專利名稱：一種圓盤式開溝器開溝深度自動控制系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及農業機械技術領域，特別是關于一種圓盤式開溝器開溝深度自動控制 系統。
背景技術：
保護性耕作對農田實行免耕、少耕，用作物秸稈覆蓋地表，減少風蝕、水蝕，提高土 壤肥力和抗旱能力，已在我國北方地區大面積推廣。而免耕施肥播種技術是保護性耕作的 最關鍵技術，鑒于此，我國科研工作者創新地設計研制了一系列適合我國國情的輕型高防 堵性能的免播機。目前，應用在免播機上的開溝器類型主要包括尖角型開溝器、圓盤式開溝器、旋耕 刀開溝器和動力驅動圓盤開溝器，其中，旋耕刀開溝器與動力驅動圓盤開溝器產生一個凹 形種床，需與緊隨其后的尖角型開溝器或圓盤式開溝器配合工作，實現施肥播種。雖然圓盤 式開溝器需要相對較大的入土壓力，但鑒于其不易被秸稈纏繞，且能夠與仿形輪實現同步 仿形，在實際的田間作業中得到了一定程度的應用。保護性耕作地表，土壤結構與田間條件 復雜，土質多變，應用圓盤式開溝器播種時，在松軟土壤上下陷較深，使播種深度增加；而在 堅硬土壤上，土壤貫入阻力大，入土不夠，播種過淺，播種質量無法保證。因此，需要一種適用于在保護性耕作條件下針對不同土質的圓盤式開溝器開溝深 度自動控制系統，改善播種深度一致性，提高作業質量。
發明內容
針對上述問題，本發明的目的是提供一種圓盤式開溝器開溝深度自動控制系統， 可以實現在田間條件復雜多變的保護性耕作地表維持一定的開溝深度、避免過深或過淺的 開溝作業，實時調節播種深度，改善播深一致性。為實現上述目的，本發明采取以下技術方案一種圓盤式開溝器開溝深度自動控 制系統，其特征在于它包括機架、檢測單元、控制單元、液壓系統、執行機構和圓盤式開溝 器；所述機架包括橫梁、四桿機構和小機架，所述小機架通過四桿機構與橫梁相連，所述圓 盤式開溝器固定在所述小機架上；所述檢測單元包括連桿、檢測地輪和線性可變位移傳感 器；所述檢測地輪通過所述連桿鉸接在所述小機架上；所述線性可變位移傳感器上端安裝 在所述小機架上，下端與所述檢測地輪輪軸相連；所述控制單元的輸入端與所述檢測單元 的信號輸出端連接，輸出端與所述液壓系統連接；所述執行機構包括L型桿、工作架和調節 地輪；所述L型桿一端與所述液壓系統的輸出端鉸接，另一端與所述工作架相連，且于拐角 處鉸接在所述小機架上；所述工作架前端與所述小機架鉸接相連，在中間位置開一滑槽與 所述L型桿相連，所述調節地輪固定在所述工作架后端上。所述液壓系統包括油箱、液壓泵、過濾器、壓力表、比例換向閥、液壓缸、溢流閥和 散熱器，且所述液壓缸的推桿連接所述L型桿一端。所述四桿機構的對稱縱垂面內設置一壓力彈簧。機，所述單片機的輸入端與所述檢測單元中的線性可變位 移傳感器的信號輸出端連接，輸出端與所述液壓系統中的比例換向閥連接；所述單片機接 收所述線性可變位移傳感器發送的檢測數據，對數據進行采集分析，確定輸出控制信號并 控制所述比例換向閥的操作。在縱垂面里，所述檢測地輪跟隨實際地表自由擺動。所述線性可變位移傳感器的上、下端安裝位置在同一縱垂面內，并實時測量所述 檢測地輪輪軸與所述線性可變位移傳感器上方安裝位置的絕對距離。本發明由于采取以上技術方案，其具有以下優點1、本發明的檢測單元實時測量 小機架相對地面的距離，并將檢測的信號發送至控制單元，控制單元將信息處理后傳遞給 液壓系統，控制液壓缸推桿的縮進，執行機構在液壓缸推桿的伸縮作用下，實現調節地輪繞 絞點擺動，從而間接調整圓盤式開溝器的開溝深度，因此可以實現在田間條件復雜多變的 保護性耕作地表維持一定的開溝深度，避免過深或過淺的開溝作業，實時調節播種深度，改 善播深一致性，可以提高種子發芽率、促進作物生長、增加作物產量。2、本發明在四桿機構 的對稱縱垂面內設置一壓力彈簧，從而可以保證圓盤式開溝器足夠的入土壓力。
