专利名称：一种应用于播深自控系统的室内试验台的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及播种技术领域，特别涉及一种应用于播深自控系统的室内试验台。
背景技术：
免耕播种机属于保护性耕作机具，具有防止水土流失，防止沙尘，保护环境，节能 降耗，抢农时等作用。免播机作业时地表条件恶劣，免耕施肥播种质量易受影响，尤其是对 播深控制影响较大。而播种深度一致是播种作业保证苗齐、苗全、苗壮的基本要求，是衡量 播种性能的关键指标。因此，为了提高免耕施肥播种质量，除了进行必要的地表耕作外，必 须研究如何有效控制播深，即在地表条件复杂的情况下保持播种深度一致。目前拖拉机在进行播种作业时，主要采用高度调节法调节播种深度，即利用地轮 (仿形部件)对地面的仿形来维持一定的播深。在保护性耕作条件下，土壤结构、田间条件 复杂多变，利用传统的被动控制技术难以保证免耕施肥播种质量。鉴于主动控制播深相对 被动控制不易受外界条件影响，亟待研究主动式播深自控系统。由于室内试验相对田间试验不受季节、气候条件的影响，不需选择性地进行试验， 为此，需要一种应用于播深自控系统的室内试验台，为田间免播机播深自控系统的研制与 开发做铺垫。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种相对田间试验操作不受季节、气候条件的影响， 便于试验得到一系列重要参数，为田间免播机播深自控系统的研制与开发提供重要数据的 应用于播深自控系统的室内试验台。一种应用于播深自控系统的室内试验台，包括机架12，其特征在于所述室内试 验台还包括地表起伏模拟机构、检测机构、控制器、驱动板、液压站、调节机构、开沟器，其 中，所述地表起伏模拟机构包括电机安装支座1、直流调速电机2、圆盘3、连杆4、第一 连接件5、滑柱6、滑槽支座7、地表模拟板8 ；其中，电机安装支座1与滑槽支座7与机架12 固定连接；直流调速电机2安装于电机安装支座1上，驱动圆盘3转动；连杆4 一端偏心安 装于圆盘3上，另一端与第一连接件5连接；滑柱6穿过滑槽支座7，下端固定连接在第一 连接件5上，上端与地表模拟板8相连；所述检测机构包括线性可变位移传感器以及超声波传感器22，线性可变位移传感 器包括线性可变位移传感器定杆11与线性可变位移传感器动杆9，线性可变位移传感器定 杆11安装于固定在机架12上的线性可变位移传感器安装支座10上，线性可变位移传感器 动杆9与地表模拟板8相连，超声波传感器22通过连接件固定在开沟器铲柄19上；所述的控制器接收超声波传感器22采集的播深信息，控制液压站的比例方向阀 30的流量与方向，控制液压缸14推杆伸缩；[0010]所述驱动板对控制信号进行放大，控制比例方向阀30与两位三通阀四操作；所述液压站通过调节比例方向阀30的流量与方向及两位三通阀四的得失电，控 制液压缸14推杆伸缩及伸缩速度，继而带动开沟器上下移动；所述调节机构包括调节机构安装支座13、液压缸14、平行四杆、开沟器安装支座 16，其中，调节机构安装支座13固定在机架12上；开沟器安装支座16通过平行四杆与调节 机构安装支座13相连；液压缸14底座与调节机构安装支座13通过销连接，液压缸14推杆 与下连杆17通过销相连。与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于本实用新型的室内试验台不受季 节、气候条件的影响，试验安排机动性强，便于搭线、安装，为田间免播机播深自控系统的研 制与开发做铺垫，具有提高系统开发效率、降低开发成本的作用。
[0014]图1为本实用新型一种应用于播深自控系统的室内试逢乏台的结构示意图；[0015]图2为本实用新型一种应用于播深自控系统的室内试逢乏台的液压站原理图[0016]图3为本实用新型一种应用于播深自控系统的室内试逢乏台的控制方块图。[0017]附图标记[0018]1电机安装支座2直流调速电机[0019]3圆盘4连杆[0020]5第一连接件6滑柱[0021]7滑槽支座8地表模拟板[0022]9线性可变位移传感器动杆10线性可变位移传感器安装支座[0023]11线性可变位移传感器定杆12机架[0024]13调节机构安装支座14液压缸[0025]15上连杆16开沟器安装支座[0026]17下连杆18第二连接件[0027]19开沟器铲柄20第三连接件[0028]21第四连接件22超声波传感器[0029]23开沟器角尖24油箱[0030]25液压泵26过滤器[0031]27单向阀28蓄能器[0032]29两位三通阀30比例方向阀[0033]31节流阀32卸荷阀
