CN207673637U - 一种气力式水稻直播机液压驱动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种气力式水稻直播机液压驱动系统，升降折叠系统的执行元件为两个升降液压缸；两个液压缸的无杆腔油路均设置有液控单向阀，用于锁定液压缸的位置；折叠液压系统的动力元件与升降系统共用升降折叠系统齿轮泵，折叠液压系统的方向控制元件为三位四通手动换向阀，该系统在作业时使播种架展开，增大幅宽，在转场时使播种架折叠；播种排肥液压系统包括播种液压回路和排肥液压回路，转速传感器实时监测摆线马达的转速并反馈至比较元件，比较元件将指令元件提供的转速和实测转速进行比较，进而反馈调节信号至电控器。本实用新型采用采用“集中排种、气力均匀分配”的方案，简化了播种系统；播种架可折叠展开，作业幅宽大，效率高，便于运输。

Description

一种气力式水稻直播机液压驱动系统

技术领域

本实用新型涉及一种气力式水稻直播机液压驱动系统，属于农业机械技术领域。

背景技术

水稻种植方式分为直播和移栽两大技术体系，水稻直播机在省去育秧环节的基础上，保证出苗率和水稻产量，极大地降低了水稻种植成本。现有的直播机存在以下技术缺陷：1)作业行数少，幅宽小，作业效率低下； 2)播种系统传动复杂，播量无法调节，智能化程度低；3)无法实现播种排肥复合作业；4)作业质量差。

实用新型内容

本实用新型的目的是采用“集中排种结合气流均匀分配”的设计思路，设计播种架折叠升降系统，增加作业幅宽，提高作业效率，针对不同种植条件和播期对水稻播种密度、施肥量的不同要求，研发排量均匀稳定的智能化气力集排式变量施肥播种装备，实现了种肥自适应变量作业，同时，为精确控制播种量和施肥量，引入闭环反馈控制以修正误差。

本实用新型采取以下技术方案：

一种气力式水稻直播机液压驱动系统，包括升降折叠液压系统，播种排肥液压系统及风机驱动液压系统，拖拉机PTO输出轴1；所述拖拉机PTO输出轴1分别与升降折叠系统齿轮泵2、播种排肥齿轮泵3、风机驱动齿轮泵32 连接；所述升降折叠系统齿轮泵2分别与升降液压系统和折叠液压系统连接；所述的升降液压系统包括三位四通比例换向阀7，三位四通比例换向阀 7与分流集流阀8连接，所述三位四通比例换向阀7为使用高度传感器检测地面至播种架的高度，并当地面起伏不定时通过比例阀的自动控制调整保持播种架与地面高度不变，三位四通比例换向阀7为M型中位机能，置于中位时用于升降系统的卸荷；升降折叠系统的执行元件为两个升降液压缸14、 15，所述分流集流阀保证两个升降液压缸在上升过程中具有一定的同步精度；两个液压缸的无杆腔油路均设置有液控单向阀，用于锁定液压缸的位置；所述折叠液压系统的动力元件与升降系统共用升降折叠系统齿轮泵2，其执行元件为两个折叠液压缸，折叠液压系统的方向控制元件为三位四通手动换向阀18，所述三位四通手动换向阀18为M型中位机能，置于中位时用于折叠系统的卸荷，该系统在作业时使播种架展开，增大幅宽，在转场时使播种架折叠，便于运输；所述播种排肥液压系统包括播种液压回路和排肥液压回路，两者共用播种排肥齿轮泵3，且两者各自设有依次连接的指令元件、比较元件、电控器、比例换向阀、摆线马达、转速传感器，转速传感器在线监测摆线马达的转速并反馈至比较元件，比较元件将指令元件提供的转速和实测转速进行比较，进而反馈调节信号至电控器。所述风机驱动液压系统使用高速齿轮马达驱动风机，并使得转速在一定范围内连续可调；所述的风机驱动液压系统动力元件为风机驱动齿轮泵32，由拖拉机PTO 输出轴1驱动，系统的流量控制元件为比例调速阀37，所述的比例调速阀由一个可变节流阀和一个定差减压阀串联而成，通过改变比例电磁铁的电流而控制节流口开度，继而调节风机驱动马达38转速。

进一步的，所述升降液压系统的两个升降液压缸的最大工作速度为 0.10m/s,所述分流集流阀分流比为1:1。

进一步的，折叠液压缸的最大工作速度为0.15m/s。

进一步的，所述的播种马达和排肥马达均为摆线马达，两者的转速可变范围是75-300rpm，最大扭矩30N·m，所述的播种及排肥液压回路的控制元件均为两位两通比例换向阀，所述的两位两通比例换向阀具有控制回路通断与改变流量大小的双重作用，在该阀的进油口一侧设置有定差减压阀，用于控制阀两端压力差不变，使得通过比例换向阀的流量只与电流大小有关而与负载变化无关，比例换向阀根据拖拉机的行走速度和使用者的设定播种量、施肥量控制马达转速，实现智能化精准控制。

