CN206360949U - 一种开沟深度模糊控制试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种开沟深度模糊控制试验装置，包括支架一和支架二，设于支架一上、且横向设置的油缸一，与油缸一输出端固定连接的长方形土槽，设于长方形土槽内的模拟起伏地表，设于支架二上、且竖向设置的油缸二，以及与油缸二输出端固定连接的开沟器；在开沟器的前壁和侧壁上分别设有用于测量离地距离的传感器一和传感器二，在长方形土槽底部四个角上设有定向轮；其优点在于，在室内模拟开沟器在地表前行开沟过程，考虑到执行机构的响应时间，在开沟器前方与侧方安装两个传感器，安装在前方的传感器用于发送信号至控制器，安装在侧方的传感器用于检测调整后的实际播深，提高开沟深度的准确性、一致性，获取的技术参数为开展田间试验做铺垫。

Description

一种开沟深度模糊控制试验装置

技术领域

本实用新型属于农业机械技术领域，尤其是涉及一种开沟深度模糊控制试验装置。

背景技术

目前，播种机的播深控制主要是依靠整体仿形或单体仿形这两种被动调整技术，在土质不均匀时，仿形地轮容易在土质松软的地方下陷，造成开沟深度不一致。同时，根据仿形地轮的安装位置，开沟深度的调整具有一定的滞后性（仿形地轮安装在开沟器前方）或超前性（仿形地轮安装在开沟器后方），即空间不同步。上述两种情况均易造成播深过深或过浅，甚至缺苗断垄。因此，对播种机开沟深度主动控制技术开展研究很有必要，可进一步提高播深的一致性、准确性。

在专利“一种应用于播深自控系统的室内试验台（专利号：201020572361.0）”中，提及了一种播深实验台，为播深主动控制技术的研究带来了便利。然而，在上述专利中，是利用一块上下运动的平板来模拟地表起伏，因此，未考虑到开沟器调整播深特别是增加播深时所需克服的阻力。进一步地，上述专利中，超声波传感器与开沟器尖角底部的安装距离减去超声波传感器检测的离地（板）距离就是实际播深，地表起伏模拟板不断运动，实际播深也一直在变化。然而实际中，传感器与开沟器在空间上有一定距离的目的，是为了给执行机构调节响应的时间，以便开沟器在前进至传感器发出信号的位置时，能够将播深调整到位。

本专利主要对上述专利中的不足之处进行完善，另引入模糊控制策略，进一步提高试验平台的科学性、实践性。

发明内容

本实用新型目的是：提供一种开沟深度模糊控制试验装置，可以在室内模拟开沟器在地表前行开沟工作过程，考虑到执行机构的响应时间，在开沟器的前方与侧方安装两个传感器，安装在前方的传感器用于发送信号至控制器，安装在侧方的传感器用于检测调整后的实际播深，提高开沟深度的准确性、一致性，获取的技术参数为开展田间试验做铺垫。

本实用新型的技术方案是：一种开沟深度模糊控制试验装置，包括置于地基表面的支架一和支架二，设于所述支架一上、且横向设置的油缸一，与所述油缸一输出端固定连接的长方形土槽，设于所述长方形土槽内的模拟起伏地表，设于所述支架二上、且竖向设置的油缸二，以及与所述油缸二输出端固定连接的开沟器；在所述开沟器的前壁和侧壁上分别设有用于测量离地距离的传感器一和传感器二，在所述长方形土槽底部四个角上设有定向轮，开沟器在油缸二的作用下垂直方向移动调节开沟深度，在水平方向上没有运动，而长方形土槽可在油缸一的推动下水平移动，模拟实际作业中开沟器沿地表前行开沟。所述传感器一安装在开沟器的前方，用于检测离地距离，并将信号输出给控制器，控制器根据期望播深，得到播深误差以及播深误差变化率（结合定时计数器），经尺度变化得到播深误差等级与播深误差变化率等级，根据模糊控制查询表得到输出比较寄存器数据量化等级，控制比例阀动作，实时调整播深；所述传感器二安装在开沟器的侧方，检测实时播深。

