專利名稱：玉米壟作免耕播種機(jī)自動(dòng)導(dǎo)向裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種需要對行的農(nóng)機(jī)具上使用的導(dǎo)向裝置，特別是一種在玉米壟作免耕播種機(jī)上使用的自動(dòng)導(dǎo)向裝置，屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來我國積極推廣機(jī)械化保護(hù)性耕作技術(shù)，壟作是東北冷涼風(fēng)沙區(qū)的主要特點(diǎn)，傳統(tǒng)的壟作免耕作業(yè)方法難以保持在原壟上進(jìn)行免耕播種。
對于我國東北冷涼風(fēng)沙地區(qū)，由于春季播種時(shí)，氣溫低、墑情差、風(fēng)沙大的特點(diǎn)，原壟免耕播種可以提高地溫，保持商情，防止風(fēng)沙。傳統(tǒng)的壟作免耕作業(yè)，為了保證在原壟上進(jìn)行免耕播種，不掉入壟溝，主要依靠拖拉機(jī)手的駕駛技術(shù)，拖拉機(jī)手在駕駛拖拉機(jī)的同時(shí)要時(shí)刻注意后方的播種機(jī)是否在壟上作業(yè)，并且在前進(jìn)的過程中不斷的修正前進(jìn)方向。以致于增加了拖拉機(jī)手的勞動(dòng)強(qiáng)度，且很難保證機(jī)具的作業(yè)質(zhì)量。因此，需要一種播種機(jī)的自動(dòng)導(dǎo)向裝置，以保證機(jī)具本身在作業(yè)的同時(shí)實(shí)時(shí)修正前進(jìn)方向，保證作業(yè)質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種玉米壟作免耕播種機(jī)上使用的自動(dòng)導(dǎo)向裝置，該導(dǎo)向裝置能夠在機(jī)具作業(yè)的同時(shí)修正機(jī)具前進(jìn)方向，保證機(jī)具原壟作業(yè)。
為了達(dá)到這一目的所采取的技術(shù)方案包括機(jī)架6，機(jī)架6上的拖拉機(jī)上懸掛點(diǎn)5和機(jī)具懸掛點(diǎn)，其特征在于，有一個(gè)導(dǎo)向架14通過軸11和液壓缸3及其液壓桿2與機(jī)架6連接，其中導(dǎo)向架14與軸11之間為轉(zhuǎn)動(dòng)連接，在機(jī)架6上安裝有角位移傳感器20和控制單元4，在角位移傳感器20上連接有探叉19，信號(hào)輸入線21連接角位移傳感器20與控制單元4，控制單元4通過信號(hào)輸出線與液壓閥7連接，液壓閥7與液壓缸3通過液壓油管連接，在液壓缸3的作用下，導(dǎo)向架14可以繞軸11轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)整拖拉機(jī)下懸掛點(diǎn)1對機(jī)具的牽引力方向來修正機(jī)具的前進(jìn)方向。
上述的玉米壟作免耕播種機(jī)自動(dòng)導(dǎo)向裝置中，軸11與導(dǎo)向架14的中部轉(zhuǎn)動(dòng)連接，液壓缸3及其液壓桿2為兩套，分別在導(dǎo)向架14的左右設(shè)置，并將導(dǎo)向架14與機(jī)架6連接起來，這兩套液壓缸3的上下油缸分別與液壓閥7的油路相連接(見圖4)。
上述的玉米壟作免耕播種機(jī)自動(dòng)導(dǎo)向裝置中，液壓閥7包括電磁比例閥22、單向閥23和電磁溢流閥24，其中單向閥23和電磁比例閥22分別與油箱連接，電磁比例閥22與油箱之間分支連接一個(gè)電磁溢流閥24，電磁比例閥22與液壓缸3連接。
上述的玉米壟作免耕播種機(jī)自動(dòng)導(dǎo)向裝置中，液壓桿2與機(jī)架6連接，液壓缸3與導(dǎo)向架14連接；或液壓缸3與機(jī)架6連接，液壓桿2與導(dǎo)向架14連接。
上述的玉米壟作免耕播種機(jī)自動(dòng)導(dǎo)向裝置中，液壓桿2通過連接器8與機(jī)架6連接，液壓缸3通過圓軸15與導(dǎo)向架14連接；或液壓缸3通過連接器8與機(jī)架6連接，液壓桿2通過圓軸15與導(dǎo)向架14連接。
