專利名稱：一種可主動調節位姿的噴桿的制作方法
技術領域：
本發明涉及植保機械技術領域，具體涉及一種可主動調節位姿的噴桿。
背景技術：
如今使用噴桿式噴霧機進行施藥已成為作物保護的重要方法，但是在噴霧機作業時，噴桿的垂直方向上不規則運動以及坡型路面的作業環境會大大降低噴霧分布均勻性，從而導致施藥效果下降，而為了保證作物的正常生長，施藥時往往采用加大施藥量的方法來彌補這種不足，這樣不僅會造成農藥浪費，同時還會造成環境污染。因此，研發一種能有效抑制噴桿垂直方向上不規 則運動，并且能適應坡型路面的噴桿式噴霧機具有重要意義。噴桿噴霧機的噴桿和噴霧機主體之間采用剛性連接時，如專利申請號為200820103556.3、名稱為“大型折疊式噴霧機”，申請號為201120522547.X、名稱為“立式折疊懸掛噴霧機”和申請號為201210210137.0、名稱為“一種自走式噴桿噴霧機”，噴桿與噴霧機主體均為剛性連接，連續起伏路面給噴霧機機體的高頻激勵會導致噴桿垂直方向上不規則運動，這不僅會降低噴霧沉積均勻性，同時還可能造成噴桿末端觸地，對噴霧機造成傷害。所以出于對噴霧質量以及噴霧機安全的角度考慮，應該對噴桿的垂直方向上不規則運動進行抑制。噴桿和噴霧機主體之間加裝平衡裝置，如專利申請號為200620021828.6，名稱為“噴桿式噴霧機自動平衡懸浮機構”可減小噴桿的不規則運動，在一定程度上提高施藥均勻性，但無法主動調節噴桿的位姿，對低頻激勵信號響應效果不明顯，專利申請號為201010603644.1，名稱為“自平衡噴桿噴霧機”可自動使噴桿與水平面平行，但這種被動懸掛噴桿式噴霧機在坡型路面作業時，噴桿懸掛系統無法使噴桿與作物面保持水平，會降低保證噴霧機的施藥均勻性。

發明內容
本發明的目的是提供一種可主動調節位姿的噴桿，該種噴桿能夠有效抑制由于路面高頻激勵造成的垂直方向上噴桿不規則運動，同時可以使噴桿在坡型路面工作時能夠與作物面保持平行，提高霧滴沉積均勻性，節約農藥使用量，減少環境污染。所述機械部分包括，直流伺服電機1、主動滑輪2、兩只輔助滑輪3a ;3b、蝸輪蝸桿減速器4、機架5、液壓升降架6、纜繩8、升降液壓缸9、噴桿組件10。
所述直流伺服電機I與蝸輪蝸桿減速器4用螺栓固定在液壓升降架6頂部驅動裝置安裝臺601上，直流伺服電機I輸出軸與蝸輪蝸桿減速器4輸入軸鍵連接，蝸輪蝸桿減速器4輸出軸與主動滑輪2鍵連接；所述兩只輔助滑輪3a ;3b安裝在機架5上，兩只輔助滑輪分別對稱安裝在液壓升降架的兩鉸接孔處，所述兩只輔助滑輪3a ；3b位于同一水平面上；所述纜繩8兩端鉸接在噴桿組件10上，中部環繞在主動滑輪2上，左半及右半部分中部分別搭繞在兩只輔助滑輪3a ；3b上，工作面為垂直面。所述控制部分包括:兩只距離傳感器7a、7b，控制器11 ;所述的兩只距離傳感器7a、7b分別安裝在噴桿組件10的左右兩端側；所述控制器11由數字傳送器、處理器、驅動芯片組成；所述控制器11安裝在驅動裝置安裝臺601上；所述距離傳感器7a ；7b將測得的噴桿組件10兩末端距作物表層距離交由控制器11處理，控制器11控制直流伺服電機I轉動，實現對噴桿的運動控制。所述液壓升降架6包括，升降架主體602，位于升降架主體602頂部的驅動裝置安裝臺601，位于升降架主體602中部的兩個鉸接孔603，位于升降架主體602兩側的垂直軌道604以及位于升降架主體602底部的噴桿鉸接孔605。垂直軌道604垂直于水平面；所述鉸接孔603處于同一水平面。所述機架5包括機架主體501，所述機架主體501的底部設有機架底座502，所述機架底座502設有升降液壓缸固定底座504，所述機架主體501的兩側設有與液壓升降架6的垂直軌道604相配合的垂直導軌503，液壓升降架6通過升降液壓缸安裝在噴霧機機架上，使升降液壓缸可以帶動液壓升降架沿著噴霧機機架垂直導軌上下移動，使噴霧機能實現不同作物高度的工作要求。所述噴桿組件10由中間架1007、兩只末端懸桿1001、兩只中部懸桿1002組成。所述中間架7上設有纜繩鉸接孔1003a、1003b，機架鉸接孔1006，傳感器安裝孔1008，所述中間架1007向兩側分別與兩只中部懸桿1002、兩只末端懸桿1001依次通過四只折疊轉動軸1005相連；固定板1004位于折疊旋轉軸1005上下兩側，平行對稱設置。