專利名稱：液壓無級變速噴霧風(fēng)扇調(diào)速裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及液壓無級變速噴霧風(fēng)扇調(diào)速裝置，具體地說，是一種能夠?qū)婌F 風(fēng)扇的速度精確控制的調(diào)速系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前使用的農(nóng)用車載風(fēng)送式噴霧機(jī)采用手動換擋方式調(diào)節(jié)液壓無級變速器閥門， 改變液壓馬達(dá)的單位時間進(jìn)油量，從而實現(xiàn)改變風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。通過手動換擋這種方法主要存 在兩種缺陷1、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速檔位劃分非常粗略，無法根據(jù)作物的不同實時精準(zhǔn)的調(diào)速；2、現(xiàn) 有的風(fēng)送式噴霧機(jī)的液壓泵是采用車發(fā)動機(jī)傳動，當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定時，手動換擋調(diào)節(jié) 的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速是不準(zhǔn)確的。傳統(tǒng)農(nóng)用車載風(fēng)送式噴霧機(jī)，由于第2種缺陷的存在，使得以往的專利如 93206603. 8機(jī)械式無級調(diào)速裝置和93207614. 9自動機(jī)械式無級調(diào)速裝置，都采用的純機(jī) 械機(jī)構(gòu)控制方法，不能夠?qū)崿F(xiàn)精確控制液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種能夠?qū)婌F風(fēng)扇的速度精確控制的液壓無級變速 噴霧風(fēng)扇調(diào)速裝置。本液壓無級變速噴霧風(fēng)扇調(diào)速裝置，所述液壓無級變速噴霧風(fēng)扇包括由液壓泵和 液壓馬達(dá)組成的液壓無級變速器，它還包括步進(jìn)電機(jī)，與步進(jìn)電機(jī)相連的控制步進(jìn)電機(jī)的 驅(qū)動器，輸出端與驅(qū)動器相連的控制器，與控制器相連的輸入裝置和顯示裝置；步進(jìn)電機(jī)經(jīng) 傳動機(jī)構(gòu)與液壓無級變速器的油門控制機(jī)構(gòu)相連；編碼器與液壓馬達(dá)的輸出軸相連，編碼 器的輸出接控制器。本實用新型的有益效果通過輸入裝置可以在控制器中設(shè)定液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速；編 碼器檢測出液壓馬達(dá)的實際轉(zhuǎn)速，并在顯示裝置中顯出。控制器讀取設(shè)定的轉(zhuǎn)速與風(fēng)扇實 際轉(zhuǎn)速，計算出控制量，并把控制量轉(zhuǎn)化成脈沖信號發(fā)給控制步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動器，步進(jìn)電機(jī) 即通過傳動機(jī)構(gòu)帶動油門控制機(jī)構(gòu)，改變液壓泵輸出油量，調(diào)整液壓無級變速器的輸出轉(zhuǎn) 速。整個過程往復(fù)循環(huán)，直至期望速度和實際速度在允許誤差范圍之內(nèi)。整個控制系統(tǒng)為 閉環(huán)控制方式，可以動態(tài)補(bǔ)償發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速變化引起風(fēng)扇轉(zhuǎn)速變化，使其穩(wěn)定為設(shè)定值，達(dá)到 風(fēng)扇轉(zhuǎn)速精確控制目的，克服了以往手動檔位控制方式的不確定性，本系統(tǒng)特別適用于農(nóng) 用車載風(fēng)送式噴霧機(jī)精量噴霧噴藥。上述的液壓無級變速噴霧風(fēng)扇調(diào)速裝置，輸入裝置包括用于設(shè)定液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速的 風(fēng)速設(shè)定旋鈕，風(fēng)速設(shè)定旋鈕通過A/D轉(zhuǎn)換模塊與控制器相連；顯示裝置為數(shù)碼管顯示模 塊。通過風(fēng)速設(shè)定旋鈕，操作者可以設(shè)定液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速，并可通過數(shù)碼管顯示模塊非常直觀 地看到設(shè)定轉(zhuǎn)速和以及液壓馬達(dá)的實際轉(zhuǎn)速值。控制器通過A/D轉(zhuǎn)換芯片讀取旋鈕設(shè)定的 轉(zhuǎn)速。所述控制器(微處理器)采用AT89S52芯片。上述的液壓無級變速噴霧風(fēng)扇調(diào)速裝置，傳動機(jī)構(gòu)有多種多樣，比較簡單且傳動精度比較高的傳動機(jī)構(gòu)包括帶動液壓無級變速器的油門閥桿轉(zhuǎn)動的拉線、滑塊、螺桿；拉線 與滑動連接在導(dǎo)軌上的滑塊相連，滑塊與螺桿通過螺旋副相聯(lián)；螺桿與步進(jìn)電機(jī)輸出軸連 接。為了更精確地控制油門開度，螺桿導(dǎo)程是l_3mm。