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步说明与描述。如图1、2、3所示，一种应用于播深自控系统的室内试验台包括机架、地表起伏模 拟机构、检测机构、控制器、驱动板、液压站、调节机构、开沟器；如图1所示，所述开沟器由开沟器铲柄19与开沟器角尖23组成，开沟器铲柄19 通过螺栓固定在开沟器安装支座16上，开沟器角尖23焊接在开沟器铲柄19上。[0037]如图1所示，所述地表起伏模拟机构包括电机安装支座1、直流调速电机2、圆盘3、 连杆4、第一连接件5、滑柱6、滑槽支座7、地表模拟板8。电机安装支座1与滑槽支座7焊接在机架12上；直流调速电机2安装于电机安装 支座1上，驱动圆盘3转动；连杆4 一端安装于圆盘3偏心75mm处，另一端与第一连接件5 连接；滑柱6穿过滑槽支座7，下端固定连接在第一连接件5上，上端与地表模拟板8相连， 用于升降地表模拟板8，模拟地表起伏，起伏幅度为150mm，且起伏坡度可以通过调节直流 调速电机2转速控制。如图1、3所示，所述检测机构包括用于跟踪地表模拟板8升降的线性可变位移传 感器(LVDT)，线性可变位移传感器包括线性可变位移传感器定杆11与线性可变位移传感 器动杆9，线性可变位移传感器定杆11安装于焊接在机架12上的线性可变位移传感器安装 支座10上，线性可变位移传感器动杆9与地表模拟板8相连，随着地表模拟板8升降而屈 伸，检测到地表模拟板8的高度位置随时间变化的关系；以及用于探测播深的超声波传感 器22，通过第二连接件18、第三连接件20、第四连接件21安装在开沟器铲柄19上，其安装 位置与开沟器底部的距离是可调的，范围为M5j95cm(不计超声波传感器厚度)，探头面 向地表模拟板8，探测其安装位置与地表模拟板8的距离，间接得到开沟器底部与地表模拟 板8的距离，即实际播深。如图1所示，所述调节机构包括调节机构安装支座13、液压缸14、平行四杆、开沟 器安装支座16。调节机构安装支座13焊接在机架12上；开沟器安装支座16通过平行四杆与调节 机构安装支座13相连；平行四杆包括两个上连杆15与两个下连杆17，上连杆15通过销安 装在调节机构安装支座13及开沟器安装支座16外侧，下连杆17类似地安装在内侧；液压 缸14底座与调节机构安装支座13通过销连接，液压缸14推杆与下连杆17通过销相连；当 液压缸14推杆伸缩时，开沟器安装支座16及开沟器跟随着上下摆动，调整播深，即开沟器 底部距地表模拟板8的距离。如图2所示，所述液压站包括油箱对、液压泵25、过滤器沈、单向阀27、蓄能器观、 两位三通阀四、液压缸14、比例方向阀30、节流阀31、卸荷阀32。其中，液压泵25从油箱M 吸油，为系统提供动力；过滤器26收集油液中污染颗粒；单向阀27控制油液的单向流动； 蓄能器观存储多余的压力油液，并在需要时释放出来供给系统；两位三通阀四常闭状态 下，油缸两腔相连，组成差动连接，当其通电时，油缸一腔通高压，一腔通低压；液压缸14无 杆腔进油或有杆腔进油，控制推杆缩进；比例方向阀30通过激励相应的电磁铁，控制油液 流向，通过输入大小不同的电流信号改变节流口的开度实现控制流量；节流阀31为流量控 制阀，系统工作时节流阀31节流口全闭，保证系统工作压力，系统不工作时打开节流阀31 节流口，将蓄能器观、液压缸14及管道中的油液流回油箱M ；顺序阀32为外控式，若系统 压力过高，可帮助卸压。如图3所示，所述控制器为单片机，单片机根据超声波传感器22的传递信息，对期 望播深与实际播深进行对比，输出一特定占空比的PWM方波信号，传递至驱动板。所述驱动 板由光耦、集成电路、三极管与MOS管等构成，比例方向阀30控制通过光耦隔离、电流放大 集成电路来实现；二位三通阀四得失电利用三极管与MOS管级联构成的开关电路来完成。当探测播深合适时，单片机不发出控制信号，比例方向阀30处于中位，液压泵25产生的压力油经过滤器沈、单向阀27进入蓄能器观，节流阀31与卸荷阀32配合蓄能器观 工作，为系统稳流以及卸荷；当探测播深过浅或过深时，单片机输出一控制信号，经驱动板 放大后，比例方向阀30的A或B 口进一定流量的压力油，液压缸14推杆推进或回缩，直至 播深合适；两位三通阀四在无杆腔进压力油时得电，组成差动连接，其它情况下失电，则液 压缸14推杆伸出与返回速度一致。 最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽 管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以 对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和 范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求1.