一种丘陵山地果园可调平升降作业装置的制作方法

本发明涉及一种农业机械，尤其是一种适应于丘陵山地果园中进行空中作业的装置，具体的说是一种丘陵山地果园可调平升降作业装置。

背景技术：

我国南方果树多种植在丘陵山地，受限于种植模式及地形条件，机械化作业程度低。近几年随着果园产业的发展，越来越多的规模化、标准化果园建成，此类果园对树形有一定的要求，且具有较大的行距和株距，需要一些适应性强的多功能果园管理机械，同时为果园机械化作业提供了发展条件。传统果园生产过程中，对于采摘、修剪、套袋等作业环节，大多仍然采用爬梯、踩凳等人工登高方式，不仅移动困难生产效率低、劳动强度大，还存在较大的安全隐患。现有的果园升降作业装置多适应于平原等地形作业，不具备调平作业能力，同时多采用剪叉式升降结构，需要整机不断移动来改变果树作业位置，不仅操作频繁，而且丘陵山地作业时，还增加了作业的危险性。因此，急需设计一种适应于丘陵山地果园中进行空中作业的装置。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种丘陵山地果园可调平升降作业装置，能够灵活而稳定的移动，并可升降回转，以及调整工作台的水平状态，为高效而安全的果园生产创造有利的条件。

本发明的技术方案是：

一种丘陵山地果园可调平升降作业装置，包括载人工作台、调平系统、升降回转系统和行走动力系统，其特征是所述载人工作台为无顶箱型，其前侧面通过调平系统连接到所述升降回转系统上，使其能够上下升降、回旋转动并调整自身的水平状态；

所述升降回转系统包括多节活动铰接的升降臂和中央回转组件；所述升降臂的下端通过所述中央回转组件与所述行走动力系统相连；

所述行走动力系统包括发动机、变速箱、梁架和履带底盘，能够适应在丘陵山地条件下的移动行走；所述发动机还通过皮带轮连接离合液压泵；该离合液压泵通过油管分别连接液压油箱和所述调平系统及所述升降回转系统中的液压部件，以便通过该发动机的动力，将所述液压油箱中的液压油泵送到各液压部件中；

所述载人工作台上设有操作盒和PID控制器，能够分别控制所述升降回转系统和所述调平系统动作，实现升降、回转和调平。

进一步的，所述调平系统包括第一涡轮蜗杆和调平液压油缸，所述第一涡轮蜗杆安装在第一固定板上，其涡轮头与第二固定板相连接，其蜗杆与调平马达相连；所述调平液压油缸的后端铰接在所述载人工作台底部，前端铰接在所述第一固定板下部。

进一步的，所述第一固定板为竖置的U型槽状，其两侧与固定于所述载人工作台前侧面上的两块连接板相铰接，其底面与所述第一涡轮蜗杆相连接；所述第二固定板为顶面和一个侧面均为开敞的盒状，并套装在所述升降臂的前端，其底面与所述第一涡轮蜗杆的涡轮头相连。

进一步的，所述升降臂包括升降上臂、中间臂、升降下臂以及上臂连杆和下臂连杆；所述升降上臂和上臂连杆两端分别与所述第二固定板和所述中间臂铰接，且相互平行；所述升降下臂和下臂连杆两端分别与所述中间臂和所述中央回转组件铰接，且相互平行；所述升降上臂和所述中间臂之间还设有上臂油缸；所述升降下臂和所述中央回转组件之间还设有下臂油缸；所述上臂油缸和下臂油缸能够分别带动所述升降上臂和升降下臂作上升或下降动作；所述上臂油缸和下臂油缸上分别设有液压锁。

进一步的，所述中央回转组件包括升降底座、第二涡轮蜗杆和中央回转接头；所述升降底座为圆盘状，并与所述第二涡轮蜗杆的涡轮头相连；所述中央回转接头包括上部圆盘状的回转部和下部柱状的固定部，且该回转部与固定部能够沿轴向相互转动；所述回转部与所述升降底座固定相连，使所述升降底座能够随所述回转部转动；所述固定部下穿所述升降底座并固定安装在所述梁架上；所述升降底座与所述升降下臂、下臂连杆和下臂油缸的端部相连，以便带动升降臂转动；所述第二涡轮蜗杆底部与所述梁架相连，其蜗杆与回转马达相连，使该回转马达能够驱动所述第二涡轮蜗杆动作，进而使升降臂回转。

进一步的，所述调平马达和回转马达均为液压马达，并由所述离合液压泵供油驱动。

进一步的，所述升降底座上设有与各路油管连通的液压阀块，该液压阀块上设有由第一电磁阀组和第二电磁阀组组成的总电磁阀组；所述第一电磁阀组能够控制所述液压阀块中与所述调平液压油缸和调平马达相连的油路的通断；所述第二电磁阀组能够控制所述液压阀块中与所述上臂油缸、下臂油缸和回转马达相连的油路的通断。