固定板1004將兩只末端懸桿1001、兩只中部懸桿1002及中間架1007緊固，每個連接處用兩只固定板1004上下平行固定。采用本發明的技術方案，噴霧機作業時，以噴桿組件兩末端距作物表面零距離差為目標調節噴桿的位姿，通 過采用閉環控制系統，可以有效抑制噴霧機作業時噴桿的垂直方向不規則運動。當噴霧機在坡型路面作業時，置于噴桿組件兩末端的距離傳感器檢測到噴桿組件兩末端各自距離作物的距離后，控制系統控制直流伺服電機驅動噴桿運動，使噴桿組件保持與作物面平行的位姿。克服坡型路面對噴霧沉積均勻性的影響，改善噴霧機在不同路面工況下的作業效果。


圖1為本發明一種可主動調節位姿的噴桿的機械部分的軸測圖。圖2為本發明一種可主動調節位姿的噴桿的左半部噴桿組件總成。圖3為本發明一種可主動調節位姿的噴桿的液壓升降架。圖4為本發明一種可主動調節位姿的噴桿的機架。圖5為本發明一種可主動調節位姿的噴桿的懸掛裝置的主視圖。圖6為本發明一種可主動調節位姿的噴桿的控制系統實施方案的示意圖。圖中:直流伺服電機1，主動滑輪2，輔助滑輪3 (a)、3 (b)，蝸輪蝸桿減速器4，機架5，機架主體501，機架底座502，垂直導軌503，升降液壓缸固定底座504，液壓升降架6，驅動裝置安裝臺601，升降架主體602，鉸接孔603 (a)、603 (b)，垂直軌道604，噴桿鉸接孔605，距離傳感器7 (a)、(b)，纜繩8，升降液壓缸9，噴桿組件10，末端懸桿1001、中部懸桿1002、纜繩鉸接孔 1003 (a)、1003 (b)、固定板 1004 (a) 1004 (b) 1004 (c) 1004(d)、折疊轉動軸1005 (a)、1005 (b)、機架鉸接孔1006、中間架1007、傳感器安裝孔1008。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的一個具體實施例做進一步的說明。如圖1所示一種可主動調節位姿的噴桿機械部分包括:直流伺服電機1、主動滑輪2、輔助滑輪3 (a)、3 (b)、蝸輪蝸桿減速器4、機架5、液壓升降架6、纜繩8、升降液壓缸9、噴桿組件10 ;其中直流伺服電機I輸出軸與蝸輪蝸桿減速器4輸入軸鍵連接，蝸輪蝸桿減速器4輸出軸與主動滑輪2鍵連接，直流伺服電機I及蝸輪蝸桿減速器4分別用螺栓固定在液壓升降架6上，噴桿組件10通過液壓升降架鉸接孔1006及噴桿鉸接孔605與機架5鉸接，兩個輔助滑輪3分別通過鉸接孔603 (a)、603 (b)鉸接在液壓升降架6上，纜繩8兩端分別鉸接在噴桿組件10兩端的纜繩鉸接孔1003 (a)、1003 (b)上，纜繩8中部環繞在主動滑輪2上，左半及右半部分的各自中部分別搭繞在輔助滑輪3 (a)、3 (b)上。由上可知，控制直流伺服電機I的轉動，通過纏繞在主動滑輪以及輔助滑輪上的纜繩，可對噴桿組件10的運動進行控制。升降液壓缸上下兩端分別固定在機架5和液壓升降架6上，液壓升降架6在升降液壓缸9的作用下可沿機架的垂直導軌604上下移動，以實現不同高度條件的作業。如圖2所示，噴桿組件10左半部總成包括:末端懸桿1001，，纜繩鉸接孔1003
(a)、1003(b)，固定板 1004 (a)、1004 (b)、1004 (C)、1004(d)，折疊轉動軸 1005 (a)、1005
(b)，機架鉸接孔1006，中間架1007，傳感器安裝孔1008;傳感器安裝孔1008用于安裝傳感器7，末端懸桿1001、中部懸桿1002及中間架1007分別通過折疊轉動軸1005 (a)、1005(b)連接，噴桿10工作時，須將固定板1004 (a)、1004 (b)將末端懸桿1001和中部懸桿1002上緊，須將固定板1004 (c)、1004(d)將中部懸桿1002和中間架1007上緊；噴桿組件10在不工作時，卸下 固定板1004 (a)、1004 (b)、1004 (c)、1004(d)后即可以沿折疊轉動軸1005 (a)、1005 (b)折疊，方便轉移和保管。