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CN111034394A - 一种智能化葡萄起藤清土装备 - Google Patents

一种智能化葡萄起藤清土装备 Download PDF

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CN111034394A CN201911337200.5A CN201911337200A CN111034394A CN 111034394 A CN111034394 A CN 111034394A CN 201911337200 A CN201911337200 A CN 201911337200A CN 111034394 A CN111034394 A CN 111034394A
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Abstract

本发明属于农业装备研究领域,具体涉及一种葡萄起藤过程中的清土装备。该装备包括机架、控制器、信息采集系统、制导系统、动力系统、旋土装置、风力清土装置和喷雾装置。旋土装置的旋刀清出部分内侧土壤的同时,配合旋爪进行松土。风力清土装置的风机的转速可调,继而风量可调、风压可调。所述喷雾系统减小了风力清土后粒度较小的扬尘的飘散。本发明能够达到自动控制,智能化水平相对较高,可以通过土况的反馈控制单位时间内的清土量,充分利用能源,同时保证了装备的使用寿命,且对人力的依赖程度大大减小,降低了成本,提高了清土效率。

Description

一种智能化葡萄起藤清土装备
技术领域
本发明属于农业装备研究领域,具体涉及一种葡萄起藤过程中的清土装备。
背景技术
在我国的西北地区,因气候和地域的因素,冬季寒冷干燥,如果不对葡萄藤采取适当的保护措施,那么葡萄藤很容易出现冻伤或风干现象,为了保证葡萄藤能够安全的渡过冬天,现在普遍的处理方式是将葡萄藤放倒过后,采用土埋的方式越冬,在冬季过后再把葡萄藤从土垅里面挖出来,即葡萄的起藤。目前葡萄起藤多为人工作业,劳动负荷大,工作效率低,严重影响着葡萄产业规模机械化发展。目前,国内有刮板式、扫盘式、气吸式葡萄起藤设备,刮板式和扫盘式对藤和芽的损伤较大,气吸式污染相对较大且设备使用寿命较短,不能很好地完成此项任务。本发明装置运用悬土装置、风吹式清土装置以及喷雾装置,采用双清土工序结合防尘设备,既减小了对葡萄藤的损伤,提高清土效率,又能一定程度上抑制污染。
发明内容
针对上述问题,本发明设计了一种葡萄起藤过程中的清土设备。
本发明提供一种葡萄起藤清土工程机械技术方案。
该装置包括机架、控制器、信息采集系统、制导系统、动力系统、旋土装置、风力清土装置和喷雾装置。
所述机架,前端中部有一根竖直安装杆,上侧前方为支撑板,支撑板依次往后为三根横向支撑杆,前两根支撑杆之间有一根偏右的纵向连接杆,机架中部的下方有一个安装架,机架前后两端下方共有四根支撑杆,前后各两根。
所述信息采集系统主要由内侧间距检测传感器、底盘高度检测传感器、应力检测传感器和激光漫反射障碍检测传感器组成。内侧间距检测传感器安装于机架前端中部的竖直安装杆上,位于竖直安装杆下端的右侧,主要采集旋土装置与土垅的相对距离;底盘高度检测传感器安装于竖直安装杆的底端,负责采集本装置的底盘离地面的距离;应力检测传感器安装于机架中部下侧安装架上,位于后侧安装架背面右端,负责采集旋土装置的径向受力;激光漫反射障碍检测传感器安装于机架的前端,左右各一个对称分布,主要为了应对行走过程中一系列不可控的问题,比如人与动物突然出现在行驶道上,清土装置的前方有障碍物等状况。信息采集系统负责采集清土装备清土的状态信息,包括内侧间距信息、底盘高度信息、前方的障碍信息,各类传感器的引线与控制器上相对应的串口连接,然后将采集后的数据通过引线传输给控制器作为反馈控制依据,由控制器控制第一变频器、第二变频器、第一电磁阀、第二电磁阀、4个驱动装置和换向器完成调节任务。
