一種交流伺服直驅(qū)型堆肥翻堆的制造方法
【專利摘要】一種交流伺服直驅(qū)型堆肥翻堆機，包括旋轉(zhuǎn)耙堆裝置、翻堆軸提升裝置和行走裝置，行走裝置通過輪轂電機驅(qū)動實現(xiàn)翻堆機的前進(jìn)后退和轉(zhuǎn)向運動；旋轉(zhuǎn)耙堆裝置通過伺服電機驅(qū)動翻堆軸旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)對堆肥的翻堆工作；翻堆軸提升裝置安裝在翻堆軸一側(cè)，通過另一伺服電機與滾珠絲杠傳動實現(xiàn)對翻堆軸的升降；本發(fā)明采用交流伺服電機直驅(qū)技術(shù)，將原來有柴油機驅(qū)動并由傳動機構(gòu)傳動的運動由伺服電機代替直接驅(qū)動，大幅減少了傳動零件數(shù)量，降低消耗功率，減輕重量，整機具有結(jié)構(gòu)緊湊、運行效率高、污染小、便于控制等優(yōu)點。
【專利說明】一種交流伺服直驅(qū)型堆肥翻堆機
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)機械【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種交流伺服直驅(qū)型堆肥翻堆機。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代農(nóng)業(yè)以廢棄物資源(畜禽糞便和作物秸桿)為原料的有機肥產(chǎn)業(yè)，不僅可有效解決禽畜飼養(yǎng)業(yè)產(chǎn)生的糞便排泄物以及農(nóng)作物秸桿焚燒帶來的環(huán)境污染和資源浪費問題，還可以減少化肥使用，更全面地提供作物生長所需養(yǎng)分，改良土壤，提高肥料利用率，降低生產(chǎn)成本。堆肥發(fā)酵是生物有機肥生產(chǎn)的一個重要環(huán)節(jié)，翻堆是提高堆肥效率和堆肥產(chǎn)品質(zhì)量的重要措施。而目前的翻堆設(shè)備多采用柴油機驅(qū)動，并且需要多組傳動系統(tǒng)與減速機構(gòu)，而一般柴油機的效率僅為30% -40%，不僅效率不高，耗能高，運行成本高，且污染環(huán)境嚴(yán)重，不易于自動化控制，市場價格偏高。此外，現(xiàn)有翻堆設(shè)備旋轉(zhuǎn)軸提升裝置大多采用液壓傳動方式，然而液壓系統(tǒng)存在對精度要求高、油液易污染、易泄漏等缺點。
[0003]交流伺服直驅(qū)電機的效率可以達(dá)到90%以上，因此，設(shè)計發(fā)明一種交流伺服直驅(qū)型堆肥翻堆機，采用交流伺服技術(shù)直接對行走裝置、旋轉(zhuǎn)耙堆裝置、翻堆軸提升裝置等結(jié)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動，可有效節(jié)省能源消耗，而且易于進(jìn)行自動化控制，從而有針對性的解決現(xiàn)有翻堆設(shè)備存在的效率低、耗能高、控制難等主要問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上 述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于設(shè)計一種交流伺服直驅(qū)型翻堆機，實現(xiàn)對行走裝置、旋轉(zhuǎn)耙堆裝置、翻堆軸提升裝置等機構(gòu)的直接驅(qū)動，從而大幅提高能量利用效率，減少傳動元件數(shù)量，簡化機構(gòu)復(fù)雜度，同時利用交流伺服直驅(qū)技術(shù)，對整機的行走、轉(zhuǎn)向、翻堆軸旋轉(zhuǎn)、提升等運動進(jìn)行調(diào)節(jié)與控制。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取如下的技術(shù)方案:
