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一種三維立體擺動噴流式蓮藕采收裝置.pdf

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一種 三維立體 擺動 噴流 蓮藕 采收 裝置
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摘要
申請專利號:

CN201721652998.9

申請日:

20171201

公開號:

CN207491552U

公開日:

20180615

當前法律狀態:

有效性:

有效

法律詳情:
IPC分類號: A01D44/00,A01D31/00 主分類號: A01D44/00,A01D31/00
申請人: 山東農業大學
發明人: 劉莫塵,王廣瑞,尹孟,賈秀發,侯加林,李法德,王金星,閆銀發,宋占華,李玉道,楊濤,劉新勇
地址: 271018 山東省泰安市岱宗大街61號
優先權: CN201721652998U
專利代理機構: 濟南譽豐專利代理事務所(普通合伙企業) 代理人: 李茜
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201721652998.9

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法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本實用新型涉及一種三維立體擺動噴流式蓮藕采收裝置及采藕控制方法,包括水流傳輸機構、水流噴射機構、擺動機構和底盤。水流傳輸機構用于從藕田中吸水;水流噴射機構用于將高壓噴射水流沖擊蓮藕和泥沙;擺動機構控制高壓噴射水流以三維立體形式擺動,更高效的采收蓮藕;本實用新型中,擺動機構由水平往復擺動液壓缸和垂直扇形擺動液壓缸帶動做三維立體擺動運動,噴嘴陣列以三維立體的方式擺動實現高效采藕。本實用新型具有設計結構穩定可靠、使用方法簡便、采藕損傷低、作業效率高的優點。 1

權利要求書

1.一種三維立體擺動噴流式蓮藕采收裝置,其特征在于包括水流傳輸機構、水流噴射機構、擺動機構和底盤;所述的水流傳輸機構用于從藕田中吸水,輸送并產生高壓水流;所述的水流噴射機構用于將高壓噴射水流沖擊蓮藕和泥沙,將蓮藕從泥沙中沖出;所述的擺動機構用于使高壓噴射機構以三維立體擺動;所述的底盤用于支撐安裝水流傳輸機構、水流噴射機構和擺動機構;所述的水流傳輸機構包括過濾篩網、吸水器、進水管、水泵、出水管和分水器;吸水器對稱設置在底盤左右兩側,底盤左右兩側各設有兩個吸水器;吸水器外面設有過濾篩網,過濾篩紗網固定在底盤上;所述的進水管一端對應連接吸水器,另一端連接水泵的進水口;所述的水泵用于輸送水流,將低壓水流轉化為高壓水流;水泵的出水口連接出水管一端;所述出水管的另一端連接分水器;所述的分水器用于將單個高壓水流轉化為多個分支流;所述的水流噴射機構包括軟管陣列和噴嘴陣列;所述的軟管陣列由多個軟管依次均勻排列組成,每個軟管的一端與分水器的出水口對應相連;所述的噴嘴陣列由多個噴嘴依次均勻排列組成;每個軟管下端連接一個噴嘴;吸水器從藕田吸出的水流依次流經過濾篩網、吸水器、進水管、水泵、出水管、分水器、軟管和噴嘴;所述的擺動機構包括擺動支架、水平往復擺動液壓缸、垂直扇形擺動液壓缸、支桿和連接座;所述的連接座固定在底盤的后側面上,連接座上設有圓形孔;所述的支桿呈圓柱形,支桿可活動安裝在連接座的圓形孔內,支桿能在圓形孔內轉動;水平往復擺動液壓缸的兩端分別連接支桿的兩端,水平往復擺動液壓缸隨支桿一同轉動;所述的噴嘴陣列固定在擺動支架上;擺動支架固定在水平往復擺動液壓缸的缸筒上,擺動支架能隨水平往復擺動液壓缸缸筒的轉動而擺動;所述的垂直扇形擺動液壓缸一端安裝在底盤上,另一端安裝在支桿的中部,垂直扇形擺動液壓缸的伸縮帶動支桿轉動,進而帶動噴嘴陣列做垂直扇形擺動運動。2.如權利要求1所述的一種三維立體擺動噴流式蓮藕采收裝置,其特征在于所述分水器呈圓柱形,分水器側面上在同一水平線上均勻設有多個出水口。3.如權利要求1所述的一種三維立體擺動噴流式蓮藕采收裝置,其特征在于所述的水平往復擺動液壓油缸為雙活塞式液壓缸。4.如權利要求1所述的一種三維立體擺動噴流式蓮藕采收裝置,其特征在于所述出水口、軟管和噴嘴的數量相等;出水口、軟管和噴嘴的數量根據采藕工作幅寬設定。

說明書

技術領域

本實用新型涉及一種三維立體擺動噴流式蓮藕采收裝置,屬于農用機械領域。

背景技術

蓮藕是我國極其重要的水生蔬菜,經濟價值與營養價值均高。蓮藕是一種易種難受的農產品,目前蓮藕采收主要靠人工采挖完成:一種是鏟挖式,排干池水,使用挖藕鍬翻泥采挖;另一種是水槍式,人工攜帶高壓水槍在水中將蓮藕從泥中沖出。總之,人工采收的方式,具有成本高、效率低的特點,并且由于作業環境特別惡劣,勞動強度過大,導致采出率低、藕的損傷嚴重等問題。國內外已有蓮藕收獲機械的嘗試性研究,國外的機器存在操作復雜、不適合中國藕田作業等問題;國內的機器存在采藕效果不穩定,采出率低等問題。

