CN207706699U - 一种用于蔬菜移栽机的减振系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于蔬菜移栽机的减振系统，减振系统包括支撑装置、液压装置、信号采集装置和信号处理装置；支撑装置包括第一支撑板、第二支撑板和支杆，第一支撑板和第二支撑板之间还设有液压装置和信号采集装置；液压装置包括液压缸、活塞和供油机构，活塞包括孔径调节器、压板和活动杆，压板设置于液压缸的内腔，压板上有阻尼孔；孔径调节器包括电动机和由电动机带动的圆盘，电动机设置于压板的安装槽内；信号采集装置包括第一弹簧和加速度传感器，第二弹簧和速度传感器，加速度传感器和速度传感器还连接信号处理系统。本实用新型使蔬菜移栽机在工作状态时更加平稳，提高对移栽的准确度和精准性，降低蔬菜幼苗的受损率。

Description

一种用于蔬菜移栽机的减振系统

技术领域

本实用新型涉及农业机械技术领域，尤其是涉及一种用于蔬菜移栽机的减振系统。

背景技术

蔬菜移栽机器一般都在较差的路面和场地行驶或作业，作业环境恶劣。在行驶或作业过程中，移栽机受轮胎与地面间作用力，产生强烈的冲击振动，例如蔬菜移栽机应用于田间作业时，由于路况的崎岖不平和十分恶劣的作业场所，使得移栽机产生不可避免的振动，而移栽机处于拖拉机械的后方，长时间的振动必然会导致机械零部件的损坏，大大降低了机械的使用寿命和田间作业的工作质量，同时，蔬菜移栽机的震动带来噪音污染、振动冲击会影响蔬菜移栽机操作者的身心健康。研究表明，振动的有害作用在频率16~1500HZ之间和振幅高于120dB时，而农业机械的振动频率在0~1000HZ之间，主要以垂直方向为主，工作状态下振幅一般高于100dB；而非作业时间，则处于低频高幅状态；若长时间处于两种状态下，驾驶员会产生疲劳、反应迟钝、听力下降、操作不当等情况，严重影响蔬菜移栽机操作者的身心健康。这时，减振系统（减振器）的设计就显得尤为重要，一个优良的减振系统会使得工作效率得到大大提高。目前，国内多以被动式座椅悬架系统进行减振，但其作用有限，仍有许多未能解决的实际问题。

仿生学是人们通过研究生物体的结构与功能工作的原理，并根据这些原理实用新型出新的设备、工具和科技，创造出适用于生产，学习和生活的先进技术，例如猫科动物的跳跃缓冲能力尤其突出，而肢体却不会受到损伤，这些猫科动物除了腿部有健壮的肌肉、高强度的韧带和精巧的骨骼结构意外，其足底都长有“肉垫”，为了吸收在跑跳运动中产生的强烈的冲击能量、减小冲击波强度，这些动物的足部首先要进行关节部位的屈伸运动和其它软组织的变形，在这个过程中，脚掌肉垫在能量耗散、保护足部骨骼和其它组织方面都起到了重要作用。利用仿生学原理设计猫科动物缓冲运动的简化分析模型，分析模型采用质量块（质量板）弹簧模型来模拟动物的落地行为，即将动物腿部关节和肌肉的作用架设为弹簧，躯干及脚部分别假设为两个质量块，假设地面为刚性。将猫科动物缓冲运动的简化分析模型应用于减振系统中，实现对蔬菜移栽机在仿生学方面的减振作用，使蔬菜移栽机在工作状态时更加平稳，保护机体不受损害。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种用于蔬菜移栽机的减振系统，通过支撑装置、液压装置、信号采集装置和信号处理装置的设置，实现蔬菜移栽机在户外作业或公路行驶时的减振效果，蔬菜移栽机在路况不好的田间工作时能够更加平稳，不仅提高对移栽的准确度和精准性，降低蔬菜幼苗的受损率，还使蔬菜移栽机操作者工作时更加舒适。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种用于蔬菜移栽机的减振系统，其特征在于：所述减振系统包括支撑装置、液压装置、信号采集装置和信号处理装置；所述支撑装置包括第一支撑板、第二支撑板和支杆，所述第一支撑板和所述第二支撑板之间还设有液压装置和信号采集装置；所述液压装置包括液压缸、活塞和供油机构，所述液压缸设置为两端封闭的筒状，液压缸的两个端面分别设置为第一端面和第二端面，所述第一端面设置于所述第二支撑板上，所述第一端面上还设有下出油孔，所述第二端面设置于所述第一端面和所述第一支撑板之间，所述第二端面上设有上出油孔，第二端面的中心轴位置还预留通孔Ⅱ；所述活塞包括孔径调节器、压板和固定于压板上的活动杆，所述压板设置于液压缸的内腔，所述活动杆的一端连接于压板，另一端穿过通孔Ⅱ连接于第一支撑板，所述压板上还设有阻尼孔，压板沿中心轴方向还设有安装槽；所述孔径调节器包括电动机和由电动机带动的圆盘，所述电动机设置于所述安装槽内，所述圆盘设置于安装槽的槽口，且圆盘上设有与阻尼孔分布位置相同的限位孔；所述供油机构包括存储液压油的油箱、连接于油箱出油口的液压泵和电磁阀，液压泵的出油口通过出油管路连接于所述下出油孔，液压泵的进油口通过进油管路连接于所述上出油孔，所述进油管路上还设有电磁阀；所述电磁阀和所述电动机均连接于所述信号处理装置的输出端；所述信号采集装置包括第一采集装置和第二采集装置，所述第一采集装置包括第一弹簧和设置于第一弹簧内部的加速度传感器，所述第二采集装置包括第二弹簧和设置于第二弹簧内部的速度传感器，所述第一弹簧和所述第二弹簧的两端分别连接所述第一支撑板和第二支撑板，所述加速度传感器和所述速度传感器还连接信号处理系统。