[0006]一種交流伺服直驅(qū)型堆肥翻堆機，包括旋轉(zhuǎn)耙堆裝置、翻堆軸提升裝置和行走裝置，行走裝置安裝在翻堆機前部，通過輪轂電機驅(qū)動實現(xiàn)翻堆機的前進(jìn)后退和轉(zhuǎn)向運動；旋轉(zhuǎn)耙堆裝置安裝在翻堆機機身下方靠前位置，通過伺服電機驅(qū)動翻堆軸旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)對堆肥的翻堆工作；翻堆軸提升裝置安裝在翻堆軸一側(cè)，通過另一伺服電機與滾珠絲杠傳動實現(xiàn)對翻堆軸的升降；行走裝置中輪轂電機、旋轉(zhuǎn)耙堆裝置中伺服電機、翻堆軸提升裝置中伺服電機通過電路與控制柜相連，同時通過外接電源為伺服電機、輪轂電機提供電力。
[0007]所述的旋轉(zhuǎn)耙堆裝置包括翻堆軸10，翻堆軸10上開有通氣孔11，沿翻堆軸10圓周上布置翻堆刀12 ;翻堆軸10兩側(cè)分別內(nèi)嵌第一伺服電機24和第二伺服電機28，翻堆軸10 一側(cè)通過滾珠絲杠配合件23與翻堆軸提升裝置連接并實現(xiàn)對翻堆軸10升降運動的控制，翻堆軸10另一側(cè)通過滑塊25與機身上的滑槽26連接實現(xiàn)對翻堆軸10升降極限位置的限制，滑塊25上連接氣管道通過第一伺服電機24外殼和翻堆軸10內(nèi)陷之間存在間隙，并且通過翻堆軸10上開的通氣孔11，從而使氣泵18吸入空氣通到中空的翻堆軸10中實現(xiàn)在翻堆過程中的通氣。[0008]所述的翻堆軸提升裝置包括第三伺服電機20，第三伺服電機20安裝在機身3下部一側(cè)，第三伺服電機20依次通過小同步帶輪35、同步帶36、大同步帶輪37和滾珠絲杠27連接，滾珠絲杠27通過滾珠絲杠配合件23與翻堆軸10右側(cè)連接；滾珠絲杠27通過滾珠絲杠支撐21連接到機身3上；推力軸承22固定于滾珠絲杠27、滾柱絲杠支撐21、大同步帶輪37之間；在小同步帶輪35上方安裝有平衡裝置，平衡裝置由超越離合器32、自鎖器、平衡裝置外殼29組成，自鎖器包括上摩擦環(huán)33，超越離合器32外圈上下分別和上摩擦環(huán)33、下摩擦環(huán)38接觸，超越離合器32內(nèi)圈和軸31連接，壓蓋30壓住上摩擦環(huán)33，軸31上裝有深溝球軸承34，深溝球軸承34置于下摩擦環(huán)38下方；通過超越離合器32和上摩擦環(huán)33、下摩擦環(huán)38接觸之間的摩擦力鎖止超越離合器32外圈，通過調(diào)整壓蓋30對上摩擦環(huán)33施加的壓力來調(diào)整超越離合器32和上摩擦環(huán)33、下摩擦環(huán)38接觸之間的摩擦力；軸31和小同步帶輪35固聯(lián)，利用超越離合器32的單向性鎖止軸31。
[0009]所述的行走裝置包括第一前輪7、第二前輪16、第一后輪8和第二后輪15，第一前輪7、第二前輪16通過支撐架4和前叉5與機身3連接，第一前輪7、第二前輪16分別由第一輪轂電機6和第二輪轂電機17驅(qū)動；第一輪轂電機6和第二輪轂電機17通過電路與電氣系統(tǒng)總成的控制柜19相連。
[0010]本發(fā)明采用交流伺服電機直驅(qū)技術(shù)，將原來有柴油機驅(qū)動并由傳動機構(gòu)傳動的運動由伺服電機代替直接驅(qū)動，大幅減少了傳動零件數(shù)量，降低消耗功率，減輕重量，整機具有結(jié)構(gòu)緊湊、運行效率高、污染小、便于控制等優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明整機的主視圖。
[0012]圖2為本發(fā)明整機的左視圖。
[0013]圖3為本發(fā)明的翻堆軸圖。
[0014]圖4為圖3提升裝置剖面圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做詳細(xì)描述。
[0016]參照圖1、圖2，一種交流伺服直驅(qū)型堆肥翻堆機，包括旋轉(zhuǎn)耙堆裝置、翻堆軸提升裝置和行走裝置，行走裝置安裝在翻堆機前部，通過輪轂電機驅(qū)動實現(xiàn)翻堆機的前進(jìn)后退和轉(zhuǎn)向運動；旋轉(zhuǎn)耙堆裝置安裝在翻堆機機身下方靠前位置，通過伺服電機驅(qū)動翻堆軸旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)對堆肥的翻堆工作；翻堆軸提升裝置安裝在翻堆軸一側(cè)，通過另一伺服電機與滾珠絲杠傳動實現(xiàn)對翻堆軸的升降；行走裝置中輪轂電機、旋轉(zhuǎn)耙堆裝置中伺服電機、翻堆軸提升裝置中伺服電機通過電路與控制柜19相連，同時通過外接電源為伺服電機、輪轂電機提供電力，機身3上 有欄桿1、駕駛室2，機身3 —側(cè)有梯子14，翻堆機前端兩側(cè)有第一前擋板9和第二前檔板13。
