CN205136173U - 一种高地隙车辆的喷杆喷雾自调节系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高地隙车辆的喷杆喷雾自调节系统，包括采集系统、控制系统、执行系统。采集系统由倾角传感器构成，用来判断喷杆的倾斜角度，并将信号输送给控制系统。控制系统主要由主控制ECU模块、电源模块、数模转换模块构成，并根据倾角传感器的信号计算并输出控制信号给执行系统。执行系统主要包括油泵、液压缸、电液比例伺服阀等，并根据控制信号控制电液比例伺服阀，继而控制液压缸实现对喷杆倾斜角度的控制，使高地隙喷杆喷雾机在作业过程中喷杆始终处于水平位置。同时喷杆的喷嘴管路采用串并联结合的方式，在保证作业时喷嘴等压的前提下简化油路。

Description

一种高地隙车辆的喷杆喷雾自调节系统

技术领域

本实用新型涉及一种可实现闭环控制且喷嘴管路简化的喷杆喷雾系统，尤其是一种高地隙车辆的喷杆喷雾自调节系统，属于农业车辆控制系统技术领域。

背景技术

据申请人了解，现有高地隙喷杆喷雾机其喷杆喷雾系统无法维持水平，喷杆喷雾系统与车辆车架刚性连接，当车辆转向或车辆两侧轮胎下陷量不一致而发生车辆侧倾时，喷杆喷雾系统也会做相应的倾向，由于喷杆喷雾系统尺寸较大，喷杆端部极易触地损坏或堵塞喷嘴，此外由于喷杆不再与地面水平，其喷药作业时不仅会导致喷洒不均，而且会造成极大的浪费和污染，无法有效满足作业要求。另一方面，现有的喷杆喷雾系统的喷嘴均采用并联的形式，每一个喷嘴都有一条单独的管路与总管路连接，管道较多，结构十分复杂，而且增大了喷杆的惯性，加剧了喷杆的摆动，对喷药效果影响较大。提出的这种高地隙喷杆喷雾系统充分考虑到现有的喷杆喷雾系统存在的上述确定，新型的喷杆喷雾系统对喷杆的水平度实行了闭环控制，依靠安装在喷杆端部的倾角传感器采集喷杆的倾斜角度作为反馈信号，以水平位置的零度作为目标信号，对喷杆的倾角实现闭环控制，并由电液比例伺服阀控制液压缸，构成执行系统，可以精确高效地控制喷杆处于水平位置。同时，新型的喷杆喷雾系统针对喷嘴的管路连接采用串并联结合的形式，经过仿真与试验分析，每4个喷嘴进行串联构成一组，每组再进行并联，管路是现有的喷杆喷雾系统的四分之一，大大简化管路的同时保证了喷嘴的等压。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对上述现有技术存在的问题，提出一种高地隙车辆的喷杆喷雾自调节系统，通过安装在喷杆端部的倾角传感器采集喷杆的倾斜角度，以水平状态为目标状态构成闭环控制，由控制系统输出控制信号控制的电液比例伺服阀，从而实现对油缸流量与流向的控制，以控制喷杆的水平度。同时对喷嘴管路进行了串并联设计，可以保证喷嘴等压，并简化喷嘴管路。

为了达到以上目的，本实用新型的一种高地隙车辆的喷杆喷雾自调节系统，包括采集系统、控制系统、执行系统，采集系统由倾角传感器构成，采集系统连接控制系统的信号输入端，控制系统主要由主控制ECU模块、电源模块、数模转换模块等构成，控制系统的输出端连接执行系统，执行系统主要包括油泵、液压缸、电液比例伺服阀等构成，控制系统的控制信号控制电液比例伺服阀开始供油，电液比例伺服阀控制液压缸的进出油路及流量，液压缸开始工作，控制喷杆的平衡。与此同时，喷嘴管路采用串并联相结合的方式以简化原本复杂的管路。

高地隙车辆作业时，通过安装在喷杆端部的倾角传感器课精确采集喷杆的倾角，并将信号输入控制，控制器结合水平位置的零度角，构成闭环控制，并输出控制信号，控制电液比例伺服阀工作，实现对液压缸流向与流量的精确控制，从而维持喷杆的水平度。