所述制导系统由GPS制导装置、控制器组成。GPS制导装置安装于机架上方的支撑板上偏左的位置。GPS制导装置实现定位和路径规划,并将位置信息传输给控制器,再配合信息采集系统采集的信息,由控制器综合判断,进行二重制导以达到规划的精确行驶路径。
所述动力系统由发电机、电动机、液压泵、驱动装置组成。发电机一端固定安装于第一根支撑杆上,另一端安装于支撑板上;本装置有三个电动机,第一电动机安装于机架表面,第三电动机安装于机架上后两根支撑杆的上方偏左的位置,驱动装置安装于支撑杆上,置于动力地轮的内侧,第二电动机配合旋土装置安装;液压泵安装于机架表面上第一电动机的右侧。发电机给电动机、喷雾装置提供动力,其中第二电动机和第三电动机分别带动旋土装置和风机工作,第一电动机带动液压泵,为电磁阀、液压缸、驱动装置、换向器提供液压动力。
所述旋土装置包括控制器、第二电动机、第一变频器、第一电磁阀、液压缸、输出轴换向装置、旋刀传动轴、旋刀、旋爪。所述旋土装置的导杆安装于机架中部下方安装架的导轨内,导杆能够相对滑动,两导杆伸入导轨后,左端用连杆连接;所述控制器,安装于机架支撑板前端右侧,第一电磁阀安装于控制器的左侧,液压缸安装于机架中部下侧,液压缸的缸体固定于机架上,液压缸的推杆与旋土装置的连杆相连接,输出轴换向装置安装于旋土装置导杆的右侧,第二电动机安装于输出轴换向装置后端,电动机输出轴与输出轴换向装置连接,旋刀传动轴与输出轴换向装置连接并垂直向下,旋刀焊接于旋刀传动轴的下方,旋爪围绕旋刀圆周焊接,第一变频器置于机架的支撑板上中部偏后的位置。控制器根据信息采集系统所采集的内侧距离信息、应力信息对旋土装置的状态做出调整,通过判断内侧间距信息控制第一电磁阀,从而控制液压缸推杆的伸缩带动旋土装置左右滑动;通过判断应力信息控制第一变频器,从而控制第二电动机的转速。
所述风力清土装置由第二变频器、控制器、第三电动机、风机、风管、风口、角度调节杆和长度调节杆组成。所述第二变频器安装于第一变频器的前方,第三电动机用螺栓固定于机架后两根横向支撑杆的左侧,风机的传动轴与第三电动机的输出轴连接,风机的型腔位于机架中部矩形腔的左端;风管与风机出风口处用螺栓固定安装,位于中部矩形腔的中部下侧;风口的初始端用卡环固定于风管的末端,风口初始端中部与长度调节杆连接,风口末端与角度调节杆连接;长度调节杆焊接于机架中部矩形型腔的纵向连杆上,角度调节杆焊接于机架中部支撑杆的右端。工作人员可以根据土垅的外形尺寸,通过角度调节杆和长度调节杆调节风口与土垄的相对位置,控制器接受到信息采集系统所采集到的应力信息后,通过对信息的判断控制变频器,从而改变第三电动机的转速,继而风机输出的风量和风压得到改变,可适应不同土况。
所述喷雾装置包括机体和喷管、喷头、喷雾装置流量调节旋钮、喷雾装置压力调节旋钮、喷管角度调节旋钮、控制器。所述喷雾装置的机体安装于风机后,处于机架后两根支撑杆的右侧,喷管与喷雾装置的机体连接,处于机体右侧平面的中部,喷头安装于喷管末端,喷射方向垂直于水平面,喷雾装置流量调节旋钮和喷雾装置压力调节旋钮位于喷雾装置机体的上表面,喷管角度调节旋钮安装于喷管的根部。喷雾装置启动后,控制器根据信息采集系统采集的应力信息,综合现有的算法判断扬尘的状况,控制喷雾装置的流量和压力。喷管角度调节旋钮可以改变喷雾的方向,工作人员可以根据扬尘的主要扩散方向进行调节。
所述动力地轮,安装于机架下侧四根支撑杆的末端,所述换向器安装于动力地轮的上方,所述驱动装置安装于支撑杆上,置于每一个动力地轮的内侧。驱动装置为动力地轮提供运动的动力,不提供转向动力,所述第二电磁阀用于驱动装置压力油流量的控制,控制器控制第二电磁阀以改变驱动装置输出轴的转速;换向器可使动力地轮转向。控制器根据信息采集系统、制导系统反馈的数据,控制驱动装置和换向器实现整机的换向、加速减速以及急停。
