本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)智能裝備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種弓棚智能插架設(shè)計與控制，具體為一種弓棚智能插架裝置及插架方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，弓棚在蔬菜栽培、育苗等方面的應(yīng)用越來越廣泛。利用竹木、鋼材等材料作為棚架，并覆蓋塑料薄膜，搭成拱形棚，能夠提早或延遲蔬菜供應(yīng)，特別是北方地區(qū)能在早春和晚秋淡季供應(yīng)鮮嫩蔬菜，從而提高蔬菜供應(yīng)量和新鮮度，同時有利于減少病蟲害，防御自然災(zāi)害，增加經(jīng)濟(jì)效益。

弓棚建造成本較低，土地利用率高，可以保證較好的經(jīng)濟(jì)效益，是保護(hù)土地的蔬菜栽培的重要類型，發(fā)展?jié)摿薮?。但是目前國?nèi)弓棚插架主要還是人工為主，先將棚桿彎折，再將彎好的棚桿插孔掩埋，棚桿的插入土壤的深度及彎曲角度不一致，整體抗風(fēng)效果差，而且浪費(fèi)大量勞動力，勞動效率低下。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種弓棚智能插架裝置及插架方法，既保證了各棚桿插入土壤深度及彎曲角度的一致性，又大幅減輕了勞動強(qiáng)度，提高了勞動效率。

本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，提供一種弓棚智能插架裝置，包括棚桿架、豎直滑接在所述棚桿架上的壓桿，以及安裝在所述棚桿架上且?guī)铀鰤簵U上下移動的下壓動力裝置，所述壓桿下方設(shè)置有兩個由固定在棚桿架上的驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動的滾輪，所述滾輪的旋轉(zhuǎn)面為豎直方向且與棚桿架內(nèi)的棚桿平行，兩個滾輪相遠(yuǎn)離的一側(cè)分別固定有彎折手臂。

本方案通過驅(qū)動電機(jī)帶動滾輪旋轉(zhuǎn)，從而帶動彎折手臂向下彎折棚桿，通過控制驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)動角度即可控制彎折手臂的轉(zhuǎn)動角度，從而控制棚桿的彎折角度，實(shí)現(xiàn)了各棚桿彎折的一致性；通過下壓動力裝置將彎折好的棚桿壓入土壤，快速、省力，通過控制下壓動力裝置的行程即可控制各棚桿的壓入土壤深度。

作為優(yōu)化，所述壓桿為向上凸起的弧形桿，壓桿底面中間位置固定有開口朝下且開口尺寸與棚桿適配的主固定槽，所述主固定槽兩側(cè)對稱固定有開口朝下且開口尺寸與棚桿適配的側(cè)固定槽。通過設(shè)置固定槽，避免下壓時棚桿由于偏斜而與壓桿錯開，保證了下壓的可靠性。

作為優(yōu)化，兩個所述滾輪處于同一高度。便于對驅(qū)動電機(jī)啟動時間的控制，應(yīng)用時可以將兩滾輪的驅(qū)動電機(jī)同時啟動，簡化了控制過程。

作為優(yōu)選，所述下壓動力裝置為帶有電磁換向閥的液壓缸。通過電磁換向閥控制液壓缸的伸出與縮回，便于控制，且液壓缸的行程可以進(jìn)行連續(xù)性的調(diào)節(jié)，適用于不同插入要求的情況，實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多用。

作為優(yōu)化，還包括與所述電磁換向閥、驅(qū)動電機(jī)電性連接的單片機(jī)控制單元。通過單片機(jī)控制單元進(jìn)行控制，精確性高，控制可靠性強(qiáng)。

一種弓棚智能插架方法，包括如下步驟：

（1）棚桿進(jìn)給到位后，啟動驅(qū)動電機(jī)，由滾輪帶動彎折手臂向下轉(zhuǎn)動，對棚桿的兩端施加向下的彎折力；

（2）棚桿彎曲到指定角度后，停止驅(qū)動電機(jī)，棚桿的彎曲角度通過控制驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)過的角度進(jìn)行控制；

（3）啟動下壓動力裝置，下壓動力裝置推動壓桿向下移動，通過壓桿將彎折后的棚桿壓入土壤，棚桿的壓入深度通過控制下壓動力裝置的行程進(jìn)行控制；

（4）下壓動力裝置帶動壓桿上移至初始位置，驅(qū)動電機(jī)反向轉(zhuǎn)動，至彎折手臂恢復(fù)到初始的水平位置后停止。

本發(fā)明的有益效果為：結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)一體化，方法簡單易行，并能對棚桿的彎曲角度和棚桿插入土壤的深度進(jìn)行控制，不僅保證了棚桿彎曲及插入深度的一致性，而且大大減輕了栽植人員的勞動強(qiáng)度，提高了工作效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中局部放大視圖；