圖1是本發明的結構及流程框2是本發明的主視結構示意3是本發明的俯視結構示意4是本發明液壓系統的結構示意圖
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本進行詳細的描述。如圖1 圖3所示，本發明包括機架1、檢測單元2、控制單元3、液壓系統4、執行 機構5和圓盤式開溝器6。機架1包括橫梁11、四桿機構12和小機架13，小機架13通過四 桿機構12與橫梁11相連。檢測單元2包括連桿21、檢測地輪22和線性可變位移傳感器23。檢測地輪22通 過連桿21鉸接在小機架13上，在縱垂面里，檢測地輪22跟隨實際地表自由擺動。線性可 變位移傳感器23上端安裝在小機架13上，下端與檢測地輪22輪軸相連，且上、下端安裝位 置在同一縱垂面內，實時測量檢測地輪22輪軸與線性可變位移傳感器23上方安裝位置的 絕對距離，并將檢測數據發送至控制單元3，其垂直分量加上檢測地輪22的半徑，即可測得 小機架13與地表之間的垂直距離。控制單元3的輸入端與檢測單元2的信號輸出端連接，輸出端與液壓系統4連接。 控制單元3接收檢測單元2發送的檢測數據，對數據進行采集分析，確定輸出控制信號并發 送至液壓系統4。如圖4所示，液壓系統4包括油箱41、液壓泵42、過濾器43、壓力表44、比例換向 閥45、液壓缸46、溢流閥47和散熱器48。液壓泵42從油箱41吸油，為液壓系統4提供動 力。過濾器43用來收集油液中污染顆粒。壓力表44檢測液壓系統4的主干路油壓。比例 換向閥45通過激勵相應的電磁鐵，控制油液流向，通過輸入不同的電流信號改變節流口的
4開度實現控制流量。液壓缸46的無桿腔進油或有桿腔進油，從而控制推桿縮進。溢流閥47 主要是對液壓系統定壓，進行安全保護。散熱器48可以控制油溫，以保證油溫穩定。在控 制信號的激勵下，油液經油箱41、液壓泵42、過濾器43、比例換向閥45進入液壓缸46，驅動 執行機構5動作，回油經散熱器48冷卻回到油箱41。當無控制信號激勵或液壓系統4壓力 過高時，油液經油箱41、液壓泵42、過濾器43、溢流閥47、散熱器48回到油箱41。執行機構5包括L型桿51、工作架52和調節地輪53。L型桿51 —端與液壓缸46 推桿鉸接，另一端與工作架52相連，且于拐角處鉸接在小機架13上。工作架52前端與小 機架13鉸接相連，在中間位置開一滑槽與L型桿51相連，調節地輪53固定在工作架52后 端上。在液壓缸46推桿縮進的伸縮作用下，L型桿51帶動工作架52繞絞點擺動，調節地 輪53隨著上下擺動，實現調整調節地輪53相對小機架13的高度。圓盤式開溝器6固定在小機架13上，通過調整調節地輪53相對小機架13的高度， 間接調整圓盤式開溝器6的開溝深度。上述實施例中，四桿機構12的對稱縱垂面內設置有一壓力彈簧14，以保證圓盤式 開溝器6足夠的入土壓力。上述實施例中，控制單元3可以采用單片機，單片機的輸入端與檢測單元2中的線 性可變位移傳感器23的信號輸出端連接，輸出端與液壓系統4中的比例換向閥45連接。單 片機接收線性可變位移傳感器23發送的信號，對數據進行采集分析，確定輸出控制信息， 控制比例換向閥45操作。本發明使用時，其工作原理為1)檢測單元2實時測量小機架13相對地面的距 離，并將檢測的信號發送至控制單元3 ;2)控制單元3將信息處理后傳遞給液壓系統4，控 制比例換向閥45操作，控制液壓缸46推桿的縮進；3)執行機構5在液壓缸46推桿的伸縮 作用下，實現調節地輪53繞絞點擺動，間接調整圓盤式開溝器6的開溝深度。本發明僅以上述實施例進行說明，各部件的結構、設置位置、及其連接都是可以有 所變化的，在本發明技術方案的基礎上，凡根據本發明原理對個別部件進行的改進和等同 變換，均不應排除在本發明的保護范圍之外。
權利要求