本发明装置的总体设计导向:利用风机产生的风能进行非接触式清土,实现葡萄的起藤清土任务。考虑到单一风力清土效果不是很好,第一步必须要做到土壤的松动,这样后续的风力清土才能很好地完成清土任务。因此,本葡萄起藤清土设备设计了土壤的松动装置,旋土装置的主要目的不在于清出多少土壤,而在于土壤的松动,旋土装置设计了松土旋爪,因其主运动为旋转,在工作的时候,转速不能太低,防止其径向力较大导致变形,旋转装置具有转速调节的功能,当力传感器检测到的数据大于设定值时自动调节转速,不需要人工调节。本装置配备了大功率的风机,可以提供足够的风能,应对不同土壤,可以通过变频器改变电动机的转速,不需要配备新的动力源。本装置配备有发电机,有效防止因供能不稳定造成清土不稳定,解决了旋土装置和喷雾系统的动力源问题。喷雾装置的流量和压力是可调节的,既可以人工调节,也可以自动调节,适应大部分土壤状况。
与现有的清土设备相比本装置具有以下优点:
本发明装置的清土包括松土和清土,在清土前进行松土,有效减小了土壤的凝聚力、粒度等,旋刀清出部分内侧土壤的同时,配合旋爪进行松土,有效避开了现有装置一次性完成清土而对葡萄藤造成的损伤。
本发明的风力清土装置综合考虑了多种土况,风机的转速可调,继而风量可调、风压可调;风力清土装置采用柔性风管,长度可调,使风口能够近距离地靠近土垅,减小风能的损失,角度调节杆能够调节风口的倾角,确定一个相对较好的清土风向。
本发明综合考虑了污染问题,所述喷雾系统减小了风力清土后粒度较小的扬尘的飘散,且本控制系统能够达到充分利用水资源的条件,在降低扬尘飘散程度的前提下极大程度减少水资源的用量。
本发明能够达到自动控制,智能化水平相对较高,可以通过土况的反馈控制单位时间内的清土量,充分利用能源,同时保证了装备的使用寿命,且对人力的依赖程度大大减小,降低了成本,提高了清土效率。
附图说明
图1为主要装置安装结构示意图;
图2为本发明装置的左视图;
图3为本发明装置的行走机构示意图;
图4为旋土装置支架示意图;
图中:1-风机、2-发电机、3-液压油箱、4-液压泵、5-第一电动机、6-内侧间距检测传感器、7-底盘高度检测传感器、8-喷雾装置、9-喷管角度调节旋钮、10-喷管、11-第一变频器、12-第二变频器、13-控制器、14-喷头、15-第一电磁阀、16-第二电磁阀、17-喷雾装置流量调节旋钮、18-喷雾装置压力调节旋钮、19-长度调节杆、20-角度调节杆、21-输出轴换向装置、22-第二电动机、23-旋刀传动轴、24-旋刀、25-旋爪、26-第三电动机、27-风管、28-风口、29-液压缸、30-驱动装置、31-推杆、32-动力地轮、33-GPS制导装置、34-激光漫反射障碍检测传感器、35-导轨、36-换向器、37-应力检测传感器、38-机架、39-导杆、40-连杆。
具体实施方式
下面详细描述本装置的运行原理。本装置需要开发控制软件,以便于能够时时操控该装备,文中所述驱动装置,主要为动力地轮提供动力,如液压马达;所述内侧间距检测传感器和底盘高度传器为超声波传感器,所述应力检测传感器采用120-3AA引线应变检测传感器。当底盘高度传感器所反馈的数据较小时,控制器向软件控制端报警,工作人员需再次进行路径规划。
实例
所述动力地轮32,安装于机架下侧四根支撑杆的末端,所述换向器36安装于动力地轮32的上方,所述驱动装置30,安装于支撑杆上,置于每一个动力地轮的内侧。驱动装置30为动力地轮提供运动的动力,不提供转向动力,所述第二电磁阀16,用于控制驱动装置的液压油的流量,控制器13控制第二电磁阀16以改变驱动装置输出轴的转速,实现整机的变速;换向器36可使动力地轮32转向。控制器13根据信息采集系统、制导系统反馈的数据,控制驱动装置30和换向器36实现整机的换向、加速减速以及急停。
所述信息采集系统主要由内侧间距检测传感器6、底盘高度检测传感器7、应力检测传感器37和激光漫反射障碍检测传感器34组成。内侧间距检测传感器6安装于机架前端中部的竖直安装杆上,位于竖直安装杆下端的右侧,主要采集旋土装置与土垅的相对距离;底盘高度检测传感器7安装于竖直安装杆的底端,负责采集本装置的底盘离地面的距离;应力检测传感器37安装于机架中部下方的安装架上,位于后侧安装架背面右端,负责采集旋土装置的径向受力;激光漫反射障碍检测传感器34安装于机架的前端,左右各一个对称分布,主要为了应对行走过程中一系列不可控的问题,比如人与动物突然出现在行驶道上,清土装置的前方有障碍物等状况。信息采集系统负责采集清土装备清土的状态信息,包括内侧间距信息、底盘高度信息、前方的障碍信息,各类传感器的引线与控制器13上相对应的串口连接,然后将采集后的数据通过引线传输给控制器作为反馈控制依据,由控制器13控制第一变频器11、第二变频器12、第一电磁阀15、第二电磁阀16、驱动装置30、换向器36完成调节任务。
