一种多地隙自转向智能喷雾机及控制方法与流程

文档序号:12302652阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种多地隙自转向智能喷雾机,其特征在于,包括车平台(3)、自转向行走机构、可控升降喷雾装置、供电装置以及控制装置;

所述车平台(3)为多根型材连接而成的框架;

所述车平台(3)的下部沿行走方向依次设有两个自转向行走机构,所述自转向行走机构由带回转机构的底盘和带有轮毂电机(24)的轮胎(1)构成;

所述可控升降喷雾装置包括喷雾机升降机构、混药装置、喷杆装置;所述喷雾机升降机构安装在所述车平台(3)的尾部,实现喷杆装置的升降;所述混药装置将药液送往喷杆装置;

所述供电装置为设备提供稳定的电压电源;

所述控制装置分别用于控制自转向行走机构的转向行走,可控升降喷雾装置的升降、混药装置的混药量调节、喷杆装置的姿态调节以及喷雾调节。

2.根据权利要求1所述的多地隙自转向智能喷雾机,其特征在于,所述车平台(3)的多根型材为方形金属管,焊接成带有多个方形空格的框架,在车平台两端中间位置设置的两个空格上分别固定两块方形金属板,用于安置两个自转向行走机构。

3.根据权利要求2所述的多地隙自转向智能喷雾机,其特征在于,在车平台(3)正前方及左右两侧分别焊有喷杆安置槽(4)。

4.根据权利要求2所述的多地隙自转向智能喷雾机,其特征在于,在车平台(3)的底部焊有多个限位器(23),在车平台(3)的尾部预留有供固定中心轴(27)穿过的通孔(25)。

5.根据权利要求1或2所述的多地隙自转向智能喷雾机,其特征在于,所述自转向行走机构包括回转机构和带轮毂电机(24)的轮胎(1);

所述回转机构自上而下依次包括双列圆锥滚子轴承(43)、支撑柱(44)和减震装置(45);减震装置(45)由多个宽度一样、自上而下长度依次变大的弹片叠加而成,最后一块弹片厚度大于其上部的其他弹片,其他弹片厚度相同且弹片的中心有一个长方形通孔,双列圆锥滚子轴承(43)的外圈或内圈是一个整体,两个内圈或外圈分别同轴心地固定在车平台(3)的金属板和支撑柱(44)的顶面上;

支撑柱(44)上端为圆柱体,下端为长方体的金属棒,金属棒部分穿过减震装置(45)的长方形通孔并和最后一块弹片固定焊接,最后一块弹片的两边和轮毂电机(24)的机身焊接固定。

6.根据权利要求1或2所述的多地隙自转向智能喷雾机,其特征在于,所述自转向行走机构包括回转机构和带轮毂电机(24)的轮胎(1);

所述回转机构包括单列圆锥滚子轴承(39)、支撑柱(44)、避震器(47)和减震支架(46),单列圆锥滚子轴承(39)的外圈或内圈和车平台(3)通过焊接方式连接,单列圆锥滚子轴承(39)的内圈或外圈和支撑柱(44)的顶面同心固定,避震器(47)共有三组,其中三组避震器的一端分别固定在支撑柱(44)的对称两侧和底侧,另一端分别固定在减震支架(46)的两侧和中心位置,减震支架(46)为一根和车宽相近的高强度方形金属架,减震支架(46)的两端与轮毂电机(24)的机身固定。

7.根据权利要求1或2所述的多地隙自转向智能喷雾机,其特征在于,所述自转向行走机构包括回转机构和带轮毂电机(24)的轮胎(1);

回转结构包括平面圆柱轴承(42)、底盘平台(26)和车桥(2);平面圆柱轴承(42)由带圆柱滚子(40)的平面保持架组件和平面垫圈组成,平面圆柱轴承(42)的内圈穿过车平台(3)上金属板的通孔并使得平面圆柱轴承(42)的圆柱滚子(40)和车平台(3)底部接触,底盘平台(26)中间开有圆形凹槽,底盘平台(26)左右两侧有逐渐收缩的延伸部,平面圆柱轴承(42)的平面保持架组件与底盘平台(26)的圆形凹槽采用同心固定,车桥(2)顶部与底盘平台(26)的延伸部固连,与底盘平台(26)呈钝角,车桥(2)底部和轮毂电机(24)的机身固定,所述自转向行走机构的高度能够根据作业需要选择不同的高度车桥(2)。

8.根据权利要求7所述的多地隙自转向智能喷雾机,其特征在于,所述回转结构由滚珠轴承(36)代替平面圆柱轴承(42),滚珠轴承(36)是将球形合金钢珠安装在内钢圈和外钢圈的中间,滚珠轴承(36)的外圈或内圈与底盘平台(26)同心固定,滚珠轴承(36)的内圈或外圈和车平台(3)的金属板同心固定。

