專利名稱：一種應用于播深自控系統(tǒng)的室內(nèi)試驗臺的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及播種技術領域，特別涉及一種應用于播深自控系統(tǒng)的室內(nèi)試驗臺。
背景技術：
免耕播種機屬于保護性耕作機具，具有防止水土流失，防止沙塵，保護環(huán)境，節(jié)能 降耗，搶農(nóng)時等作用。免播機作業(yè)時地表條件惡劣，免耕施肥播種質量易受影響，尤其是對 播深控制影響較大。而播種深度一致是播種作業(yè)保證苗齊、苗全、苗壯的基本要求，是衡量 播種性能的關鍵指標。因此，為了提高免耕施肥播種質量，除了進行必要的地表耕作外，必 須研究如何有效控制播深，即在地表條件復雜的情況下保持播種深度一致。目前拖拉機在進行播種作業(yè)時，主要采用高度調(diào)節(jié)法調(diào)節(jié)播種深度，即利用地輪 (仿形部件)對地面的仿形來維持一定的播深。在保護性耕作條件下，土壤結構、田間條件 復雜多變，利用傳統(tǒng)的被動控制技術難以保證免耕施肥播種質量。鑒于主動控制播深相對 被動控制不易受外界條件影響，亟待研究主動式播深自控系統(tǒng)。由于室內(nèi)試驗相對田間試驗不受季節(jié)、氣候條件的影響，不需選擇性地進行試驗， 為此，需要一種應用于播深自控系統(tǒng)的室內(nèi)試驗臺，為田間免播機播深自控系統(tǒng)的研制與 開發(fā)做鋪墊。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種相對田間試驗操作不受季節(jié)、氣候條件的影響， 便于試驗得到一系列重要參數(shù)，為田間免播機播深自控系統(tǒng)的研制與開發(fā)提供重要數(shù)據(jù)的 應用于播深自控系統(tǒng)的室內(nèi)試驗臺。一種應用于播深自控系統(tǒng)的室內(nèi)試驗臺，包括機架12，其特征在于所述室內(nèi)試 驗臺還包括地表起伏模擬機構、檢測機構、控制器、驅動板、液壓站、調(diào)節(jié)機構、開溝器，其 中，所述地表起伏模擬機構包括電機安裝支座1、直流調(diào)速電機2、圓盤3、連桿4、第一 連接件5、滑柱6、滑槽支座7、地表模擬板8 ；其中，電機安裝支座1與滑槽支座7與機架12 固定連接；直流調(diào)速電機2安裝于電機安裝支座1上，驅動圓盤3轉動；連桿4 一端偏心安 裝于圓盤3上，另一端與第一連接件5連接；滑柱6穿過滑槽支座7，下端固定連接在第一 連接件5上，上端與地表模擬板8相連；所述檢測機構包括線性可變位移傳感器以及超聲波傳感器22，線性可變位移傳感 器包括線性可變位移傳感器定桿11與線性可變位移傳感器動桿9，線性可變位移傳感器定 桿11安裝于固定在機架12上的線性可變位移傳感器安裝支座10上，線性可變位移傳感器 動桿9與地表模擬板8相連，超聲波傳感器22通過連接件固定在開溝器鏟柄19上；所述的控制器接收超聲波傳感器22采集的播深信息，控制液壓站的比例方向閥 30的流量與方向，控制液壓缸14推桿伸縮；[0010]所述驅動板對控制信號進行放大，控制比例方向閥30與兩位三通閥四操作；所述液壓站通過調(diào)節(jié)比例方向閥30的流量與方向及兩位三通閥四的得失電，控 制液壓缸14推桿伸縮及伸縮速度，繼而帶動開溝器上下移動；所述調(diào)節(jié)機構包括調(diào)節(jié)機構安裝支座13、液壓缸14、平行四桿、開溝器安裝支座 16，其中，調(diào)節(jié)機構安裝支座13固定在機架12上；開溝器安裝支座16通過平行四桿與調(diào)節(jié) 機構安裝支座13相連；液壓缸14底座與調(diào)節(jié)機構安裝支座13通過銷連接，液壓缸14推桿 與下連桿17通過銷相連。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果在于本實用新型的室內(nèi)試驗臺不受季 節(jié)、氣候條件的影響，試驗安排機動性強，便于搭線、安裝，為田間免播機播深自控系統(tǒng)的研 制與開發(fā)做鋪墊，具有提高系統(tǒng)開發(fā)效率、降低開發(fā)成本的作用。

