[发明专利]一种喷杆平衡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，尤其涉及一种喷杆平衡自动调节装置及方法。

背景技术

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，这样不仅造成农药的浪费，而且造成环境的污染。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，造成喷雾机的损坏。因此，研发一种喷杆平衡自动调节的装置具有重要意义。

专利申请号为201010603644.1，公开了一种自平衡喷杆喷雾机，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平衡的调节。专利申请号为201210541005.6，公开了一种可主动调节位姿的喷杆，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，控制系统通过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。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。但是，上述喷杆平衡自动调节装置都是直接通过检测喷杆的姿态，对喷杆的平衡进行调节，调节速度较慢。

然而，喷杆式喷雾机喷杆在垂直方向上不规则的运动，往往是由于行驶底盘姿态的变化引起的。为了快速有效的调节喷杆的平衡，本发明提供了一种喷杆平衡自动调节装置及方法，可提前对喷杆平衡进行调节。

发明内容

本发明的目的是提供一种喷杆平衡自动调节装置及方法。该装置及方法通过对行驶底盘的姿态进行检测，提前对喷杆的平衡进行调节，可以加快喷杆平衡的调节，提高雾滴的分布均匀性和雾滴的附着性能，节约农药，减少环境的污染。

本发明的装置部分包括机械部分和控制部分。

所述机械部分包括行驶底盘、喷雾机主架、喷杆、滚柱、液压缸A和液压缸B组成。

所述喷雾机主架的左右两侧分别设有两个平行的长竖梁，四根长竖梁与地面垂直，位于一侧的两根长竖梁间分别形成第一导轨和第二导轨，所述第一导轨和第二导轨相互平行。

所述喷杆包括左段喷杆、中段喷杆和右段喷杆，左段喷杆底部和右段喷杆的底部分别铰接在中段喷杆底部的左右两侧，左段喷杆顶部和右段喷杆的顶部分别通过液压缸A和液压缸B铰接在中段喷杆顶部的左右两侧。

所述喷杆通过滚柱和喷雾机主架上的导轨配合安装在喷雾机主架上。

所述控制部分包括姿态传感器、数据采集器、控制器、功率放大模、换向电磁阀A和换向电磁阀B；

所述姿态传感器与数据采集器相连接；所述数据采集器和控制器相连接，所述控制器与功率放大模块相连；所述换向电磁阀A和换向电磁阀B分别与功率放大模块相连接；

所述换向电磁阀A和换向电磁阀B分别用于驱动液压缸A和液压缸B，液压缸A和液压缸B分别用于驱动左段喷杆和右段喷杆上下调整。

所述喷雾机主架底部中间还设有与地面平行的纵梁。

所述机械部分还包括升降液压缸，升降液压缸的底部安装在喷雾机主架的纵梁上，顶部安装在中段喷杆中间的横梁上。升降液压缸驱动喷杆在喷雾机主架上沿导轨上下移动。

所述姿态传感器安装在行驶底盘上，用于检测行驶底盘的侧倾角度和侧倾角加速度。

所述控制器用于计算液压缸A和液压缸B各自将左段喷杆和右段喷杆调平所需的调节量。

所述第一导轨和滚柱A、滚柱B配合，第二导轨和滚柱C和滚柱D配合，将喷杆安装在喷雾机主架上。

本发明提供的一种喷杆平衡自动调节方法，包括如下步骤：

步骤1，姿态传感器检测行驶底盘的侧倾角度和侧倾角加速度；

步骤2，控制器根据姿态传感器所测行驶底盘的侧倾角度和侧倾角加速度，计算液压缸A和液压缸B各自将左段喷杆和右段喷杆调平所需的调节量；

步骤3，根据步骤2计算的调平所需的调节量，向液压缸A和液压缸B发出控制信号，提前调节左段喷杆和右段喷杆的平衡，抵消由行驶底盘侧倾引起的喷杆姿态变化。

所述调节方法，步骤2中，计算调平所需的调节量的方法为：

步骤2.1，读取姿态传感器输出的侧倾角度δ和侧倾角加速度β，如果侧倾角加速度β为0，则将本次读取的侧倾角度δ设置为初始侧倾角度δ₀；