圖1為螺桿精確控制液壓無級變速噴霧風(fēng)扇調(diào)速裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為電子調(diào)速儀示意圖。圖3為控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)示意圖。圖4為螺桿精確控制液壓無級變速噴霧風(fēng)扇調(diào)速裝置的示意框圖。圖中電子調(diào)速儀1，信號傳輸線2，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)3，拉線固定桿4，拉線5，拉線固 定鐵片6，閥門桿7 ；液壓無級變速器8 ；設(shè)定轉(zhuǎn)速數(shù)碼管9 ；風(fēng)扇轉(zhuǎn)速數(shù)碼管10 ；風(fēng)速設(shè)定旋 鈕11 ；(單片機(jī)供電)電源開關(guān)12 ；程序運行開關(guān)13 ；液壓無級變速器及油路和風(fēng)扇部分 14 ；導(dǎo)軌16，滑塊17，螺桿18，聯(lián)軸器19，步進(jìn)電機(jī)20，信號傳輸線21，驅(qū)動器22。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。參見圖1所示螺桿精確控制液壓無級變速噴霧風(fēng)扇調(diào)速裝置，操作電子調(diào)速儀1 輸出控制信號，通過信號傳輸線2傳給控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)3，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)3通過拉線固定桿4 拉動拉線5，拉線即拉到閥門桿(油門控制機(jī)構(gòu))7前后擺動，調(diào)節(jié)液壓無級變速器8的液壓 泵排油量。液壓無級變速器驅(qū)動液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)動。參見圖2，電子調(diào)速儀器主要包括微處理器(AT89S52芯片)、A/D轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)碼管 顯示模塊、風(fēng)速設(shè)定旋鈕、編碼器。電子調(diào)速儀由12v蓄電池供電，打開(單片機(jī)供電)電 源開關(guān)12，設(shè)定轉(zhuǎn)速數(shù)碼管9和風(fēng)扇轉(zhuǎn)速數(shù)碼管10均在工作狀態(tài)。旋轉(zhuǎn)風(fēng)速設(shè)定旋鈕11， 即可通過設(shè)定轉(zhuǎn)速數(shù)碼管9直觀看到設(shè)定風(fēng)速值，待設(shè)定完畢，摁下程序運行開關(guān)13程序 進(jìn)入運行狀態(tài)。通過編碼器實時檢測風(fēng)扇的實際轉(zhuǎn)速，由風(fēng)扇轉(zhuǎn)速數(shù)碼管10顯示。參見圖3，(步進(jìn)電機(jī))驅(qū)動器22通過信號傳輸線21接收到電子調(diào)速控制儀1傳 輸?shù)目刂屏浚?qū)動步進(jìn)電機(jī)20正反轉(zhuǎn)。步進(jìn)電機(jī)20輸出軸通過連接聯(lián)軸器19，帶動螺桿 18旋轉(zhuǎn)。螺桿18上滑塊17隨著螺桿的旋轉(zhuǎn)運動，沿導(dǎo)軌16上作直線運動，把步進(jìn)電機(jī)的 旋轉(zhuǎn)控制轉(zhuǎn)化成直線控制。參見圖4，螺桿精確控制液壓無級變速噴霧風(fēng)扇調(diào)速裝置主要電子調(diào)速儀1、控制 執(zhí)行機(jī)構(gòu)3、液壓無級變速器及油路和風(fēng)扇部分14組成。要電子調(diào)速儀1主要包風(fēng)速設(shè)定 旋鈕的A/D轉(zhuǎn)換、編碼器信號的讀取、轉(zhuǎn)速的顯示，采用AT89S52芯片控制。控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)3 主要包括步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動器、螺桿及其導(dǎo)軌和滑塊。液壓無級變速器及油路和風(fēng)扇部分 14主要包括液壓泵、液壓馬達(dá)以及相應(yīng)的油路、油箱、風(fēng)扇等。風(fēng)扇連接在液壓馬達(dá)的輸出 軸上，構(gòu)成了液壓馬達(dá)風(fēng)扇。打開電子調(diào)速儀1上的電源開關(guān)12，調(diào)節(jié)風(fēng)速設(shè)定旋鈕11設(shè) 定理想轉(zhuǎn)速，在設(shè)定轉(zhuǎn)速數(shù)碼管9上顯示，并摁下程序運行按鈕13，微處理器(單片機(jī))通 過編碼器輸入信號測得風(fēng)扇實際轉(zhuǎn)速，在風(fēng)扇轉(zhuǎn)速數(shù)碼管10實時顯示。同時通過微處理器 得到控制量并把控制量轉(zhuǎn)化成脈沖信號發(fā)給驅(qū)動器22，步進(jìn)電機(jī)20帶動滑塊在配套導(dǎo)軌 16上直線運動，拉動閥門桿7，調(diào)整液壓無級變速器8輸出轉(zhuǎn)速。整個過程往復(fù)循環(huán)，直至