进一步的，所述的风机驱动液压系统使用高速齿轮马达驱动风机，并使得转速在一定范围内连续可调；所述的风机驱动液压马达为齿轮马达，马达的转速调节范围为2000-3000rpm。

本实用新型的有益效果在于：

1)该气力式直播机采用液压系统驱动，布置灵活，结构简单，可靠性高。

2)播种量和排肥量无极可调，可以根据行走速度、不同作业要求提供合适的播种量和施肥量，易于电控，智能化程度高。

3)直播机采用“集中排种、气力均匀分配”的方案，简化了播种系统。

4)播种架可折叠展开，作业幅宽大，效率高，便于运输。

附图说明

图1为本实用新型气力式水稻直播机液压驱动系统原理图。

图2为播种、排肥反馈控制系统原理图。

图中：1-拖拉机PTO输出轴2-升降折叠系统齿轮泵3-播种排肥系统齿轮泵、4-第一液压表、30-第二液压表、35-第三液压表5-第一截止阀、29- 第二截止阀、34-第三截止阀、6-第一过滤器、28-第二过滤器、36-第三过滤器、7-三位四通比例换向阀、8-分流集流阀、9-第一单向节流阀、10-第二单向节流阀、11-第三单向节流阀、12-第一液控单向阀、13-第二液控单向阀14-第一升降液压缸、15-第二升降液压缸16-第一安全阀、17-第二安全阀、31-第三安全阀、33-第四安全阀18-三位四通手动换向阀19-第一折叠液压缸、20-第二折叠液压缸、21-播种驱动马达22-第一两位两通比例换向阀、26-第二两位两通比例换向阀23-第一定差减压阀、25-第二定差减压阀、24-油箱、32-风机驱动齿轮泵、37-比例调速阀、38-风机驱动液压马达。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进一步说明。

图1所示为本实用新型液压系统原理图。

拖拉机PTO为整个液压系统的动力源，根据液压泵不同，液压系统可以分为升降、折叠液压系统，播种、排肥液压系统及风机驱动液压系统。

所述的升降、折叠液压系统的动力元件为升降折叠系统齿轮泵2，升降折叠系统齿轮泵2的输出端连接有过滤器6和第一液压表4，所述的过滤器为烧结式滤油器，过滤精度高，过滤器的出油口连接升降系统的方向控制元件三位四通比例换向阀7，系统使用高度传感器检测地面至播种架的高度，并当地面起伏不定时通过比例阀的自动控制调整保持播种架与地面高度不变，进而保证直播机的作业质量，当该三位四通比例换向阀7处于左位时，升降液压缸无杆腔进油，播种架上升，当换向阀处于右位时，液压缸有杆腔进油，播种架下降，当换向阀处于中位时，升降液压系统卸荷，第一升降液压缸14、第二升降液压缸15的无杆腔一侧连接有分流集流阀8，分流集流阀分流比为1:1，主要用于确保两个液压缸在上升过程中具有一定的同步精度，三个单向节流阀9、10、11主要用于控制单一方向上的流量，继而控制液压缸的速度，防止超速，两个液控单向阀12、13主要用于使升降液压缸锁定在某一高度上，第一安全阀16用于设置升降系统的安全压力。所述的折叠系统的方向控制元件为三位四通手动换向阀18，系统液压油方向由手动控制，当该换向阀处于左位时，折叠液压缸无杆腔进油，处于右位时，折叠液压缸有杆腔进油，处于中位时，系统卸荷，防止发热量过大。

所述的播种、排肥液压系统的动力元件为播种排肥系统齿轮泵3，播种排肥系统齿轮泵3的输出端连接有第二过滤器28和第二液压表30，所述过滤器出油口一分为二，分别连接播种、排肥液压系统。播种、排肥液压系统的流量控制元件皆为定差减压阀23、25与两位两通比例换向阀22、26 的串联，所述的定差减压阀用于保证比例换向阀两端压差恒定，所述的两位两通比例换向阀具有控制回路通断与改变流量大小的双重作用，当换向阀处于右位时，液压回路断开，播种、排肥马达不工作，当换向阀处于左位时，流过换向阀的流量由通过比例电磁铁的电流大小控制，比例换向阀根据拖拉机的行走速度和使用者的设定播种量、施肥量控制马达转速，实现智能化精准控制，所述的播种驱动马达21、排肥驱动马达27皆为摆线马达。第三安全阀31用于设置播种、排肥液压系统的安全压力。