本实用新型的优选方案是：采集系统包括倾角传感器，并将倾角传感器安装于喷杆端部。

优选地，倾角传感器采用BWL318单轴传感器。

优选地，执行系统中采用电液比例伺服阀，可以精确地实现对液压缸流向与流量的控制。

本实用新型有益效果为：提出了针对高地隙车辆喷杆喷雾系统，实现闭环控制喷杆水平度与简化喷嘴管路的设计方法，结合高地隙车辆在农田作业时，车辆极易因为两侧轮胎下陷量不同或单侧车轮遇到凹坑而侧倾，而导致喷杆倾斜，造成喷药损失或环境污染，提出了利用液压系统作为执行机构，对喷杆水平度实现闭环控制的设计方法；同时结合原有喷杆喷雾系统的喷嘴管路采用并联形式，结构复杂且增大了喷杆的转动惯量，提出了对喷嘴管路进行串并联相结合的设计方法，简化了管路的同时保证了喷嘴等压。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型的原理示意图。

图2为本实用新型实施例一的机械结构示意图。

图3为本实用新型执行系统液压油路示意图

具体实施方式

实施例一

本实施例的一种高地隙车辆的喷杆喷雾自调节系统，如图1和图2所示，包括喷嘴10的管路系统，喷嘴10每四个进行串联构成一组，每组再进行并联，连接到药泵2，药泵2接入药箱1。同时喷杆9平衡控制系统，包括采集系统的倾角传感器3，倾角传感器3的信号经控制系统的数模转换模块6后，输入到控制器5，电源4分别给倾角传感器3和控制器5进行供电，控制器5根据倾角传感器3的角度信号，结合水平位置零度信号，构成闭环控制，并输出控制信号给电液比例伺服阀7，电液比例伺服阀7控制液压油缸8的流量与流向，液压油缸8作用于喷杆9，喷杆9与高地隙车辆的车架17通过孔连接，液压油缸8通过力臂作用，推动喷杆9绕车架17转动，从而位置其水平度。

采集系统的倾角传感器3，如图2所示，安装于喷杆9的端部，增加其灵敏度。

执行系统由液压油路组成，如图3所示，电机13带动油泵14工作，经过滤器15从液压油箱16中泵油，液压油经电液比例伺服阀7的控制，实现对液压缸8的液压油流向与流量的精确控制，从而控制液压缸8的工作。同时在主油路中装有蓄能器12，用于稳定主油路压力，避免压力波动影响油缸的工作，先导式溢流阀11装在回油路中，用以控制油路压差，并对油路起过压保护。

系统各主要部件选型，倾角传感器3选用BWL318-90单轴传感器，信号经数模转换模块连接到控制器STC89C52RC的输入端，控制器内写有信号采集与处理程序，控制器输出控制信号控制电液比例伺服阀HQJDDV-1开始供油，驱动液压缸HSG工程液压缸推动喷杆，使其达到水平位置。

Claims (5)

1.一种高地隙车辆的喷杆喷雾自调节系统，包括采集系统、控制系统、执行系统，其特征在于，所述采集系统连接所述控制系统的信号输入端，所述控制系统主要由主控制ECU模块、电源模块、数模转换模块等构成，所述控制系统的输出端连接所述的执行系统，通过所述控制系统输出的控制信号，控制电液比例伺服阀开始供油，所述电液比例伺服阀控制液压缸的进出油路及流量。

2.根据权利要求1所述的一种高地隙车辆的喷杆喷雾自调节系统，其特征在于，所述采集系统采用倾角传感器，所述高地隙车辆倾角传感器安装于喷杆的端部。

3.根据权利要求2所述的一种高地隙车辆的喷杆喷雾自调节系统，其特征在于，所述执行系统采用电液比例伺服阀，所述电液比例伺服阀可实现对油缸的流量与流向的精确控制，所述油缸以实现对喷杆水平度的控制。

4.根据权利要求3所述的一种高地隙车辆的喷杆喷雾自调节系统，其特征在于，所述控制系统以单片机STC89C52RC为基本单元的采集系统采集到安装在喷杆上的倾角传感器BWL318-90输出的角度作为反馈信号，以水平位置的零角度作为目标信号，构成闭环控制系统，控制所述的执行系统HSG工程液压缸，实现对喷杆的水平度控制。

5.根据权利要求4所述的一种高地隙车辆的喷杆喷雾自调节系统，其特征在于，所述的喷杆的喷嘴管路采用串并联相结合的形式。