专利名称：一种温室烟草漂浮育苗遥控桁架式剪叶装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于温室烟草集约化漂浮育苗机械，具体涉及一种温室烟草漂浮育苗遥控桁架式剪叶装置。
背景技术：
烟草育苗是烟叶生产中的必要环节。现代烟草农业要求集约化生产、专业化经营，通过自动化手段提高生产效率、节本增效、增加烟农收入。烟草漂浮育苗技术在苗期生长过程中需要多次剪叶，以促使烟苗茎壮、根须发达。设施温室烟草集约化漂浮育苗是目前烟草生产育苗环节的主要形式，一个温室内同时育苗800盘左右，需要高效、自动化程度高的剪叶措施。传统剪叶主要有人工手持剪刀剪叶和剪叶机剪叶。人工剪叶时耗费大量人力、劳动强度过大、效率很低，已经不能适应现代烟草农业生产的需求。传统剪叶机主要有以下 几种第一种是固定式剪叶机，该剪叶机作业时机架固定，无苗盘输送装置，仅有苗盘输送轨道，靠人力手推苗盘越过作业区，主要作业装置是沿用割草机的割草刀、罩壳和碎草收集袋，割草刀旋转剪叶的动力来源于微型汽油机。工作时，需要人力将苗盘从育苗池中搬放到剪叶机固定机架的输送轨道上，待剪叶完成后，人工搬运到原来的育苗池中。该种剪叶机存在消耗人力、劳动强度大、作业现场噪声污染严重等问题，同时存在汽油机尾汽排放污染烟苗的问题。第二种是手推移动式剪叶机，该类剪叶机有一个移动机架和一个剪叶机，移动机架两侧有两套地轮，地轮行走在预先铺设在育苗池两侧的轨道上，剪叶机主要是沿用割草机的割草刀、罩壳和碎草收集袋，割草刀旋转剪叶的动力来源于微型汽油机。工作时，人力手推机架沿着轨道前后移动，人力通过绳索拉动剪叶机左右移动，同时割草刀在微型汽油机的带动下旋转运动实现剪叶。该种剪叶机不需要人工搬运苗盘，一定程度上降低了劳动强度和人力成本，但是，作业时，推动机架移动需要两侧各有一人，并存在作业现场噪声污染和尾气排放污染的问题。总之，传统剪叶机存在劳动强度大、人力成本高、作业效率低、噪声污染和尾气排放污染严重等问题，影响了烟农种烟积极性，破坏了烟苗生长的良好环境，使得烟苗质量不高。同时，传统剪叶机作业时，操作者近距离接触高速旋转的剪叶刀，一方面抛出的碎叶有害于人体，另一方面高速旋转的剪叶刀对人体也是一种潜在的危险。为适应现代烟草农业需要，研制开发安全、高效、自动化程度高的新型剪叶机是必然趋势。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种温室烟草漂浮育苗遥控桁架式剪叶装置，以解决现有剪叶装置劳动强度大、人力成本高、作业效率低、噪声污染和尾气排放污染严重等问题。为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案一种温室烟草漂浮育苗遥控桁架式剪叶装置，包括用于平行设置在温室两侧立柱上的轨道和通过纵向行走轮移动架设在两轨道上并由纵向驱动装置控制移动的桁架，所述桁架上通过横向行走轮移动挂设有由横向驱动装置控制的剪叶机，所述纵向驱动装置的控制开关、横向驱动装置的控制开关以及剪叶机启动控制开关均与遥控控制装置控制连接；所述遥控控制装置包括遥控器和与遥控器实时通信连接的接收控制盒。所述剪叶机包括上部的移动机架、下部底架上所设的剪叶刀及用于驱动剪叶刀工作的剪叶刀驱动电机，所述横向行走轮包括转动装配在移动机架的四角部位的用于将移动机架移动挂设于桁架上的四个轮子，四个轮子的下缘分别与桁架的两横柱限位滚动配合。所述桁架的两横柱为圆柱形结构，与两横柱限位滚动配合的四个轮子均为腰形轮子。所述底架与移动机架通过移动机架下所设的四根立杆固定装配。所述剪叶刀外周向设有剪叶刀罩壳，所述剪叶刀驱动电机安装于剪叶刀罩壳上。