[0017]參照圖1、圖3，所述的旋轉(zhuǎn)耙堆裝置包括翻堆軸10，翻堆軸10上開有通氣孔11，沿翻堆軸10圓周上布置翻堆刀12 ;翻堆軸10兩側(cè)分別內(nèi)嵌第一伺服電機24和第二伺服電機28，翻堆軸10通過平鍵與第一伺服電機24和第二伺服電機28連接；翻堆軸10—側(cè)通過滾珠絲杠配合件23與翻堆軸提升裝置連接并實現(xiàn)對翻堆軸10升降運動的控制，翻堆軸10另一側(cè)通過滑塊25與機身上的滑槽26進(jìn)行連接實現(xiàn)對翻堆軸10升降極限位置的限制；滑塊25上連接氣管道通過第一伺服電機24外殼和翻堆軸10內(nèi)陷之間存在間隙，并且通過翻堆軸10上開的通氣孔11，從而使氣泵18吸入空氣通到中空的翻堆軸10中實現(xiàn)在翻堆過程中的通氣。
[0018]參照圖4，所述的翻堆軸提升裝置包括第三伺服電機20，第三伺服電機20安裝在機身3下部一側(cè),第三伺服電機20依次通過小同步帶輪35、同步帶36、大同步帶輪37和滾珠絲杠27連接，滾珠絲杠27通過滾珠絲杠配合件23與翻堆軸10右側(cè)連接；滾珠絲杠27通過滾珠絲杠支撐21連接到機身3上；推力軸承22固定于滾珠絲杠27、滾柱絲杠支撐21、大同步帶輪37之間；為了防止翻堆軸10提升到指定位置后在重力作用下下降，在小同步帶輪35上方安裝有平衡裝置，平衡裝置由超越離合器32、自鎖器、平衡裝置外殼29組成，自鎖器包括上摩擦環(huán)33，超越離合器32外圈上下分別和上摩擦環(huán)33、下摩擦環(huán)38接觸，超越離合器32內(nèi)圈和軸31通過鍵連接，壓蓋30壓住上摩擦環(huán)33，軸31上裝有深溝球軸承34，深溝球軸承34置于下摩擦環(huán)38下方；通過超越離合器32和上摩擦環(huán)33、下摩擦環(huán)38接觸之間的摩擦力鎖止超越離合器32外圈，通過調(diào)整壓蓋30對上摩擦環(huán)33施加的壓力來調(diào)整超越離合器32和上摩擦環(huán)33、下摩擦環(huán)38接觸之間的摩擦力；軸31和小同步帶輪35通過鍵固聯(lián)，利用超越離合器32的單向性，鎖止軸31，以防止翻堆軸因重力作用下降，實現(xiàn)反重力自鎖功能。
[0019]參照圖1，所述的行走裝置包括第一前輪7、第二前輪16、第一后輪8和第二后輪15，第一前輪7、第二前輪16通過支撐架4和前叉5與機身3連接，第一前輪7、第二前輪16分別由第一輪轂電機6和第二輪轂電機17驅(qū)動；第一輪轂電機6和第二輪轂電機17通過電路與電氣系統(tǒng)總成的控制柜19相連，從而控制其各種行走運動。
[0020]本發(fā)明的工作原理為:
[0021]本發(fā)明主要利用伺服電機和輪轂電機作為動力源，驅(qū)動整機完成行走、翻堆、翻堆軸提升等運動。行走裝置有兩臺輪轂電機對兩前輪驅(qū)動，輪轂電機能夠正反轉(zhuǎn)，并能夠同步驅(qū)動，實現(xiàn)翻堆機的同步前進(jìn)或后退，輪轂電機也能夠分別單獨驅(qū)動，實現(xiàn)翻堆機的左右轉(zhuǎn)向。翻堆機工作時，通過操作翻堆軸提升裝置中的伺服電機控制翻堆軸升降，兩臺安裝在翻堆軸兩端的伺服電機驅(qū)動翻堆軸產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。翻堆過程中，由氣泵吸入空氣，通過通氣管通到中空翻堆軸中，最終通過開設(shè)在翻堆軸上的氣孔向堆肥通入空氣，增加曝氣度。該交流伺服直驅(qū)型堆肥翻堆機的整個工作過程通過電氣系統(tǒng)總成進(jìn)行控制。利用交流伺服直驅(qū)技術(shù)，可以更好地對翻堆機的 各個運動進(jìn)行實時有效地控制，同時簡化傳動機構(gòu)，提高整機工作效率。
【權(quán)利要求】
