CN201752215U - 液压无级变速喷雾风扇调速装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种能够对喷雾风扇的速度精确控制的液压无级变速喷雾风扇调速装置，所述液压无级变速喷雾风扇包括由液压泵和液压马达组成的液压无级变速器，它还包括步进电机，与步进电机相连的控制步进电机的驱动器，输出端与驱动器相连的控制器，与控制器相连的输入装置和显示装置；步进电机经传动机构与液压无级变速器的油门控制机构相连；编码器与液压马达的输出轴相连，编码器的输出接控制器。

Description

液压无级变速喷雾风扇调速装置

技术领域

本实用新型涉及液压无级变速喷雾风扇调速装置，具体地说，是一种能够对喷雾风扇的速度精确控制的调速系统。

背景技术

目前使用的农用车载风送式喷雾机采用手动换挡方式调节液压无级变速器阀门，改变液压马达的单位时间进油量，从而实现改变风扇转速。通过手动换挡这种方法主要存在两种缺陷：1、风扇转速档位划分非常粗略，无法根据作物的不同实时精准的调速；2、现有的风送式喷雾机的液压泵是采用车发动机传动，当发动机转速不稳定时，手动换挡调节的风扇转速是不准确的。

传统农用车载风送式喷雾机，由于第2种缺陷的存在，使得以往的专利如93206603.8机械式无级调速装置和93207614.9自动机械式无级调速装置，都采用的纯机械机构控制方法，不能够实现精确控制液压马达转速。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种能够对喷雾风扇的速度精确控制的液压无级变速喷雾风扇调速装置。

本液压无级变速喷雾风扇调速装置，所述液压无级变速喷雾风扇包括由液压泵和液压马达组成的液压无级变速器，它还包括步进电机，与步进电机相连的控制步进电机的驱动器，输出端与驱动器相连的控制器，与控制器相连的输入装置和显示装置；步进电机经传动机构与液压无级变速器的油门控制机构相连；编码器与液压马达的输出轴相连，编码器的输出接控制器。

本实用新型的有益效果：通过输入装置可以在控制器中设定液压马达的转速；编码器检测出液压马达的实际转速，并在显示装置中显出。控制器读取设定的转速与风扇实际转速，计算出控制量，并把控制量转化成脉冲信号发给控制步进电机的驱动器，步进电机即通过传动机构带动油门控制机构，改变液压泵输出油量，调整液压无级变速器的输出转速。整个过程往复循环，直至期望速度和实际速度在允许误差范围之内。整个控制系统为闭环控制方式，可以动态补偿发动机转速变化引起风扇转速变化，使其稳定为设定值，达到风扇转速精确控制目的，克服了以往手动档位控制方式的不确定性，本系统特别适用于农用车载风送式喷雾机精量喷雾喷药。

上述的液压无级变速喷雾风扇调速装置，输入装置包括用于设定液压马达转速的风速设定旋钮，风速设定旋钮通过A/D转换模块与控制器相连；显示装置为数码管显示模块。通过风速设定旋钮，操作者可以设定液压马达转速，并可通过数码管显示模块非常直观地看到设定转速和以及液压马达的实际转速值。控制器通过A/D转换芯片读取旋钮设定的转速。所述控制器(微处理器)采用AT89S52芯片。

上述的液压无级变速喷雾风扇调速装置，传动机构有多种多样，比较简单且传动精度比较高的传动机构包括带动液压无级变速器的油门阀杆转动的拉线、滑块、螺杆；拉线与滑动连接在导轨上的滑块相连，滑块与螺杆通过螺旋副相联；螺杆与步进电机输出轴连接。为了更精确地控制油门开度，螺杆导程是1-3mm。

附图说明

图1为螺杆精确控制液压无级变速喷雾风扇调速装置的整体结构示意图。

图2为电子调速仪示意图。

图3为控制执行机构示意图。

图4为螺杆精确控制液压无级变速喷雾风扇调速装置的示意框图。

图中：电子调速仪1，信号传输线2，控制执行机构3，拉线固定杆4，拉线5，拉线固定铁片6，阀门杆7；液压无级变速器8；设定转速数码管9；风扇转速数码管10；风速设定旋钮11；(单片机供电)电源开关12；程序运行开关13；液压无级变速器及油路和风扇部分14；导轨16，滑块17，螺杆18，联轴器19，步进电机20，信号传输线21，驱动器22。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

参见图1所示螺杆精确控制液压无级变速喷雾风扇调速装置，操作电子调速仪1输出控制信号，通过信号传输线2传给控制执行机构3，控制执行机构3通过拉线固定杆4拉动拉线5，拉线即拉到阀门杆(油门控制机构)7前后摆动，调节液压无级变速器8的液压泵排油量。液压无级变速器驱动液压马达转动。