所述纵向行走轮包括设置在桁架两端并分别与两轨道滚动配合的轮子，所述纵向驱动装置包括通过传动机构驱动纵向行走轮的祐1架驱动电机。所述遥控控制装置的遥控器包括处理器，所述处理器的输入端连接有按键模块、电源模块和电源电量监测模块，电源电量监测模块的输入端与电源模块的电量监测输出端连接；处理器的输出端连接有显示模块和报警灯，且处理器与无线通信模块双向连接。所述接收控制盒包括处理器，所述处理器的输入端连接有电源配置模块和位置检测模块，所述处理器的输出端连接有报警模块、电量检测模块、直流电机调速模块、控制继电器组，电源配置模块的故障输入端还连接有故障紧急停车模块，所述电源配置模块的检测输出端还与电量检测模块的检测输入端相连接，电源配置模块的调速输出端还与直流电机调速模块的电源输入端相连接，直流电机调速模块的控制输出端与控制继电器组的控制输入端相连，控制继电器组的信号输入端与位置检测模块的信号输出端相连；所述处理器与无线通信模块双向连接。剪叶机的下部设有用于收集废碎烟叶的料斗。本实用新型的温室烟草漂浮育苗遥控式剪叶装置具有以下优点(I)手持式遥控器控制可以远距离操作，避免人进入水池作业；(2)智能化支持信号丢失检测和报警，大大提高系统的稳定性及其安全性能；(3)控制上支持调速、点动、保持和智能化运行；(4)剪幅可以调节；(5)剪叶的高度可以调节；(6)剪叶高度规整；(7)剪去的叶片落入收料斗中，对烟苗不会引起病害。本实用新型的剪叶装置能大大减轻烟农劳动强度，加快烟叶育苗机械化及其自动化程度，提高工作效率。
图I为本实用新型温室烟草漂浮育苗遥控桁架式剪叶装置的结构图；图2为剪叶机的结构框图；图3是图2的侧视图。
具体实施方式
如图I所示为本实用新型温室烟草漂浮育苗遥控桁架式剪叶装置的一种实施例结构图，由图可知，该装置包括用于平行设置在温室两侧立柱上的轨道I和通过纵向行走轮移动架设在两轨道上并由纵向驱动装置控制移动的桁架2，所述桁架上通过横向行走轮移动挂设有由横向驱动装置控制的剪叶机3，纵向驱动装置的控制开关、横向驱动装置的控制开关以及剪叶机启动控制开关均与遥控控制装置控制连接；遥控控制装置包括遥控器和与遥控器实时通信连接的接收控制盒7。本实施例中的轨道I和桁架2是剪叶机3的载体和运行平台，通过该桁架从而实现剪叶机的前后、左右移动，以完成全幅剪叶。所述轨道安装于设施温室两侧立柱上，要求接头良好，保持水平，安装牢固，安装长度以温室所需作业长度为限，主要包括支架、轨道管；所述桁架长度适合于温室宽度，由两套弯管和三根直管焊接而成，横截面呈三角形。本实用新型纵向行走轮包括设置在桁架两端并分别与两轨道滚动配合的轮子，纵向驱动装置为祐1架前后移动提供驱动力，包括通过传动机构驱动纵向行走轮的祐1架驱动电机，纵向驱动装置传动机构包括分动器、分动器两侧的长轴5和分别固定于轨道两侧的两个传动箱6，桁架驱动电机与分动器传递连接，分动器与两侧的长轴驱动连接，两侧的长轴与两侧对应的传动箱传动连接。