[发明专利]一种喷杆平衡和高度自动调节装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于植保机械领域，尤其是涉及一种喷杆平衡和高度自动调节装置及方法。

背景技术

如今，喷杆式喷雾机已经成为一种重要的植保工具。但是在喷杆式喷雾机作业时，喷杆垂直方向上不规则的运动会大大降低喷雾的分布均匀性，这种不均匀性会使喷药过量区域的农作物农药残留超标，而漏喷处的农作物遭受病虫草等灾害。为了保证作物的正常生长，施药时往往采用加大施药量的方法来弥补这种不足，这样不仅会造成农药的浪费，还会造成环境的污染。同时，喷杆垂直方向上不规则的运动还可能造成喷杆末端触地，造成喷雾机损坏。另外，当喷杆的作业高度发生变化时，还会影响雾滴的附着性能。因此，研发一种喷杆平衡和高度自动调节的装置具有重要意义。

专利申请号为200620021828.6，公开了一种喷杆式喷雾机自动平衡悬浮机构，该机构在喷杆和喷雾机主体之间加装平衡装置，可减小喷杆的不规则运动，在一定程度上提高施药均匀性，但无法主动调节喷杆的位姿。专利申请号为201010603644.1，公开了一种自平衡喷杆喷雾机，其机械部分由行走底盘、喷雾机主体、移动架、喷杆、静液压缸和动液压缸等组成。喷雾机作业时，控制器根据倾角传感器检测到的喷杆的水平角度，通过控制动液压缸的流量和方向来实现喷杆位姿的调节，但其喷杆作业高度的调节是通过静液压缸带动喷杆组件上下移动实现的，在作业过程中无法实时调节喷杆的作业高度。专利申请号为201210541005.6，公开了一种可主动调节位姿的喷杆，其机械部分由直流伺服电机、主动滑轮、两只辅助滑轮、蜗轮蜗杆减速器、机架、液压升降架、缆绳、升降液压缸及喷杆组件等组成；控制部分由距离传感器、控制器等组成。喷雾机在作业时，置于喷杆组件两末端的距离传感器检测到喷杆组件两末端各自距离作物的距离后，控制系统控制直流伺服电机驱动缆绳调节喷杆，使喷杆组件保持与作物面平行的位姿，但其作业高度的调节是通过升降液压缸带动喷杆组件上下移动实现的，在作业过程中也无法实时调节喷杆的作业高度。文献《喷杆高度调节系统设计与试验》(王松林等，农机化研究，2014年第8期，第161～164页)设计了三段式的高度自动调节喷杆，采用三个安装在三段喷杆(左段喷杆、中段喷杆和右段喷杆)上的接触传感器实时检测喷杆与地面的高度，通过控制器控制液压油缸来调整每段喷杆的高度。该系统可以有效的调节喷杆的位姿，并保持喷杆的作业高度。但此装置在中段喷杆高度调整时，会影响左右两段喷杆的高度，使得喷杆平衡及高度调节的时间较长，该装置在设定喷杆高度时需要调整 接触传感器，使用上也较为麻烦。

本发明提供的可自动调节喷杆平衡和高度的装置及方法，在喷杆式喷雾机作业前可通过显示触摸屏设定喷杆作业高度，方便操作人员使用。在喷杆式喷雾机工作时，该装置及方法不仅可以有效地调节喷杆的平衡，还可以使喷杆保持一定的作业高度。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种喷杆平衡和高度自动调节装置及方法，使喷杆式喷雾机工作时能够实时、有效地调节喷杆的平衡，还可以使喷杆与地面保持一定的作业高度，从而提高雾滴的分布均匀性和雾滴的附着性能，达到节约农药、减少环境污染的目的。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种喷杆平衡和高度自动调节装置，包括机械部分和控制部分，

所述机械部分包括喷雾机主架、喷杆、滚柱、液压缸A和液压缸B；所述喷雾机主架的左右两侧各包括两根与地面垂直且相互平行的长竖梁，位于一侧的两根长竖梁之间均形成导轨，所述导轨相互平行；所述喷杆通过至少一个滚柱分别与喷雾机主架上的两个导轨连接；所述液压缸A的底部安装在喷雾机主架底部左侧与地面平行的纵梁A上，其顶部安装在喷杆中段的左侧竖梁上；液压缸B的底部安装在喷雾机主架底部右侧与地面平行的纵梁B上，其顶部安装在喷杆中段的右侧竖梁上；

所述控制部分包括超声波测距传感器、数据采集器、控制器、显示触摸屏、模拟量输出及功率放大模块和比例换向阀，所述数据采集器、显示触摸屏和模拟量输出及功率放大模块均与控制器连接，所述超声波测距传感器连接数据采集器，所述模拟量输出及功率放大模块连接比例换向阀；

所述超声波测距传感器用于测量喷杆末端离地高度值，所述数据采集器用于将所述离地高度值的信号传递给控制器，所述控制器用于比对离地高度值并发出相应的控制信号；所述显示触摸屏用于设定初始作业高度值，并传输到控制器中；所述模拟量输出及功率放大模块用于接受控制器发出的控制信号并控制比例换向阀，所述比例换向阀用于驱动液压缸A和液压缸B。