CN201853134U - 一种应用于播深自控系统的室内试验台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及播种技术领域。一种应用于播深自控系统的室内试验台，其特征在于：所述试验台包括机架(12)、地表起伏模拟机构、检测机构、控制器、液压站、调节机构、开沟器等，其中，所述的地表起伏模拟机构包括电机安装支座(1)、直流调速电机(2)、圆盘(3)、连杆(4)、连接件(5)、滑柱(6)、滑槽支座(7)、地表模拟板(8)等，用于升降地表模拟板(8)，模拟地表起伏；所述检测机构包括用于跟踪地表模拟板(8)升降的线性可变位移传感器，以及用于探测模拟播深的超声波传感器(22)；调节机构包括调节机构安装支座(13)、液压缸(14)、平行四杆、开沟器安装支座(16)等，用于调整模拟播深。

Description

一种应用于播深自控系统的室内试验台

技术领域

本实用新型涉及播种技术领域，特别涉及一种应用于播深自控系统的室内试验台。

背景技术

免耕播种机属于保护性耕作机具，具有防止水土流失，防止沙尘，保护环境，节能降耗，抢农时等作用。免播机作业时地表条件恶劣，免耕施肥播种质量易受影响，尤其是对播深控制影响较大。而播种深度一致是播种作业保证苗齐、苗全、苗壮的基本要求，是衡量播种性能的关键指标。因此，为了提高免耕施肥播种质量，除了进行必要的地表耕作外，必须研究如何有效控制播深，即在地表条件复杂的情况下保持播种深度一致。

目前拖拉机在进行播种作业时，主要采用高度调节法调节播种深度，即利用地轮(仿形部件)对地面的仿形来维持一定的播深。在保护性耕作条件下，土壤结构、田间条件复杂多变，利用传统的被动控制技术难以保证免耕施肥播种质量。鉴于主动控制播深相对被动控制不易受外界条件影响，亟待研究主动式播深自控系统。

由于室内试验相对田间试验不受季节、气候条件的影响，不需选择性地进行试验，为此，需要一种应用于播深自控系统的室内试验台，为田间免播机播深自控系统的研制与开发做铺垫。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种相对田间试验操作不受季节、气候条件的影响，便于试验得到一系列重要参数，为田间免播机播深自控系统的研制与开发提供重要数据的应用于播深自控系统的室内试验台。

一种应用于播深自控系统的室内试验台，包括机架12，其特征在于：所述室内试验台还包括地表起伏模拟机构、检测机构、控制器、驱动板、液压站、调节机构、开沟器，其中，

所述地表起伏模拟机构包括电机安装支座1、直流调速电机2、圆盘3、连杆4、第一连接件5、滑柱6、滑槽支座7、地表模拟板8；其中，电机安装支座1与滑槽支座7与机架12固定连接；直流调速电机2安装于电机安装支座1上，驱动圆盘3转动；连杆4一端偏心安装于圆盘3上，另一端与第一连接件5连接；滑柱6穿过滑槽支座7，下端固定连接在第一连接件5上，上端与地表模拟板8相连；

所述检测机构包括线性可变位移传感器以及超声波传感器22，线性可变位移传感器包括线性可变位移传感器定杆11与线性可变位移传感器动杆9，线性可变位移传感器定杆11安装于固定在机架12上的线性可变位移传感器安装支座10上，线性可变位移传感器动杆9与地表模拟板8相连，超声波传感器22通过连接件固定在开沟器铲柄19上；

所述的控制器接收超声波传感器22采集的播深信息，控制液压站的比例方向阀30的流量与方向，控制液压缸14推杆伸缩；

所述驱动板对控制信号进行放大，控制比例方向阀30与两位三通阀29操作；

所述液压站通过调节比例方向阀30的流量与方向及两位三通阀29的得失电，控制液压缸14推杆伸缩及伸缩速度，继而带动开沟器上下移动；

所述调节机构包括调节机构安装支座13、液压缸14、平行四杆、开沟器安装支座16，其中，调节机构安装支座13固定在机架12上；开沟器安装支座16通过平行四杆与调节机构安装支座13相连；液压缸14底座与调节机构安装支座13通过销连接，液压缸14推杆与下连杆17通过销相连。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本实用新型的室内试验台不受季节、气候条件的影响，试验安排机动性强，便于搭线、安装，为田间免播机播深自控系统的研制与开发做铺垫，具有提高系统开发效率、降低开发成本的作用。