[0014]圖1為本實用新型一種應用于播深自控系統(tǒng)的室內(nèi)試逢乏臺的結構示意圖；[0015]圖2為本實用新型一種應用于播深自控系統(tǒng)的室內(nèi)試逢乏臺的液壓站原理圖[0016]圖3為本實用新型一種應用于播深自控系統(tǒng)的室內(nèi)試逢乏臺的控制方塊圖。[0017]附圖標記[0018]1電機安裝支座2直流調(diào)速電機[0019]3圓盤4連桿[0020]5第一連接件6滑柱[0021]7滑槽支座8地表模擬板[0022]9線性可變位移傳感器動桿10線性可變位移傳感器安裝支座[0023]11線性可變位移傳感器定桿12機架[0024]13調(diào)節(jié)機構安裝支座14液壓缸[0025]15上連桿16開溝器安裝支座[0026]17下連桿18第二連接件[0027]19開溝器鏟柄20第三連接件[0028]21第四連接件22超聲波傳感器[0029]23開溝器角尖24油箱[0030]25液壓泵26過濾器[0031]27單向閥28蓄能器[0032]29兩位三通閥30比例方向閥[0033]31節(jié)流閥32卸荷閥
具體實施方式
下面結合實施例及附圖對本實用新型作進一步說明與描述。如圖1、2、3所示，一種應用于播深自控系統(tǒng)的室內(nèi)試驗臺包括機架、地表起伏模 擬機構、檢測機構、控制器、驅動板、液壓站、調(diào)節(jié)機構、開溝器；如圖1所示，所述開溝器由開溝器鏟柄19與開溝器角尖23組成，開溝器鏟柄19 通過螺栓固定在開溝器安裝支座16上，開溝器角尖23焊接在開溝器鏟柄19上。[0037]如圖1所示，所述地表起伏模擬機構包括電機安裝支座1、直流調(diào)速電機2、圓盤3、 連桿4、第一連接件5、滑柱6、滑槽支座7、地表模擬板8。電機安裝支座1與滑槽支座7焊接在機架12上；直流調(diào)速電機2安裝于電機安裝 支座1上，驅動圓盤3轉動；連桿4 一端安裝于圓盤3偏心75mm處，另一端與第一連接件5 連接；滑柱6穿過滑槽支座7，下端固定連接在第一連接件5上，上端與地表模擬板8相連， 用于升降地表模擬板8，模擬地表起伏，起伏幅度為150mm，且起伏坡度可以通過調(diào)節(jié)直流 調(diào)速電機2轉速控制。如圖1、3所示，所述檢測機構包括用于跟蹤地表模擬板8升降的線性可變位移傳 感器(LVDT)，線性可變位移傳感器包括線性可變位移傳感器定桿11與線性可變位移傳感 器動桿9，線性可變位移傳感器定桿11安裝于焊接在機架12上的線性可變位移傳感器安裝 支座10上，線性可變位移傳感器動桿9與地表模擬板8相連，隨著地表模擬板8升降而屈 伸，檢測到地表模擬板8的高度位置隨時間變化的關系；以及用于探測播深的超聲波傳感 器22，通過第二連接件18、第三連接件20、第四連接件21安裝在開溝器鏟柄19上，其安裝 位置與開溝器底部的距離是可調(diào)的，范圍為M5j95cm(不計超聲波傳感器厚度)，探頭面 向地表模擬板8，探測其安裝位置與地表模擬板8的距離，間接得到開溝器底部與地表模擬 板8的距離，即實際播深。如圖1所示，所述調(diào)節(jié)機構包括調(diào)節(jié)機構安裝支座13、液壓缸14、平行四桿、開溝 器安裝支座16。調(diào)節(jié)機構安裝支座13焊接在機架12上；開溝器安裝支座16通過平行四桿與調(diào)節(jié) 機構安裝支座13相連；平行四桿包括兩個上連桿15與兩個下連桿17，上連桿15通過銷安 裝在調(diào)節(jié)機構安裝支座13及開溝器安裝支座16外側，下連桿17類似地安裝在內(nèi)側；液壓 缸14底座與調(diào)節(jié)機構安裝支座13通過銷連接，液壓缸14推桿與下連桿17通過銷相連；當 液壓缸14推桿伸縮時，開溝器安裝支座16及開溝器跟隨著上下擺動，調(diào)整播深，即開溝器 底部距地表模擬板8的距離。如圖2所示，所述液壓站包括油箱對、液壓泵25、過濾器沈、單向閥27、蓄能器觀、 兩位三通閥四、液壓缸14、比例方向閥30、節(jié)流閥31、卸荷閥32。