一种小型水草收割的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种小型水草收割机，包括：操舵杆手柄、进退操纵手柄、启动按钮、油门手柄、启动闸刀、船体、输送链、割草架体和割台，所述的操舵杆手柄、进退操纵手柄、启动按钮、油门手柄、启动闸刀安装在所述的船体上，所述的输送链和割台安装在所述的割草架体上，所述的割草架体与所述的船体可旋转地连接在一起，其特征在于：所述的小型水草收割机还包括液压控制系统和电动控制系统；本发明是一种安全可靠、储草空间大的小型自动化水草收割机。
【专利说明】一种小型水草收割机
【技术领域】
[0001]本发明属于农业机械领域，具体涉及一种小型水草收割机。
[0002]
【背景技术】
[0003]我国湖泊的生态环境状况普遍存在几大问题:湖泊中的重金属污染，泥沙淤积、湖面退缩、盐化、富营养化等等，以及由此引起的生态环境恶化和资源退缩。特别是在东部人口稠密地区，湖泊所受的污染越来越严重。很多地区的湖泊是饮用水源地，湖泊丧失了自净能力饮用水源水质更是受到威胁。2007年爆发的无锡蓝藻水污染事件，让人们再一次警醒，近2 O年来，我国89%的湖泊已存在富营养化问题，湖泊富营养程度让太湖、巢湖等湖泊已不堪重负。
[0004]种植水草是治理湖泊污染的主要措施之一，它可以改变水体水质，吸附水中重金属等。然而水草过量反而污染水体，水草必须进行定期修剪，因此研究水草收割机，对治理湖泊、沟渠污染具有重要意义和必要性。
[0005]国外关于水草收割机的研究比较早，荷兰等国早在上世纪50年代就开始使用专门的水利机械进行河道除草作业，比较有影响水草收割机研究国家有美国、荷兰、英国等机构和厂家。澳大利亚、日本、俄罗斯、德国也有类似的产品。但机器比较大，价格高，不适宜我国的小型湖泊使用。
[0006]当前市场上所有水草收割机都是大型机械，满足大型湖泊水草的收割和修理，但不适合小型河道和湖泊等小水面水域中水草的收割。我国大多数湖泊属于小型水域范畴，为了有效维护水域生态平衡，水草收割机是不可缺少的，且需求量将会也来也大，小型轻便、美观环保的水草收割机将是一个重要的发展方向。目前水草收割机的操作都有人工来完成，在大型的水草收割机上一般有3人以上进行操作。但随着水草收割机的小型化，它的收割和集草都要在同一条船上进行，由于空间有限，最多只能有一人操控，若都是手动操作的话，会不太方便，所以应该提高水草收割机的自动化程度，特别是遥控式的水草收割机不仅能进一步减少船体的尺寸，增大储草空间，而且安全。
[0007]
【发明内容】
[0008] 本发明的目的是提供一种安全可靠、储草空间大的小型自动化水草收割机。
[0009]本发明所采用的技术方案是:一种小型水草收割机，包括:操舵杆手柄、进退操纵手柄、启动按钮、油门手柄、启动闸刀、船体、输送链、割草架体和割台，所述的操舵杆手柄、进退操纵手柄、启动按钮、油门手柄、启动闸刀安装在所述的船体上，所述的输送链和割台安装在所述的割草架体上，所述的割草架体与所述的船体可旋转地连接在一起，其特征在于:所述的小型水草收割机还包括液压控制系统和电动控制系统；
所述的液压控制系统包括叶片泵、溢流阀、两位四通电磁换向阀、三位四通电磁换向阀、叠加式单向节流阀、割台往复驱动马达、输送链旋转驱动马达、升降油缸、叠加式液压锁、螺旋桨控制油缸和发动机，所述的三位四通电磁换向阀、叠加式单向节流阀均为四个，所述的升降油缸、叠加式液压锁均为两个，所述的输送链旋转驱动马达、割台往复驱动马达安装在所述的割草架体上，所述的输送链旋转驱动马达与所述的输送链连接，用于驱动所述的输送链运动，将割除的水草输送到所述的船体上；所述的割台往复驱动马达与所述的割台连接，用于控制所述的割台的刀片往复运动，实现割草功能；所述的升降油缸一端安装在所述的船体上，另一端安装在所述的割草架体上，用于控制所述的割台和输送链的升降；
所述的发动机、叶片泵溢流阀和两位四通电磁换向阀相连，构成主油路，所述的液压控制系统工作时所述的发动机带动所述的叶片泵提供压力油，不工作时液压控制系统卸荷，使液压控制系统节能降温；
所述的两个升降油缸并联连接后与一叠加式液压锁、一叠加式单向节流阀和一三位四通电磁换向阀串联联接，再与所述的主油路相连，形成升降油路，控制所述的割台和输送链的升降；
