[发明专利]一种喷杆平衡自动调节装置

说明书

技术领域

本发明涉及农业植保机械领域，具体涉及一种喷杆平衡自动调节装置。

背景技术

喷杆喷雾机作为化学防治农业病、虫、草害的工程装备，具有作业效率高和便于实现自动化等特点，已经在欧美等农业机械化水平较高的国家广泛应用。我国也在“十一五”863计划中重点支持高效喷杆喷雾机的研发。喷杆喷雾机作业时，外部激励(如不平地面、喷雾机底盘行进中加速度等)易使喷杆偏离正常运动姿态，引起喷杆运动失衡，使喷杆产生水平运动和垂直运动。1998年L.Clijmans通过研究指出，喷杆水平运动、垂直运动分别导致导致雾滴沉积比在20～600％、0～1000％变化，由此可知外部激励引起的喷杆运动失衡显著影响施药均匀性。我们为了保证防治效果，往往只能通过增大施药量来保证最低喷洒浓度，由此就带来农药残留、环境污染、施药经济性和安全性等一系列问题。因此，研发喷杆运动自主调节装置具有显著意义。2002年K.Deprez开发了喷杆垂直运动的慢主动控制系统并建立了实验室模型，在对喷杆的垂直运动进行控制的同时，使喷杆适应斜坡地面作业；2003年J.Anthonis设计了喷杆水平主动悬挂机构，建立了系统模型并设计了控制系统，对喷杆的水平运动进行了有效控制；2005年J.Anthonis优化了双钟摆悬挂系统，是喷杆垂直运动的控制效果进一部提升。而我国在这方面的研究相对滞后，因此，研发具有喷杆运动自动调节装置，并适应斜坡地面作业的喷杆式喷雾机具有显著意义。

喷杆式喷雾机高效的主要原因具有宽喷幅，既较长的喷杆，如专利申请号为200420018588.5、名称为“喷杆式喷雾机”，申请号为200520031026.9、名称为“一种多功能喷雾机”，申请号为200820103556.3、名称为“大型折叠式喷雾机”,申请号为201120522547.X、名称为“立式折叠悬挂喷雾机”和申请号为201210210137.0、名称为“一种自走式喷杆喷雾机”，申请号为201320443563.9、名称为“超宽幅喷杆式喷雾机的减震平衡装置”，喷杆与喷雾机主体采用刚性连接，地面的起伏不平、喷雾机底盘行进中的加速度等都会是喷杆产生高频振动，从而造成喷杆水平和垂直运动，这都将导致喷雾沉积不均匀；另外，喷杆垂直运动除了造成喷雾沉积不均匀外，还可能导致喷杆末段触地，损坏喷杆。因此，无论是从喷雾效果还是喷雾机安全方面考虑，都应当对喷杆的运动进行有效控制。

为了有效减少喷杆的非期望运动，在喷杆和喷雾机主体之间安装平衡装置,如专利申请号为200620021828.6、名称为“喷杆式喷雾机自动平衡悬浮机构”和申请号为201310305143.9、名称为“超宽幅喷杆式喷雾剂”可在一定范围内减小喷杆的不规则运动,提高施药均匀性,但都无法实时检测喷杆的运动状态，并对喷杆的位姿进行主动调节；专利申请号为201010603644.1、名称为“自平衡喷杆喷雾机”，虽然可以自动使喷杆与水平面平行,但这种喷杆式喷雾机采用倾角传感器检测喷杆状态，当它在坡形地面作业时,喷杆悬挂系统无法使喷杆与作物面保持水平,从而降低施药均匀性；申请号为201220690405.9、名称为“一种可主动调节位姿的喷杆”，虽然可以自动调节喷杆状态，并可以在坡形地面作业，但是在喷杆垂直运动的主动控制中采用缆绳传动，在喷杆垂直运动快速调节中存在打滑风险，另外缺少对喷杆水平运动的有效控制，施药均匀性无法保证。

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自动调节装置，通过它来实时监测、调节喷杆的运动状态，减小喷杆的垂直运动和水平运动，从而提高喷雾均匀性，增强喷雾效果，减少农药浪费和环境污染。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种喷杆平衡自动调节装置，其特征在于，包括：直流步进电机、固定机架、距离测量装置、高度调节架、高度调节液压缸、喷杆组件、转动轴、大齿轮、小齿轮、控制器、导向滑轮、导向滑轮轴；

所述高度调节架包括主体，位于主体上部的安装平台、位于主体两侧的导向板，以及位于主体底部、且与其相垂直的转动轴座孔，所述导向板上开有竖直设置的弧形导向槽；

所述直流步进电机通过螺栓固定在安装平台上，直流步进电机输出轴通过键与小齿轮连接，小齿轮与大齿轮啮合，大齿轮通过键连接在转动轴的中部，转动轴的一端穿过转动轴座孔，并可在转动轴座孔中转动，转动轴的另一端通过键与喷杆组件连接；