其中，液壓泵25從油箱M 吸油，為系統(tǒng)提供動力；過濾器26收集油液中污染顆粒；單向閥27控制油液的單向流動； 蓄能器觀存儲多余的壓力油液，并在需要時釋放出來供給系統(tǒng)；兩位三通閥四常閉狀態(tài) 下，油缸兩腔相連，組成差動連接，當其通電時，油缸一腔通高壓，一腔通低壓；液壓缸14無 桿腔進油或有桿腔進油，控制推桿縮進；比例方向閥30通過激勵相應的電磁鐵，控制油液 流向，通過輸入大小不同的電流信號改變節(jié)流口的開度實現(xiàn)控制流量；節(jié)流閥31為流量控 制閥，系統(tǒng)工作時節(jié)流閥31節(jié)流口全閉，保證系統(tǒng)工作壓力，系統(tǒng)不工作時打開節(jié)流閥31 節(jié)流口，將蓄能器觀、液壓缸14及管道中的油液流回油箱M ；順序閥32為外控式，若系統(tǒng) 壓力過高，可幫助卸壓。如圖3所示，所述控制器為單片機，單片機根據(jù)超聲波傳感器22的傳遞信息，對期 望播深與實際播深進行對比，輸出一特定占空比的PWM方波信號，傳遞至驅動板。所述驅動 板由光耦、集成電路、三極管與MOS管等構成，比例方向閥30控制通過光耦隔離、電流放大 集成電路來實現(xiàn)；二位三通閥四得失電利用三極管與MOS管級聯(lián)構成的開關電路來完成。當探測播深合適時，單片機不發(fā)出控制信號，比例方向閥30處于中位，液壓泵25產(chǎn)生的壓力油經(jīng)過濾器沈、單向閥27進入蓄能器觀，節(jié)流閥31與卸荷閥32配合蓄能器觀 工作，為系統(tǒng)穩(wěn)流以及卸荷；當探測播深過淺或過深時，單片機輸出一控制信號，經(jīng)驅動板 放大后，比例方向閥30的A或B 口進一定流量的壓力油，液壓缸14推桿推進或回縮，直至 播深合適；兩位三通閥四在無桿腔進壓力油時得電，組成差動連接，其它情況下失電，則液 壓缸14推桿伸出與返回速度一致。 最后所應說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，盡 管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以 對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的精神和 范圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。
權利要求1.一種應用于播深自控系統(tǒng)的室內(nèi)試驗臺，包括機架(12)，其特征在于所述室內(nèi)試 驗臺還包括地表起伏模擬機構、檢測機構、控制器、驅動板、液壓站、調(diào)節(jié)機構、開溝器；其中，所述地表起伏模擬機構包括電機安裝支座(1)、直流調(diào)速電機O)、圓盤C3)、連桿(4)、 第一連接件(5)、滑柱(6)、滑槽支座(7)、地表模擬板(8)；其中，電機安裝支座(1)與滑槽 支座(7)與機架(12)固定連接；直流調(diào)速電機(2)安裝于電機安裝支座(1)上，驅動圓盤 ⑶轉動；連桿⑷一端偏心安裝于圓盤⑶上，另一端與第一連接件(5)連接；滑柱(6) 穿過滑槽支座(7)，下端固定連接在第一連接件( 上，上端與地表模擬板(8)相連；所述檢測機構包括線性可變位移傳感器以及超聲波傳感器(22)，線性可變位移傳感器 包括線性可變位移傳感器定桿(11)與線性可變位移傳感器動桿(9)，線性可變位移傳感器 定桿(11)安裝于固定在機架(12)上的線性可變位移傳感器安裝支座(10)上，線性可變位 移傳感器動桿(9)與地表模擬板(8)相連，超聲波傳感器0 通過連接件固定在開溝器鏟 柄(19)上；所述的控制器接收超聲波傳感器0 采集的播深信息，控制液壓站的比例方向閥 (30)的流量與方向，控制液壓缸(14)推桿伸縮；所述驅動板對控制信號進行放大，控制比例方向閥(30)與兩位三通閥09)操作；所述液壓站通過調(diào)節(jié)比例方向閥(30)的流量與方向及兩位三通閥09)的得失電，控 制液壓缸(14)推桿伸縮及伸縮速度，繼而帶動開溝器上下移動；所述調(diào)節(jié)機構包括調(diào)節(jié)機構安裝支座(13)、液壓缸(14)、平行四桿、開溝器安裝支座 (16)，其中，調(diào)節(jié)機構安裝支座(13)固定在機架(12)上；開溝器安裝支座(16)通過平行四 桿與調(diào)節(jié)機構安裝支座(13)相連；液壓缸(14)底座與調(diào)節(jié)機構安裝支座(13)通過銷連 接，液壓缸(14)推桿與下連桿(17)通過銷相連。