所述的输送链旋转驱动马达与一叠加式单向节流阀和一三位四通电磁换向阀串联联接后与所述的主油路相连，形成输送链油路，控制所述的输送链的运动；
所述的割台往复驱动马达与一叠加式单向节流阀和一三位四通电磁换向阀串联联接后与所述的主油路相连，形成割台刀片往复运动油路，控制所述的割台刀片往复运动；所述的螺旋桨控制油缸与一叠加式液压锁、一叠加式单向节流阀和一三位四通电磁换向阀串联联接后与所述的主油路相连，形成所述的小型水草收割机的前进停车后退换挡油路，控制所述的小型水草收割机前行停车退后；
所述的电动控制系统包括远程遥控子系统和船载控制子系统，所述的远程遥控子系统包括键盘矩阵模块、第二单片机模块、第二无线通信模块和第二电源模块，所述的键盘矩阵模块、第二单片机模块、第二无线通信模块和第二电源模块相连，所述的键盘矩阵模块用于发送所述的小型水草收割`机的发动机的启动或关闭、油门控制的增大或减小、方向控制的前进、停车、后退、左转或右转、割台的准备、割草或结束控制命令；所述的船载控制子系统包括第一单片机、第一驱动器、第一步进电机、第二驱动器、第二步进电机、第一无线通信模块、七组继电器和第一电源模块，所述的第一单片机分别于所述的第一驱动器、第二驱动器、第一无线通信模块、第一电源模块及七组继电器相连，所述的第一驱动器与所述的第一步进电机相连，用于控制所述的操舵杆手柄，所述的第二驱动器与所述的第二步进电机相连，用于控制所述的油门手柄，所述的一继电器与所述的启动按钮相连，用于控制所述的发动机的启动或关闭，所述的两继电器分别与所述的升降油路的三位四通电磁换向阀的两组电磁铁连接，所述的三继电器分别与其余的三个三位四通电磁换向阀的电磁铁连接，所述的一继电器与所述的两位四通电磁换向阀的电磁铁连接，所述的第一单片机通过所述的第一无线通信模块接收所述的远程遥控子系统发送的控制命令，并控制第一驱动器、第二驱动器或七组继电器实现对所述的小型水草收割机的远程控制。
[0010]作为优选，所述的叶片泵设置有吸油滤清器。
[0011]作为优选，所述的发动机采用的是型号为190型的发动机。
[0012]作为优选，所述的第一单片机采用的是型号为STC89C52型的单片机。[0013]作为优选，所述的第二单片机采用的是型号为STC89C52型的单片机。
[0014]作为优选，所述的第二无线通信模块采用的是型号为nRF24L01型的无线通信模块。
[0015]作为优选，所述的第一无线通信模块采用的是型号为nRF24L01型的无线通信模块。
[0016]作为优选，所述的第一电源模块为可充电锂电池。
[0017]作为优选，所述的第二电源模块为可充电锂电池。
[0018]作为优选，所述的溢流阀处设置有压力表。
[0019]本发明是一种安全可靠、储草空间大的小型自动化水草收割机。
[0020]
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1:本发明实施例的结构框架图。
[0022]图2:本发明实施例的液压控制系统原理图。
[0023]图3:本发明实施例的电动控制系统原理图。
[0024]
【具体实施方式】
[0025]下面结合参考附图进一步描述本技术方案，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件，但该描述仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0026]请见图1、图2和图3，本发明所采用的技术方案是:一种小型水草收割机，包括:操舵杆手柄1、进退操纵手柄2、启动按钮3、油门手柄4、启动闸刀5、船体6、输送链9、割草架体10和割台12，操舵杆手柄1、进退操纵手柄2、启动按钮3、油门手柄4、启动闸刀5安装在船体6上，输送链9和割台12安装在割草架体10上，割草架体10与船体6可旋转地连接在一起；小型水草收割机还包括液压控制系统和电动控制系统；液压控制系统包括叶片泵101、溢流阀102、两位四通电磁换向阀103、三位四通电磁换向阀104、叠加式单向节流阀105、割台往复驱动马达106、输送链旋转驱动马达107、升降油缸108、叠加式液压锁109、螺旋桨控制油缸110和型号为190型的发动机111，溢流阀102处设置有压力表113，叶片泵101设置有吸油滤清器112，三位四通电磁换向阀104、叠加式单向节流阀105均为四个，升降油缸108、叠加式液压锁109均为两个，输送链旋转驱动马达107、割台往复驱动马达106安装在割草架体10上，输送链旋转驱动马达107与输送链9连接，用于驱动输送链9运动，将割除的水草输送到船体6上；割台往复驱动马达106与割台12连接，用于控制割台12的刀片往复运动，实现割草功能；升降油缸108 —端安装在船体6上，另一端安装在割草架体10上，用于控制割台12和输送链9的升降；发动机111、叶片泵101溢流阀102和两位四通电磁换向阀103相连，构成主油路，液压控制系统工作时发动机111带动叶片泵101提供压力油，不工作时液压控制系统卸荷，使液压控制系统节能降温；两个升降油缸108并联连接后与一叠加式液压锁109、一叠加式单向节流阀105和一三位四通电磁换向阀104串联联接，再与主油路相连，形成升降油路，控制割台12和输送链9的升降；输送链旋转驱动马达107与一叠加式单向节流阀105和一三位四通电磁换向阀104串联联接后与主油路相连，形成输送链油路，控制输送链9的运动；割台往复驱动马达106与一叠加式单向节流阀105和一三位四通电磁换向阀104串联联接后与主油路相连，形成割台刀片往复运动油路，控制割台12刀片往复运动；螺旋桨控制油缸110与一叠加式液压锁109、一叠加式单向节流阀105和一三位四通电磁换向阀104串联联接后与主油路相连，形成小型水草收割机的前进停车后退换挡油路，控制小型水草收割机前行停车退后；电动控制系统包括远程遥控子系统和船载控制子系统，远程遥控子系统包括键盘矩阵模块209、型号为STC89C52型的第二单片机模块208、型号为nRF24L01型的第二无线通信模块207和为可充电锂电池的第二电源模块，键盘矩阵模块209、第二单片机模块208、第二无线通信模块207和第二电源模块相连，键盘矩阵模块209用于发送小型水草收割机的发动机111的启动或关闭、油门控制的增大或减小、方向控制的前进、停车、后退、左转或右转、割台12的准备、割草或结束控制命令；船载控制子系统包括型号为STC89C52型的第一单片机201、第一驱动器202、第一步进电机203、第二驱动器204、第二步进电机205、型号为nRF24L01型的第一无线通信模块206、七组继电器210和为可充电锂电池的第一电源模块，第一单片机201分别于第一驱动器202、第二驱动器204、第一无线通信模块206、第一电源模块及七组继电器210相连，第一驱动器202与第一步进电机203相连，用于控制操舵杆手柄1，第二驱动器204与第二步进电机205相连,用于控制油门手柄4, 一继电器210与启动按钮3相连,用于控制发动机111的启动或关闭，两继电器210分别与升降油路的三位四通电磁换向阀104的两组电磁铁连接，三继电器210分别与其余的三个三位四通电磁换向阀104的电磁铁连接，一继电器210与两位四通电磁换向阀103的电磁铁连接，第一单片机201通过第一无线通信模块206接收远程遥控子系统发送的控制命令，并控制第一驱动器202、第二驱动器204或七组继电器210实现对小型水草收割机的远程控制。
[0027]本实施例的具体操作流程如下:
1.割草前的准备工作实现。按键盘矩阵模块209的准备按健，经第二单片机模块208处理后，通过第二无线通信模块207发出相应的控制指令。第一无线通信模块206接收到信号后，经过第一单片机201处理后，控制一继电器触点导通使主油路的两位四通电磁换向阀103的电磁铁得电，控制另一继电器触点导通使小型水草收割机的前进停车后退换挡油路的三位四通电磁换向阀104的电磁铁得电，从而实现船航行至作业区；
2.水草收割机正常工作实现。按键盘矩阵模块209的割草按健，经第二单片机模块208处理后，通过第二无线通信模块207发出相应的控制指令。第一无线通信模块206接收到信号后，经过第一单片机201处理后，控制其中三个继电器触点导通，分别使主油路的两位四通电磁换向阀103的电磁铁、升降油路的三位四通电磁换向阀104的电磁铁和小型水草收割机的前进停车后退换挡油路的三位四通电磁换向阀104的电磁铁得电，从而使割台(12)降至工作位；然后控制其中二个继电器触点导通，使割台刀片往复运动油路的三位四通电磁换向阀104的电磁铁和输送链油路的三位四通电磁换向阀104的电磁铁得电，从而实现正常割草作业；