桁架驱动电机将动力传递给分动器，分动器驱动两端长轴，长轴将动力传递给两侧的末端传动箱，传动箱内置纵向行走轮系，包括一个驱动轮和一个从动轮。驱动轮和从动轮通过轴承安装在箱体上，箱体具有支撑桁架和防护轮系的作用，驱 动轮和从动轮纵向一致，行走在同一条轨道上，为桁架前后移动提供驱动力。本实施例中驱动桁架运动的纵向驱动装置的传动机构及其工作原理为现有技术，在此不再进一步详细赘述。如图2和图3所示，剪叶机是本实用新型装置的主要工作部件，挂接于桁架上，并能够左右移动，根据需要实现人为控制幅宽剪叶，包括上部的移动机架和下部底架上所设的及用于驱动剪叶刀工作的剪叶刀驱动电机17，横向行走轮包括转动装配在移动机架的四角部位的用于将移动机架移动挂设于桁架上的四个轮子19，四个轮子的下缘分别与桁架的两横柱限位滚动配合。移动机架包括横向行走轮和通过传动组件驱动横向行走轮横向移动的行走驱动电机15，用来实现剪叶机左右移动。本实施例桁架的两横柱为圆柱形结构，与两横柱限位滚动配合的四个轮子均为腰形轮子。传动组件包括传动链条11和13、主动轮12和从动轮14，四个轮子分布在机架上端四个顶点上，其中一个轮子是驱动轮，其它三个是从动轮。剪叶机横向行走轮子轨道是桁架底层两根直管，行走驱动电机通过传动系将动力传递到主动轮，带动剪叶机沿桁架左右移动，从而实现全幅宽剪叶。移动机架下设有四根立杆，下部底架上设有与立杆相对应的四个调整支架，各立杆与调整支架之间分别通过连接销16连接一个调节杆，连接高度可调，用以保证剪叶刀工作在距离烟苗顶端合适的平面上。剪叶刀外周向设有剪叶刀罩壳18，剪叶刀驱动电机安装于剪叶刀罩壳上，剪叶刀罩壳具有支撑剪叶驱动电机和保护碎叶飞溅的作用。剪叶驱动电机立式安装，端部通过连接套筒与剪叶刀刀轴连接，实现驱动。另外，剪叶机的下部设有用于收集废碎烟叶的料斗21。本实施例的剪叶刀由薄钢板成型制作，中间开孔以固定安装，两侧刻刃，便于切叶；剪叶刀罩壳由薄钢板成型制作，具有保护刀片、防止碎叶飞溅、支撑电机安装等作用，并连接碎叶料斗21。遥控控制模块是实现用手持式遥控器控制剪叶机剪叶刀组的启动、水平移动和垂直移动，从而实现对整个温室的漂浮烟苗的剪叶。为减少人工频繁操作，遥控控制装置具有智能控制的能力。为保证剪叶机控制的稳定性和实时性，遥控控制装置无线通信采用双向通信。本实施例的遥控控制装置包括遥控器和接收控制盒。遥控器具有对应于剪叶机的相关控制按钮和显示机器运转状态的能力，它包括处理器，处理器的输入端连接有按键模块、电源模块和电源电量监测模块，电源电量监测模块的输入端与电源模块的电量监测输出端连接；处理器的输出端连接有显示模块和报警灯，且处理器与无线通信模块双向连接。处理器连接每一个功能模块，实现所述遥控器功能。电源模块为单个3. 7V锂电池供电，通过稳压块后给系统供电。该单元含充电电量和电源指示灯。所述电源检测模块是指利用处理器自带的AD转换功能并接合锂电池的电压分压采样电路，将电压值读 入处理器中。所述显示模块具有显示遥控器电源电量、剪叶机蓄电池电量、剪叶机横行工作速度、剪叶机纵向工作速度和遥控器工作状态。其中遥控器工作状态是指剪叶刀运行方向、工作模式(手动/自动)、剪叶刀是否启动等。