进一步的，所述载人工作台上还设有与所述PID控制器相连的双轴倾角传感器，能够将所述载人工作台的倾斜状态实时传输给所述PID控制器；所述PID控制器还通过继电器组连接所述第一电磁阀组。

进一步的，所述控制盒内设有开关；该开关连接所述第二电磁阀组。

进一步的，所述梁架上还设有支撑架，能够对落下时的载人工作台进行辅助支撑。

本发明的有益效果：

本发明采用传感器控制技术，控制液压油缸伸缩和涡轮蜗杆回转来分别完成前后、左右的调平，作业精度高，采用可回转的多节活动铰接升降臂以及履带底盘，可驻机完成载人升降回转以提高果实采摘、果树修剪等环节的作业效率，不仅操作方便，而且行走灵活、安全可靠，能适应丘陵山地果园不平地面的作业条件，并有效保证工作人员水平状态作业。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明调平系统的爆炸示意图。

图3是本发明中央回转组件的爆炸示意图。

图4是本发明的调平流程示意图。

其中：1.载人工作台；2.操作盒；3.双轴倾角传感器 4.PID控制器5.升降上臂；6.上臂连杆；7.上臂油缸；8.液压锁；9.中间臂；10.发动机；11.变速箱；12.梁架；13.履带底盘；14.离合液压泵；15.离合控制杆；16.皮带轮；17.液压油箱；18.升降下臂；19.下臂连杆；20.下臂油缸；21.第二涡轮蜗杆；22.升降底座；22-1.连接片；23.中央回转接头；23-1.回转部；23-2.固定部；24.液压阀块25.总电磁阀组；26.继电器组；27.回转马达；28.支撑架；29.第二固定板；30.第一涡轮蜗杆；31.调平马达；32.第一固定板；33.连接板；34.调平液压油缸。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1至图4所示。

一种丘陵山地果园可调平升降作业装置，包括载人工作台1、调平系统、升降回转系统和行走动力系统。所述载人工作台1为无顶箱型，其前侧面通过调平系统连接到所述升降回转系统上，使其能够上下升降、回旋转动并调整自身的水平状态。

所述调平系统包括第一涡轮蜗杆30、调平液压油缸34、第一固定板32和第二固定板29。所述第一固定板32为竖置的U型槽状，其两侧与固定于所述载人工作台1前侧面上的两块连接板33相铰接，其底面与所述第一涡轮蜗杆30相连接。所述第二固定板29为顶面和一个侧面均为开敞的盒状，且所述开敞侧面朝下，并使其底面与所述第一涡轮蜗杆30的涡轮头相连。所述调平液压油缸34的活塞杆端铰接在所述载人工作台1底部，缸筒端铰接在所述第一固定板32下部，使其可以带动所述载人工作台1作前后转动。所述第一涡轮蜗杆30的蜗杆与调平马达31相连，使其能够在所述调平马达31的驱动下带动所述载人工作台1作左右转动。

所述升降回转系统包括多节活动连接的升降臂和中央回转组件。所述升降臂包括依次铰接的升降上臂5、中间臂9、升降下臂18以及上臂连杆6和下臂连杆19；所述升降上臂5的两端分别与所述第二固定板29和所述中间臂铰接9，其下方设有与其平行的上臂连杆6，且该上臂连杆6的两端分别与所述第二固定板29和所述中间臂9铰接。所述升降下臂18两端分别与所述中间臂9和所述中央回转组件铰接，其下方设有与其平行的下臂连杆19，且该下臂连杆19的两端分别与所述中间臂9和所述中央回转组件铰接。所述升降上臂5和所述中间臂9之间设有上臂油缸7。所述升降下臂18和所述中央回转组件之间设有下臂油缸20。所述上臂油缸7和下臂油缸20能够分别带动所述升降上臂5和升降下臂18作上升或下降动作，并分别设有液压锁8，可以对油缸进行锁闭，防止发生误动作。所述升降上臂5的前端与所述第二固定板29相连，可以带动所述载人工作台1上升或下降。所述中央回转组件包括升降底座22、第二涡轮蜗杆21、中央回转接头23；所述升降底座22为圆盘状，并与所述第二涡轮蜗杆21的涡轮头相连。该升降底座22上设有多块连接片22-1，分别与所述升降下臂18、下臂连杆19和下臂油缸20的端部铰接。所述中央回转接头23包括上部圆盘状的回转部23-1和下部柱状的固定部23-2，且该回转部23-1与固定部23-2能够沿轴向相互转动。所述回转部23-1与所述升降底座22固定相连，使所述升降底座22能够随所述回转部23-1而转动。所述固定部23-2下穿所述升降底座22并固定安装在所述履带底盘13的梁架12上。所述第二涡轮蜗杆21的底部固定安装在所述梁架12上，其蜗杆与回转马达27相连，该回转马达27能够驱动所述第二涡轮蜗杆21动作，进而带动所述升降臂作回转运动。