进一步的，所述信号处理系统包括信号发射器、信号处理器和微机处理器，所述加速度传感器和所述速度传感器连接信号发射器的输入端，信号发射器的输出端依次连接信号处理器和微机处理器，所述微机处理器连接电动机和电磁阀，所述信号发射器连接所述加速度传感器和所述速度传感器。

进一步的，所述液压缸的内部设有保护弹簧，所述保护弹簧设置于所述第一端面和所述圆盘之间，所述保护弹簧固定于第一端面。

进一步的，所述支杆设置为2个，2个支杆均包括第一支杆和第二支杆，所述第一支杆和第二支杆的一端互相铰接，第一支杆和第二支杆的另一端分别铰接于所述第一支撑板和所述第二支撑板。

进一步的，所述第一支撑板与所述第二支撑板互相平行，所述支杆设置于第一支撑板和第二支撑板之间，支杆的一端铰接于所述第一支撑板，支杆的另一端铰接于所述第二支撑板，所述第二支撑板上还预留供液压油流出的通孔Ⅰ。

进一步的，所述通孔Ⅰ的孔内还设有导向筒，所述导向筒的一端连接于下出油孔处。

进一步的，所述圆盘设置于所述压板与所述第二支撑板之间，且圆盘的端面与压板的端面相接触。

进一步的，所述限位孔与所述阻尼孔的位置相重合，且限位孔与阻尼孔的孔径大小相同。

进一步的，所述第一支撑板的内部设置多个正六边形的蜂窝孔，蜂窝孔的中心轴线垂直于第一支撑板的中心轴线。

本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型的一种用于蔬菜移栽机的减振系统，以支杆代替猫的骨骼结构，以第一弹簧和第二弹簧代替猫的肌肉组织和皮下脂肪组织，增强了减振系统的缓冲能力，减小了振动期间的能量损耗率；

2、本实用新型的一种用于蔬菜移栽机的减振系统，通过加速度传感器和速度传感器将第一支撑板下降的加速度、速度等信息通过电信号形式传给信号处理器，然后经过微机处理器的计算得出第一支撑板受到的冲击力的大小，通过控制电磁阀及电动机，实现对液压缸进油量以及阻尼孔和圆盘的共有孔道大小的调节，实现对活塞反作用力的精密控制；

3、第一支撑板上设置多个正六边形的蜂窝孔，采用蜂窝孔的仿蜂巢缓冲机理，实现第一支撑板耗散能力的提高，减少第一支撑板原材料损耗的同时，在减噪和减振方面有良好效果。

附图说明

图1为本实用新型的轴二测视图；

图2为本实用新型的正视图；

图3为本实用新型的全剖视图；

图4为本实用新型的下视图；

图5为本实用新型的第一采集装置；

图6为本实用新型的第二采集装置；

图7为本实用新型的活塞；

图8为本实用新型的保护弹簧；

图9为本实用新型的的工作原理图。

其中，图中各标号为：1、第一支撑板；2、支杆；3、液压缸；4.第二支撑板；5、信号发射器；6、上出油孔；7、下出油孔；8、第一弹簧；9、加速度传感器；10、第二弹簧；11、速度传感器；12、阻尼孔；13、压板；14、保护弹簧；15、通孔Ⅰ；16、信号处理器；17、微机处理器；18、共有孔道；19、电磁阀；20、液压泵；21、油箱；22、圆盘；23、活动杆；24、电动机。