一种应用于播深自控系统的室内试验台，包括机架(12)，其特征在于所述室内试 验台还包括地表起伏模拟机构、检测机构、控制器、驱动板、液压站、调节机构、开沟器；其中，所述地表起伏模拟机构包括电机安装支座(1)、直流调速电机O)、圆盘C3)、连杆(4)、 第一连接件(5)、滑柱(6)、滑槽支座(7)、地表模拟板(8)；其中，电机安装支座(1)与滑槽 支座(7)与机架(12)固定连接；直流调速电机(2)安装于电机安装支座(1)上，驱动圆盘 ⑶转动；连杆⑷一端偏心安装于圆盘⑶上，另一端与第一连接件(5)连接；滑柱(6) 穿过滑槽支座(7)，下端固定连接在第一连接件( 上，上端与地表模拟板(8)相连；所述检测机构包括线性可变位移传感器以及超声波传感器(22)，线性可变位移传感器 包括线性可变位移传感器定杆(11)与线性可变位移传感器动杆(9)，线性可变位移传感器 定杆(11)安装于固定在机架(12)上的线性可变位移传感器安装支座(10)上，线性可变位 移传感器动杆(9)与地表模拟板(8)相连，超声波传感器0 通过连接件固定在开沟器铲 柄(19)上；所述的控制器接收超声波传感器0 采集的播深信息，控制液压站的比例方向阀 (30)的流量与方向，控制液压缸(14)推杆伸缩；所述驱动板对控制信号进行放大，控制比例方向阀(30)与两位三通阀09)操作；所述液压站通过调节比例方向阀(30)的流量与方向及两位三通阀09)的得失电，控 制液压缸(14)推杆伸缩及伸缩速度，继而带动开沟器上下移动；所述调节机构包括调节机构安装支座(13)、液压缸(14)、平行四杆、开沟器安装支座 (16)，其中，调节机构安装支座(13)固定在机架(12)上；开沟器安装支座(16)通过平行四 杆与调节机构安装支座(13)相连；液压缸(14)底座与调节机构安装支座(13)通过销连 接，液压缸(14)推杆与下连杆(17)通过销相连。
2.根据权利要求1所述的应用于播深自控系统的室内试验台，其特征在于所述开沟 器由开沟器铲柄(19)与开沟器角尖03)组成，开沟器铲柄(19)通过螺栓固定在开沟器安 装支座(16)上，开沟器角尖03)焊接在开沟器铲柄(19)上。
3.根据权利要求1所述的应用于播深自控系统的室内试验台，其特征在于所述液压 站包括油箱(M)、液压泵(25)、过滤器(沈)、单向阀(27)、蓄能器( )、两位三通阀(四)、 液压缸(14)、比例方向阀(30)、节流阀(31)、卸荷阀(32)；其中，液压泵0 从油箱04)吸油，为系统提供动力；过滤器06)收集油液中污染颗粒；单 向阀(XT)控制油液的单向流动；蓄能器08)存储多余的压力油液，并在需要时释放出来供 给系统；两位三通阀09)常闭状态下，油缸两腔相连，组成差动连接，当其得电时，油缸一 腔通高压，一腔通低压；液压缸(14)无杆腔进油或有杆腔进油，控制推杆缩进；比例方向阀 (30)通过激发相应的电磁铁，控制油液流向，通过输入大小不同的电流信号改变节流口的 开度以实现流量控制；节流阀(31)为流量控制阀，保证流量稳定；系统工作时节流阀(31) 节流口全闭，保证系统工作压力，系统不工作时打开节流阀(31)节流口，将蓄能器( )、液 压缸(14)及管道中的油液流回油箱04)；顺序阀(32)为外控式，在系统压力过高时帮助 卸压。
4.根据权利要求1所述的应用于播深自控系统的室内试验台，其特征在于所述地表 模拟板(8)起伏幅度为150mm，起伏坡度通过调节直流调速电机( 转速控制。
5.根据权利要求1所述的应用于播深自控系统的室内试验台，其特征在于所述控制 器为单片机，根据超声波传感器0 的传递信息，对期望播深与实际播深进行对比，输出 一特定占空比的PWM方波信号，传递至驱动板。
6.根据权利要求1所述的应用于播深自控系统的室内试验台，其特征在于所述驱动 板由光耦、集成电路、三极管与MOS管构成，通过光耦隔离、电流放大集成电路来实现比例 方向阀(30)的控制；利用三极管与MOS管级联构成的开关电路来完成二位三通阀09)的 得失电。
专利摘要本实用新型涉及播种技术领域。一种应用于播深自控系统的室内试验台，其特征在于所述试验台包括机架(12)、地表起伏模拟机构、检测机构、控制器、液压站、调节机构、开沟器等，其中，所述的地表起伏模拟机构包括电机安装支座(1)、直流调速电机(2)、圆盘(3)、连杆(4)、连接件(5)、滑柱(6)、滑槽支座(7)、地表模拟板(8)等，用于升降地表模拟板(8)，模拟地表起伏；所述检测机构包括用于跟踪地表模拟板(8)升降的线性可变位移传感器，以及用于探测模拟播深的超声波传感器(22)；调节机构包括调节机构安装支座(13)、液压缸(14)、平行四杆、开沟器安装支座(16)等，用于调整模拟播深。
文档编号G05B23/02GK201853134SQ20102057236
公开日2011年6月1日 申请日期2010年10月22日 优先权日2010年10月22日
发明者何进, 张东远, 李慧, 李洪文, 毛宁, 王庆杰, 苏艳波, 蔡国华 申请人:中国农业大学