上述的玉米壟作免耕播種機(jī)自動(dòng)導(dǎo)向裝置中，拖拉機(jī)的下旋掛點(diǎn)位于導(dǎo)向架14上。
上述的玉米壟作免耕播種機(jī)自動(dòng)導(dǎo)向裝置中，探叉19為剛性鐵條，安裝在導(dǎo)向架14的前方。
本玉米壟作免耕播種機(jī)自動(dòng)導(dǎo)向裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)該裝置能夠時(shí)刻修正機(jī)具前進(jìn)方向，很好的保證播種機(jī)在作業(yè)過程中對壟播種，減少拖拉機(jī)手因時(shí)刻注意機(jī)具的作業(yè)位置而造成的過度疲勞，本裝置結(jié)構(gòu)簡單，與播種機(jī)配套使用，攜帶方便。


圖1為本玉米壟作免耕播種機(jī)自動(dòng)導(dǎo)向裝置主視示意圖；圖2為本玉米壟作免耕播種機(jī)自動(dòng)導(dǎo)向裝置俯視示意圖；圖3為本玉米壟作免耕播種機(jī)自動(dòng)導(dǎo)向裝置程序框圖；圖4為本玉米壟作免耕播種機(jī)自動(dòng)導(dǎo)向裝置油路控制示意圖；圖5為本玉米壟作免耕播種機(jī)自動(dòng)導(dǎo)向裝置工作流程示意圖。
具體實(shí)施方案下面結(jié)合附圖通過實(shí)施例對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步的描述。
如圖1、圖2所示，1為拖拉機(jī)下懸掛點(diǎn)，2為液壓桿，3為液壓缸，液壓桿和液壓缸為兩套；4為控制單元，本實(shí)施例選擇TMS320F2812DSP型控制單元；5為拖拉機(jī)上懸掛點(diǎn)，6為機(jī)架，7為液壓閥，8為連接器，它將液壓桿或液壓缸與機(jī)架或?qū)蚣苓B接起來；9為液壓油管I，10為液壓油管II，11為軸，12為液壓油管III，13為液壓油管IV，這些液壓油管將液壓閥7與兩個(gè)液壓缸3連接起來；14為導(dǎo)向架，15為圓軸，它將液壓桿或液壓缸與機(jī)架或?qū)蚣苓B接起來，16為機(jī)具下懸掛點(diǎn)，17為機(jī)具上懸掛點(diǎn)，18為信號(hào)輸出線，它將控制單元與液壓閥連接起來；19為探叉，它可為剛性鐵條；20為角位移傳感器，本實(shí)施例選擇WYH-AT-1無觸點(diǎn)角位移傳感器；21為信號(hào)輸入線，22為電磁比例閥，本實(shí)施例選擇4WRA6E10-10B24Z型電磁比例閥；23為單向閥，其型號(hào)可為S6P120型；24為電磁溢流閥，可選擇DBW10-2-30-315型電磁溢流閥。
由圖1、圖2可知，本玉米壟作免耕播種機(jī)自動(dòng)導(dǎo)向裝置的機(jī)械部分包括機(jī)架6、導(dǎo)向架14兩部分。導(dǎo)向架14通過軸11與機(jī)架6連接，并且可以在液壓的作用下繞軸11轉(zhuǎn)動(dòng)，作業(yè)過程中依靠二者的相對轉(zhuǎn)動(dòng)來修正機(jī)具下拉桿的牽引方向，進(jìn)而修正前進(jìn)方向，導(dǎo)向架14的旋轉(zhuǎn)力來自于液壓缸3。液壓缸3及其液壓桿2為兩套，分別在導(dǎo)向架14的左右設(shè)置，并將導(dǎo)向架14與機(jī)架6連接起來。液壓桿2通過連接器8與機(jī)架6連接，液壓缸3通過圓軸15與導(dǎo)向架14連接；在實(shí)際生產(chǎn)中，也可以采用這種連接方式液壓缸3通過連接器8與機(jī)架6連接，液壓桿2通過圓軸15與導(dǎo)向架14連接。
本玉米壟作免耕播種機(jī)自動(dòng)導(dǎo)向裝置，在導(dǎo)向架14前裝有探叉19和WYH-AT-1無觸點(diǎn)角位移傳感器20，并且具有TMS320F2812DSP型控制單元4以及液壓閥7的組成，其中液壓閥7由4WRA6E10-10B24Z型電磁比例閥22、S6P120型單向閥23、DBW10-2-30-315型電磁溢流閥24等組成，其中單向閥23和電磁比例閥22分別與油箱連接，電磁比例閥22與油箱之間分支連接一個(gè)電磁溢流閥24，電磁比例閥22與液壓缸3連接。