一種圓盤式開溝器開溝深度自動控制系統，其特征在于它包括機架、檢測單元、控制單元、液壓系統、執行機構和圓盤式開溝器；所述機架包括橫梁、四桿機構和小機架，所述小機架通過四桿機構與橫梁相連，所述圓盤式開溝器固定在所述小機架上；所述檢測單元包括連桿、檢測地輪和線性可變位移傳感器；所述檢測地輪通過所述連桿鉸接在所述小機架上；所述線性可變位移傳感器上端安裝在所述小機架上，下端與所述檢測地輪輪軸相連；所述控制單元的輸入端與所述檢測單元的信號輸出端連接，輸出端與所述液壓系統連接；所述執行機構包括L型桿、工作架和調節地輪；所述L型桿一端與所述液壓系統的輸出端鉸接，另一端與所述工作架相連，且于拐角處鉸接在所述小機架上；所述工作架前端與所述小機架鉸接相連，在中間位置開一滑槽與所述L型桿相連，所述調節地輪固定在所述工作架后端上。
2.如權利要求1所述的一種圓盤式開溝器開溝深度自動控制系統，其特征在于所述 液壓系統包括油箱、液壓泵、過濾器、壓力表、比例換向閥、液壓缸、溢流閥和散熱器，且所述 液壓缸的推桿連接所述L型桿一端。
3.如權利要求1所述的一種圓盤式開溝器開溝深度自動控制系統，其特征在于所述 四桿機構的對稱縱垂面內設置一壓力彈簧。
4.如權利要求2所述的一種圓盤式開溝器開溝深度自動控制系統，其特征在于所述 四桿機構的對稱縱垂面內設置一壓力彈簧。
5.如權利要求2或3或4所述的一種圓盤式開溝器開溝深度自動控制系統，其特征在 于所述控制單元采用單片機，所述單片機的輸入端與所述檢測單元中的線性可變位移傳 感器的信號輸出端連接，輸出端與所述液壓系統中的比例換向閥連接；所述單片機接收所 述線性可變位移傳感器發送的檢測數據，對數據進行采集分析，確定輸出控制信號并控制 所述比例換向閥的操作。
6.如權利要求1或2或3或4所述的一種圓盤式開溝器開溝深度自動控制系統，其特 征在于在縱垂面里，所述檢測地輪跟隨實際地表自由擺動。
7.如權利要求5所述的一種圓盤式開溝器開溝深度自動控制系統，其特征在于在縱 垂面里，所述檢測地輪跟隨實際地表自由擺動。
8.如權利要求1或2或3或4所述的一種圓盤式開溝器開溝深度自動控制系統，其特 征在于所述線性可變位移傳感器的上、下端安裝位置在同一縱垂面內，并實時測量所述檢 測地輪輪軸與所述線性可變位移傳感器上方安裝位置的絕對距離。
9.如權利要求5所述的一種圓盤式開溝器開溝深度自動控制系統，其特征在于所述 線性可變位移傳感器的上、下端安裝位置在同一縱垂面內，并實時測量所述檢測地輪輪軸 與所述線性可變位移傳感器上方安裝位置的絕對距離。
10.如權利要求7所述的一種圓盤式開溝器開溝深度自動控制系統，其特征在于所述 線性可變位移傳感器的上、下端安裝位置在同一縱垂面內，并實時測量所述檢測地輪輪軸 與所述線性可變位移傳感器上方安裝位置的絕對距離。
全文摘要
本發明涉及一種圓盤式開溝器開溝深度自動控制系統，其特征在于它包括機架、檢測單元、控制單元、液壓系統、執行機構和圓盤式開溝器；機架包括橫梁、四桿機構和小機架，開溝器固定在小機架上；檢測單元包括連桿、檢測地輪和線性可變位移傳感器，檢測地輪通過連桿鉸接在小機架上，傳感器上端安裝在小機架上，下端與檢測地輪輪軸相連；控制單元的輸入端與檢測單元連接，輸出端與液壓系統連接；執行機構包括L型桿、工作架和調節地輪，L型桿一端與液壓系統鉸接，另一端與工作架相連，且于拐角處鉸接在小機架上；工作架前端與小機架鉸接相連，在中間位置開一滑槽與L型桿相連，調節地輪固定在工作架后端上。本發明能夠實時調整圓盤式開溝器的開溝深度，避免過深或過淺的開溝作業，實時調節播種深度，改善播深一致性。
文檔編號A01C5/06GK101946576SQ20101021732
公開日2011年1月19日 申請日期2010年6月23日 優先權日2010年6月23日
發明者何進, 盧彩云, 吳沙沙, 李慧, 李洪文, 王慶杰, 蘇艷波, 蔡國華 申請人:中國農業大學