所述制导系统由GPS制导装置33、控制器13组成。GPS制导装置33安装于机架上方的支撑板上偏左的位置。GPS制导装置实现定位和路径规划,并将位置信息传输给控制器13,再配合信息采集系统采集的外界信息,由控制器13综合判断,进行二重制导以达到规划的精确行驶路径。
所述动力系统由发电机2、电动机、液压泵4、驱动装置30组成。发电机2一端固定安装于机架的第一根支撑杆上,另一端安装于支撑板上;本装置有三个电动机,第一电动机5安装于机架表面,第三电动机26安装于机架上后两根支撑杆的上方偏左的位置,第二电动机22配合旋土装置安装,驱动装置30安装于支撑杆上,置于动力地轮32的内侧;液压泵4安装于机架表面上第一电动机5的右侧。发电机2给电动机、喷雾装置提供动力,其中第二电动机22带动旋土装置,第三电动机26带动风力清土装置,第一电动机5带动液压泵4,为第一电磁阀15、第二电磁阀16、液压缸29、驱动装置30、换向器36提供液压动力。
所述旋土装置包括控制器13、第二电动机22、第一变频器11、第一电磁阀15、液压缸29、输出轴换向装置21、旋刀传动轴23、旋刀24、旋爪25、推杆31。所述旋土装置的导杆39安装于机架38中部下侧的导轨35内,导杆可相对滑动,两导杆的左端用连杆40连接;所述控制器13,安装于机架支撑板前端右侧,第一电磁阀15安装于控制器13的左侧,液压缸29安装于机架中部下侧,缸体固定于机架上,其推杆31与旋土装置的连杆40中间固定连接,输出轴换向装置21安装于旋土装置的支撑板的中部,第二电动机22安装于旋土装置的支撑板后端,输出轴与输出轴换向装置21用联轴器连接,旋刀传动轴23安装于输出轴换向装置21的下方,旋刀24焊接于旋刀传动轴23的末端,旋爪25焊接于旋刀的四周,第一变频器11置于机架38的支撑板上中部偏后的位置。第二电动机22的动力由输出轴换向装置21传输给旋刀传动轴23,带动旋刀24和旋爪25做旋转运动。控制器13根据信息采集系统所采集的内侧间距信息、应力信息对旋土装置的状态做出调整,通过判断内侧间离信息控制第一电磁阀15,从而控制液压缸29带动推杆31运动,带动旋土装置左右滑动;通过判断应力信息控制第一变频器11,从而控制第二电动机22的转速。旋刀24的高度应高于土垅3cm,若土垅的高度较高,根据埋藤的情况,调整旋刀24适当离地面的距离。旋爪25入土程度在土垅宽度的三分之二,如果旋爪25深入过长,旋刀24会伤到葡萄藤。旋爪25的中部缺齿,避开了葡萄藤的埋藤区域,在清土的过程当中,旋爪25不会伤到葡萄藤。旋刀24清理部分内侧土,使风力清土时土壤向内侧反弹程度减小,旋爪25深入土垅的内部,对土壤造成连续的剪切,土壤的凝聚力、粒度大大减小,使风力清土的效果大大提升。在设备运行的过程当中,如果信息采集系统检测到的应力数据过大时,控制器13控制第一变频器11提高第二电动机22的转速,控制驱动装置30,降低前进的速度,减少单位时间内的清土量,使土壤对旋土装置产生的弯力尽可能地减小。如果信息采集系统所检测到的内侧间距信息较小时,控制器13控制液压缸29缩进,同时由制导系统导离土垅。当信息采集系统采集的应力信息较小,且旋刀24的清土量和清土装置离土垅的距离处于限定范围内,说明土质松散,动力剩余,控制器13控制驱动装置30增加前进的速度,增大单位时间内的清土量。
