一种自动匹配行进速度的葡萄防寒布卷收装置的制作方法

1.本实用新型涉及农业机械技术领域，特别涉及一种自动匹配行进速度的葡萄防寒布卷收装置。


背景技术：

2.中国葡萄种植历史悠久，葡萄种植面积和总产量均居世界前列，在世界众多葡萄生产国中占据重要地位。中国葡萄种植主要集中在北方，冬季寒冷干燥且多风，容易造成葡萄藤冻害和风干，为了使葡萄藤安全越冬，冬季需要进行埋土防寒作业，春季则需要进行清土起藤作业。新疆作为中国葡萄生产第一大省，近年来，当地葡萄园采用防寒布辅助埋土防寒模式取代传统的埋土防寒模式，以便更好地进行春季清土作业，即通过卷收防寒布将其上方覆土全部拉扯到行间，达到完全清土的目的。但春季清土作业环节的机具以葡萄清土机为主，而葡萄清土与防寒布回收机或防寒布回收机种类较少，且作业时卷布辊转速固定不变或通过人工手动间歇调节，难以与机具行进速度实时匹配，转速过快时容易拉断防寒布，转速过慢时容易造成防寒布上方壅土过多而增大卷收阻力，同时造成防寒布卷收不平整，甚至难以实现卷收作业。
3.针对目前适用于防寒布辅助埋土防寒模式的作业机具种类少、卷布辊转速难以与行进速度相匹配且作业效果不理想等问题，本实用新型设计了一种自动匹配行进速度的葡萄防寒布卷收装置。
4.通过对国内外专利文献、期刊杂志及其他公开发表的文献(如互联网)进行检索，本实用新型在国内外未见报道，我们也未公开发表涉及本

技术实现要素：
的文章，本实用新型在国内外公众未知。
实用新型内容
5.针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型提供一种自动匹配行进速度的葡萄防寒布卷收装置，本实用新型要解决的技术问题是：如何测量装置实时行进速度、如何测量卷布辊外周实时线速度、如何实现卷布辊转速与装置行进速度的匹配。
6.为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：
7.一种自动匹配行进速度的葡萄防寒布卷收装置，包括：行走轮部分、卷布辊部分、卷布辊轴测速部分和速度匹配控制部分；
8.所述行走轮部分包括：两个行走轮组件1、若干防滑板2、两个行走轮固定板3、编码器安装架ⅰ4、光电旋转编码器ⅰ5和联轴器ⅰ6；
9.所述行走轮部分安装在葡萄清土机机架后端横梁两侧；
10.所述卷布辊部分包括：角度调节架7、卷布辊支架8、四个带座轴承9、四个轴承支板10、两个轴用挡圈11、左轴头12、光电旋转编码器ⅱ13、编码器安装架ⅱ14、两个限位护罩15、卷布辊轴16、两个销轴17、右轴头18、电机安装板19、联轴器ⅱ20、电机21和联轴器ⅳ34；
11.所述卷布辊部分安装在葡萄清土机机架后端的横梁上；
12.所述卷布辊轴测速部分包括：编码器安装架ⅲ32、联轴器ⅲ33、两个测速轮22、两个测速轮安装板23、光电旋转编码器ⅲ24、伸缩杆25、伸缩杆架26、弹簧27、平垫片28和调压片29；
13.所述卷布辊轴测速部分安装在卷布辊支架8上；
14.所述速度匹配控制部分包括：电平30和控制器31；所述速度匹配控制部分分别与行走轮部分、卷布辊部分和卷布辊轴测速部分连接。
15.在上述方案的基础上，行走轮组件1包括：行走轮和行走轮支架，行走轮安装在行走轮支架上，行走轮的外周均匀焊接若干防滑板2，防止行走轮作业时打滑且不改变行走轮的直径，增强实时测速的准确性；两个行走轮支架的上端分别通过行走轮固定板3和螺栓安装在葡萄清土机机架后端横梁两侧；所述编码器安装架ⅰ4的一端通过螺钉安装在位于左侧的行走轮支架的一侧，所述编码器安装架ⅰ4的另一端为安装面，安装面上设有中心孔，中心孔与行走轮的轮轴保持同心；所述光电旋转编码器ⅰ5通过螺钉固定在编码器安装架ⅰ4的安装面上，光电旋转编码器ⅰ5的输出轴穿过中心孔通过联轴器ⅰ6与行走轮的轮轴连接，光电旋转编码器ⅰ5用于测量行走轮的实时转速。
