转轴承38的轴承座与驱动导轨导槽底部连接法兰12和监测传感器拉线头固定座42固定在一起；除草滚笼销轴36穿过除草滚笼6被对夹安装在除草笼夹板40的远端孔，并可绕轴自由转动。
监测传感器拉线护罩30一端设有通孔，中部为长槽孔，所述长槽孔、监测传感器固定板44夹口的通孔和监测传感器拉线滚动轮45的中心孔通过滚动轮销轴19固定在一起；监测传感器拉线头销轴43穿过监测位移传感器拉线头固定座42夹口的通孔，监测传感器拉线护罩30的通孔和监测传感器拉线头夹片头41的通孔，将三个零件固定在一起。
同样的，位移传感器拉线护罩20一端设有通孔，中部为长槽孔，所述长槽孔、位移传感器固定板14夹口的通孔和位移传感器拉线滚动轮18的中心孔通过监测传感器拉线滚动轮销轴46固定在一起；销轴29穿过位移传感器拉线头固定座15夹口的通孔，位移传感器拉线护罩20的通孔和位移传感器拉线头夹片头16的通孔，将三个零件固定在一起。
还包括一个分析决策系统，分析决策系统与位移传感器13和监测位移传感器33连接，用于控制驱动导轨10中的伺服电机。
执行步骤如下：
1)驱动位移传感器13每隔一定距离采集一次数据，采集一定次数为一个周期；
2)计算测量的深度数据H，公式如下：
Figure BDA0003276113790000061
其中，OH为探深滚笼21中心距探深机构固定轴承4轴心的距离，即为深度H；ON为探深机构夹板5中间孔与远端孔的距离；OM为探深机构夹板5中间孔与近端孔的距离；OA为探深机构固定轴承4轴心距位移传感器13的拉线端口的距离；OB为探深机构固定轴承4轴心距导轨转动轴固定轴承28轴心的距离；AB为导轨转动轴固定轴承28轴心距位移传感器13的拉线端口的距离；AM为位移传感器13拉线的实时长度，即位移传感器13的测量数值；ON、OM、OA、OB和AB均为已知；
3)计算每周期内测量的深度数据H的平均值
Figure BDA0003276113790000071
即推荐的工作深度；
4)根据监测位移传感器33的数据计算除草滚笼6的实时深度H’；
5)实时深度H’与推荐的工作深度之差为需要调整的深度，
6)将该深度换算为伺服电机工作量；
7)由分析决策系统发出控制信号到驱动导轨10中的伺服电机，由仿形机构驱动除草滚笼6深度的调整。
本发明中的分析决策系统使用一个PLC。
本发明工作原理如下：
测量机构的初始工作状态时，直线导轨23顶端安装的测量拉压保护弹簧25未受到压缩，自然伸展的最长形态，使得探深机构夹板5成近似竖直位置，探深滚笼21距离机架1最远，并处于静止状态。
测量机构的准备工作状态是，机架1下降，带动探深滚笼21下降，当其接触水田泥土后，记录其与机架1底部的距离H，此时为距离为H最大值，记作Hmax；当机具开始工作向前移动，探深滚笼21与接触的水和泥水产生相对运动，从而进行围绕自身轴心的被动转动；机架1继续下降，探深滚笼21受到泥水的向上作用力，带动探深机构夹板5另一端的探深滚笼销轴7向下移动，探深随动轴承8适应转动，并带动直线导轨23向下移动，直线导轨23的杆部沿着直线导轨滑块24内孔滑动，其远端直线导轨端部连接法兰32压迫测量拉压保护弹簧25收缩，位移传感器13的拉线伸出，拉线经过位移传感器拉线滚动轮18的凹槽，位移传感器拉线夹片头16绕销轴29适应转动，并带动位移传感器13的拉线拉伸，位移传感器13将测量的距离数据传给PLC，PLC经过分析计算得到需要的数据，通过PLC的配套模块驱动驱动导轨10内的伺服电机转动，带动驱动导轨10内的驱动导轨转动丝杆31转动，由于驱动导轨滑块11与除草笼推转轴承38一起围绕导轨固定转轴35适当转动，使得驱动导轨10相对驱动导轨滑块11及机架1向下运动，推动驱动导轨10底部的导轨导槽底部连接法兰板12与除草笼推转轴承38一起围绕除草笼推动销轴39做适应转动，撬动除草笼夹板40另一端的除草滚笼6整体向上移动，除草滚笼6同时受到机架1的带动与接触的水和泥水产生相对运动，从而进行围绕自身轴心的被动转动；导轨导槽底部连接法兰板12向下移动后，其靠近机架1中部一侧的传感器拉线头固定座42带动传感器拉线夹片头41移动，监测位移传感器33的拉线被伸出，监测位移传感器33将测量的距离数据传给PLC，PLC经过分析计算得到需要的数据，判断除草滚笼6的工作深度是否合理。
当前进途中的泥土出现升高，则探深滚笼21受到泥水的作用力继续上升，机构重复之前的上升调节运动；当前进途中的泥土出现下降，则探深滚笼21受到直线导轨23顶端安装的测量拉压保护弹簧25压缩产生的作用力而下降，机构则进行与上升调节运动相反的下降调节运动。当探深机构夹板5持续受到探深滚笼21被上升土层的推挤而与机架1底端的方管平行，直线导轨23顶端安装的测量拉压保护弹簧25被压缩到最短长度，为其极限位置，此时探深滚笼21距离机架1最近，为距离为H最小值，记作Hmin，机构进入保护工作状态；当前进的土层高度下降，直线导轨23顶端安装的测量拉压保护弹簧25受到压缩减小，产生推力使得探深滚笼21保持与水田泥土持续接触，机构回复其调节工作状态。