所述风力清土装置由第二变频器12、控制器13、第三电动机26、风机1、风管27、风口28、角度调节杆20和长度调节杆19组成。所述第二变频器12安装于第一变频器11的前方,第三电动机26用螺栓固定于机架后两根支撑杆的左侧,风机1的传动轴与第三电动机26的输出轴连接,其型腔位于机架中部矩形腔的左端;风管27与风机1出风口处相连接,位于中部矩形腔的中部下侧;风口28的初始端用卡环固定于风管的末端,风口初始端中部与长度调节杆19连接,风口末端与角度调节杆20连接;长度调节19杆焊接于机架中部矩形型腔的纵向连接杆上,角度调节杆20焊接于机架中部支撑杆的右端。在运行的过程当中,如果应力传感器37反馈的数据大于限定值,且清土装置均处于正常运行的状态,则判定为土壤凝聚力较大,板结严重,控制器13控制第二变频器12,调高电动机26的转速,增大风力和风压;反之,如果应力较小,则降低电动机26的转速,降低风力和风压,在达到清土目的的同时降低对环境的污染。长度调节杆19能够调节风管27的长度,使风口最大程度地靠近土垅;角度调节杆20用于风口的角度调节,使风向处于合适的角度;在清土前,操作人员可以根据土垅的实际情况进行调节。
所述喷雾装置包括其机体和喷管10、喷头14、喷雾装置流量调节旋钮17、喷雾装置压力调节旋钮18、喷管角度调节旋钮9、控制器13。所述喷雾的机体安装于风机1后,处于机架后两根支撑杆的右侧,喷管10与喷雾装置的机体连接,处于其右侧端面的中部,喷头14安装于喷管10末端,喷射方向垂直于水平面,喷雾装置流量调节旋钮17和喷雾装置压力调节旋钮18位于喷雾装置机体的上表面,喷管角度调节旋钮9安装于喷管10的根部。在运行的过程当中,当信息采集系统反馈的应力数据相对较大,但清土装备处于正常的清土状态时,说明本清土状态扬尘较大,控制器13控制喷雾装置使其流量和压力降低;反之如果信息采集系统反馈的应力数据较小,但清土装置处于正常的清土状态,说明本清土状态扬尘较大,土壤的粒度较小,控制器13控制喷雾装置提高流量和压力。工作人员还可根据扬尘扩散方向的不同,调节喷管角度调节旋钮9改变喷雾的方向。
本发明提供的装置清土应包括以下步骤
在本清土装备准备运行的时候,发电机2启动,为整个装备提供动力源,内侧间距检测传感器6、底盘高度检测传感器7和激光漫反射障碍检测传感器34进行信息检测,控制器进行分析发出控制指令,本清土装备开始前行。第二电动机22带动旋土装置开始清除部分内侧土,旋刀24开始旋转清土,旋爪25对土壤进行剪切,内侧间距检测传感器6时刻对间距进行检测,如果旋土装置没有处于正常的限定距离内,则控制器13根据反馈信息控制第一电磁阀15做出调整,如果大于设定距离,则液压缸29负责缩回,如果小于设定距离,则液压缸29负责伸出。在土壤松动过后,风力清土装置开始清土,第三电动机26带动风机1转动,风由风管27经风口导出,进行非接触式风力清土,风机1的风量和风压由控制器13根据应力传感器37检测的数据进行调整;喷雾装置开始喷雾抑尘扬尘,同理,喷雾的流量和压力由控制器13进行自主控制,无需人工调节。在完成一垅的清土工作后,控制器13根据预先的路径规划、信息采集系统所采集的信息进行综合分析,控制清土装备换垅,开始下一垅的清土任务,直至完成所有的清土任务。

Claims (6)

1.一种智能化葡萄起藤清土装备,其特征在于,所述装备包括机架、控制器、信息采集系统、制导系统、动力系统、旋土装置、风力清土装置和喷雾装置;
所述机架,前端中部有一根竖直安装杆,上侧前方为支撑板,支撑板依次往后为三根横向支撑杆,前两根支撑杆之间有一根偏右的纵向连接杆,机架中部的下方有一个安装架,机架前后两端下方共有四根支撑杆,前后各两根;
所述四根支撑杆的末端安装有动力地轮,换向器安装于动力地轮的上方,驱动装置安装于支撑杆上,位于每一个动力地轮的内侧;
所述信息采集系统主要由内侧间距检测传感器、底盘高度检测传感器、应力检测传感器和激光漫反射障碍检测传感器组成;内侧间距检测传感器安装于机架前端中部的竖直安装杆上,位于竖直安装杆下端的右侧,主要采集旋土装置与土垅的相对距离;底盘高度检测传感器安装于竖直安装杆的底端,负责采集本装备的底盘离地面的距离;应力检测传感器安装于机架中部下侧安装架上,位于后侧安装架背面右端,负责采集旋土装置的径向受力;激光漫反射障碍检测传感器安装于机架的前端,左右各一个对称分布;信息采集系统负责采集清土装备清土的状态信息,各类传感器的引线与控制器上相对应的串口连接,然后将采集后的数据通过引线传输给控制器作为反馈控制依据,由控制器控制第一变频器、第二变频器、第一电磁阀、第二电磁阀、4个驱动装置和换向器完成调节任务;