16.在上述方案的基础上，所述角度调节架7的前后两端均设有角度调节孔，可根据实际作业状况调节卷布辊部分的安装角度，卷布辊部分通过角度调节架7前端的角度调节孔和螺栓固定在葡萄清土机机架后端的横梁上，角度调节架7前端的角度调节孔用于调节卷布辊部分在竖直面的转动角度，角度调节架7后端的角度调节孔通过螺栓安装在卷布辊支架8上，角度调节架7后端的角度调节孔用于调节卷布辊部分在水平面的转动角度；
17.所述卷布辊支架8的后端左右两侧分别通过螺栓固定安装两个轴承支板10，带座轴承9固定安装在轴承支板10上，带座轴承9和轴承支板10上均设有中心孔，卷布辊支架8的后端左右两侧均设有中心孔，卷布辊支架8的后端左右两侧的中心孔与轴承支板10的中心孔和带座轴承9的中心孔保持同心；所述左轴头12穿过位于卷布辊支架8左侧的两个带座轴承9的中心孔，并通过轴用挡圈11进行固定；所述编码器安装架ⅱ14的一端通过螺钉安装在最左侧轴承支板10的一侧，编码器安装架ⅱ14的另一端为安装面，安装面上设有中心孔，中心孔与左轴头12保持同心；所述光电旋转编码器ⅱ13通过螺钉安装在编码器安装架ⅱ14的安装面上，光电旋转编码器ⅱ13的输出轴穿过中心孔通过联轴器ⅳ34与左轴头12连接；
18.所述右轴头18穿过位于卷布辊支架8右侧的两个带座轴承9的中心孔，并通过轴用挡圈11进行固定，轴用挡圈11用于限制左轴头12和右轴头18的轴向移动；限位护罩15上设有中心孔和两个连接耳板，中心孔位于两个连接耳板之间，卷布辊轴16的左端穿过其中一个限位护罩15的中心孔，卷布辊轴16的左端采用榫卯结构与左轴头12连接，销轴17穿过连接耳板、榫卯结构，对限位护罩15、左轴头12和卷布辊轴16的左端进行固定，卷布辊轴16的右端穿过另外一个限位护罩15的中心孔，卷布辊轴16的右端采用榫卯结构与右轴头18连接，销轴17穿过连接耳板、榫卯结构，对限位护罩15、右轴头18和卷布辊轴16的右端进行固定；
19.所述电机安装板19的一端通过螺栓固定安装在卷布辊支架8的后端右侧，电机安装板19的另一端为安装面，安装面上设有中心孔，中心孔与卷布辊支架8后端右侧的中心孔保持同心；所述电机21通过螺栓固定在电机安装板19的安装面上，电机21的输出轴穿过中心孔通过联轴器ⅱ20与右轴头18连接；光电旋转编码器ⅱ13用于测量卷布辊轴16的实时转
速。
20.在上述方案的基础上，测速轮22安装在两个测速轮安装板23上，两个测速轮安装板23后端的上部和下部均设有圆孔，其中一个测速轮22的轮轴穿过圆孔安装在两个测速轮安装板23的上部，另一个测速轮22的轮轴穿过圆孔安装在两个测速轮安装板23的下部；所述两个测速轮安装板23的前端通过螺栓固定在伸缩杆25的后端；所述编码器安装架ⅲ32的一端通过螺钉安装在测速轮安装板23的上部，位于上方测速轮22的一侧，编码器安装架ⅲ32的另一端为安装面，安装面上设有中心孔，中心孔与位于上方的测速轮22的轮轴保持同心；所述光电旋转编码器ⅲ24通过螺钉固定在编码器安装架ⅲ32的安装面上，光电旋转编码器ⅲ24的输出轴穿过中心孔通过联轴器ⅲ33与位于上方的测速轮22的轮轴连接；所述伸缩杆架26的前端设有直槽口，调压片29的顶面通过螺栓和直槽口固定在伸缩杆架26的前端下方；调压片29的侧面设有方孔，所述伸缩杆架26的后端下部设有方孔，所述伸缩杆25的前端设有限位孔，伸缩杆25的前端依次穿过伸缩杆架26下部的方孔、平垫片28、弹簧27和调压片27上的方孔，弹簧27的一端紧贴调压片29的侧面，另一端紧贴平垫片28；在伸缩杆25的限位孔上安装螺栓限制平垫片28和伸缩杆25的移动；所述伸缩杆架26的上部通过螺栓固定在卷布辊支架8上，实现卷布辊轴测速部分的安装。