具体实施方式

下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

当蔬菜移栽机在较差的路面和场地行驶或作业时，由于作业环境较恶劣，蔬菜移栽机会受到强烈的冲击，减振系统的第一支撑板1会受到冲击力，第一支撑板1会带动着液压缸3里的活塞压板13向下运动，减振系统两侧的第一弹簧8和第二弹簧10也会受到压缩，同时两个弹簧里分别有加速度传感器9和速度传感器11，这两个传感器会将第一支撑板1下降的加速度、速度等信息通过电信号形式经过信号发射器5传给信号处理器16，然后经过微机处理器17的计算会精确的得出第一支撑板1受到的冲击力的大小，从而来控制电磁阀19及活塞上的限位孔与阻尼孔12之间形成的可供液压油通过的共有孔道18的大小，电磁阀19会精确的控制输油量的多少，在液压泵20的作用下使液压油经液压缸3下方的下出油孔7沿着进油路径进入液压缸3，活塞压板13向下运动挤压液压油，液压油会流过共有孔道18形成阻力来吸收振动中的能量，共有孔道18的大小影响着液压油通过的速度，进而产生不同的阻力，同时液压油对活塞压板13有反作用力以达到缓冲减振的效果。当速度传感器11检测到活塞压板13运动速度为零时，液压泵20会将液压油从液压缸3上方的上出油孔6沿着回油路径回收回去，第一支撑板1在两侧的第一弹簧8和第二弹簧10的作用下带动活塞压板13上移恢复原状。液压缸3底部安装有一个保护弹簧14，防止活塞压板13与液压缸3底部发生碰撞，能对液压缸3起到保护的作用。当蔬菜移栽机在路况较小的道路上行驶时，移栽机的振动较小，此时依靠减振系统上的弹簧收缩就能起到缓冲减振的效果。减振系统的支撑装置和第一弹簧8、第二弹簧10共同构成模仿猫科动物的的肌肉和骨架的减振模块，该仿猫科动物减振模块一方面支撑起减振器的整体结构，另一方面使减振器能灵活自如的上下运动。

一种用于蔬菜移栽机的减振系统，该减振系统包括支撑装置、液压装置、信号采集装置和信号处理装置；支撑装置包括第一支撑板1、第二支撑板4和支杆2，第一支撑板1与第二支撑板4互相平行，支杆2设置于第一支撑板1和第二支撑板4之间，支杆2的一端铰接于第一支撑板1，第一支撑板1的内部设置多个正六边形的蜂窝孔，蜂窝孔的中心轴线垂直于第一支撑板1的中心轴线，第一支撑板1上设置多个正六边形的蜂窝孔，采用蜂窝孔的仿蜂巢缓冲机理，实现第一支撑板1耗散能力的提高，减少第一支撑板1原材料的损耗，使第一支撑板1在减噪和减振方面均有良好效果；支杆2的另一端铰接于第二支撑板4，第二支撑板4上还预留供液压油流出的通孔Ⅰ15，通孔Ⅰ15的孔内还设有导向筒，导向筒的一端连接于下出油孔7处；支杆2设置为2个，2个支杆2均包括第一支杆和第二支杆，第一支杆和第二支杆的一端互相铰接，第一支杆和第二支杆的另一端分别铰接于第一支撑板1和第二支撑板4；第一支撑板1和第二支撑板4之间还设有液压装置和信号采集装置；