圖3為本發(fā)明初始狀態(tài)示意圖；

圖4為本發(fā)明棚桿彎折狀態(tài)示意圖；

圖5為本發(fā)明棚桿被下壓狀態(tài)示意圖；

圖中所示：

1、棚桿架，2、壓桿，3、下壓動力裝置，4、主固定槽，5、側(cè)固定槽，6、彎折手臂，7、滾輪，8、棚桿。

具體實(shí)施方式

為能清楚說明本方案的技術(shù)特點(diǎn)，下面通過具體實(shí)施方式，對本方案進(jìn)行闡述。

如圖1所示一種弓棚智能插架裝置，包括棚桿架1、豎直滑接在所述棚桿架1上的壓桿2，以及安裝在所述棚桿架1上且?guī)铀鰤簵U2上下移動的下壓動力裝置3。壓桿2為向上凸起的弧形桿，壓桿2底面中間位置固定有開口朝下且開口尺寸與棚桿適配的主固定槽4，主固定槽4的兩側(cè)對稱固定有開口朝下且開口尺寸與棚桿適配的側(cè)固定槽5，主固定槽4和側(cè)固定槽5的設(shè)置，增加了對棚桿的包裹，避免下壓時棚桿8與壓桿脫開，同時，側(cè)固定槽對棚桿8起到導(dǎo)向作用，保證了棚桿豎直插入土壤中。

在壓桿2的下方設(shè)置有兩個由固定在棚桿架上的驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動的滾輪7，兩個滾輪7處于同一高度，且關(guān)于壓桿2的中心線對稱，滾輪7的旋轉(zhuǎn)面為豎直方向且與棚桿架內(nèi)的棚桿平行，兩個滾輪7相遠(yuǎn)離的一側(cè)分別固定有彎折手臂6，滾輪旋轉(zhuǎn)時，帶動彎折手臂轉(zhuǎn)動，對棚桿的兩端進(jìn)行下壓。

作為優(yōu)選方案，本實(shí)施例中的下壓動力裝置3為帶有電磁換向閥的液壓缸，由液壓缸給壓桿的上下移動提供動力，通過控制液壓缸活塞的行程即可準(zhǔn)確控制壓桿的上下移動距離。液壓缸在使用時需要的液壓系統(tǒng)屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。

本實(shí)施例還包括與電磁換向閥、驅(qū)動電機(jī)電性連接的單片機(jī)控制單元，單片機(jī)控制單元根據(jù)預(yù)設(shè)參數(shù)，控制驅(qū)動電機(jī)旋轉(zhuǎn)角度，從而實(shí)現(xiàn)對棚桿彎曲角度的控制，同樣，單片機(jī)控制單元根據(jù)預(yù)設(shè)參數(shù)，通過控制電磁換向閥控制液壓缸的伸縮，實(shí)現(xiàn)對棚桿壓入土壤深度的控制。

針對上述弓棚智能插架裝置的插架方法，具體如下：

（1）棚桿進(jìn)給到位后，單片機(jī)控制單元控制驅(qū)動電機(jī)啟動，由滾輪帶動彎折手臂向下轉(zhuǎn)動，對棚桿的兩端施加向下的彎折力；

（2）棚桿彎曲到指定角度后，單片機(jī)控制單元控制驅(qū)動電機(jī)停止，棚桿的彎曲角度通過控制驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)過的角度進(jìn)行控制；

（3）單片機(jī)控制單元啟動液壓缸，液壓缸推動壓桿向下移動，通過壓桿將彎折后的棚桿壓入土壤，棚桿的壓入深度通過控制液壓缸的伸出長度進(jìn)行控制；

（4）單片機(jī)控制單元控制電磁換向閥換向，液壓缸帶動壓桿上移至初始位置，由單片機(jī)控制單元向驅(qū)動電機(jī)發(fā)反轉(zhuǎn)信號，驅(qū)動電機(jī)至彎折手臂恢復(fù)到初始的水平位置后停止。

當(dāng)然，上述說明也并不僅限于上述舉例，本發(fā)明未經(jīng)描述的技術(shù)特征可以通過或采用現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)，在此不再贅述；以上實(shí)施例及附圖僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)方案并非是對本發(fā)明的限制，參照優(yōu)選的實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換都不脫離本發(fā)明的宗旨，也應(yīng)屬于本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種弓棚智能插架裝置，包括棚桿架、豎直滑接在所述棚桿架上的壓桿，以及安裝在所述棚桿架上且?guī)铀鰤簵U上下移動的下壓動力裝置，所述壓桿下方設(shè)置有兩個由固定在棚桿架上的驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動的滾輪，所述滾輪的旋轉(zhuǎn)面為豎直方向且與棚桿架內(nèi)的棚桿平行，兩個滾輪相遠(yuǎn)離的一側(cè)分別固定有彎折手臂。本發(fā)明的插架裝置既保證了各棚桿插入土壤深度及彎曲角度的一致性，又大幅減輕了勞動強(qiáng)度，提高了勞動效率。

技術(shù)研發(fā)人員：劉平;王春穎;王公成;秦洪政;宋洪軍;張同勛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.27
技術(shù)公布日：2017.08.29