[发明专利]一种入土深度自动调控的高速拨茬单体

说明书

一种入土深度自动调控的高速拨茬单体属农业机械技术领域，本发明由连杆仿形机构、限深轮组件、拨茬轮组件、气动系统、电控系统和机架组成，本发明采用压力传感器、加速度传感器与双空气弹簧、限深轮协同配合作用，能解决现有技术中在少、免耕田地中作业时，拨茬轮入土深度稳定性和仿形灵敏度易受作业环境、速度影响的技术难题，同时能避免拨茬轮入土深度不稳定，导致的清秸拨茬效果不一致的现象，拨茬单体与播种单体分离，减少对播种作业不良影响，能为作物播种、施肥作业提供优质的种床条件；本发明结构简单、易于调控，适用于秸秆覆盖地及不平整地块的清秸拨茬作业，且清秸效果好。

技术领域

本发明属于农业机械技术领域，具体涉及一种入土深度自动调控的高速拨茬单体。

背景技术

种床清理是少、免耕播种的主要技术难点，拨茬机构可以捡拾并翻抛秸秆及杂草，清理种床，提高地温，增加免耕播种机的通过性，降低机具堵塞，提高播种质量。作物收获后留存在地表上作物秸秆、根茬和杂草，种床清秸拨茬作业前后的秸秆覆盖率差值即为种床清秸率，拨茬机构的种床清秸率直接影响免耕播种机的作业质量及种子发芽一致性。在拨茬轮实际作业中，保证拨茬轮轮齿入土深度稳定一致可保证种床清秸率的一致性。

现有的拨茬装置多采用被动机械式仿形，通过单铰链的方式与播种单体连接，拨茬装置在上下仿形的时绕铰链点摆动，不断改变拨茬轮设定的作业参数，影响拨茬轮作业性能的稳定性。作业时，拨茬深度由土壤阻力、单体自身重力平衡决定。少、免耕作业条件下，由于田间地表平整度差，土壤坚实度不一，秸秆残留物覆盖不均匀等诸多问题，使得拨茬轮入土深度稳定性差，高速作业时仿形灵敏度低，造成种床清秸率低，清秸一致性差。此外，与播种单体铰接的拨茬装置会对播种单体产生不良反作用力，增大播种单体振动，降低播种机开沟稳定性及后续播种、施肥作业效果。

国内对拨茬轮主动仿形装置的研究较少，尚处于起步阶段。现有的主动式拨茬控制装置通过S型压力传感器监测拨茬轮对地压力变化，实时将监测到的压力信号转换为拨茬轮作业幅宽信号，根据该信号驱动电动推杆控制平行四连杆机构动作，平行四连杆机构带动拨茬轮实现其作业幅宽的控制。该主动仿形拨茬装置虽然能够在起伏地面实时调整作业幅宽，但在田间土壤坚实度变化大时，压力传感器并不能准确反映拨茬轮实际作业幅宽。此外，在进行田间高速拨茬作业时，采用电动推杆的主动仿形机构的响应速度较慢，仿形灵敏度不足，装置易受冲击，无法保证拨茬效果一致性。

膜式空气弹簧具有良好的工作特性，在其内部气压一定时，静刚度近乎不变，空气弹簧在一定工作高度范围内承受的载荷变化趋于平稳；动刚度具有非线性，空气弹簧振动过程中被拉伸或压缩时，其刚度迅速下降或上升。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环境适应能力强、作业适应速度高的拨茬轮入土深度自动控制装置，该装置能够使拨茬轮在地表平整度差，土壤坚实度变化大，秸秆残留物覆盖不均匀地块高速作业时自动调控拨茬轮处于设定的入土深度及合适的仿形灵敏度，从而保证清秸率的一致性、稳定性。

本发明选择以种床带清秸率只与拨茬轮入土深度有关设计基础，拨茬轮底部与限深轮14底部的高度差为其入土深度，拨茬单体作业时，拨茬深度由拨茬轮受到的阻力、双空气弹簧作用力、拨茬单体自身重力平衡决定，要求限深轮对地表始终保持适当压力才能保证拨茬轮入土深度一致性，双空气弹簧作用力使得拨茬单体产生对地表的额外压力，此时，拨茬单体对地表的压力是单体重力、拨茬轮阻力和可控的双空气弹簧下压力综合作用的结果。