Claims (6)

1.一种带有智能自动补偿仿形装置的水田除草装置，其特征在于，其主要包括：机架(1)、探深机构、仿形机构、探深滚笼(21)和除草滚笼(6)；探深机构设置在机架(1)前部，仿形机构设置在机架(1)后部；
所述的探深机构主要包括：探深机构夹板(5)、位移传感器(13)、位移传感器固定板(14)、位移传感器拉线头固定座(15)、位移传感器拉线头夹片头(16)、位移传感器固定堵头(17)、位移传感器拉线滚动轮(18)、滚动轮销轴(19)、直线导轨(23)、直线导轨滑块(24)、导轨转动轴(26)、导轨转动轴固定轴承(28)和导轨转动轴承(48)；
位移传感器(13)底部两端用一对位移传感器固定堵头(17)夹紧，并固定安装在位移传感器固定板(14)上，位移传感器固定板(14)与机架(1)固定连接；位移传感器拉线滚动轮(18)安装在位移传感器固定板(14)一端的夹口中并通过滚动轮销轴(19)固定；位移传感器(13)的拉线从位移传感器拉线滚动轮(18)的凹槽中经过，端部通过位移传感器拉线头夹片头(16)夹紧，位移传感器拉线头夹片头(16)通过销轴(29)与位移传感器拉线头固定座(15)构成铰接。
直线导轨(23)下端固定在直线导轨底部连接法兰(22)上，直线导轨滑块(24)套在直线导轨(23)中部，上方套有测量拉压保护弹簧(25)，直线导轨(23)上端安装直线导轨端部连接法兰(32)；直线导轨滑块(24)与导轨转动轴承(48)固定连接在一起，导轨转动轴(26)穿过导轨转动轴承(48)，两端安装在导轨转动轴固定轴承(28)中，导轨转动轴固定轴承(28)固定在机架(1)上。
探深机构夹板(5)成对安装在探深滚笼(21)两侧，探深机构夹板(5)的中间孔固定在探深机构固定旋转销轴(2)的轴端，探深机构夹板(5)绕其中间孔作圆周转动；探深机构固定旋转销轴(2)两端通过探深机构固定轴承(4)固定，探深机构固定轴承(4)固定在机架(1)底端；探深滚笼销轴(7)穿过探深滚笼(21)，两端分别安装在两侧探深机构夹板(5)的远端孔中，可以绕定轴自由转动；探深机构夹板(5)的近端孔对夹安装一根探深随动销轴(9)，探深随动销轴(9)上居中安装一个带座的探深随动轴承(8)，探深随动轴承(8)的轴承座与直线导轨底部连接法兰(22)和位移传感器拉线头固定座(15)固定；
所述的仿形机构主要包括：驱动导轨(10)、驱动导轨滑块(11)、驱动导轨导槽底部连接法兰(12)、驱动导轨转轴固定轴承(27)、驱动导轨转动丝杆(31)、监测位移传感器(33)、驱动导轨固定转轴(35)、除草滚笼销轴(36)、除草笼推动销轴I(37)、除草笼推转轴承(38)、除草笼推动销轴Ⅱ(39)、除草笼夹板(40)、监测传感器拉线头夹片头(41)、监测传感器拉线头固定座(42)、监测传感器拉线头销轴(43)、监测传感器固定板(44)、监测传感器拉线滚动轮(45)、监测传感器拉线滚动轮销轴(46)、监测传感器固定堵头(47)和驱动导轨转轴轴承(49)；
监测位移传感器(33)底部两端用一对监测传感器固定堵头(47)夹紧，并固定安装在监测传感器固定板(44)上，监测传感器固定板(44)固定在机架(1)上；监测传感器拉线滚动轮(45)安装在监测传感器固定板(44)一端的夹口中并通过监测传感器拉线滚动轮销轴(46)固定；监测位移传感器(33)的拉线从监测传感器拉线滚动轮(45)的凹槽中经过，端部通过监测传感器拉线头夹片头(41)夹紧；监测传感器拉线头夹片头(41)通过监测传感器拉线头销轴(43)与监测传感器拉线头固定座(42)构成铰接；
驱动导轨(10)下端固定在驱动导轨导槽底部连接法兰(12)上，驱动导轨滑块(11)通过内螺纹孔套在驱动导轨(10)内的驱动导轨转动丝杆(31)上，驱动导轨滑块(11)与导轨转轴轴承(38)固定链接，驱动导轨固定转轴(35)穿过驱动导轨转轴轴承(49)内孔，其两端安装驱动导轨转轴固定轴承(27)，驱动导轨转轴固定轴承(27)固定在机架(1)上；
除草笼夹板(40)成对安装在除草滚笼(6)的两侧，除草笼夹板(40)的中间孔固定在除草笼推动销轴I(37)轴端，除草笼夹板(40)可绕其中间孔作圆周转动，除草笼推动销轴I(37)两端通过除草笼固定轴承(34)固定，除草笼固定轴承(34)固定在机架(1)底端，使除草笼推动销轴I(37)可做绕轴自由转动；除草笼夹板(40)近端孔对夹安装除草笼推动销轴Ⅱ(39)，除草笼推动销轴Ⅱ(39)穿过除草笼推转轴承(38)内孔，并居中放置可做绕轴自由转动；除草笼推转轴承(38)的轴承座与驱动导轨导槽底部连接法兰(12)和监测传感器拉线头固定座(42)固定在一起；除草滚笼销轴(36)穿过除草滚笼(6)被对夹安装在除草笼夹板(40)的远端孔，并可绕轴自由转动。