作为优选的技术方案，还包括液压控制系统，所述液压控制系统包括油箱，用于连通所述油箱与油缸一的抽油管一，以及用于连通所述油箱与油缸二的抽油管二；在所述抽油管一上分别设有油泵一、换向阀以及单向节流阀，在所述抽油管二上分别设有油泵二以及比例阀，同时所述油泵一、所述换向阀、所述油泵二、所述比例阀、所述传感器一和所述传感器二均与控制器连接，其中油泵一和油泵二从油箱中吸油并分别为油缸一和油缸二提供压力油，由换向阀控制油缸一输出端的前进或后退；由单向节流阀手动调节油缸一输出端的前进速度；比例阀控制油缸二输出端的伸缩。

作为优选的技术方案，在所述油泵一的出油口并联有溢流阀一，在所述油泵二的出油口并联有溢流阀二，溢流阀一起到对油泵一的过载保护作用，溢流阀二起到对油泵二的过载保护作用。

作为优选的技术方案，在所述支架二上设有竖向导轨，所述油缸二的输出端设有滑块，所述开沟器固定在所述滑块上，所述滑块设于所述竖向导轨上并在油缸二的作用下带动开沟器做上下运动。

作为优选的技术方案，所述油缸一输出端与所述长方形土槽底部通过球头连接，允许定向轮与长方形土槽在一定范围内摆动，以解决定向轮和长方形土槽前进或后退时的轻微颠簸或偏斜所带来的不利影响。

作为优选的技术方案，所述传感器一和所述传感器二等高设置。

本实用新型的优点是：

1．本实用新型可在室内开展开沟深度模糊控制试验，并考虑到开沟器调整时，特别是向下调整时的开沟阻力，以及执行机构的响应时间对实际播深的影响，提高开沟深度的准确性、一致性。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的液压控制系统原理图；

图3为本实用新型的控制流程图；

其中：1支架一，2支架二，3油缸一，4长方形土槽，5模拟起伏地表，6油缸二，7开沟器，8传感器一，9传感器二，10定向轮，11抽油管一，12抽油管二，13油泵一，14换向阀，15单向节流阀，16油泵二，17比例阀，18溢流阀一，19溢流阀二，20竖向导轨，21滑块，22球头。

具体实施方式

实施例：参照图1-3所示，一种开沟深度模糊控制试验装置，包括置于地基表面的支架一1和支架二2，设于支架一1上、且横向设置的油缸一3，与油缸一3输出端固定连接的长方形土槽4，设于长方形土槽4内的模拟起伏地表5，设于支架二2上、且竖向设置的油缸二6，以及与油缸二6输出端固定连接的开沟器7；在开沟器7的前壁和侧壁上分别设有用于测量离地距离的传感器一8和传感器二9，在长方形土槽4底部四个角上设有定向轮10，开沟器7在油缸二6的作用下垂直方向移动调节开沟深度，在水平方向上没有运动，而长方形土槽4可在油缸一3的推动下水平移动，模拟实际作业中开沟器7沿地表前行开沟。传感器一8安装在开沟器7的前方，用于检测离地距离，并将信号输出给控制器，控制器根据期望播深，得到播深误差以及播深误差变化率（结合定时计数器），经尺度变化得到播深误差等级与播深误差变化率等级，根据模糊控制查询表得到输出比较寄存器数据量化等级，控制比例阀17动作，实时调整播深；传感器二9安装在开沟器7的侧方，检测实时播深。