3.结束割草作业实现。按键盘矩阵模块209的结束按健，经第二单片机模块208处理后，通过第二无线通信模块207发出相应的控制指令。第一无线通信模块206接收到信号后，经过第一单片机201处理后，控制其中三个继电器触点导通，分别使主油路的两位四通电磁换向阀103的电磁铁、升降油路的三位四通电磁换向阀104的电磁铁和小型水草收割机的前进停车后退换挡油路的三位四通电磁换向阀104的电磁铁得电，从而使割台升至高位；然后控制一继电器触点断开使升降油路的三位四通电磁换向阀104的电磁铁失电，同时保持另外两继电器触点导通，使主油路的两位四通电磁换向阀103的电磁铁和小型水草收割机的前进停车后退换挡油路的三位四通电磁换向阀104的电磁铁得电，从而实现割草船返航。
[0028]4.发动机启动和关闭实现。按键盘矩阵模块209的启动和关闭按健，经第二单片机模块208处理后，通过第二无线通信模块207发出相应的控制指令。第一无线通信模块206接收到信号后，经过第一单片机201处理后，控制与启动按钮3相连的继电器触点导通，实现船上的发动机启动和关闭；
5.航行速度控制。按键盘矩阵模块209的油门加大或减小按健，经第二单片机模块208处理后，通过第二无线通信模块207发出相应的控制指令。第一无线通信模块206接收到信号后，经过第一单片机201处理后，经第二驱动器204控制第二步进电机205旋转控制油门大小，实现船体运行速度改变。
[0029]6.方向控制。按键盘矩阵模块209的左转和右转键，经第二单片机模块208处理后，通过第二无线通信模块207发出相应的控制指令。第一无线通信模块206接收到信号后，经过第一单片机201处理后，经第一驱动器202控制第一步进电机203，实现船体左右转向。
[0030]以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内 。
【权利要求】
1.一种小型水草收割机，包括:操舵杆手柄(I)、进退操纵手柄(2)、启动按钮(3)、油门手柄(4)、启动闸刀(5)、船体(6)、输送链(9)、割草架体(10)和割台(12)，所述的操舵杆手柄(I)、进退操纵手柄(2)、启动按钮(3)、油门手柄(4)、启动闸刀(5)安装在所述的船体(6)上，所述的输送链(9)和割台(12)安装在所述的割草架体(10)上，所述的割草架体(10)与所述的船体(6)可旋转地连接在一起，其特征在于:所述的小型水草收割机还包括液压控制系统和电动控制系统； 所述的液压控制系统包括叶片泵(101)、溢流阀(102)、两位四通电磁换向阀(103)、三位四通电磁换向阀(104)、叠加式单向节流阀(105)、割台往复驱动马达(106)、输送链旋转驱动马达(107)、升降油缸(108)、叠加式液压锁(109)、螺旋桨控制油缸(110)和发动机(111)，所述的三位四通电磁换向阀(104)、叠加式单向节流阀(105)均为四个，所述的升降油缸(108)、叠加式液压锁(109)均为两个，所述的输送链旋转驱动马达(107)、割台往复驱动马达(106)安装在所述的割草架体(10)上，所述的输送链旋转驱动马达(107)与所述的输送链(9)连接，用于驱动所述的输送链(9)运动，将割除的水草输送到所述的船体(6)上；所述的割台往复驱动马达(106)与所述的割台(12)连接，用于控制所述的割台(12)的刀片往复运动，实现割草功能；所述的升降油缸(108) —端安装在所述的船体(6)上，另一端安装在所述的割草架体(10)上，用于控制所述的割台(12)和输送链(9)的升降； 所述的发动机(111)、叶片泵(101)溢流阀(102 )和两位四通电磁换向阀(103 )相连，构成主油路，所述的液压控制系统工作时所述的发动机(111)带动所述的叶片泵(101)提供压力油，不工作时液压控制系统卸荷，使液压控制系统节能降温； 