4期望速度和實際速度在允許誤差范圍(50rp/m)之內(nèi)。電源開關(guān)12和程序運行按鈕13主 要起到單片和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的保護(hù)作用，防治突發(fā)情況燒毀單片機(jī)及損壞步進(jìn)電機(jī)。本實用新型利用螺桿把旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化成直線運動的功能，實現(xiàn)精準(zhǔn)控制液壓無級 變速器噴霧風(fēng)扇的調(diào)速。本方案被控制對象是由液壓泵和液壓馬達(dá)構(gòu)成的液壓無級變速 器，通過液壓泵的油門開口大小控制輸出軸轉(zhuǎn)速，液壓泵閥門開口角度為18°，為了便于控 制，簡化成直線運動。但執(zhí)行機(jī)構(gòu)中原動機(jī)是旋轉(zhuǎn)運動的步進(jìn)電機(jī)，本系統(tǒng)用螺桿把兩者很 好的結(jié)合起來，并利用螺桿的導(dǎo)程進(jìn)一步提高系統(tǒng)精度。微處理器通過A/D轉(zhuǎn)換模塊讀取風(fēng)速設(shè)定旋鈕設(shè)定的轉(zhuǎn)速，并根據(jù)編碼器數(shù)據(jù) (風(fēng)扇實際風(fēng)速)，通過二維模糊決策模塊得到控制量并把控制量轉(zhuǎn)化成脈沖信號發(fā)給驅(qū) 動器，步進(jìn)電機(jī)帶動滑塊在配套導(dǎo)軌上直線運動，拉動伐栓，調(diào)整液壓無級變速器輸出轉(zhuǎn) 速。整個過程往復(fù)循環(huán)，直至期望速度和實際速度在允許誤差范圍之內(nèi)。本實用新型整個控制系統(tǒng)為閉環(huán)控制方式，可以動態(tài)補(bǔ)償發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速變化引起風(fēng) 扇轉(zhuǎn)速變化，使其穩(wěn)定為設(shè)定值，達(dá)到風(fēng)扇轉(zhuǎn)速精確控制目的。采用二維模糊控制策略，結(jié) 合螺桿導(dǎo)程(2mm)，進(jìn)一步提高系統(tǒng)控制精度，誤差范圍在50rp/m(轉(zhuǎn)/分鐘)以內(nèi)。這樣 操作者可以非常直觀看到電子調(diào)速儀上設(shè)定轉(zhuǎn)速和實際轉(zhuǎn)速值，控制液壓馬達(dá)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速， 克服了以往手動檔位控制方式的不確定性。本系統(tǒng)特別適用于農(nóng)用車載風(fēng)送式噴霧機(jī)精量 噴霧噴藥。
權(quán)利要求液壓無級變速噴霧風(fēng)扇調(diào)速裝置，所述液壓無級變速噴霧風(fēng)扇包括由液壓泵和液壓馬達(dá)組成的液壓無級變速器，其特征是它還包括步進(jìn)電機(jī)，與步進(jìn)電機(jī)相連的控制步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動器，輸出端與驅(qū)動器相連的控制器，與控制器相連的輸入裝置和顯示裝置；步進(jìn)電機(jī)經(jīng)傳動機(jī)構(gòu)與液壓無級變速器的油門控制機(jī)構(gòu)相連；編碼器與液壓馬達(dá)的輸出軸相連，編碼器的輸出接控制器。
2.如權(quán)利要求1所述的液壓無級變速噴霧風(fēng)扇調(diào)速裝置，其特征是輸入裝置包括用 于設(shè)定液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速的風(fēng)速設(shè)定旋鈕，風(fēng)速設(shè)定旋鈕通過A/D轉(zhuǎn)換模塊與控制器相連；顯 示裝置為數(shù)碼管顯示模塊。
3.如權(quán)利要求2所述的液壓無級變速噴霧風(fēng)扇調(diào)速裝置，其特征是控制器為AT89S52芯片。
4.如權(quán)利要求1所述的液壓無級變速噴霧風(fēng)扇調(diào)速裝置，其特征是傳動機(jī)構(gòu)包括帶 動液壓無級變速器的油門閥桿轉(zhuǎn)動的拉線、滑塊、螺桿；拉線與滑動連接在導(dǎo)軌上的滑塊相 連，滑塊與螺桿通過螺旋副相聯(lián)；螺桿與步進(jìn)電機(jī)輸出軸連接。
5.如權(quán)利要求4所述的液壓無級變速噴霧風(fēng)扇調(diào)速裝置，其特征是螺桿導(dǎo)程是 l-3mm。
專利摘要本實用新型提供一種能夠?qū)婌F風(fēng)扇的速度精確控制的液壓無級變速噴霧風(fēng)扇調(diào)速裝置，所述液壓無級變速噴霧風(fēng)扇包括由液壓泵和液壓馬達(dá)組成的液壓無級變速器，它還包括步進(jìn)電機(jī)，與步進(jìn)電機(jī)相連的控制步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動器，輸出端與驅(qū)動器相連的控制器，與控制器相連的輸入裝置和顯示裝置；步進(jìn)電機(jī)經(jīng)傳動機(jī)構(gòu)與液壓無級變速器的油門控制機(jī)構(gòu)相連；編碼器與液壓馬達(dá)的輸出軸相連，編碼器的輸出接控制器。
文檔編號A01M7/00GK201752215SQ201020231989

公開日2011年3月2日 申請日期2010年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月23日
發(fā)明者任麗春, 汪小旵 申請人:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)