所述制导系统由GPS制导装置、控制器组成;GPS制导装置安装于机架上方的支撑板上偏左的位置;
所述旋土装置包括控制器、第二电动机、第一变频器、第一电磁阀、液压缸、输出轴换向装置、旋刀传动轴、旋刀、旋爪;所述旋土装置的导杆安装于机架中部下方安装架的导轨内,导杆能够相对滑动,两导杆伸入导轨后,左端用连杆连接;所述控制器,安装于机架支撑板前端右侧,第一电磁阀安装于控制器的左侧,液压缸安装于机架中部下侧,液压缸的缸体固定于机架上,液压缸的推杆与旋土装置的连杆相连接,输出轴换向装置安装于旋土装置导杆的右侧,第二电动机安装于输出轴换向装置后端,电动机输出轴与输出轴换向装置连接,旋刀传动轴与输出轴换向装置连接并垂直向下,旋刀焊接于旋刀传动轴的下方,旋爪围绕旋刀圆周焊接,第一变频器置于机架的支撑板上中部偏后的位置;控制器根据信息采集系统所采集的内侧距离信息、应力信息对旋土装置的状态做出调整,通过判断内侧间距信息控制第一电磁阀,从而控制液压缸推杆的伸缩带动旋土装置左右滑动;通过判断应力信息控制第一变频器,从而控制第二电动机的转速;
所述风力清土装置由第二变频器、控制器、第三电动机、风机、风管、风口、角度调节杆和长度调节杆组成;所述第二变频器安装于第一变频器的前方,第三电动机用螺栓固定于机架后两根横向支撑杆的左侧,风机的传动轴与第三电动机的输出轴连接,风机的型腔位于机架中部矩形腔的左端;风管与风机出风口处用螺栓固定安装,位于中部矩形腔的中部下侧;风口的初始端用卡环固定于风管的末端,风口初始端中部与长度调节杆连接,风口末端与角度调节杆连接;长度调节杆焊接于机架中部矩形型腔的纵向连杆上,角度调节杆焊接于机架中部支撑杆的右端;根据土垅的外形尺寸,通过角度调节杆和长度调节杆调节风口与土垄的相对位置;控制器接受到信息采集系统所采集到的应力信息后,通过对信息的判断控制变频器,从而改变第三电动机的转速,继而风机输出的风量和风压得到改变,适应不同土况;
所述喷雾装置安装在机架上,位于风力清土装置风机的后方,用于减小风力清土后扬尘的飘散;
所述动力系统安装在机架上,为喷雾装置、旋土装置、风力清土装置的风机、电磁阀、驱动装置和换向器提供动力。
2.如权利要求1所述的一种智能化葡萄起藤清土装备,其特征在于,所述清土的状态信息包括内侧间距信息、底盘高度信息和前方的障碍信息。
3.如权利要求1所述的一种智能化葡萄起藤清土装备,其特征在于,GPS制导装置实现定位和路径规划,并将位置信息传输给控制器,再配合信息采集系统采集的信息,由控制器综合判断,进行二重制导以达到规划的精确行驶路径。
4.如权利要求1所述的一种智能化葡萄起藤清土装备,其特征在于,所述动力系统由发电机、电动机、液压泵、驱动装置组成;发电机一端固定安装于第一根支撑杆上,另一端安装于支撑板上;电动机有三个,第一电动机安装于机架表面,第三电动机安装于机架上后两根支撑杆的上方偏左的位置,驱动装置安装于支撑杆上,置于动力地轮的内侧,第二电动机配合旋土装置安装;液压泵安装于机架表面上第一电动机的右侧;发电机给电动机、喷雾装置提供动力,其中第二电动机和第三电动机分别带动旋土装置和风机工作,第一电动机带动液压泵,为电磁阀、液压缸、驱动装置、换向器提供液压动力。
5.如权利要求1所述的一种智能化葡萄起藤清土装备,其特征在于,所述喷雾装置包括机体和喷管、喷头、喷雾装置流量调节旋钮、喷雾装置压力调节旋钮、喷管角度调节旋钮、控制器;所述喷雾装置的机体安装于风机后,处于机架后两根支撑杆的右侧,喷管与喷雾装置的机体连接,处于机体右侧平面的中部,喷头安装于喷管末端,喷射方向垂直于水平面,喷雾装置流量调节旋钮和喷雾装置压力调节旋钮位于喷雾装置机体的上表面,喷管角度调节旋钮安装于喷管的根部;喷雾装置启动后,控制器根据信息采集系统采集的应力信息,判断扬尘的状况,控制喷雾装置的流量和压力;喷管角度调节旋钮能够改变喷雾的方向,根据扬尘的主要扩散方向进行调节。