所述调平马达31和回转马达27均为液压马达，可以通过液压油进行动作。

所述行走动力系统包括发动机10、变速箱11、梁架12和履带底盘13，能够适应在丘陵山地条件下移动行走；所述中央回转组件中的第二涡轮蜗杆21和固定部23-2均固定安装在所述梁架12上，使所述升降回转系统以及载人工作台1能够随该行走动力系统一起移动。同时，所述梁架12上还设有离合液压泵14和液压油箱17。该离合液压泵14通过皮带轮16与所述发动机10相连，可获得所述发动机10的动力。所述液压油箱17内装液压油，并通过油管进入离合液压泵14，所述离合液压泵14将液压油经油管泵送至中央回转接头23的固定部23-2，并从回转部23-1经油管进入液压阀块24。所述液压阀块24分别连接上臂油缸7、下臂油缸20、调平液压油缸34、调平马达31和回转马达27，以便将液压油分别输送到各油缸或马达。同时，回转部23-1连接的油管和固定部23-2连接的油管可以不受升降回转系统转动的影响。

所述液压阀块24安装在所述升降底座22上，其上设有由第一电磁阀组和第二电磁阀组组成的总电磁阀组25。所述第一电磁阀组能够控制所述液压阀块24中与所述调平液压油缸34和调平马达31相连的油路的通断；所述第二电磁阀组能够控制所述液压阀块24中与所述上臂油缸7、下臂油缸20和回转马达27相连的油路的通断。

所述载人工作台1上还设有操作盒2、双轴倾角传感器3和PID控制器4。该双轴倾角传感器3与所述PID控制器4、继电器组26、第一电磁阀组依次相连。所述PID控制器4在“一键”启动后，根据期望角度对双轴倾角传感器3传来的载人工作台1在X轴和Y轴方向的倾斜信息做出反应，经继电器组26控制第一电磁阀组的通断，进而控制所述调平液压油缸33和调平马达31动作。所述继电器组26包括前继电器、后继电器、左继电器和右继电器。其中，所述前继电器和后继电器分别连接到前后电磁阀，并分别对应于所述前后电磁阀中的前向或后向的导通。同理，所述左继电器和右继电器分别连接所述左右电磁阀，并分别对应于所述左右电磁阀中左向或右向的导通。优选的，所述双轴倾角传感器3可选用SCA126T，所述PID控制器4可选用msp430。如图4所示，为本发明的“一键调平”过程。

所述操作盒2内设有控制开关。该控制开关与所述第二电磁阀组相连，可以控制所述上臂油缸7、下臂油缸20动作，使升降臂抬升或落下。或者，控制回转马达27动作，带动中央回转组件转动，完成载人工作台1的回转动作。

所述梁架12上还设有支撑架28，能够对落下时的载人工作台1进行辅助支撑。

本发明的工作过程为：

发动机10启动后，一部分动力传递给变速箱11完成行走，另一部分动力通过离合液压泵皮带轮16传递给离合液压泵14，通过拨动离合控制杆15控制离合液压泵14和离合液压泵皮带轮16联接的通断；离合液压泵14将液压油通过油管输送给载人工作台调平结构和升降回转系统的各液压元件。

丘陵山地果园作业，履带底盘13停驻合适位置。不平路面调平作业时，工作人员登上载人工作台1，启动PID控制器，完成“一键调平”：双轴倾角传感器3实时检测载人工作台1在前后、左右两个方向上的倾角大小及方向，将信号传递给PID控制器4处理；PID控制器4将信号与期望值进行对比，并通过继电器组26控制第一电磁阀组的通断，使得前后调平液压油缸34伸出或收缩，或使调平马达31带动第一涡轮蜗杆30左转或右转，直至前后、左右两个方向上的倾角都为零；然后，PID控制器4控制继电器组26断开，完成调平作业。当需要升降回转作业时，工作人员通过操作盒2内的控制开关，操作下臂油缸20和上臂油缸7伸缩，顶起或者落下升降下臂18和升降上臂5，使载人工作台1起升或者落下。或者，启动回转马达27，使之带动第二涡轮蜗杆21动作，使中央回转组件转动，进而带动升降臂回转。同时，通过液压锁8对所述下臂油缸20和上臂油缸7进行锁闭，防止误操作。当载人工作台1落至最低时，可由支撑架28支撑，确保安全。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。