附图说明

图1为本实用新型一种应用于播深自控系统的室内试验台的结构示意图；

图2为本实用新型一种应用于播深自控系统的室内试验台的液压站原理图；

图3为本实用新型一种应用于播深自控系统的室内试验台的控制方块图。

附图标记

1电机安装支座               2直流调速电机

3圆盘                       4连杆

5第一连接件                 6滑柱

7滑槽支座                   8地表模拟板

9线性可变位移传感器动杆     10线性可变位移传感器安装支座

11线性可变位移传感器定杆    12机架

13调节机构安装支座          14液压缸

15上连杆                    16开沟器安装支座

17下连杆        18第二连接件

19开沟器铲柄    20第三连接件

21第四连接件    22超声波传感器

23开沟器角尖    24油箱

25液压泵        26过滤器

27单向阀        28蓄能器

29两位三通阀    30比例方向阀

31节流阀        32卸荷阀

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步说明与描述。

如图1、2、3所示，一种应用于播深自控系统的室内试验台包括机架、地表起伏模拟机构、检测机构、控制器、驱动板、液压站、调节机构、开沟器；

如图1所示，所述开沟器由开沟器铲柄19与开沟器角尖23组成，开沟器铲柄19通过螺栓固定在开沟器安装支座16上，开沟器角尖23焊接在开沟器铲柄19上。

如图1所示，所述地表起伏模拟机构包括电机安装支座1、直流调速电机2、圆盘3、连杆4、第一连接件5、滑柱6、滑槽支座7、地表模拟板8。

电机安装支座1与滑槽支座7焊接在机架12上；直流调速电机2安装于电机安装支座1上，驱动圆盘3转动；连杆4一端安装于圆盘3偏心75mm处，另一端与第一连接件5连接；滑柱6穿过滑槽支座7，下端固定连接在第一连接件5上，上端与地表模拟板8相连，用于升降地表模拟板8，模拟地表起伏，起伏幅度为150mm，且起伏坡度可以通过调节直流调速电机2转速控制。

如图1、3所示，所述检测机构包括用于跟踪地表模拟板8升降的线性可变位移传感器(LVDT)，线性可变位移传感器包括线性可变位移传感器定杆11与线性可变位移传感器动杆9，线性可变位移传感器定杆11安装于焊接在机架12上的线性可变位移传感器安装支座10上，线性可变位移传感器动杆9与地表模拟板8相连，随着地表模拟板8升降而屈伸，检测到地表模拟板8的高度位置随时间变化的关系；以及用于探测播深的超声波传感器22，通过第二连接件18、第三连接件20、第四连接件21安装在开沟器铲柄19上，其安装位置与开沟器底部的距离是可调的，范围为245-295cm(不计超声波传感器厚度)，探头面向地表模拟板8，探测其安装位置与地表模拟板8的距离，间接得到开沟器底部与地表模拟板8的距离，即实际播深。

如图1所示，所述调节机构包括调节机构安装支座13、液压缸14、平行四杆、开沟器安装支座16。

调节机构安装支座13焊接在机架12上；开沟器安装支座16通过平行四杆与调节机构安装支座13相连；平行四杆包括两个上连杆15与两个下连杆17，上连杆15通过销安装在调节机构安装支座13及开沟器安装支座16外侧，下连杆17类似地安装在内侧；液压缸14底座与调节机构安装支座13通过销连接，液压缸14推杆与下连杆17通过销相连；当液压缸14推杆伸缩时，开沟器安装支座16及开沟器跟随着上下摆动，调整播深，即开沟器底部距地表模拟板8的距离。

如图2所示，所述液压站包括油箱24、液压泵25、过滤器26、单向阀27、蓄能器28、两位三通阀29、液压缸14、比例方向阀30、节流阀31、卸荷阀32。其中，液压泵25从油箱24吸油，为系统提供动力；过滤器26收集油液中污染颗粒；单向阀27控制油液的单向流动；蓄能器28存储多余的压力油液，并在需要时释放出来供给系统；两位三通阀29常闭状态下，油缸两腔相连，组成差动连接，当其通电时，油缸一腔通高压，一腔通低压；液压缸14无杆腔进油或有杆腔进油，控制推杆缩进；比例方向阀30通过激励相应的电磁铁，控制油液流向，通过输入大小不同的电流信号改变节流口的开度实现控制流量；节流阀31为流量控制阀，系统工作时节流阀31节流口全闭，保证系统工作压力，系统不工作时打开节流阀31节流口，将蓄能器28、液压缸14及管道中的油液流回油箱24；顺序阀32为外控式，若系统压力过高，可帮助卸压。

如图3所示，所述控制器为单片机，单片机根据超声波传感器22的传递信息，对期望播深与实际播深进行对比，输出一特定占空比的PWM方波信号，传递至驱动板。所述驱动板由光耦、集成电路、三极管与MOS管等构成，比例方向阀30控制通过光耦隔离、电流放大集成电路来实现；二位三通阀29得失电利用三极管与MOS管级联构成的开关电路来完成。

当探测播深合适时，单片机不发出控制信号，比例方向阀30处于中位，液压泵25产生的压力油经过滤器26、单向阀27进入蓄能器28，节流阀31与卸荷阀32配合蓄能器28工作，为系统稳流以及卸荷；当探测播深过浅或过深时，单片机输出一控制信号，经驱动板放大后，比例方向阀30的A或B口进一定流量的压力油，液压缸14推杆推进或回缩，直至播深合适；两位三通阀29在无杆腔进压力油时得电，组成差动连接，其它情况下失电，则液压缸14推杆伸出与返回速度一致。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种应用于播深自控系统的室内试验台，包括机架(12)，其特征在于：所述室内试验台还包括：

地表起伏模拟机构、检测机构、控制器、驱动板、液压站、调节机构、开沟器；其中，

所述地表起伏模拟机构包括电机安装支座(1)、直流调速电机(2)、圆盘(3)、连杆(4)、第一连接件(5)、滑柱(6)、滑槽支座(7)、地表模拟板(8)；其中，电机安装支座(1)与滑槽支座(7)与机架(12)固定连接；直流调速电机(2)安装于电机安装支座(1)上，驱动圆盘(3)转动；连杆(4)一端偏心安装于圆盘(3)上，另一端与第一连接件(5)连接；滑柱(6)穿过滑槽支座(7)，下端固定连接在第一连接件(5)上，上端与地表模拟板(8)相连；

所述检测机构包括线性可变位移传感器以及超声波传感器(22)，线性可变位移传感器包括线性可变位移传感器定杆(11)与线性可变位移传感器动杆(9)，线性可变位移传感器定杆(11)安装于固定在机架(12)上的线性可变位移传感器安装支座(10)上，线性可变位移传感器动杆(9)与地表模拟板(8)相连，超声波传感器(22)通过连接件固定在开沟器铲柄(19)上；

所述的控制器接收超声波传感器(22)采集的播深信息，控制液压站的比例方向阀(30)的流量与方向，控制液压缸(14)推杆伸缩；

所述驱动板对控制信号进行放大，控制比例方向阀(30)与两位三通阀(29)操作；

所述液压站通过调节比例方向阀(30)的流量与方向及两位三通阀(29)的得失电，控制液压缸(14)推杆伸缩及伸缩速度，继而带动开沟器上下移动；

所述调节机构包括调节机构安装支座(13)、液压缸(14)、平行四杆、开沟器安装支座(16)，其中，调节机构安装支座(13)固定在机架(12)上；开沟器安装支座(16)通过平行四杆与调节机构安装支座(13)相连；液压缸(14)底座与调节机构安装支座(13)通过销连接，液压缸(14)推杆与下连杆(17)通过销相连。

2.根据权利要求1所述的应用于播深自控系统的室内试验台，其特征在于：所述开沟器由开沟器铲柄(19)与开沟器角尖(23)组成，开沟器铲柄(19)通过螺栓固定在开沟器安装支座(16)上，开沟器角尖(23)焊接在开沟器铲柄(19)上。

3.根据权利要求1所述的应用于播深自控系统的室内试验台，其特征在于：所述液压站包括油箱(24)、液压泵(25)、过滤器(26)、单向阀(27)、蓄能器(28)、两位三通阀(29)、液压缸(14)、比例方向阀(30)、节流阀(31)、卸荷阀(32)；其中，

液压泵(25)从油箱(24)吸油，为系统提供动力；过滤器(26)收集油液中污染颗粒；单向阀(27)控制油液的单向流动；蓄能器(28)存储多余的压力油液，并在需要时释放出来供给系统；两位三通阀(29)常闭状态下，油缸两腔相连，组成差动连接，当其得电时，油缸一腔通高压，一腔通低压；液压缸(14)无杆腔进油或有杆腔进油，控制推杆缩进；比例方向阀(30)通过激发相应的电磁铁，控制油液流向，通过输入大小不同的电流信号改变节流口的开度以实现流量控制；节流阀(31)为流量控制阀，保证流量稳定；系统工作时节流阀(31)节流口全闭，保证系统工作压力，系统不工作时打开节流阀(31)节流口，将蓄能器(28)、液压缸(14)及管道中的油液流回油箱(24)；顺序阀(32)为外控式，在系统压力过高时帮助卸压。

4.根据权利要求1所述的应用于播深自控系统的室内试验台，其特征在于：所述地表模拟板(8)起伏幅度为150mm，起伏坡度通过调节直流调速电机(2)转速控制。

5.根据权利要求1所述的应用于播深自控系统的室内试验台，其特征在于：所述控制器为单片机，根据超声波传感器(22)的传递信息，对期望播深与实际播深进行对比，输出一特定占空比的PWM方波信号，传递至驱动板。

6.根据权利要求1所述的应用于播深自控系统的室内试验台，其特征在于：所述驱动板由光耦、集成电路、三极管与MOS管构成，通过光耦隔离、电流放大集成电路来实现比例方向阀(30)的控制；利用三极管与MOS管级联构成的开关电路来完成二位三通阀(29)的得失电。

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