6.如权利要求1所述的一种智能化葡萄起藤清土装备,其特征在于,所述第二电磁阀用于驱动装置压力油流量的控制,控制器控制第二电磁阀以改变驱动装置输出轴的转速;换向器能使动力地轮转向;控制器根据信息采集系统、制导系统反馈的数据,控制驱动装置和换向器实现整机的换向、加速减速以及急停。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111480404A (zh) * 2020-06-05 2020-08-04 宁夏大学 一种刮旋式葡萄挖藤机
CN113287376A (zh) * 2021-04-25 2021-08-24 江苏大学 一种气吹旋抛复合式葡萄藤清土起藤装置及清土机
CN113761309A (zh) * 2021-08-16 2021-12-07 江苏大学 一种酿酒葡萄智能清土系统及方法
CN113853842A (zh) * 2021-09-01 2021-12-31 江苏叁拾叁信息技术有限公司 一种智能化葡萄起藤清土装备
CN114342584A (zh) * 2021-12-27 2022-04-15 潘凤翔 一种智能化葡萄起藤用清土装置

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2646321A1 (fr) * 1989-04-27 1990-11-02 Lagrange Jean Claude Decavaillonneuse electro-hydraulique notamment pour vignes
EP2404492A2 (en) * 2009-05-28 2012-01-11 Edoardo Guerrieri Gonzaga Agricultural machine
CN104969675A (zh) * 2014-04-01 2015-10-14 新疆农业大学 一种圆锥螺旋式入春葡萄挖藤机
CN206226941U (zh) * 2016-12-06 2017-06-09 呼图壁县西域兴业农业科技有限公司 采用旋耕取土的农用葡萄埋藤机
CN206251580U (zh) * 2016-12-12 2017-06-16 呼图壁县西域兴业农业科技有限公司 一种齿状旋入式入春葡萄挖腾机
WO2017190703A1 (zh) * 2016-05-05 2017-11-09 东风农业装备(襄阳)有限公司 电动多功能移栽机及其应用
CN207948029U (zh) * 2017-12-27 2018-10-12 天津嘉邦诺科技有限公司 防扬尘松土机
CN208029337U (zh) * 2018-03-22 2018-11-02 中宁县华葡农林科技有限公司 一种升降式葡萄埋藤机
CN109673180A (zh) * 2019-01-28 2019-04-26 中国农业大学 一种气吹式葡萄藤埋土清除机
CN109819695A (zh) * 2019-02-18 2019-05-31 江苏大学 一种葡萄藤清土装置及安装该清土装置的工程机械
CN208924569U (zh) * 2018-08-27 2019-06-04 中国农业大学 一种叶轮刷子旋转组合式葡萄藤清土机
CN109937629A (zh) * 2019-02-18 2019-06-28 江苏大学 一种风力吹送式葡萄清土机
CN110352638A (zh) * 2019-07-31 2019-10-22 江苏大学 一种风力吹送式葡萄藤清土机的抑尘装置
CN110495265A (zh) * 2019-08-13 2019-11-26 华友天宇科技(武汉)股份有限公司 一种智能化机耕船

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2646321A1 (fr) * 1989-04-27 1990-11-02 Lagrange Jean Claude Decavaillonneuse electro-hydraulique notamment pour vignes
