本發(fā)明涉及一種用于果園開溝機(jī)的開溝深度自動調(diào)節(jié)裝置，屬于果園管理機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

果園開溝施肥是果園管理上的一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)，基肥深施可以促進(jìn)樹勢恢復(fù)，改善土壤養(yǎng)分。不同樹齡、不同種類、不同土壤肥力的果園，其最佳開溝施肥深度也不同。目前，果園開溝機(jī)械暫無開溝深度自動調(diào)節(jié)裝置，無法實(shí)時檢測和調(diào)節(jié)果園的開溝深度。

專利內(nèi)容

為解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種用于果園開溝機(jī)的開溝深度自動調(diào)節(jié)裝置。本發(fā)明可實(shí)時檢測和調(diào)節(jié)開溝深度，避免過深或過淺的開溝作業(yè)，提高樹體對肥料的利用率。

一種用于果園開溝機(jī)的開溝深度自動調(diào)節(jié)裝置，機(jī)架及安裝在機(jī)架上的紅外測距模塊、控制模塊、液壓模塊和執(zhí)行模塊。所述紅外測距模塊輸出端與控制模塊輸入端相連，控制模塊輸出端與液壓模塊中的電磁比例換向閥相連，液壓模塊輸出端與執(zhí)行模塊相連。

所述紅外測距模塊包括小平臺、柱形鉛塊、紅外發(fā)射對管、紅外接收對管、psd(位置敏感傳感器)和計(jì)算電路。所述小平臺通過軸、軸承水平安裝在機(jī)架上；所述柱形鉛塊裝在小平臺底部重心處；所述psd、計(jì)算電路、紅外發(fā)射對管通過集成一個整體安裝在所述小平臺底部，所述紅外發(fā)射對管與紅外接收對管分別位于柱形鉛塊兩側(cè)；調(diào)節(jié)開溝深度時，由于所述柱形鉛塊的平衡作用，小平臺始終保持水平狀態(tài)。開溝時，所述紅外發(fā)射對管實(shí)時發(fā)射紅外檢測信號，用于檢測紅外發(fā)射對管與所開溝底的距離信號，距離信號遇到溝底反射回來落到所述psd上。所述計(jì)算電路計(jì)算發(fā)射對管與所開溝底的距離值，并將其實(shí)時傳遞至控制模塊輸入端。

所述控制模塊包括單片機(jī)和指示燈；紅外測距模塊的輸出端與單片機(jī)的輸入端連接。所述單片機(jī)安裝在小平臺上，實(shí)時接收所述紅外測距模塊發(fā)送的紅外發(fā)射對管與所開溝底的距離信號，對所述距離信號進(jìn)行采集、模糊化處理，確定輸出控制信號并控制電磁比例換向閥的動作。所述指示燈為數(shù)據(jù)傳輸顯示信號，每進(jìn)行一次數(shù)據(jù)傳輸，指示燈閃爍一次。

所述液壓模塊包括油箱、液壓泵、過濾器、電磁比例換向閥、液壓缸、熱交換器和溫度計(jì)；液壓模塊位于機(jī)架最前端；所述液壓泵通過液壓油路與油箱相連，所述過濾器通過液壓油路與所述液壓泵相連。所述液壓泵一端通過液壓油路從所述油箱吸油提供動力，所述液壓泵另一端通過液壓油路與所述電磁比例換向閥相連。所述電磁比例換向閥與所述液壓缸相連。所述熱交換器通過液壓油路與所述油箱相連，所述熱交換器安裝在所述油箱后表面，與溫度計(jì)安裝在所述油箱前表面；所述液壓泵從油箱吸油提供動力。所述過濾器用于實(shí)時過濾液壓油雜質(zhì)。所述熱交換器與溫度計(jì)保證油溫穩(wěn)定，防止油溫過高損壞液壓模塊。所述電磁比例換向閥控制液壓缸推桿的升降。所述電磁比例換向閥與單片機(jī)連接，電磁比例換向閥與液壓缸相連；所述機(jī)架與液壓缸相連，液壓缸的升降帶動機(jī)架的升降，進(jìn)而改變開溝深度。

所述執(zhí)行模塊為開溝機(jī)構(gòu)，位于機(jī)架最后端；執(zhí)行模塊包括開溝刀、驅(qū)動鏈輪、螺旋排土器、液壓馬達(dá)、傳動鏈條和擋土支板。所述液壓馬達(dá)與螺旋排土器、驅(qū)動鏈輪相連。所述驅(qū)動鏈輪與傳動鏈條相連；所述開溝刀與傳動鏈條相連；所述的液壓馬達(dá)與驅(qū)動鏈輪相連。

本發(fā)明還涉及開溝深度自動調(diào)節(jié)方法，其步驟如下：

1、開溝作業(yè)之前，小平臺保持水平，紅外測距模塊測量紅外發(fā)射對管與地面的相對距離s1。設(shè)所需開溝深度為s2，則紅外發(fā)射對管與所開溝底的相對距離為s＝s1+s2。為增強(qiáng)裝置穩(wěn)定性，對s進(jìn)行上、下誤差處理，得到相對應(yīng)的開溝深度范圍s′，并將其作為預(yù)設(shè)開溝深度值。

2、開溝作業(yè)時，小平臺保持水平狀態(tài)，紅外測距模塊實(shí)時測量、發(fā)送紅外發(fā)射對管與所開溝底的相對距離s"，并將其與預(yù)設(shè)開溝深度值s′進(jìn)行比較。若s"不在預(yù)設(shè)開溝深度值s′內(nèi)，控制模塊處理信息并傳遞給液壓模塊，控制液壓模塊中的電磁比例換向閥動作，進(jìn)而控制液壓缸推桿的伸縮。執(zhí)行模塊在液壓缸推桿的伸縮作用下，開溝深度改變。若s"在預(yù)設(shè)開溝深度值s′內(nèi)，液壓缸的推桿不動作，開溝深度不變。