2.根据权利要求1所述的带有智能自动补偿仿形装置的水田除草装置，其特征在于，该装置还包括监测传感器拉线护罩(30)，所述监测传感器拉线护罩(30)一端设有通孔，中部为长槽孔，所述长槽孔、监测传感器固定板(44)夹口的通孔和监测传感器拉线滚动轮(45)的中心孔通过滚动轮销轴(19)固定在一起；监测传感器拉线头销轴(43)穿过监测位移传感器拉线头固定座(42)夹口的通孔，监测传感器拉线护罩(30)的通孔和监测传感器拉线头夹片头(41)的通孔，将三个零件固定在一起。
3.根据权利要求1所述的带有智能自动补偿仿形装置的水田除草装置，其特征在于，该装置还包括位移传感器拉线护罩(20)，所述位移传感器拉线护罩(20)一端设有通孔，中部为长槽孔，所述长槽孔、位移传感器固定板(14)夹口的通孔和位移传感器拉线滚动轮(18)的中心孔通过监测传感器拉线滚动轮销轴(46)固定在一起；销轴(29)穿过位移传感器拉线头固定座(15)夹口的通孔，位移传感器拉线护罩(20)的通孔和位移传感器拉线头夹片头(16)的通孔，将三个零件固定在一起。
4.根据权利要求1所述的带有智能自动补偿仿形装置的水田除草装置，其特征在于，该装置还包括一个分析决策系统，分析决策系统与位移传感器(13)和监测位移传感器(33)连接，用于控制驱动导轨(10)中的伺服电机。
5.根据权利要求1所述的带有智能自动补偿仿形装置的水田除草装置，其特征在于，分析决策系统执行步骤如下：
1)驱动位移传感器(13)每隔一定距离采集一次数据，采集一定次数为一个周期；
2)计算测量的深度数据H，公式如下：
Figure FDA0003276113780000031
其中，OH为探深滚笼(21)中心距探深机构固定轴承(4)轴心的距离，即为深度H；ON为探深机构夹板(5)中间孔与远端孔的距离；OM为探深机构夹板(5)中间孔与近端孔的距离；OA为探深机构固定轴承(4)轴心距位移传感器(13)的拉线端口的距离；OB为探深机构固定轴承(4)轴心距导轨转动轴固定轴承(28)轴心的距离；AB为导轨转动轴固定轴承(28)轴心距位移传感器(13)的拉线端口的距离；AM为位移传感器(13)拉线的实时长度，即位移传感器(13)的测量数值；ON、OM、OA、OB和AB均为已知；
3)计算每周期内测量的深度数据H的平均值
Figure FDA0003276113780000032
即推荐的工作深度；
4)根据监测位移传感器(33)的数据计算除草滚笼(6)的实时深度H’；
5)实时深度H’与推荐的工作深度之差为需要调整的深度，
6)将该深度换算为伺服电机工作量；
7)由分析决策系统发出控制信号到驱动导轨(10)中的伺服电机，由仿形机构驱动除草滚笼(6)深度的调整。
6.根据权利要求1所述的带有智能自动补偿仿形装置的水田除草装置，其特征在于，分析决策系统为PLC。
CN202111118716.8A 2021-11-19 2021-11-19 一种带有智能自动补偿仿形机构的水田除草装置 Active CN114223327B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111118716.8A CN114223327B (zh) 2021-11-19 2021-11-19 一种带有智能自动补偿仿形机构的水田除草装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111118716.8A CN114223327B (zh) 2021-11-19 2021-11-19 一种带有智能自动补偿仿形机构的水田除草装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114223327A true CN114223327A (zh) 2022-03-25
CN114223327B CN114223327B (zh) 2023-06-16

Family

ID=80743008

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111118716.8A Active CN114223327B (zh) 2021-11-19 2021-11-19 一种带有智能自动补偿仿形机构的水田除草装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114223327B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102612874A (zh) * 2012-03-08 2012-08-01 华南农业大学 一种智能化株行间机械除草机
CN104094690A (zh) * 2014-07-23 2014-10-15 青海林丰农牧机械制造有限公司 一种自走式田地除草机