本实用新型的液压控制系统包括油箱，用于连通油箱与油缸一3的抽油管一11，以及用于连通油箱与油缸二6的抽油管二12；在抽油管一11上分别设有油泵一13、换向阀14以及单向节流阀15，在抽油管二12上分别设有油泵二16以及比例阀17，同时油泵一13、换向阀14、油泵二16、比例阀17、传感器一8和传感器二9均与控制器连接，且在所述油泵一13的出油口并联有溢流阀一18，在所述油泵二16的出油口并联有溢流阀二19，其中油泵一13和油泵二16从油箱中吸油并分别为油缸一3和油缸二6提供压力油，由换向阀14控制油缸一3输出端的前进或后退；由单向节流阀15手动调节油缸一3输出端的前进速度；比例阀17控制油缸二6输出端的伸缩，溢流阀一18起到对油泵一13的过载保护作用，溢流阀二19起到对油泵二16的过载保护作用。

本实用新型在支架二2上设有竖向导轨20，油缸二6的输出端设有滑块21，开沟器7固定在滑块21上，滑块21设于竖向导轨20上并在油缸二6的作用下带动开沟器7做上下运动。

本实用新型的油缸一3输出端与长方形土槽4底部通过球头22连接，且传感器一8和传感器二9等高设置。

本实用新型的具体工作原理如下：模拟起伏地表5由人为在长方形土槽4中填土（沙）设定，保证其起伏是体现在长方形土槽4的长度方向上，而在长方形土槽4的宽度方向上保持平滑；当油缸一3推动长方形土槽4前进时，传感器一8安装在开沟器7的前方，检测离地距离，并将信号输出给控制器，控制器根据期望播深，得到播深误差以及播深误差变化率（结合定时计数器），经尺度变化得到播深误差等级与播深误差变化率等级，根据模糊控制查询表得到输出比较寄存器数据量化等级，控制比例阀17动作，油缸二6随之伸缩调整播深；传感器二9安装在开沟器7的侧方，检测调整后的实时播深。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种开沟深度模糊控制试验装置，其特征在于，包括置于地基表面的支架一（1）和支架二（2），设于所述支架一（1）上、且横向设置的油缸一（3），与所述油缸一（3）输出端固定连接的长方形土槽（4），设于所述长方形土槽（4）内的模拟起伏地表（5），设于所述支架二（2）上、且竖向设置的油缸二（6），以及与所述油缸二（6）输出端固定连接的开沟器（7）；

在所述开沟器（7）的前壁和侧壁上分别设有用于测量离地距离的传感器一（8）和传感器二（9），在所述长方形土槽（4）底部四个角上设有定向轮（10）。

2.根据权利要求1所述的开沟深度模糊控制试验装置，其特征在于，还包括液压控制系统，所述液压控制系统包括油箱，用于连通所述油箱与油缸一（3）的抽油管一（11），以及用于连通所述油箱与油缸二（6）的抽油管二（12）；在所述抽油管一（11）上分别设有油泵一（13）、换向阀（14）以及单向节流阀（15），在所述抽油管二（12）上分别设有油泵二（16）以及比例阀（17），同时所述油泵一（13）、所述换向阀（14）、所述油泵二（16）、所述比例阀（17）、所述传感器一（8）和所述传感器二（9）均与控制器连接。

3.根据权利要求2所述的开沟深度模糊控制试验装置，其特征在于，在所述油泵一（13）的出油口并联有溢流阀一（18），在所述油泵二（16）的出油口并联有溢流阀二（19）。

4.根据权利要求1所述的开沟深度模糊控制试验装置，其特征在于，在所述支架二（2）上设有竖向导轨（20），所述油缸二（6）的输出端设有滑块（21），所述开沟器（7）固定在所述滑块（21）上，所述滑块（21）设于所述竖向导轨（20）上并在油缸二（6）的作用下带动开沟器（7）做上下运动。

5.根据权利要求1所述的开沟深度模糊控制试验装置，其特征在于，所述油缸一（3）输出端与所述长方形土槽（4）底部通过球头（22）连接。

6.根据权利要求1所述的开沟深度模糊控制试验装置，其特征在于，所述传感器一（8）和所述传感器二（9）等高设置。