1.一種交流伺服直驅(qū)型堆肥翻堆機，包括旋轉(zhuǎn)耙堆裝置、翻堆軸提升裝置和行走裝置，其特征在于:行走裝置安裝在翻堆機前部，通過輪轂電機驅(qū)動實現(xiàn)翻堆機的前進(jìn)后退和轉(zhuǎn)向運動；旋轉(zhuǎn)耙堆裝置安裝在翻堆機機身下方靠前位置，通過伺服電機驅(qū)動翻堆軸旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)對堆肥的翻堆工作；翻堆軸提升裝置安裝在翻堆軸一側(cè)，通過另一伺服電機與滾珠絲杠傳動實現(xiàn)對翻堆軸的升降；行走裝置中輪轂電機、旋轉(zhuǎn)耙堆裝置中伺服電機、翻堆軸提升裝置中伺服電機通過電路與控制柜相連，同時通過外接電源為伺服電機、輪轂電機提供電力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交流伺服直驅(qū)型堆肥翻堆機，其特征在于:所述的旋轉(zhuǎn)耙堆裝置包括翻堆軸(10)，翻堆軸(10)上開有通氣孔(11)，沿翻堆軸(10)圓周上布置翻堆刀(12);翻堆軸(10)兩側(cè)分別內(nèi)嵌第一伺服電機(24)和第二伺服電機(28)，翻堆軸(10)一側(cè)通過滾珠絲杠配合件(23)與翻堆軸提升裝置連接并實現(xiàn)對翻堆軸(10)升降運動的控制，翻堆軸(10)另一側(cè)通過滑塊(25)與機身上的滑槽(26)連接實現(xiàn)對翻堆軸(10)升降極限位置的限制，滑塊(25)上連接氣管道通過第一伺服電機(24)外殼和翻堆軸(10)內(nèi)陷之間存在間隙，并且通過翻堆軸(10)上開的通氣孔(11)，從而使氣泵(18)吸入空氣通到中空的翻堆軸(10)中實現(xiàn)在翻堆過程中的通氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交流伺服直驅(qū)型堆肥翻堆機，其特征在于:所述的翻堆軸提升裝置包括第三伺服電機(20)，第三伺服電機(20)安裝在機身(3)下部一側(cè)，第三伺服電機(20)依次通過小同步帶輪(35)、同步帶(36)、大同步帶輪(37)和滾珠絲杠(27)連接，滾珠絲杠(27)通過滾珠絲杠配合件(23)與翻堆軸(10)右側(cè)連接；滾珠絲杠(27)通過滾珠絲杠支撐(21)連接到機身(3)上；推力軸承(22)固定于滾珠絲杠(27)、滾柱絲杠支撐(21)、大同步帶輪(37)之間；在小同步帶輪(35)上方安裝有平衡裝置，平衡裝置由超越離合器(32)、自鎖器、平衡裝置外殼(29)組成，自鎖器包括上摩擦環(huán)(33)，超越離合器(32)外圈上下分別和上摩擦環(huán)(33)、下摩擦環(huán)(38)接觸，超越離合器(32)內(nèi)圈和軸(31)連接，壓蓋(30)壓住上摩擦環(huán)(33 )，軸(31)上裝有深溝球軸承(34)，深溝球軸承(34)置于下摩擦環(huán)(38)下方；通過超越離合器(32)和上摩擦環(huán)(33)、下摩擦環(huán)(38)接觸之間的摩擦力鎖止超越離合器(32)外圈，通過調(diào)整壓蓋(30)對上摩擦環(huán)(33)施加的壓力來調(diào)整超越離合器(32)和上摩擦環(huán)(33)、下摩擦環(huán)(38)接觸之間的摩擦力；軸(31)和小同步帶輪(35)固聯(lián)，利用超越離合器(32)的單向性，鎖止軸(31)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交流伺服直驅(qū)型堆肥翻堆機，其特征在于:所述的行走裝置包括第一前輪(X)、第二前輪(16)、第一后輪(8)和第二后輪(15)，第一前輪(7)、第二前輪(16)通過支撐架(4)和前叉(5)與機身(3)連接，第一前輪(7)、第二前輪(16)分別由第一輪轂電機(6)和第二輪轂電機(17)驅(qū)動；第一輪轂電機(6)和第二輪轂電機(17)通過電路與電氣系統(tǒng)總成的控制柜(19)相連。
【文檔編號】C05F17/02GK103964912SQ201410195150
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月9日
【發(fā)明者】張大偉, 趙升噸, 劉全偉, 李靖祥 申請人:西安交通大學(xué)