9.根据权利要求8所述的多地隙自转向智能喷雾机,其特征在于,还包括阻尼协动装置,所述阻尼协动装置包括阻尼电机(69)、蜗轮蜗杆箱(73)和协动齿轮(72);蜗轮蜗杆箱(73)内部为蜗轮(70)和蜗杆(71),阻尼电机(69)的转轴和蜗杆(71)同心固定,蜗杆(71)和蜗轮(70)装配,蜗轮(71)和协动齿轮(72)同心固定;协动齿轮(72)和滚珠轴承(36)的内圈焊接的内齿轮(68)啮合。

10.根据权利要求1所述的多地隙自转向智能喷雾机,其特征在于,

所述喷雾机升降机构包括两块平行竖直设置的“<”型固定支架(10),两块“<”型固定支架(10)的顶点通过固定横板A连接,固定横板A两侧下方设有固定中心轴(27);两块“<”型固定支架(10)的上末端通过固定横板B连接,固定横板B上设置升降控制电机(14)和传动齿链(7),所述升降控制电机(14)通过法兰结构(13)固定于固定横板B;两块“<”型固定支架(10)的上末端和下末端之间设有丝杆(8)、丝副(12);

所述喷杆装置包括内喷杆(28)、主喷杆(6)、末端喷杆(5)、旋转控制部件组,所有喷杆均为刚性的空心防锈材质,各喷杆间均以软管连接,构成喷雾药液的水路通道;所述喷杆装置的内喷杆(28)和丝副(12)相连接,内喷杆(28)两端分别为主喷杆(6),主喷杆(6)的两端外侧分别为末端喷杆(5),各段喷杆上均布喷嘴(35);内喷杆(28)的两端设有旋转控制部件组,且内喷杆(28)和主喷杆(6)通过带齿轮的一级转轴(29)连接,主喷杆(6)和末端喷杆(5)通过带齿轮的二级转轴(38)连接,在旋转控制部件组的带动下主喷杆(6)和末端喷杆(5)发生水平旋转;

所述车平台(3)上可以根据需要放置混药装置,包括喷雾装置的水箱(18)、药箱(16)、药液箱(15),水箱(18)与药箱(16)是分离的,输出药液按比例混合,混合的药液预存在药液箱(15)中,喷雾机车遇到恶劣地形条件无法驶出时,能将水箱的水放掉减负。

11.根据权利要求10所述的多地隙自转向智能喷雾机,其特征在于,所述丝杆(8)和丝副(12)可用滚珠丝杠代替。

12.根据权利要求10所述的多地隙自转向智能喷雾机,其特征在于,所述旋转控制部件组包括旋转控制电机(11)、齿轮箱(9)、传动齿链A(7),所述旋转控制电机(11)的转轴末端固定有和转轴同心的主动齿轮(30),垂直向下伸入齿轮箱(9)内,与齿轮箱(9)内的减速齿轮装配,齿轮箱(9)内共有四个齿轮,一个是旋转控制电机(11)转轴末端的主动齿轮(30),一个是上端连接转轴齿轮A(29)的从动齿轮(34),以及有一定减速比的一级减速齿轮(31)和二级减速齿轮(33),一级减速齿轮(31)和二级减速齿轮(33)的旋转中心分别固定在齿轮箱外壳(32)上下两壁上,旋转控制电机(11)带动主动齿轮(30)转动,主动齿轮(30)和一级减速齿轮(31)相啮合,一级减速齿轮(31)和二级减速齿轮(33)相啮合,二级减速齿轮(33)和从动齿轮(34)相啮合,从动齿轮(34)带动转轴齿轮A(29)转动;四个齿轮均绕各齿轮的中心线旋转,四个齿轮的旋转中心线均垂直于内喷杆(28)的中心线且垂足位于内喷杆(28)的中心线上,所述传动齿链A(7)的两端分别与转轴齿轮A(29)和转轴齿轮B(38)配合置于主喷杆上方,齿轮箱(9)通过焊接连接在内喷杆(28)的末端下方位置。

13.根据权利要求10所述的多地隙自转向智能喷雾机,其特征在于,所述喷雾机升降机构两块“<”型固定支架(10)的上末端和固定横板B的两端有两相同大小的通孔,供丝杆(8)穿过并由有齿轮的转轴A固定,升降控制电机(14)的输出轴垂直朝下地通过法兰结构(13)固定在固定横板B的正中间,法兰结构(13)内部有和升降控制电机(14)的输出轴同心固定的转轴B,转轴B外圈带有齿轮,其齿轮和传动齿链B(7)装配,传动齿链B(7)的两端和丝杆(8)顶部的转轴A进行装配,使升降控制电机(14)旋转能控制丝杆(8)旋转,达到丝副(12)升降的目的。