21.在上述方案的基础上，所述电平30通过电线分别与电机21和控制器31连接，电平30作为电源驱动电机21和控制器31工作；所述控制器31分别与光电旋转编码器ⅰ5、光电旋转编码器ⅱ13、光电旋转编码器ⅲ24和电机21相连；控制器31用于实时接收光电旋转编码器ⅰ5测得的转速，根据行走轮的直径，实时计算装置前进速度；控制器31用于给电机21发送初始转速指令，驱动电机21转动；控制器31用于实时接收光电旋转编码器ⅲ24测得的转速，根据测速轮22的直径，实时计算卷布辊轴16外周线速度；控制器31用于实时接收光电旋转编码器ⅱ13测得的转速，根据卷布辊轴16外周线速度，实时计算卷布辊轴16的直径；控制器31采用pid控制原理，根据实时测得的装置前进速度与卷布辊轴16外周线速度的差值补偿误差，调节电机21转速以使装置前进速度与卷布辊轴16外周线速度保持一致。
22.在上述方案的基础上，所述光电旋转编码器ⅰ5可根据作业地面情况安装在位于地面较为平整的行走轮组件1上。
23.在上述方案的基础上，所述自动匹配行进速度的葡萄防寒布卷收装置与任意类型的葡萄清土机组合安装构成葡萄清土与防寒布回收机，可增大防寒布卷收机构的实用性和适用性。
24.在上述方案的基础上，所述电机21可根据作业状况选择安装在卷布辊支架8的任意一侧；电机21可更换为液压马达等其他动力机驱动卷布辊轴16转动，控制器31采用相同原理控制动力机转速。
25.在上述方案的基础上，卷布辊轴测速部分可通过调整伸缩杆架26相对于卷布辊支架8的位置使其处于合适的测速位置。
26.在上述方案的基础上，所述光电旋转编码器ⅲ24可根据卷布辊轴16卷收防寒布方向选择安装在不发生干涉的一侧。
27.在上述方案的基础上，所述调压片29通过直槽口调节其位置，进而调节弹簧27的初始压缩量，以达到调节伸缩杆25预紧力和伸缩量的目的，所述平垫片28通过限位孔调节其位置，进而调节弹簧27的初始压缩量，以达到调节伸缩杆25预紧力和伸缩量的目的。
28.在上述方案的基础上，所述两个测速轮22与两个测速轮安装板23构成三角形的双测速轮结构，使卷布辊轴16位于两个测速轮22中间，保证测速轮22始终与卷布辊轴16紧密接触，保证实时测速的准确性。
29.本实用新型的有益效果：
30.1.装置结构简单，解决了卷布辊轴转速与行进速度的匹配问题，提高了防寒布卷收装置的自动化智能化水平；
31.2.该装置可通过角度调节架7安装于任意葡萄清土机后部构成葡萄清土与防寒布回收机，提高了防寒布卷收装置的实用性和适用性；
32.3.行走轮外周均匀焊接若干防滑板2，可防止行走轮作业时打滑且不改变行走轮的直径，保证实时测速的准确性；
33.4.卷布辊轴16的安装角度可根据实际作业情况通过角度调节架7进行调节；
34.5.卷布辊轴16与轴头采用榫卯结构实现快捷连接，便于更换卷布辊轴16；
35.6.卷布辊轴测速部分将卷布辊轴的变径测速问题转化为非变径测速问题，简化了测速装置，降低了测量难度。