在本實(shí)施例中，主要是以玉米壟作免耕播種機(jī)作為實(shí)施例的，實(shí)際生產(chǎn)中，該自動(dòng)導(dǎo)向裝置可以應(yīng)用到其他需要對行的機(jī)具中，例如玉米地里的除草機(jī)等。
如圖3所示，程序首先進(jìn)行系統(tǒng)初始化，包括時(shí)鐘設(shè)置，中斷向量參數(shù)設(shè)置，通用IO口參數(shù)設(shè)置，EVA事件管理器參數(shù)設(shè)置。然后進(jìn)行角位移傳感器對行參數(shù)設(shè)定，設(shè)定探叉在玉米根茬行中間時(shí)角位移傳感器的值為deg，并且設(shè)定該值為判斷傳感器是否處于對行狀態(tài)的比較值。然后讀出角位移傳感器的輸出數(shù)字量angle，對angle值與deg值進(jìn)行比較判斷，若二值相等則判定為對行狀態(tài)，電磁比例閥置中位卸荷，機(jī)具牽引方向不變；若angle值大于deg值，則電磁比例閥22置右位，對機(jī)具牽引方向進(jìn)行調(diào)整，反之，電磁比例閥22置左位，修正機(jī)具的牽引方向。
圖4所示為本裝置的油路控制示意圖，實(shí)際上也是對液壓閥7的描述。由油箱通過油泵輸出的高壓油經(jīng)電磁比例閥流至液壓缸，電磁比例閥用于控制油液的方向和流量。當(dāng)電磁比例閥置左位時(shí)，液壓缸A的活塞桿右移，而液壓缸B的活塞桿左移，從而帶動(dòng)導(dǎo)向架14繞軸11轉(zhuǎn)動(dòng)，修正機(jī)具前進(jìn)方向。同理，電磁比例閥置右位時(shí)，油液反向供給，液壓缸A的活塞桿左移，而液壓缸B的活塞桿右移，修正機(jī)具的牽引方向。電磁比例閥置中位時(shí)，采用電磁溢流閥24進(jìn)行卸荷。機(jī)具牽引方向不變。為防止油液反向倒流，液壓回路中使用了單向閥。
如圖5所示為本裝置的工作流程，首先通過探叉19感應(yīng)角度偏轉(zhuǎn)，然后由角位移傳感器20測定其偏移角度值，將該信號(hào)傳輸給控制單元4，由控制單元4對該信號(hào)進(jìn)行計(jì)算分析，然后與設(shè)定值進(jìn)行比較判斷，并且做出指令控制液壓閥7，進(jìn)而控制液壓缸3的作用力方向，改變導(dǎo)向架14的牽引方向。
作業(yè)時(shí)，探叉在兩壟之間穿過，當(dāng)機(jī)具發(fā)生偏離時(shí)，探叉將會(huì)在玉米根茬的作用力下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，且始終保持與壟的延伸方向一致，探叉與機(jī)具的偏轉(zhuǎn)角度通過角位移傳感器進(jìn)行探測，通過信號(hào)輸入線傳輸給控制單元計(jì)算偏轉(zhuǎn)角度的大小angle，并且與設(shè)定值deg進(jìn)行比較，若二值相等則判定為對行狀態(tài)，電磁比例閥置中位卸荷，機(jī)具牽引方向不變；若angle值大于deg值，則電磁比例閥置右位，對機(jī)具牽引方向進(jìn)行調(diào)整，反之，電磁比例閥置左位，修正機(jī)具的牽引方向。實(shí)踐證明，該系統(tǒng)能夠正確的判別機(jī)具的偏離方向，并且給出正確的指令，修正機(jī)具的前進(jìn)方向，保證機(jī)具在壟上作業(yè)。
最后所應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本發(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，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種玉米壟作免耕播種機(jī)自動(dòng)導(dǎo)向裝置，包括機(jī)架(6)，機(jī)架(6)上的拖拉機(jī)上懸掛點(diǎn)(5)和機(jī)具懸掛點(diǎn)，其特征在于，有一個(gè)導(dǎo)向架(14)通過軸(11)和液壓缸(3)及其液壓桿(2)與機(jī)架(6)連接，其中導(dǎo)向架(14)與軸(11)之間為轉(zhuǎn)動(dòng)連接，在機(jī)架(6)上安裝有角位移傳感器(20)和控制單元(4)，在角位移傳感器(20)上連接有探叉(19)，信號(hào)輸入線(21)連接角位移傳感器(20)與