所述无线通信模块是指使遥控器实时与接收控制盒进行无线通信。遥控器的工作原理如下开机时，遥控器先自检自身电量，显示在液晶屏上。当电量不足时，电源指示灯有红变蓝，提示需要充电。当电量满足时，遥控器以每秒20次的频率将定长控制命令流数据发送给接收控制盒，并实时开启接收控制盒返回的数据。所述发送出命令流数据包含剪叶机运行模式、纵、横向前进速度以及剪叶刀的开启或关闭和命令流数据和校验值。接收控制盒返回的数据中包含目前剪叶机电量、机器当前运行状态等。当遥控器未能在0. 5秒内(即发送十次命令流后)检测到接收控制器的回复数据，则遥控器认为接收控制器故障，并同时发出报警，报警灯闪烁。处理器自身集成e印orm储存器，记录了剪叶机意外终断时机器当前运行的状态，从而为自动模式下重新启动后剪叶机能找回当前的断点。通过遥控器按键可改变遥控器命令流中的数据，从而控制剪叶机的运行的状态。接收控制盒是指该控制盒通过接收遥控器控制信号，并经过自身运算处理后控制剪叶机上各个电机的运转；同时具有监测剪叶机刀组运行位置和将目前机器运行的状态反馈给遥控器的能力。接收控制盒包括处理器，处理器的输入端连接有电源配置模块和位置检测模块，处理器的输出端连接有报警模块、电量检测模块、直流电机调速模块、控制继电器组，电源配置模块的故障输入端还连接有故障紧急停车模块，电源配置模块的检测输出端还与电量检测模块的检测输入端相连接，电源配置模块的调速输出端还与直流电机调速模块的电源输入端相连接，直流电机调速模块的控制输出端与控制继电器组的控制输入端相连，控制继电器组的信号输入端与位置检测模块的信号输出端相连；处理器与无线通信模块双向连接。接收控制盒采用24V蓄电池供电，通过电源配置电源稳压成不同的电源供控制继电器组、位置检测传感器、无线通信模块和处理器使用。蓄电池电量受电量检测模块检测，将电压转换为数字量送给处理器。为节约剪叶机成本，直流调速模块只嵌入一个，机器纵、横向运动分时控制。剪叶刀无速度调节。处理器一边控制直流调试模块进行机器运动速度的调节；一边控制继电器组，完成电机的换向，实现控制机器运动方向。位置检测模块包含两种传感器霍尔接近传感器和行程开关。霍尔接近传感器与行程开关布置在同一位置并检测相同的极限位置。霍尔接近传感器比行程开关先接触，检测信号只输入处理器。行程开关常闭触头串入控制该方向移动电机继电器的线圈，线圈电压有无状态受处理器检测。当处理器受干扰失控或霍尔接近传感器故障时，机器会进一步前进迫使行程开关动作，断开继电器线圈吸合电流，迫使该方向驱动电机停止工作。处理器检测到线圈电压状态与自己命令状态不符合，并报警。[0031]无线通信模块实时接收遥控器每秒20次的命令流。每当接收到命令数据后，立即返回目前剪叶机运行状态蓄电池电量、剪叶刀运动方向、是否到达极限位置和有无故障。若0.5秒内未能接收到遥控器命令流，接收机处理器自动停止一切电机的运转，并控制报警装置发出报警。若10秒内未能接收到遥控器命令流，处理器断开系统总电源，剪叶机进入休眠省电状态。再启动 需要人工启动。
权利要求1.一种温室烟草漂浮育苗遥控桁架式剪叶装置，其特征在于包括用于平行设置在温室两侧立柱上的轨道和通过纵向行走轮移动架设在两轨道上并由纵向驱动装置控制移动的桁架，所述桁架上通过横向行走轮移动挂设有由横向驱动装置控制的剪叶机，所述纵向驱动装置的控制开关、横向驱动装置的控制开关以及剪叶机启动控制开关均与遥控控制装置控制连接；所述遥控控制装置包括遥控器和与遥控器实时通信连接的接收控制盒。