参见图2，电子调速仪器主要包括微处理器(AT89S52芯片)、A/D转换模块、数码管显示模块、风速设定旋钮、编码器。电子调速仪由12v蓄电池供电，打开(单片机供电)电源开关12，设定转速数码管9和风扇转速数码管10均在工作状态。旋转风速设定旋钮11，即可通过设定转速数码管9直观看到设定风速值，待设定完毕，摁下程序运行开关13程序进入运行状态。通过编码器实时检测风扇的实际转速，由风扇转速数码管10显示。

参见图3，(步进电机)驱动器22通过信号传输线21接收到电子调速控制仪1传输的控制量，驱动步进电机20正反转。步进电机20输出轴通过连接联轴器19，带动螺杆18旋转。螺杆18上滑块17随着螺杆的旋转运动，沿导轨16上作直线运动，把步进电机的旋转控制转化成直线控制。

参见图4，螺杆精确控制液压无级变速喷雾风扇调速装置主要电子调速仪1、控制执行机构3、液压无级变速器及油路和风扇部分14组成。要电子调速仪1主要包风速设定旋钮的A/D转换、编码器信号的读取、转速的显示，采用AT89S52芯片控制。控制执行机构3主要包括步进电机及其驱动器、螺杆及其导轨和滑块。液压无级变速器及油路和风扇部分14主要包括液压泵、液压马达以及相应的油路、油箱、风扇等。风扇连接在液压马达的输出轴上，构成了液压马达风扇。打开电子调速仪1上的电源开关12，调节风速设定旋钮11设定理想转速，在设定转速数码管9上显示，并摁下程序运行按钮13，微处理器(单片机)通过编码器输入信号测得风扇实际转速，在风扇转速数码管10实时显示。同时通过微处理器得到控制量并把控制量转化成脉冲信号发给驱动器22，步进电机20带动滑块在配套导轨16上直线运动，拉动阀门杆7，调整液压无级变速器8输出转速。整个过程往复循环，直至期望速度和实际速度在允许误差范围(50rp/m)之内。电源开关12和程序运行按钮13主要起到单片和执行机构的保护作用，防治突发情况烧毁单片机及损坏步进电机。

本实用新型利用螺杆把旋转运动转化成直线运动的功能，实现精准控制液压无级变速器喷雾风扇的调速。本方案被控制对象是由液压泵和液压马达构成的液压无级变速器，通过液压泵的油门开口大小控制输出轴转速，液压泵阀门开口角度为18°，为了便于控制，简化成直线运动。但执行机构中原动机是旋转运动的步进电机，本系统用螺杆把两者很好的结合起来，并利用螺杆的导程进一步提高系统精度。

微处理器通过A/D转换模块读取风速设定旋钮设定的转速，并根据编码器数据(风扇实际风速)，通过二维模糊决策模块得到控制量并把控制量转化成脉冲信号发给驱动器，步进电机带动滑块在配套导轨上直线运动，拉动伐栓，调整液压无级变速器输出转速。整个过程往复循环，直至期望速度和实际速度在允许误差范围之内。

本实用新型整个控制系统为闭环控制方式，可以动态补偿发动机转速变化引起风扇转速变化，使其稳定为设定值，达到风扇转速精确控制目的。采用二维模糊控制策略，结合螺杆导程(2mm)，进一步提高系统控制精度，误差范围在50rp/m(转/分钟)以内。这样操作者可以非常直观看到电子调速仪上设定转速和实际转速值，控制液压马达风扇转速，克服了以往手动档位控制方式的不确定性。本系统特别适用于农用车载风送式喷雾机精量喷雾喷药。

Claims (5)

1.液压无级变速喷雾风扇调速装置，所述液压无级变速喷雾风扇包括由液压泵和液压马达组成的液压无级变速器，其特征是：它还包括步进电机，与步进电机相连的控制步进电机的驱动器，输出端与驱动器相连的控制器，与控制器相连的输入装置和显示装置；步进电机经传动机构与液压无级变速器的油门控制机构相连；编码器与液压马达的输出轴相连，编码器的输出接控制器。

2.如权利要求1所述的液压无级变速喷雾风扇调速装置，其特征是：输入装置包括用于设定液压马达转速的风速设定旋钮，风速设定旋钮通过A/D转换模块与控制器相连；显示装置为数码管显示模块。

3.如权利要求2所述的液压无级变速喷雾风扇调速装置，其特征是：控制器为AT89S52芯片。

4.如权利要求1所述的液压无级变速喷雾风扇调速装置，其特征是：传动机构包括带动液压无级变速器的油门阀杆转动的拉线、滑块、螺杆；拉线与滑动连接在导轨上的滑块相连，滑块与螺杆通过螺旋副相联；螺杆与步进电机输出轴连接。

5.如权利要求4所述的液压无级变速喷雾风扇调速装置，其特征是：螺杆导程是1-3mm。

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