36.7.卷布辊轴测速部分采用呈三角结构的双测速轮形式，使卷布辊轴16位于两个测速轮22中间，保证测速轮22始终与卷布辊轴16紧密接触，保证实时测速的准确性。
附图说明
37.本实用新型有如下附图：
38.图1本实用新型的整机结构示意图；
39.图2本实用新型的整机正视图；
40.图3本实用新型的行走轮部分结构示意图；
41.图4本实用新型的行走轮部分正视图；
42.图5本实用新型的卷布辊部分结构示意图；
43.图6本实用新型的左轴头安装示意图；
44.图7本实用新型的卷布辊轴测速部分结构示意图；
45.图8本实用新型的角度调节架结构示意图；
46.图中：1.行走轮组件；2.防滑板；3.行走轮固定板；4.编码器安装架ⅰ；5.光电旋转编码器ⅰ；6.联轴器ⅰ；7.角度调节架；8.卷布辊支架；9.带座轴承；10.轴承支板；11.轴用挡圈；12.左轴头；13.光电旋转编码器ⅱ；14.编码器安装架ⅱ；15.限位护罩；16.卷布辊轴；17.销轴；18.右轴头；19.电机安装板；20.联轴器ⅱ；21.电机；22.测速轮；23.测速轮安装板；24.光电旋转编码器ⅲ；25.伸缩杆；26.伸缩杆架；27.弹簧；28.平垫片；29.调压片；30.电平；31.控制器；32-编码器安装架ⅲ；33-联轴器ⅲ；34-联轴器ⅳ。
具体实施方式
47.以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
48.如图1～8所示，一种自动匹配行进速度的葡萄防寒布卷收装置，包括：行走轮部分、卷布辊部分、卷布辊轴测速部分和速度匹配控制部分；
49.所述行走轮部分包括：两个行走轮组件1、若干防滑板2、两个行走轮固定板3、编码器安装架ⅰ4、光电旋转编码器ⅰ5和联轴器ⅰ6；
50.所述行走轮部分安装在葡萄清土机机架后端横梁两侧；
51.所述卷布辊部分包括：角度调节架7、卷布辊支架8、四个带座轴承9、四个轴承支板10、两个轴用挡圈11、左轴头12、光电旋转编码器ⅱ13、编码器安装架ⅱ14、两个限位护罩15、卷布辊轴16、两个销轴17、右轴头18、电机安装板19、联轴器ⅱ20、电机21和联轴器ⅳ34；
52.所述卷布辊部分安装在葡萄清土机机架后端的横梁上；
53.所述卷布辊轴测速部分包括：编码器安装架ⅲ32、联轴器ⅲ33、两个测速轮22、两个测速轮安装板23、光电旋转编码器ⅲ24、伸缩杆25、伸缩杆架26、弹簧27、平垫片28和调压片29；
54.所述卷布辊轴测速部分安装在卷布辊支架8上；
55.所述速度匹配控制部分包括：电平30和控制器31；所述速度匹配控制部分分别与行走轮部分、卷布辊部分和卷布辊轴测速部分连接。
56.在上述方案的基础上，行走轮组件1包括：行走轮和行走轮支架，行走轮安装在行走轮支架上，行走轮的外周均匀焊接若干防滑板2，防止行走轮作业时打滑且不改变行走轮的直径，增强实时测速的准确性；两个行走轮支架的上端分别通过行走轮固定板3和螺栓安装在葡萄清土机机架后端横梁两侧；所述编码器安装架ⅰ4的一端通过螺钉安装在位于左侧的行走轮支架的一侧，所述编码器安装架ⅰ4的另一端为安装面，安装面上设有中心孔，中心孔与行走轮的轮轴保持同心；所述光电旋转编码器ⅰ5通过螺钉固定在编码器安装架ⅰ4的安装面上，光电旋转编码器ⅰ5的输出轴穿过中心孔通过联轴器ⅰ6与行走轮的轮轴连接，光电旋转编码器ⅰ5用于测量行走轮的实时转速。
57.在上述方案的基础上，所述角度调节架7的前后两端均设有角度调节孔，可根据实际作业状况调节卷布辊部分的安装角度，卷布辊部分通过角度调节架7前端的角度调节孔和螺栓固定在葡萄清土机机架后端的横梁上，角度调节架7前端的角度调节孔用于调节卷布辊部分在竖直面的转动角度，角度调节架7后端的角度调节孔通过螺栓安装在卷布辊支架8上，角度调节架7后端的角度调节孔用于调节卷布辊部分在水平面的转动角度；