所述的风机驱动液压系统的动力元件为风机驱动齿轮泵32，风机驱动齿轮泵32的输出端连接有过滤器36，过滤器的出油口连接比例调速阀37，所述的比例调速阀是由一个可变节流阀和一个定差减压阀串联而成，通过改变比例电磁铁的电流而控制节流口开度，继而调节马达转速，所述的风机驱动马达为高速齿轮马达，第四安全阀33用于设置播风机驱动液压系统的安全压力。

图2所示为本实用新型播种、排肥反馈控制系统原理图。

系统由指令原件发出指令，依次通过比较元件、电控器来控制比例换向阀，比例换向阀通过改变比例电磁铁的电流而控制节流口开度，继而控制播种马达与排肥马达的转速，播种马达和排肥马达均安装有一个转速传感器，用于检测马达输出轴转速并将数据反馈给比较元件，比较元件通过比较设定转速与实际转速之间的误差，对比例换向阀发出指令，微调马达转速，实现智能化精确控制。

以上是本实用新型的优选实施例，本领域普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本实用新型总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本实用新型要求保护的范围之内。

Claims (5)

1.一种气力式水稻直播机液压驱动系统，其特征在于：

包括升降折叠液压系统，播种排肥液压系统及风机驱动液压系统，拖拉机PTO输出轴(1)；

所述拖拉机PTO输出轴(1)分别与升降折叠系统齿轮泵(2)、播种排肥齿轮泵(3)、风机驱动齿轮泵(32)连接；

所述升降折叠系统齿轮泵(2)分别与升降液压系统和折叠液压系统连接；

所述的升降液压系统包括三位四通比例换向阀(7)，三位四通比例换向阀(7)与分流集流阀(8)连接，所述三位四通比例换向阀(7)为使用高度传感器检测地面至播种架的高度，并当地面起伏不定时通过比例阀的自动控制调整保持播种架与地面高度不变，三位四通比例换向阀(7)为M型中位机能，置于中位时用于升降系统的卸荷；升降折叠系统的执行元件为两个升降液压缸(14、15)，所述分流集流阀保证两个升降液压缸在上升过程中具有一定的同步精度；两个液压缸的无杆腔油路均设置有液控单向阀，用于锁定液压缸的位置；

所述折叠液压系统的动力元件与升降系统共用升降折叠系统齿轮泵(2)，其执行元件为两个折叠液压缸，折叠液压系统的方向控制元件为三位四通手动换向阀(18)，所述三位四通手动换向阀(18)为M型中位机能，置于中位时用于折叠系统的卸荷，该系统在作业时使播种架展开，增大幅宽，在转场时使播种架折叠，便于运输；

所述播种排肥液压系统包括播种液压回路和排肥液压回路，两者共用播种排肥齿轮泵(3)，且两者各自设有依次连接的指令元件、比较元件、电控器、比例换向阀、摆线马达、转速传感器，转速传感器实时监测摆线马达的转速并反馈至比较元件，比较元件将指令元件提供的转速和实测转速进行比较，进而反馈调节信号至电控器；

所述风机驱动液压系统使用高速齿轮马达驱动风机，并使得转速在一定范围内连续可调；所述的风机驱动液压系统动力元件为风机驱动齿轮泵(32)，由拖拉机PTO输出轴(1)驱动，系统的流量控制元件为比例调速阀(37)，所述的比例调速阀由一个可变节流阀和一个定差减压阀串联而成，通过改变比例电磁铁的电流而控制节流口开度，继而调节风机驱动马达(38)转速。

2.如权利要求1所述的气力式水稻直播机液压驱动系统，其特征在于：所述升降液压系统的两个升降液压缸的最大工作速度为0.10m/s,所述分流集流阀分流比为1:1。

3.如权利要求1所述的气力式水稻直播机液压驱动系统，其特征在于：折叠液压缸的最大工作速度为0.15m/s。

4.如权利要求1所述的气力式水稻直播机液压驱动系统，其特征在于：所述播种排肥液压系统的播种马达和排肥马达均为摆线马达，两者的转速可变范围是75-300rpm，最大扭矩30N·m，所述的播种及排肥液压回路的控制元件均为两位两通比例换向阀，所述的两位两通比例换向阀具有控制回路通断与改变流量大小的双重作用，在该阀的进油口一侧设置有定差减压阀，用于控制阀两端压力差不变，使得通过比例换向阀的流量只与控制电流大小有关而与负载变化无关，比例换向阀根据拖拉机的行走速度和使用者的设定播种量、施肥量控制马达转速，实现智能化精准控制。

5.如权利要求1所述的气力式水稻直播机液压驱动系统，其特征在于：所述的风机驱动液压系统使用高速齿轮马达驱动风机，调速阀使其转速在一定范围内连续可调；所述的风机驱动液压马达为齿轮马达，马达的转速调节范围为2000-3000rpm。