如圖3所示，液壓升降架6包括:所述液壓升降架6包括，升降架主體602，位于升降架主體602頂部的驅動裝置安裝臺601，位于升降架主體602中部的兩個鉸接孔603，位于升降架主體602兩側的垂直軌道604以及位于升降架主體602底部的噴桿鉸接孔605。垂直軌道604垂直于水平面；所述鉸接孔603處于同一水平面。如圖4所示，所述機架5包括機架主體501，所述機架主體501的底部設有機架底座502，所述機架底座502設有升降液壓缸固定底座504，所述機架主體501的兩側設有與液壓升降架6的垂直軌道604相配合的垂直導軌503，液壓升降架6通過升降液壓缸安裝在噴霧機機架上，使升降液壓缸可以帶動液壓升降架沿著噴霧機機架垂直導軌上下移動，使噴霧機能實現不同作物高度的工作要求。本發明的控制部分的實施方式為:
如圖5所示，控制器11用螺栓固定在驅動裝置安裝臺601上；控制器11由數字傳送器、處理器、驅動芯片組成。如圖6所示:由兩只距離傳感器7 (a)、7 (b)，數字變送器，處理器，驅動芯片組成；距離傳感器將測得的噴桿組件10兩末端距作物表層距離通過數字變送器轉換為數字信號，處理器將接收的數字信號處理后交由驅動芯片，驅動芯片驅動直流伺服電機I轉動，實現對噴桿的運動控制 。
權利要求
1.一種可主動調節位姿的噴桿，包括機械部分和控制部分，其特征在于: 所述機械部分包括:直流伺服電機(I)、主動滑輪(2)、兩只輔助滑輪(3a ;3b)、蝸輪蝸桿減速器(4)、機架(5)、液壓升降架(6)、纜繩(8)、升降液壓缸(9)、噴桿組件(10);所述直流伺服電機(I)與蝸輪蝸桿減速器(4)用螺栓固定在液壓升降架(6)頂部驅動裝置安裝臺(601)上，直流伺服電機(I)輸出軸與蝸輪蝸桿減速器(4)輸入軸鍵連接，蝸輪蝸桿減速器(4)輸出軸與主動滑輪(2)鍵連接；所述兩只輔助滑輪(3a ；3b)安裝在機架(5)上，所述兩只輔助滑輪(3a ；3b)位于同一水平面上；所述纜繩(8)兩端鉸接在噴桿組件(10)上，中部環繞在主動滑輪(2)上，左半及右半部分中部分別搭繞在兩只輔助滑輪(3a ;3b)上，工作面為垂直面； 所述控制部分包括:兩只距離傳感器(7a ;7b)、控制器(11);所述的兩只距離傳感器(7a ；7b)分別安裝在噴桿組件(10)的左右兩端側；所述控制器(11)由數字傳送器、處理器、驅動芯片組成；所述控制器(11)安裝在驅動裝置安裝臺(601)上；所述距離傳感器(7a ；7b)將測得的噴桿組件(10)兩末端距作物表層距離交由控制器(11)處理，控制器(11)控制直流伺服電機(I)轉動，實現對噴桿的運動控制。
2.根據權利要求1所述的可主動調節位姿的噴桿，其特征在于:所述噴桿組件(10)由中間架(1007)、兩只末端懸桿(1001)、兩只中部懸桿(1002)組成。
3.根據權利要求2所述的可主動調節位姿的噴桿，其特征在于:所述中間架(7)上設有纜繩鉸接孔(1003a ;1003b)、機架鉸接孔(1006)，傳感器安裝孔(1008)，所述中間架(1007)向兩側分別與 兩只中部懸桿(1002)、兩只末端懸桿(1001)依次通過四只折疊轉動軸(1005)相連；固定板(1004)位于折疊旋轉軸(1005)上下兩端側，平行對稱設置。
4.根據權利要求3所述的可主動調節位姿的噴桿，其特征在于:固定板(1004)將兩只末端懸桿(1001 )、兩只中部懸桿(1002)及中間架(1007)緊固，每個連接處用兩只固定板(1004)上下平行固定。
全文摘要
本發明公開了一種可主動調節位姿的噴桿，涉及植保機械領域,包括機械部分及控制部分。機械部分由直流伺服電機、主動滑輪、兩只輔助滑輪、蝸輪蝸桿減速器、機架、液壓升降架、纜繩、升降液壓缸及噴桿組件組成。控制部分由距離傳感器、控制器組成。噴霧機在作業時，控制部分控制直流伺服電機驅動噴桿，以實現對噴桿的位姿調整。由本發明所構建的噴霧機可以抑制噴桿垂直方向的不規則運動，同時能使噴桿適應坡型路面的作業環境，提高噴霧沉積均勻性。
文檔編號A01M7/00GK103141461SQ20121054100
公開日2013年6月12日 申請日期2012年12月14日 優先權日2012年12月14日
發明者邱白晶, 何耀杰 申請人:江蘇大學