58.所述卷布辊支架8的后端左右两侧分别通过螺栓固定安装两个轴承支板10，带座轴承9固定安装在轴承支板10上，带座轴承9和轴承支板10上均设有中心孔，卷布辊支架8的后端左右两侧均设有中心孔，卷布辊支架8的后端左右两侧的中心孔与轴承支板10的中心孔和带座轴承9的中心孔保持同心；所述左轴头12穿过位于卷布辊支架8左侧的两个带座轴承9的中心孔，并通过轴用挡圈11进行固定；所述编码器安装架ⅱ14的一端通过螺钉安装在最左侧轴承支板10的一侧，编码器安装架ⅱ14的另一端为安装面，安装面上设有中心孔，中心孔与左轴头12保持同心；所述光电旋转编码器ⅱ13通过螺钉安装在编码器安装架ⅱ14的安装面上，光电旋转编码器ⅱ13的输出轴穿过中心孔通过联轴器ⅳ34与左轴头12连接；
59.所述右轴头18穿过位于卷布辊支架8右侧的两个带座轴承9的中心孔，并通过轴用挡圈11进行固定，轴用挡圈11用于限制左轴头12和右轴头18的轴向移动；限位护罩15上设有中心孔和两个连接耳板，中心孔位于两个连接耳板之间，卷布辊轴16的左端穿过其中一个限位护罩15的中心孔，卷布辊轴16的左端采用榫卯结构与左轴头12连接，销轴17穿过连接耳板、榫卯结构，对限位护罩15、左轴头12和卷布辊轴16的左端进行固定，卷布辊轴16的
右端穿过另外一个限位护罩15的中心孔，卷布辊轴16的右端采用榫卯结构与右轴头18连接，销轴17穿过连接耳板、榫卯结构，对限位护罩15、右轴头18和卷布辊轴16的右端进行固定；
60.所述电机安装板19的一端通过螺栓固定安装在卷布辊支架8的后端右侧，电机安装板19的另一端为安装面，安装面上设有中心孔，中心孔与卷布辊支架8后端右侧的中心孔保持同心；所述电机21通过螺栓固定在电机安装板19的安装面上，电机21的输出轴穿过中心孔通过联轴器ⅱ20与右轴头18连接；光电旋转编码器ⅱ13用于测量卷布辊轴16的实时转速。
61.在上述方案的基础上，测速轮22安装在两个测速轮安装板23上，两个测速轮安装板23后端的上部和下部均设有圆孔，其中一个测速轮22的轮轴穿过圆孔安装在两个测速轮安装板23的上部，另一个测速轮22的轮轴穿过圆孔安装在两个测速轮安装板23的下部；所述两个测速轮安装板23的前端通过螺栓固定在伸缩杆25的后端；所述编码器安装架ⅲ32的一端通过螺钉安装在测速轮安装板23的上部，位于上方测速轮22的一侧，编码器安装架ⅲ32的另一端为安装面，安装面上设有中心孔，中心孔与位于上方的测速轮22的轮轴保持同心；所述光电旋转编码器ⅲ24通过螺钉固定在编码器安装架ⅲ32的安装面上，光电旋转编码器ⅲ24的输出轴穿过中心孔通过联轴器ⅲ33与位于上方的测速轮22的轮轴连接；所述伸缩杆架26的前端设有直槽口，调压片29的顶面通过螺栓和直槽口固定在伸缩杆架26的前端下方；调压片29的侧面设有方孔，所述伸缩杆架26的后端下部设有方孔，所述伸缩杆25的前端设有限位孔，伸缩杆25的前端依次穿过伸缩杆架26下部的方孔、平垫片28、弹簧27和调压片27上的方孔，弹簧27的一端紧贴调压片29的侧面，另一端紧贴平垫片28；在伸缩杆25的限位孔上安装螺栓限制平垫片28和伸缩杆25的移动；所述伸缩杆架26的上部通过螺栓固定在卷布辊支架8上，实现卷布辊轴测速部分的安装。