控制單元(4)，控制單元(4)通過信號(hào)輸出線與液壓閥(7)連接，液壓閥(7)與液壓缸(3)通過液壓油管連接，在液壓缸(3)的作用下，導(dǎo)向架(14)可以繞軸(11)轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玉米壟作免耕播種機(jī)自動(dòng)導(dǎo)向裝置，其特征在于，軸(11)與導(dǎo)向架(14)的中部轉(zhuǎn)動(dòng)連接，液壓缸(3)及其液壓桿(2)為兩套，分別在導(dǎo)向架(14)的左右設(shè)置，并將導(dǎo)向架(14)與機(jī)架(6)連接起來，這兩套液壓缸(3)的上下油缸分別與液壓閥(7)的油路相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玉米壟作免耕播種機(jī)自動(dòng)導(dǎo)向裝置，其特征在于，液壓閥(7)包括電磁比例閥(22)、單向閥(23)和電磁溢流閥(24)，其中單向閥(23)和電磁比例閥(22)分別與油箱連接，電磁比例閥(22)與油箱之間分支連接一個(gè)電磁溢流閥(24)，電磁比例閥(22)與液壓缸(3)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的玉米壟作免耕播種機(jī)自動(dòng)導(dǎo)向裝置，其特征在于，液壓桿(2)與機(jī)架(6)連接，液壓缸(3)與導(dǎo)向架(14)連接；或液壓缸(3)與機(jī)架(6)連接，液壓桿(2)與導(dǎo)向架(14)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的玉米壟作免耕播種機(jī)自動(dòng)導(dǎo)向裝置，其特征在于，液壓桿(2)通過連接器(8)與機(jī)架(6)連接，液壓缸(3)通過圓軸(15)與導(dǎo)向架(14)連接；或液壓缸(3)通過連接器(8)與機(jī)架(6)連接，液壓桿(2)通過圓軸(15)與導(dǎo)向架(14)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的玉米壟作免耕播種機(jī)自動(dòng)導(dǎo)向裝置，其特征在于，拖拉機(jī)的下旋掛點(diǎn)位于導(dǎo)向架(14)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的玉米壟作免耕播種機(jī)自動(dòng)導(dǎo)向裝置，其特征在于，探叉(19)為剛性鐵條，安裝在導(dǎo)向架(14)的前方。
全文摘要
本發(fā)明涉及公開了一種在玉米壟作免耕播種機(jī)上使用的自動(dòng)導(dǎo)向裝置，屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。技術(shù)方案包括機(jī)架(6)、拖拉機(jī)上懸掛點(diǎn)(5)，有一個(gè)導(dǎo)向架(14)通過軸(11)和液壓缸(3)及其液壓桿(2)與機(jī)架(6)連接，在機(jī)架(6)上安裝有角位移傳感器(20)、控制單元(4)、探叉(19)，信號(hào)輸入線(21)連接角位移傳感器(20)與控制單元(4)，控制單元(4)與液壓閥(7)連接，液壓閥(7)與液壓缸(3)連接，在液壓缸(3)的作用下，導(dǎo)向架(14)可以繞軸(11)轉(zhuǎn)動(dòng)。本裝置能夠時(shí)刻修正機(jī)具前進(jìn)方向，很好地保證播種機(jī)在作業(yè)過程中對壟播種，減少機(jī)手的疲勞強(qiáng)度，且結(jié)構(gòu)簡單，與播種機(jī)配套使用，攜帶方便。
文檔編號(hào)A01B69/00GK1899008SQ20061008979
公開日2007年1月24日 申請日期2006年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月18日
發(fā)明者李洪文, 何卿, 王慶杰, 徐迪娟, 李問盈, 王曉燕, 張學(xué)敏, 吳紅丹, 陳浩 申請人:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)