CN104823572A (zh) * 2015-05-11 2015-08-12 江苏大学 一种液压仿形栽植机构
EP3387890A1 (de) * 2017-04-13 2018-10-17 Horsch Maschinen GmbH Reiheneinheit zur mechanischen unkrautbekämpfung, landwirtschaftliche maschine mit wenigstens zwei derartigen reiheneinheiten sowie verfahren zur mechanischen unkrautbekämpfung
CN112293392A (zh) * 2020-10-30 2021-02-02 华南农业大学 一种自动仿形的水稻行间推压式除草装置、除草装置组和除草方法
CN113396650A (zh) * 2021-04-30 2021-09-17 中国农业大学 一种智能蔬菜株间除草装置及控制方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102612874A (zh) * 2012-03-08 2012-08-01 华南农业大学 一种智能化株行间机械除草机
CN104094690A (zh) * 2014-07-23 2014-10-15 青海林丰农牧机械制造有限公司 一种自走式田地除草机
CN104823572A (zh) * 2015-05-11 2015-08-12 江苏大学 一种液压仿形栽植机构
EP3387890A1 (de) * 2017-04-13 2018-10-17 Horsch Maschinen GmbH Reiheneinheit zur mechanischen unkrautbekämpfung, landwirtschaftliche maschine mit wenigstens zwei derartigen reiheneinheiten sowie verfahren zur mechanischen unkrautbekämpfung
CN112293392A (zh) * 2020-10-30 2021-02-02 华南农业大学 一种自动仿形的水稻行间推压式除草装置、除草装置组和除草方法
CN113396650A (zh) * 2021-04-30 2021-09-17 中国农业大学 一种智能蔬菜株间除草装置及控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN114223327B (zh) 2023-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110466633B (zh) 适用于恶劣环境的悬挂高度自适应特种机器人及作业方法
CN114223327A (zh) 一种带有智能自动补偿仿形机构的水田除草装置
CN113498675A (zh) 一种甘蔗收割机刀盘仿形切割平台
CN204359482U (zh) 基于土槽的旋耕部件耕作阻力测试装置
CN108464094B (zh) 一种用于蔬菜移栽机上的减震底盘及其减震方法
CN103353406A (zh) 土槽自动化试验车悬挂移动装置
CN112045656B (zh) 一种机器人的缓冲机构
CN210017083U (zh) 一种园林种植箱
CN110836655B (zh) 机具作业姿态检测装置、农业作业机械及贴地作业方法
CN112077173A (zh) 整平机整平辊间距调节机构
CN113607079B (zh) 一种通用式开沟深度检测装置
CN112293119B (zh) 一种拱棚支柱自动扦插机
CN201483780U (zh) 卧式冲床
CN112930787B (zh) 一种自走式播种机
CN107842367B (zh) 用于水力采集机构离地高度的控制系统、控制方法及多金属结核采矿车
CN209352957U (zh) 钢球刮板式冷床
CN112930735B (zh) 一种便于使用的多功能农机底部防护板保护装置
CN220726273U (zh) 一种采煤机机身倾斜自动纠正装置
CN201004872Y (zh) 带板开式土壤升运器主被动轴平行度调节机构
CN213169780U (zh) 一种滚床用的限位装置
CN220166874U (zh) 一种地基平整机构
CN110987925A (zh) 一种农作物轮作土壤肥力监控系统
CN108419459A (zh) 一种组合式农业机械
CN208273507U (zh) 一种组合式农业机械
CN113348788A (zh) 一种可自动调节的起膜装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant