CN204408857U - 带机械式耕深调节系统的旋耕装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带机械式耕深调节系统的旋耕装置，包括旋耕机架、旋耕驱动电机、耕深调节装置、冲击缓冲装置、链传动装置、一级换向传动装置、行走箱、刀辊和导向滑块。其中，旋耕机架通过导向滑块—滑槽方式连接与台车机架连接；耕深调节装置包括伺服电动缸和安装架，伺服电动缸的缸体通过安装架固定安装在台车机架上，其推杆通过螺栓与旋耕机架连接；冲击缓冲装置包括调节杆、调节弹簧和辅助支架，调节杆的上端悬置，下端穿过辅助支架上的通孔并固定在旋耕机架上，调节弹簧套设在调节杆上，调节弹簧的下端固定连接在旋耕机架上，上端通过辅助支架连接于台车机架上。

Description

带机械式耕深调节系统的旋耕装置

技术领域

本实用新型属于农业机械测试技术领域，特别涉及一种带机械式耕深调节系统的旋耕装置。

背景技术              

土壤耕作部件是农业机械的核心部件，其土壤切削性能直接影响农业机械的能源消耗及耕作效能。土壤耕作部件主要受到来自耕层土壤复杂而随机变化的载荷作用，由于阻力过大，常导致土壤耕作部件服役时间短，甚至出现弯曲、断裂等现象。因此，对土壤耕作部件的动态负荷进行实时测试，研究其在耕作过程中的受力特性与规律，将为土壤耕作部件的设计、选用及其失效形式分析提供重要的测试数据与技术手段，并可为其减阻降耗设计提供有价值的参考。

与田间试验相比，土槽试验具有不受季节和农时的限制、可根据不同需要对土壤进行实时恢复处理、试验重复性好且不受外界气候和自然条件影响等优点。旋耕装置是土槽试验台的重要组成部分。目前，已见报道的土槽试验台，其旋耕装置多数是基于液压系统调节耕作深度，开发、维护成本较高。

实用新型内容

针对现有技术中的上述不足，本实用新型主要目的是提供一种带机械式耕深调节系统的旋耕装置，可实现对耕作深度的精准控制。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

带机械式耕深调节系统的旋耕装置，包括旋耕机架、耕深调节装置、旋耕驱动电机、冲击缓冲装置、链传动装置、一级换向传动装置、行走箱、刀辊和导向滑块，旋耕驱动电机、耕深调节装置、冲击缓冲装置和一级换向传动装置均安装在旋耕机架上，旋耕机架安装在台车机架上。

所述旋耕驱动电机的动力经链传动装置传递给一级换向传动装置，经一级换向传动装置换向后传递给行走箱，所述刀辊安装在行走箱输出轴上。

所述耕深调节装置包括伺服电动缸和用于固定安装伺服电动缸的安装架，伺服电动缸的缸体通过安装架固定安装在台车机架上，其推杆借助球面垫圈并通过螺栓连接在旋耕机架上。

所述冲击缓冲装置包括调节杆、调节弹簧和辅助支架；辅助支架固定安装在台车机架上，在辅助支架上开设有供调节杆通过的通孔；调节杆的上端悬置，下端穿过辅助支架上的通孔并固定在旋耕机架上；调节弹簧套设在调节杆上，调节弹簧的下端固定连接在旋耕机架上，上端通过辅助支架连接于台车机架上。

进一步，所述行走箱输出轴为双输出轴，可选择安装一组或两组刀辊。本实施例中，刀辊为两组，对称安装在行走箱两侧的输出轴上。

更进一步，所述伺服电动缸为折返式伺服电动缸，伺服电动缸的伺服电机与缸体平行设置，伺服电机的输出轴通过同步带和同步带轮与伺服电动缸的传动丝杆连接。

更进一步，所述伺服电动缸的最大工作行程为300mm，推杆工作速度为200mm/s，伺服电机功率为0.4kw，单缸承载能力为80kg。

相对于现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型采用伺服电机驱动的伺服电动缸对耕作深度进行调节。将伺服电机的旋转运动通过丝杆转换成直线运动，同时将伺服电机的精确转速控制、精确转数控制、精确扭矩控制转变为精确速度控制、精确位置控制、精确推力控制，从而实现对耕作深度的精准控制。这突破了传统土槽试验台车的旋耕系统采用液压系统实现耕作深度调节的模式，有利于缩短响应时间，提高调节精度，并简化系统控制策略及流程，节约维护成本。

2、行走箱输出轴为双输出轴，可选择安装一组或两组刀辊，从而实现单辊、双辊等多种作业模式的土槽试验。两组刀辊呈对称设置，更接近农业机械旋耕系统的实际耕作状况。同时，采用原型耕作部件、原型行走箱，可通过试验直接得到土壤耕作部件的真实行为表征。

3、采用折返式伺服电动缸，其安装位置灵活，安装容易，设定简单，使用方便，并具有较高的控制性和控制精度。同时，伺服电动缸的推杆借助球面垫圈并通过螺栓连接在旋耕机架活动部分上，可以改善伺服电动缸的受力。

4、设置了冲击缓冲装置。使用时，冲击缓冲装置的调节杆穿过固定安装在台车机架上的辅助支架上的通孔，并使调节弹簧位于旋耕机架与辅助支架之间，调节弹簧的下端固定连接在旋耕机架上，上端限位于辅助支架。通过调节弹簧的减振作用，将直接作用于旋耕机架上的冲击振动部分转移至台车机架，以减小旋耕作业时的冲击振动，对电动缸进行保护。

附图说明

图1为旋耕装置结构示意图；

图2为旋耕装置安装结构示意图；

图3为伺服电动缸结构示意图。

其中，1为旋耕机架，2为伺服电动缸，21为伺服电机，22为缸体，23为推杆，3为冲击缓冲装置，31为调节杆，32为调节弹簧，33为辅助支架，4为旋耕驱动电机，5为一级换向传动装置，6为行走箱，7为刀辊，8为球面垫圈，9为导向滑块，10为台车机架。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本实用新型作进一步详细的说明。

参见图1-图3：带机械式耕深调节系统的旋耕装置包括旋耕机架1、旋耕驱动电机4、耕深调节装置、冲击缓冲装置3、链传动装置、一级换向传动装置5、行走箱6、刀辊7、球面垫圈8和导向滑块9等。旋耕驱动电机4、耕深调节装置、冲击缓冲装置3和一级换向传动装置5均安装在旋耕机架1上。在旋耕驱动电机4输出轴上安装有主动链轮，在一级换向传动装置5输入轴的一端安装有从动链轮，主动链轮与从动链轮通过链条连接。一级换向传动装置5输入轴的另一端安装有第一伞齿，一级换向传动装置5输出轴的上端安装有第二伞齿，第一伞齿与第二伞齿啮合。一级换向传动装置5输出轴的下端与行走箱6输入轴连接。行走箱6输出轴为双输出轴，刀辊7为两组，两组刀辊7对称安装在行走箱6两侧的输出轴上。旋耕驱动电机4通过链传动装置将动力传递给一级换向传动装置5，一级换向传动装置5通过齿轮传动将动力传递给行走箱6，行走箱6带动安装在行走箱6输出轴上的刀辊7旋转，对土壤进行耕作。两组刀辊7呈对称设置，改变了传统的单辊试验模式，也更接近农业机械旋耕系统的实际耕作状况。同时，采用原型耕作部件、原型行走箱6，可通过试验直接得到土壤耕作部件的真实行为表征。

耕深调节装置包括伺服电动缸2和用于固定安装伺服电动缸2的安装架。电动缸的缸体22可通过安装架安装在台车机架10上，其推杆23借助球面垫圈8并通过螺栓连接在旋耕机架1上，可以改善伺服电动缸2的受力。耕深调节装置采用伺服电机21驱动电动缸，实现旋耕系统耕作深度的调节。伺服电动缸2的最大工作行程为300mm，推杆23工作速度为200mm/s，伺服电机21功率为0.4kw，单缸承载能力为80kg，可实现0-300mm范围内的耕作深度调节。

本实施例中，伺服电动缸2采用折返式伺服电动缸2，电动缸的伺服电机21与缸体22平行设置，伺服电机21的输出轴通过同步带和同步带轮与电动缸的传动丝杆连接，将伺服电机21的动力输出给丝杆，带动丝杆转动，其安装位置灵活，安装容易，设定简单，使用方便，并具有较高的控制性和控制精度。

冲击缓冲装置3包括调节杆31、调节弹簧32和辅助支架33。辅助支架33固定安装在台车机架10上，在辅助支架33上开设有供调节杆31通过的通孔。调节杆31的上端悬置，下端穿过限位支架33上的通孔并固定连接在旋耕机架1上。调节弹簧32套设在调节杆31上，调节弹簧32的下端固定连接在旋耕机架1上，上端限位于辅助支架33。通过调节弹簧32的减振作用，将直接作用于旋耕机架1上的冲击振动部分转移至台车机架10，以减小旋耕作业时的冲击振动，对电动缸进行保护。

本实用新型采用伺服电机21驱动的伺服电动缸2对耕作深度进行调节。将伺服电机21的旋转运动通过丝杆转换成直线运动，同时将伺服电机21的精确转速控制、精确转数控制、精确扭矩控制转变为精确速度控制、精确位置控制、精确推力控制，从而实现对耕作深度的精准控制。这突破了传统土槽试验台车的旋耕系统采用液压系统实现耕作深度调节的模式，有利于缩短响应时间，提高调节精度，并简化系统控制策略及流程，节约维护成本。该旋耕装置不仅可以用于土壤耕作部件的切削性能试验，为其设计、选用及其失效形式分析提供重要的测试数据与技术手段，而且，在该装置基础上辅以土槽、土壤恢复系统、以及传感器、数据采集及调理模块、信号分析处理模块等，可进行单辊、双辊等多种作业模式的土槽试验。

最后说明的是，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宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.带机械式耕深调节系统的旋耕装置，其特征在于，包括旋耕机架、耕深调节装置、旋耕驱动电机、冲击缓冲装置、链传动装置、一级换向传动装置、行走箱、刀辊和导向滑块，旋耕驱动电机、耕深调节装置、冲击缓冲装置和一级换向传动装置均安装在旋耕机架上，旋耕机架通过导向滑块—滑槽方式与台车机架连接；

所述旋耕驱动电机的动力经链传动装置传递给一级换向传动装置，经一级换向传动装置换向后传递给行走箱，所述刀辊安装在行走箱输出轴上；

所述耕深调节装置包括伺服电动缸和用于固定安装伺服电动缸的安装架，伺服电动缸的缸体通过安装架固定安装在台车机架上，其推杆通过螺栓连接在旋耕机架上；

所述冲击缓冲装置包括调节杆、调节弹簧和辅助支架；辅助支架固定安装在台车机架上，在辅助支架上开设有供调节杆通过的通孔；调节杆的上端悬置，下端与旋耕机架连接；调节弹簧套设在调节杆上，调节弹簧的下端固定连接在旋耕机架上，上端通过辅助支架连接于台车机架上。

2.根据权利要求1所述的带机械式耕深调节系统的旋耕装置，其特征在于，所述行走箱输出轴为双输出轴，刀辊为两组，两组刀辊对称安装在行走箱两侧的输出轴上。

3.根据权利要求1所述的带机械式耕深调节系统的旋耕装置，其特征在于，所述调节杆的下端穿过辅助支架上的通孔并固定连接在旋耕机架上。

4.根据权利要求1所述的带机械式耕深调节系统的旋耕装置，其特征在于，所述伺服电动缸为折返式伺服电动缸，伺服电动缸的伺服电机与缸体平行设置，伺服电机的输出轴通过同步带和同步带轮与伺服电动缸的传动丝杆连接。

5.根据权利要求1或3所述的带机械式耕深调节系统的旋耕装置，其特征在于，所述伺服电动缸的最大工作行程为300mm，推杆工作速度为200mm/s，伺服电机功率为0.4kw，单缸承载能力为80kg。