14.根据权利要求1所述的多地隙自转向智能喷雾机,其特征在于,当多地隙自转向智能喷雾机不需要进行喷雾作业时,主喷杆(6)和末端喷杆(5)通过转轴可垂直折叠并水平放置于车平台(3)两侧及前方的喷杆安置槽(4)内。

15.根据权利要求1所述的多地隙自转向智能喷雾机,其特征在于,所述供电装置为汽油发电供电装置,该装置固定在车平台(3)上,包括汽油机(21)、汽油机保护架(22)、发电机(20)、三相整流桥(37)、滤波电容(41)、电池组(19)、整流逆变器(48);

汽油机(21)的转轴与发电机(20)的转轴相连接,发电机(20)发电后经过三相整流桥(37)和滤波电容(41)整流滤波后变成单相直流电,一部分存储入电池组(19);另一部分为车载控制单元(49)提供稳定电压电源,使车载控制单元(49)控制轮毂电机驱动(57)、升降控制电机驱动(58)、旋转控制电机驱动(59)、抽水泵电机驱动(60)、药液泵电机驱动(61)、混合液泵电机驱动(62)、电磁阀驱动(66);还有一部分经整流逆变器(48)变成三相交流电,为轮毂电机(24)、升降控制电机(14)、旋转控制电机(11)、抽水泵电机(63)、药液泵电机(64)和混液泵电机(65)提供三相交流电。

16.根据权利要求1所述的多地隙自转向智能喷雾机,其特征在于,所述控制装置分别固定在自转向行走机构以及可控升降喷雾装置上,包括嵌入式车载控制单元(49)、陀螺仪(50)、GPS(51),设置在内喷杆(28)上的高度传感器(52),设置在轮胎(1)上的速度传感器(53)轮毂电机驱动(57),设置在回转机构上的转角传感器(17),设置在混药装置中的液位传感器(54)、抽水流量计(55),设置在喷杆上的喷嘴流量计(56)、升降控制电机驱动(58)、旋转控制电机驱动(59)、抽水泵电机驱动(60)、药液泵电机驱动(61)、混合液泵电机驱动(62)、电磁阀驱动(66);

所述的陀螺仪(50)、GPS(51)、转角传感器(17)、高度传感器(52)、速度传感器(53)、液位传感器(54)、抽水流量计(55)、喷嘴流量计(56)均与嵌入式车载控制单元(49)相连;

轮毂电机驱动(57)、升降控制电机驱动(58)、旋转控制电机驱动(59)、抽水泵电机驱动(60)、药液泵电机驱动(61)、混合液泵电机驱动(62)、电磁阀驱动(66)均通过CAN总线与嵌入式车载控制单元(49)相连;

轮胎(1)内的轮毂电机(24)与轮毂电机驱动(57)相连,升降控制电机(14)与升降控制电机驱动(58)相连,旋转控制电机(11)与旋转控制电机驱动(59)相连,设置在水箱(18)内的抽水泵(63)与抽水泵电机驱动(60)相连,设置在药箱(16)中的药液泵(64)与药液泵电机驱动(61)相连,设置在药液箱(15)中的混合液泵(65)与混合液电机泵驱动(62)相连,设置在喷杆上的喷杆电磁阀(67)与电磁阀驱动(47)相连。

17.根据权利要求1所述的多地隙自转向智能喷雾机控制方法,其特征在于,在开始喷雾前,通过旋转控制电机(11)带动传动齿链(7)将主喷杆(6)和末端喷杆(5)从车平台(3)的两侧和前部向后部展开并放置于同一直线上,根据高度传感器(52)获得目标植株的高度,通过升降控制电机(14)调节喷杆到合适的喷雾距离,然后通过嵌入式车载控制单元(49)内部获得的喷雾任务,控制喷雾机的前进和方向,同时执行喷雾动作;

在喷雾过程中,行走设备根据陀螺仪(50)、GPS(51)、高度传感器(52)、速度传感器(53)、转角传感器(17)采集的信息对轮毂电机驱动(57)和升降控制电机驱动(58)行进方向、速度和喷雾高度进行有效合理的控制,嵌入式车载控制单元(49)根据液位传感器(54)、喷嘴流量计(56)回传的信息对抽水泵电机驱动(60)、药液泵电机驱动(61)、混合液泵电机驱动(62)以及喷杆电磁阀驱动(66)进行控制,对设备的混药过程以及喷雾过程进行控制;抽水流量计(55)用于实时检测抽水泵抽取的水量,嵌入式车载控制单元(49)根据抽水泵(63)抽取的水量控制药液泵抽取一定的药液量进行混药过程,使得水和药液按照一定的比例进行混合;

在喷雾结束后,将喷杆通过旋转控制电机(11)控制传动齿链(7)和齿轮箱(9)使主喷杆(6)和末端喷杆(5)放置于车平台(3)的两侧和前部的喷杆安置槽(4)内。

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