2.根据权利要求I所述的温室烟草漂浮育苗遥控桁架式剪叶装置，其特征在于所述剪叶机包括上部的移动机架、下部底架上所设的剪叶刀及用于驱动剪叶刀工作的剪叶刀驱动电机，所述横向行走轮包括转动装配在移动机架的四角部位的用于将移动机架移动挂设于桁架上的四个轮子，四个轮子的下缘分别与桁架的两横柱限位滚动配合。
3.根据权利要求2所述的温室烟草漂浮育苗遥控桁架式剪叶装置，其特征在于所述桁架的两横柱为圆柱形结构，与两横柱限位滚动配合的四个轮子均为腰形轮子。
4.根据权利要求3所述的温室烟草漂浮育苗遥控桁架式剪叶装置，其特征在于所述底架与移动机架通过移动机架下所设的四根立杆固定装配。
5.根据权利要求2所述的温室烟草漂浮育苗遥控桁架式剪叶装置，其特征在于所述剪叶刀外周向设有剪叶刀罩壳，所述剪叶刀驱动电机安装于剪叶刀罩壳上。
6.根据权利要求I所述的温室烟草漂浮育苗遥控桁架式剪叶装置，其特征在于所述纵向行走轮包括设置在桁架两端并分别与两轨道滚动配合的轮子，所述纵向驱动装置包括通过传动机构驱动纵向行走轮的桁架驱动电机。
7.根据权利要求I所述的温室烟草漂浮育苗遥控桁架式剪叶装置，其特征在于所述遥控控制装置的遥控器包括处理器，所述处理器的输入端连接有按键模块、电源模块和电源电量监测模块，电源电量监测模块的输入端与电源模块的电量监测输出端连接；处理器的输出端连接有显示模块和报警灯，且处理器与无线通信模块双向连接。
8.根据权利要求I所述的温室烟草漂浮育苗遥控桁架式剪叶装置，其特征在于所述接收控制盒包括处理器，所述处理器的输入端连接有电源配置模块和位置检测模块，所述处理器的输出端连接有报警模块、电量检测模块、直流电机调速模块、控制继电器组，电源配置模块的故障输入端还连接有故障紧急停车模块，所述电源配置模块的检测输出端还与电量检测模块的检测输入端相连接，电源配置模块的调速输出端还与直流电机调速模块的电源输入端相连接，直流电机调速模块的控制输出端与控制继电器组的控制输入端相连，控制继电器组的信号输入端与位置检测模块的信号输出端相连；所述处理器与无线通信模块双向连接。
9.根据权利要求I 8任意一项所述的温室烟草漂浮育苗遥控桁架式剪叶装置，其特征在于剪叶机的下部设有用于收集废碎烟叶的料斗。
专利摘要本实用新型涉及一种温室烟草漂浮育苗遥控桁架式剪叶装置，包括用于平行设置在温室两侧立柱上的轨道和通过纵向行走轮移动架设在两轨道上并由纵向驱动装置控制移动的桁架，桁架上通过横向行走轮移动挂设有由横向驱动装置控制的剪叶机，纵向驱动装置的控制开关、横向驱动装置的控制开关以及剪叶机启动控制开关均与遥控控制装置控制连接；遥控控制装置包括遥控器和与遥控器实时通信连接的接收控制盒。本实用新型的剪叶装置能大大减轻烟农劳动强度，加快烟叶育苗机械化及其自动化程度，提高工作效率。
文档编号A01G3/037GK202535787SQ201220015968
公开日2012年11月21日 申请日期2012年1月14日 优先权日2012年1月14日
发明者张伏, 彭巧丽, 徐锐良, 李水良, 毛鹏军, 王俊, 邓桂阳, 邱兆美, 闵俊杰 申请人:河南科技大学