62.在上述方案的基础上，所述电平30通过电线分别与电机21和控制器31连接，电平30作为电源驱动电机21和控制器31工作；所述控制器31分别与光电旋转编码器ⅰ5、光电旋转编码器ⅱ13、光电旋转编码器ⅲ24和电机21相连；控制器31用于实时接收光电旋转编码器ⅰ5测得的转速，根据行走轮的直径，实时计算装置前进速度；控制器31用于给电机21发送初始转速指令，驱动电机21转动；控制器31用于实时接收光电旋转编码器ⅲ24测得的转速，根据测速轮22的直径，实时计算卷布辊轴16外周线速度；控制器31用于实时接收光电旋转编码器ⅱ13测得的转速，根据卷布辊轴16外周线速度，实时计算卷布辊轴16的直径；控制器31采用pid控制原理，根据实时测得的装置前进速度与卷布辊轴16外周线速度的差值补偿误差，调节电机21转速以使装置前进速度与卷布辊轴16外周线速度保持一致。
63.在上述方案的基础上，所述光电旋转编码器ⅰ5可根据作业地面情况安装在位于地面较为平整的行走轮组件1上。
64.在上述方案的基础上，所述自动匹配行进速度的葡萄防寒布卷收装置与任意类型的葡萄清土机组合安装构成葡萄清土与防寒布回收机，可增大防寒布卷收机构的实用性和适用性。
65.在上述方案的基础上，所述电机21可根据作业状况选择安装在卷布辊支架8的任意一侧；电机21可更换为液压马达等其他动力机驱动卷布辊轴16转动，控制器31采用相同原理控制动力机转速。
66.在上述方案的基础上，卷布辊轴测速部分可通过调整伸缩杆架26相对于卷布辊支架8的位置使其处于合适的测速位置。
67.在上述方案的基础上，所述光电旋转编码器ⅲ24可根据卷布辊轴16卷收防寒布方向选择安装在不发生干涉的一侧。
68.在上述方案的基础上，所述调压片29通过直槽口调节其位置，进而调节弹簧27的初始压缩量，以达到调节伸缩杆25预紧力和伸缩量的目的，所述平垫片28通过限位孔调节其位置，进而调节弹簧27的初始压缩量，以达到调节伸缩杆25预紧力和伸缩量的目的。
69.在上述方案的基础上，所述两个测速轮22与两个测速轮安装板23构成三角形的双测速轮结构，使卷布辊轴16位于两个测速轮22中间，保证测速轮22始终与卷布辊轴16紧密接触，保证实时测速的准确性。
70.本实用新型的大致工作过程如下：作业前，将该装置固定安装在葡萄清土机上，拖拉机通过三点悬挂与装置相连；人工将防寒布一端缠绕在卷布辊轴16上，测速轮22贴近卷布辊轴16；调节行走轮至合适的作业高度；通过角度调节架7的角度调节孔安装卷布辊部分，达到合适的作业角度。作业时，拖拉机牵引装置前进，打开控制器31，电机21以初始转速启动，卷布辊轴16转动卷收防寒布；控制器31实时接收光电旋转编码器ⅰ5测得的转速，根据行走轮的直径，实时计算装置前进速度；控制器31实时接收光电旋转编码器ⅲ24测得的转速，根据测速轮22的直径，实时计算卷布辊轴16外周线速度；控制器31实时接收光电旋转编码器ⅱ13测得的转速，根据卷布辊轴16外周线速度，实时计算卷布辊轴16的直径；控制器31采用pid控制原理，根据实时测得的装置前进速度与卷布辊轴外周线速度的差值补偿误差，调节电机21转速以使装置前进速度与卷布辊轴16外周线速度保持一致，从而保证平整卷收防寒布。
71.以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的实质和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。
72.本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。