液压装置包括液压缸3、活塞和供油机构，液压缸3设置为两端封闭的筒状，液压缸3的两个端面分别设置为第一端面和第二端面，第一端面设置于第二支撑板4上，第一端面上还设有下出油孔7，第二端面设置于第一端面和第一支撑板1之间，第二端面上设有上出油孔6，第二端面的中心轴位置还预留通孔Ⅱ，液压缸3的内部设有保护弹簧14，保护弹簧14设置于第一端面和圆盘22之间，保护弹簧14固定于第一端面；活塞包括孔径调节器、压板13和固定于压板13上的活动杆23，压板13设置于液压缸3的内腔，活动杆23的一端连接于压板13，另一端穿过通孔Ⅱ连接于第一支撑板1，压板13上还设有阻尼孔12，压板13沿中心轴方向还设有安装槽；孔径调节器包括电动机24和由电动机24带动的圆盘22，电动机24设置于安装槽内，圆盘22设置于安装槽的槽口，且圆盘22上设有与阻尼孔12分布位置相同的限位孔，圆盘22设置于压板13与第二支撑板4之间，且圆盘22的端面与压板13的端面相接触，圆盘22上的限位孔与阻尼孔12的位置相重合，且限位孔与阻尼孔12的孔径大小相同；供油装置包括存储液压油的油箱21、连接于油箱21出油口的液压泵20和电磁阀19，液压泵20的出油口通过出油管路连接于下出油孔7，液压泵20的进油口通过进油管路连接于上出油孔6，进油管路上还设有电磁阀19；电磁阀19和电动机24均连接于信号处理装置的输出端；

信号采集装置包括第一采集装置和第二采集装置，第一采集装置包括第一弹簧8和设置于第一弹簧8内部的加速度传感器9，第二采集装置包括第二弹簧10和设置于第二弹簧10内部的速度传感器11，第一弹簧8和第二弹簧10的两端分别连接第一支撑板1和第二支撑板4，加速度传感器9和速度传感器11还连接信号处理系统；减振系统的支撑装置和第一弹簧8、第二弹簧10共同构成模仿猫科动物的的肌肉和骨架的减振模块，以支杆2代替猫的骨骼结构，以第一弹簧8和第二弹簧10代替猫的肌肉组织和皮下脂肪组织，增强了减振系统的缓冲能力，减小了振动期间的能量损耗率，使其一方面支撑起减振器的整体结构，另一方面使减振器能灵活自如的上下运动。

信号处理系统包括信号发射器5、信号处理器16和微机处理器17，加速度传感器9和速度传感器11连接信号发射器5的输入端，信号发射器5的输出端依次连接信号处理器16和微机处理器17，微机处理器17连接电动机24和电磁阀19，信号发射器5连接加速度传感器9和速度传感器11。

减振系统的减振方法为：

步骤一、蔬菜移栽机户外作业时，减振系统中的第一支撑板1会受到冲击力，第一支撑板1会推动着活塞向下运动，减振系统两侧的第一弹簧8和第二弹簧10同时也受到压缩，第一弹簧8和第二弹簧10提供与冲击力方向相反的弹力；

步骤二、信号采集装置通过第一采集装置和第二采集装置采集信号，第一采集装置中的加速度传感器9采集第一支撑板1向下运动的加速度并转换为加速度电信号，第二采集装置中的速度传感器11采集第一支撑板1向下运动速度并转换为速度电信号，采集到的加速度电信号和速度电信号传递至信号处理系统中的信号处理器16；

步骤三、信号处理器16将采集到的加速度电信号和速度电信号传递至微机处理器17，微机处理器17经计算得出第一支撑板1所受冲击力，根据计算所得冲击力控制液压装置上的电磁阀19及电动机24，电磁阀19控制液压缸3中液压油的进油量，电动机24在微机处理器17的控制下旋转，同时带动圆盘22旋转，限位孔与阻尼孔12相错开，随着旋转角度的增大，限位孔与阻尼孔12之间形成的可供液压油通过的共有孔道18变小；

步骤四、液压泵20通过进油管路将油箱21中的液压油输送至液压缸3中，活塞向下运动挤压液压油，液压油流过阻尼孔12和圆盘22的共有孔道18，共有孔道18的大小影响液压油通过口径时的速度，液压油会受到活塞的阻力，同时液压油对活塞产生反作用力，反作用力与蔬菜移栽机收到的冲击力方向相反，活塞将反作用力传递至第一支撑板1，用以抵消第一支撑板1所受的冲击力。