本發(fā)明有益效果：

本發(fā)明可實(shí)時檢測和調(diào)節(jié)開溝深度，避免過深或過淺的開溝作業(yè)，提高樹體對肥料的利用率。

附圖說明

圖1為開溝深度自動調(diào)節(jié)裝置主視圖。

圖2為開溝深度自動調(diào)節(jié)裝置后視圖。

圖3為開溝深度自動調(diào)節(jié)裝置紅外測距模塊局部圖。

圖4為開溝深度自動調(diào)節(jié)裝置液壓系統(tǒng)原理圖。

圖5為開溝深度自動調(diào)節(jié)裝置原理流程圖。

圖中：1機(jī)架2螺旋排土器3驅(qū)動鏈輪4傳動鏈條5開溝刀6液壓馬達(dá)7擋土支板8小平臺9軸10紅外發(fā)射對管11柱形鉛塊12單片機(jī)13小機(jī)架14執(zhí)行模塊15控制模塊16紅外測距模塊17液壓模塊18油箱19液壓泵20過濾器21單向節(jié)流閥22壓力表23溫度計(jì)24熱交換器25電磁比例換向閥26液壓缸

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明與描述。

如圖1、2、3、4所示，一種用于果園開溝機(jī)的開溝深度自動調(diào)節(jié)裝置包括機(jī)架1、執(zhí)行模塊14、控制模塊15、紅外測距模塊16、液壓模塊17。

如圖1、3所示，紅外測距模塊包括紅外發(fā)射對管1、psd(位置敏感傳感器)1、計(jì)算電路。紅外測距模塊16的輸出端與控制模塊15的輸入端連接。開溝時，紅外測距模塊16實(shí)時測量其與溝底的距離，并將檢測信號發(fā)送至控制模塊15。

如圖1、3所示，控制模塊15包括單片機(jī)12、指示燈。單片機(jī)安裝在小平臺1上?？刂颇K15對檢測信號進(jìn)行采集、模糊化處理，確定輸出控制信號并發(fā)送至液壓模塊17。指示燈為數(shù)據(jù)傳輸顯示信號，每進(jìn)行一次數(shù)據(jù)傳輸，指示燈閃爍一次。

如圖4所示，液壓模塊包括油箱18、液壓泵19、過濾器20、單向節(jié)流閥21、壓力表22、溫度計(jì)23、熱交換器24、電磁比例換向閥25、液壓缸26。液壓泵19從油箱18吸油，為整個液壓模塊17的動力源。過濾器20實(shí)時收集液壓模塊油液中的雜質(zhì)。壓力表22檢測液壓模塊17的干路油壓。溫度計(jì)23實(shí)時檢測液壓模塊油溫。熱交換器24控制油溫，保證油溫穩(wěn)定，防止油溫過高損壞液壓模塊17。單向節(jié)流閥21由節(jié)流閥和單向閥并聯(lián)組成，用于穩(wěn)定液壓模塊液壓?？刂颇K輸出端與液壓模塊中的電磁比例換向閥25相連。電磁比例換向閥25控制油液流向，通過輸入不同強(qiáng)度的電信號改變節(jié)流口開度進(jìn)而控制流量。液壓缸26的桿腔進(jìn)、出油，從而控制推桿伸縮。

如圖1、2所示，執(zhí)行模塊14包括開溝刀5、驅(qū)動鏈輪3、螺旋排土器2、液壓馬達(dá)6、傳動鏈條4、擋土支板7。液壓馬達(dá)6與驅(qū)動鏈輪3、螺旋排土器2相連接。傳動鏈條4與驅(qū)動鏈輪3相嚙合。開溝刀5通過螺栓安裝在傳動鏈條4上。液壓馬達(dá)旋轉(zhuǎn)帶動驅(qū)動鏈輪及螺旋排土器轉(zhuǎn)動，驅(qū)動鏈輪帶動傳動鏈條，進(jìn)而驅(qū)動開溝刀轉(zhuǎn)動進(jìn)行開溝作業(yè)。與此同時，在螺旋排土器的帶動下，螺旋排土器轉(zhuǎn)動及時將土排除。

所述開溝深度自動調(diào)節(jié)裝置的工作原理：開溝作業(yè)之前，小平臺8保持水平，紅外測距模塊16測量紅外發(fā)射對管與地面的相對距離s1。設(shè)所需開溝深度為s2，則紅外發(fā)射對管與所開溝底的相對距離為s＝s1+s2。為增強(qiáng)裝置穩(wěn)定性，對s進(jìn)行模糊化處理，得到相對應(yīng)的開溝深度范圍s′，并將其作為預(yù)設(shè)開溝范圍。開溝作業(yè)時，小平臺8保持水平狀態(tài)，紅外測距模塊16實(shí)時測量、發(fā)送紅外發(fā)射對管與所開溝底的相對距離s"，并將其與預(yù)設(shè)范圍s′進(jìn)行比較。若s"不在預(yù)設(shè)范圍s′內(nèi)，控制模塊15處理信息并傳遞給液壓模塊17，控制液壓模塊15中的電磁比例換向閥25動作，進(jìn)而控制液壓缸26推桿的伸縮。執(zhí)行模塊14在液壓缸26推桿的伸縮作用下，開溝深度改變。若s"在預(yù)設(shè)范圍s′內(nèi)，液壓缸的推桿不動作，開溝深度不變。