所述的两个升降油缸(108)并联连接后与一叠加式液压锁(109)、一叠加式单向节流阀(105)和一三位四通电磁换向阀(104)串联联接，再与所述的主油路相连，形成升降油路，控制所述的割台(12)和输送链(9)的升降； 所述的输送链旋转驱动马达(107)与一叠加式单向节流阀(105)和一三位四通电磁换向阀(104)串联联接后与所述的主油路相连，形成输送链油路，控制所述的输送链(9)的运动； 所述的割台往复驱动马达(106)与一叠加式单向节流阀(105)和一三位四通电磁换向阀(104)串联联接后与所述的主油路相连，形成割台刀片往复运动油路，控制所述的割台(12)刀片往复运动； 所述的螺旋桨控制油缸(110)与一叠加式液压锁(109)、一叠加式单向节流阀(105)和一三位四通电磁换向阀(104)串联联接后与所述的主油路相连，形成所述的小型水草收割机的前进停车后退换挡油路，控制所述的小型水草收割机前行停车退后； 所述的电动控制系统包括远程遥控子系统和船载控制子系统，所述的远程遥控子系统包括键盘矩阵模块(209)、第二单片机模块(208)、第二无线通信模块(207)和第二电源模块，所述的键盘矩阵模块(209)、第二单片机模块(208)、第二无线通信模块(207)和第二电源模块相连，所述的键盘矩阵模块(209)用于发送所述的小型水草收割机的发动机(111)的启动或关闭、油 门控制的增大或减小、方向控制的前进、停车、后退、左转或右转、割台(12)的准备、割草或结束控制命令；所述的船载控制子系统包括第一单片机(201)、第一驱动器(202)、第一步进电机(203)、第二驱动器(204)、第二步进电机(205)、第一无线通信模块(206)、七组继电器(210)和第一电源模块，所述的第一单片机(201)分别于所述的第一驱动器(202)、第二驱动器(204)、第一无线通信模块(206)、第一电源模块及七组继电器相连，所述的第一驱动器(202)与所述的第一步进电机(203)相连，用于控制所述的操舵杆手柄(1)，所述的第二驱动器(204)与所述的第二步进电机(205)相连，用于控制所述的油门手柄(4)，所述的一继电器(210)与所述的启动按钮(3)相连，用于控制所述的发动机(111)的启动或关闭，所述的两继电器(210)分别与所述的升降油路的三位四通电磁换向阀(104)的两组电磁铁连接，所述的三继电器(210)分别与其余的三个三位四通电磁换向阀(104)的电磁铁连接，所述的一继电器(210)与所述的两位四通电磁换向阀(103)的电磁铁连接，所述的第一单片机(201)通过所述的第一无线通信模块(206)接收所述的远程遥控子系统发送的控制命令，并控制第一驱动器(202)、第二驱动器(204)或七组继电器(210)实现对所述的小型水草收割机的远程控制。
2.根据权利要求1所述的小型水草收割机，其特征在于:所述的叶片泵(101)设置有吸油滤清器(112)。
3.根据权利要求1所述的小型水草收割机，其特征在于:所述的发动机(111)采用的是型号为190型的发动机。
4.根据权利要求1所述的小型水草收割机，其特征在于:所述的第一单片机(201)采用的是型号为STC89C52型的单片机。
5.根据权利要求1所述的小型水草收割机，其特征在于:所述的第二单片机(208)采用的是型号为STC89C52型的单片机。
6.根据权利要求1 所述的小型水草收割机，其特征在于:所述的第二无线通信模块(207)采用的是型号为nRF24L01型的无线通信模块。
7.根据权利要求1所述的小型水草收割机，其特征在于:所述的第一无线通信模块(206)采用的是型号为nRF24L01型的无线通信模块。
8.根据权利要求1所述的小型水草收割机，其特征在于:所述的第一电源模块为可充电锂电池。
9.根据权利要求1所述的小型水草收割机，其特征在于:所述的第二电源模块为可充电锂电池。
10.根据权利要求1所述的小型水草收割机，其特征在于:所述的溢流阀(102)处设置有压力表(113)。
【文档编号】A01D44/00GK103688656SQ201310702152
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月19日 优先权日:2013年12月19日
【发明者】冯天玉, 王小平, 杨光友, 郭翠英, 黄世明, 张涛 申请人:湖北工业大学