2.根據(jù)權利要求1所述的應用于播深自控系統(tǒng)的室內(nèi)試驗臺，其特征在于所述開溝 器由開溝器鏟柄(19)與開溝器角尖03)組成，開溝器鏟柄(19)通過螺栓固定在開溝器安 裝支座(16)上，開溝器角尖03)焊接在開溝器鏟柄(19)上。
3.根據(jù)權利要求1所述的應用于播深自控系統(tǒng)的室內(nèi)試驗臺，其特征在于所述液壓 站包括油箱(M)、液壓泵(25)、過濾器(沈)、單向閥(27)、蓄能器( )、兩位三通閥(四)、 液壓缸(14)、比例方向閥(30)、節(jié)流閥(31)、卸荷閥(32)；其中，液壓泵0 從油箱04)吸油，為系統(tǒng)提供動力；過濾器06)收集油液中污染顆粒；單 向閥(XT)控制油液的單向流動；蓄能器08)存儲多余的壓力油液，并在需要時釋放出來供 給系統(tǒng)；兩位三通閥09)常閉狀態(tài)下，油缸兩腔相連，組成差動連接，當其得電時，油缸一 腔通高壓，一腔通低壓；液壓缸(14)無桿腔進油或有桿腔進油，控制推桿縮進；比例方向閥 (30)通過激發(fā)相應的電磁鐵，控制油液流向，通過輸入大小不同的電流信號改變節(jié)流口的 開度以實現(xiàn)流量控制；節(jié)流閥(31)為流量控制閥，保證流量穩(wěn)定；系統(tǒng)工作時節(jié)流閥(31) 節(jié)流口全閉，保證系統(tǒng)工作壓力，系統(tǒng)不工作時打開節(jié)流閥(31)節(jié)流口，將蓄能器( )、液 壓缸(14)及管道中的油液流回油箱04)；順序閥(32)為外控式，在系統(tǒng)壓力過高時幫助 卸壓。
4.根據(jù)權利要求1所述的應用于播深自控系統(tǒng)的室內(nèi)試驗臺，其特征在于所述地表 模擬板(8)起伏幅度為150mm，起伏坡度通過調(diào)節(jié)直流調(diào)速電機( 轉速控制。
5.根據(jù)權利要求1所述的應用于播深自控系統(tǒng)的室內(nèi)試驗臺，其特征在于所述控制 器為單片機，根據(jù)超聲波傳感器0 的傳遞信息，對期望播深與實際播深進行對比，輸出 一特定占空比的PWM方波信號，傳遞至驅動板。
6.根據(jù)權利要求1所述的應用于播深自控系統(tǒng)的室內(nèi)試驗臺，其特征在于所述驅動 板由光耦、集成電路、三極管與MOS管構成，通過光耦隔離、電流放大集成電路來實現(xiàn)比例 方向閥(30)的控制；利用三極管與MOS管級聯(lián)構成的開關電路來完成二位三通閥09)的 得失電。
專利摘要本實用新型涉及播種技術領域。一種應用于播深自控系統(tǒng)的室內(nèi)試驗臺，其特征在于所述試驗臺包括機架(12)、地表起伏模擬機構、檢測機構、控制器、液壓站、調(diào)節(jié)機構、開溝器等，其中，所述的地表起伏模擬機構包括電機安裝支座(1)、直流調(diào)速電機(2)、圓盤(3)、連桿(4)、連接件(5)、滑柱(6)、滑槽支座(7)、地表模擬板(8)等，用于升降地表模擬板(8)，模擬地表起伏；所述檢測機構包括用于跟蹤地表模擬板(8)升降的線性可變位移傳感器，以及用于探測模擬播深的超聲波傳感器(22)；調(diào)節(jié)機構包括調(diào)節(jié)機構安裝支座(13)、液壓缸(14)、平行四桿、開溝器安裝支座(16)等，用于調(diào)整模擬播深。
文檔編號G05B23/02GK201853134SQ20102057236
公開日2011年6月1日 申請日期2010年10月22日 優(yōu)先權日2010年10月22日
發(fā)明者何進, 張東遠, 李慧, 李洪文, 毛寧, 王慶杰, 蘇艷波, 蔡國華 申請人:中國農(nóng)業(yè)大學