该用于蔬菜移栽机的减振系统，通过加速度传感器9和速度传感器11将第一支撑板1下降的加速度、速度等信息通过电信号形式传给信号处理器16，然后经过微机处理器17的计算得出第一支撑板1受到的冲击力的大小，通过控制电磁阀19及电动机24，实现对液压缸3进油量以及阻尼孔12和圆盘22的共有孔道18大小的调节，实现对活塞反作用力的精密控制，安装该减振系统的蔬菜移栽机在路况不好的田间工作时能够更加平稳，不仅提高对移栽的准确度和精准性，降低蔬菜幼苗的受损率，还使蔬菜移栽机操作者工作时更加舒适。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种用于蔬菜移栽机的减振系统，其特征在于：所述减振系统包括支撑装置、液压装置、信号采集装置和信号处理装置；所述支撑装置包括第一支撑板、第二支撑板和支杆，所述第一支撑板和所述第二支撑板之间还设有液压装置和信号采集装置；

所述液压装置包括液压缸、活塞和供油机构，所述液压缸设置为两端封闭的筒状，液压缸的两个端面分别设置为第一端面和第二端面，所述第一端面设置于所述第二支撑板上，所述第一端面上还设有下出油孔，所述第二端面设置于所述第一端面和所述第一支撑板之间，所述第二端面上设有上出油孔，第二端面的中心轴位置还预留通孔Ⅱ；所述活塞包括孔径调节器、压板和固定于压板上的活动杆，所述压板设置于液压缸的内腔，所述活动杆的一端连接于压板，另一端穿过通孔Ⅱ连接于第一支撑板，所述压板上还设有阻尼孔，压板沿中心轴方向还设有安装槽；所述孔径调节器包括电动机和由电动机带动的圆盘，所述电动机设置于所述安装槽内，所述圆盘设置于安装槽的槽口，且圆盘上设有与阻尼孔分布位置相同的限位孔；所述供油机构包括存储液压油的油箱、连接于油箱出油口的液压泵和电磁阀，液压泵的出油口通过出油管路连接于所述下出油孔，液压泵的进油口通过进油管路连接于所述上出油孔，所述进油管路上还设有电磁阀；所述电磁阀和所述电动机均连接于所述信号处理装置的输出端；

所述信号采集装置包括第一采集装置和第二采集装置，所述第一采集装置包括第一弹簧和设置于第一弹簧内部的加速度传感器，所述第二采集装置包括第二弹簧和设置于第二弹簧内部的速度传感器，所述第一弹簧和所述第二弹簧的两端分别连接所述第一支撑板和第二支撑板，所述加速度传感器和所述速度传感器还连接信号处理系统。

2.根据权利要求1所述的一种用于蔬菜移栽机的减振系统，其特征在于：所述信号处理系统包括信号发射器、信号处理器和微机处理器，所述加速度传感器和所述速度传感器连接信号发射器的输入端，信号发射器的输出端依次连接信号处理器和微机处理器，所述微机处理器连接电动机和电磁阀，所述信号发射器连接所述加速度传感器和所述速度传感器。

3.根据权利要求1所述的一种用于蔬菜移栽机的减振系统，其特征在于：所述液压缸的内部设有保护弹簧，所述保护弹簧设置于所述第一端面和所述圆盘之间，所述保护弹簧固定于第一端面。

4.根据权利要求1所述的一种用于蔬菜移栽机的减振系统，其特征在于：所述支杆设置为2个，2个支杆均包括第一支杆和第二支杆，所述第一支杆和第二支杆的一端互相铰接，第一支杆和第二支杆的另一端分别铰接于所述第一支撑板和所述第二支撑板。

5.根据权利要求1所述的一种用于蔬菜移栽机的减振系统，其特征在于：所述第一支撑板与所述第二支撑板互相平行，所述支杆设置于第一支撑板和第二支撑板之间，支杆的一端铰接于所述第一支撑板，支杆的另一端铰接于所述第二支撑板，所述第二支撑板上还预留供液压油流出的通孔Ⅰ。

6.根据权利要求5所述的一种用于蔬菜移栽机的减振系统，其特征在于：所述通孔Ⅰ的孔内还设有导向筒，所述导向筒的一端连接于下出油孔处。

7.根据权利要求1所述的一种用于蔬菜移栽机的减振系统，其特征在于：所述圆盘设置于所述压板与所述第二支撑板之间，且圆盘的端面与压板的端面相接触。

8.根据权利要求1所述的一种用于蔬菜移栽机的减振系统，其特征在于：所述限位孔与所述阻尼孔的位置相重合，且限位孔与阻尼孔的孔径大小相同。

9.根据权利要求1所述的一种用于蔬菜移栽机的减振系统，其特征在于：所述第一支撑板的内部设置多个正六边形的蜂窝孔，蜂窝孔的中心轴线垂直于第一支撑板的中心轴线。