EP2404492A2 (en) * 2009-05-28 2012-01-11 Edoardo Guerrieri Gonzaga Agricultural machine
CN104969675A (zh) * 2014-04-01 2015-10-14 新疆农业大学 一种圆锥螺旋式入春葡萄挖藤机
WO2017190703A1 (zh) * 2016-05-05 2017-11-09 东风农业装备(襄阳)有限公司 电动多功能移栽机及其应用
CN206226941U (zh) * 2016-12-06 2017-06-09 呼图壁县西域兴业农业科技有限公司 采用旋耕取土的农用葡萄埋藤机
CN206251580U (zh) * 2016-12-12 2017-06-16 呼图壁县西域兴业农业科技有限公司 一种齿状旋入式入春葡萄挖腾机
CN207948029U (zh) * 2017-12-27 2018-10-12 天津嘉邦诺科技有限公司 防扬尘松土机
CN208029337U (zh) * 2018-03-22 2018-11-02 中宁县华葡农林科技有限公司 一种升降式葡萄埋藤机
CN208924569U (zh) * 2018-08-27 2019-06-04 中国农业大学 一种叶轮刷子旋转组合式葡萄藤清土机
CN109673180A (zh) * 2019-01-28 2019-04-26 中国农业大学 一种气吹式葡萄藤埋土清除机
CN109819695A (zh) * 2019-02-18 2019-05-31 江苏大学 一种葡萄藤清土装置及安装该清土装置的工程机械
CN109937629A (zh) * 2019-02-18 2019-06-28 江苏大学 一种风力吹送式葡萄清土机
CN110352638A (zh) * 2019-07-31 2019-10-22 江苏大学 一种风力吹送式葡萄藤清土机的抑尘装置
CN110495265A (zh) * 2019-08-13 2019-11-26 华友天宇科技(武汉)股份有限公司 一种智能化机耕船

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李法键: "葡萄园防寒土清除机关键部件设计与分析", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库农业科技辑》 *
汪懋华: "《精细农业》", 30 June 2011, 中国农业大学出版社 *
贾卫东等: "PDPA在喷嘴雾化特性试验研究中的应用", 《中国农村水利水电》 *
马帅等: "叶轮旋转式葡萄藤埋土单边清除机研制", 《农业工程学报》 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111480404A (zh) * 2020-06-05 2020-08-04 宁夏大学 一种刮旋式葡萄挖藤机
CN113287376A (zh) * 2021-04-25 2021-08-24 江苏大学 一种气吹旋抛复合式葡萄藤清土起藤装置及清土机
CN113287376B (zh) * 2021-04-25 2022-03-11 江苏大学 一种气吹旋抛复合式葡萄藤清土起藤装置及清土机
CN113761309A (zh) * 2021-08-16 2021-12-07 江苏大学 一种酿酒葡萄智能清土系统及方法
CN113761309B (zh) * 2021-08-16 2024-09-27 江苏大学 一种酿酒葡萄智能清土系统及方法
CN113853842A (zh) * 2021-09-01 2021-12-31 江苏叁拾叁信息技术有限公司 一种智能化葡萄起藤清土装备
CN114342584A (zh) * 2021-12-27 2022-04-15 潘凤翔 一种智能化葡萄起藤用清土装置
CN114342584B (zh) * 2021-12-27 2023-08-22 长沙市雅美生态农业有限公司 一种智能化葡萄起藤用清土装置

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