發明內容

針對現有技術的缺陷和不足,本實用新型提供了一種三維立體擺動噴流式蓮藕采收裝置,目的在于提供一種結構簡單、設計合理、使用方便的高效低損傷蓮藕采收裝置及采藕控制方法,減輕蓮藕采收勞動強度,使蓮藕采收環節更加省力和高效。

為實現上述目的,本實用新型采用的技術方案是:

一種三維立體擺動噴流式蓮藕采收裝置,包括水流傳輸機構、水流噴射機構、擺動機構和底盤。

所述的水流傳輸機構用于從藕田中吸水,輸送并產生高壓水流;所述的水流噴射機構用于將高壓噴射水流沖擊蓮藕和泥沙,進而將蓮藕從泥沙中沖出;所述的擺動機構控制高壓噴射水流以三維立體形式擺動,更高效的采收蓮藕;所述的底盤用于支撐安裝水流傳輸機構、水流噴射機構和擺動機構。

所述的水流傳輸機構包括過濾篩網、吸水器、進水管、水泵、出水管和分水器。吸水器對稱設置在底盤左右兩側,底盤左右兩側各設有兩個吸水器;吸水器外面設有過濾篩網,過濾篩網固定在底盤上,過濾篩網用于將藕田中漂浮的雜物和石子隔絕在過濾篩網的外面,避免吸水器吸入雜物和石子;所述的吸水器用于從藕田中吸水;所述的進水管一端對應連接吸水器,另一端連接水泵的進水口;所述的水泵用于輸送水流,將低壓水流轉化為高壓水流;水泵的出水口連接出水管一端;所述出水管的另一端連接分水器;所述的分水器用于將單個高壓水流轉化為數個分支流,分水器呈圓柱形,分水器側面上在同一水平線上均勻設有多個出水口。

所述的水流噴射機構包括軟管陣列和噴嘴陣列。所述的軟管陣列由多個軟管依次均勻排列組成,每個軟管的一端與分水器的出水口對應相連;所述的噴嘴陣列由多個噴嘴依次均勻排列組成;每個軟管下端連接一個噴嘴。從藕田吸出的水流依次流經過濾篩網、吸水器、進水管、水泵、出水管、分水器、軟管和噴嘴。

所述的擺動機構包括擺動支架、水平往復擺動液壓缸、垂直扇形擺動液壓缸、支桿和連接座。所述的連接座固定在底盤的后側面上,連接座上設有圓形孔;所述的支桿呈圓柱形,支桿可活動安裝在連接座的圓形孔內,支桿能在圓形孔內轉動;所述的水平往復擺動液壓油缸為雙活塞式液壓缸;水平往復擺動液壓缸的兩端分別連接支桿的兩端,水平往復擺動液壓缸能隨支桿一同轉動;所述的噴嘴陣列固定在擺動支架上;擺動支架固定在水平往復擺動液壓缸的缸筒上,擺動支架能隨水平往復擺動液壓缸缸筒的轉動而擺動;所述的垂直扇形擺動液壓缸一端安裝在底盤上,另一端安裝在支桿的中部,垂直扇形擺動液壓缸的伸縮帶動支桿轉動,進而帶動與支桿間接相連的噴嘴陣列做垂直扇形擺動運動。

所述出水口、軟管和噴嘴的數量相等;出水口、軟管和噴嘴的數量根據采藕工作幅寬設定。

本實用新型中,擺動機構通過液壓系統控制,擺動機構由水平往復擺動液壓缸和垂直扇形擺動液壓缸帶動做三維立體擺動運動,具體為:一方面,當水平往復擺動液壓缸的缸筒左右擺動時,帶動固定在擺動支架上的噴嘴陣列左右擺動;另一方面,當垂直扇形擺動液壓缸做伸縮運動時,垂直扇形擺動液壓缸驅動著固定在支桿上的水平往復擺動液壓缸以圓形孔為圓心做圓弧擺動,進而帶動擺動支架做圓弧擺動。噴嘴陣列以三維立體的方式擺動執行沖藕動作,實現高效采藕。

使用時,噴嘴陣列運動軌跡控制步驟如下:

建立三維直角坐標系,設采藕裝置行走方向為x軸、豎直方向為y軸、噴頭水平往復擺動方向為z軸,在xy平面內設支桿的轉動中心為點A,支桿與垂直扇形擺動液壓缸的連接點設為點B,垂直扇形擺動液壓缸與底盤的連接點設為點C,支桿與水平往復擺動液壓缸的連接點設為點D。A點到B點的距離記為c,A點到D點的距離記為R2,A點到C點的距離記為b,B點到C點的距離記為a。設當B點到C點的距離a最小時為初始狀態,此時線段AD與水平線的夾角記為∠β,線段AC與線段AB的夾角記為∠ɑ。設采藕裝置的行走速度為v0,垂直扇形擺動液壓缸的伸縮速度為v1、周期為T1、垂直扇形擺動液壓缸伸縮運動時兩端的最短距離為d,水平往復擺動液壓缸的伸縮速度為v2、周期為T2,支桿的旋轉角度為(設支桿繞支點逆時針轉角為正)。利用仿真軟件做采出蓮藕的仿真分析,分別根據公式(1)、(2)、(3)得出噴嘴隊列在x軸、y軸、z軸上的運動狀態,從而確定噴嘴陣列的采藕運動軌跡。

噴嘴x軸方向的運動方程為:

噴嘴y軸方向的運動方程為:

其中

噴嘴z軸方向的運動方程為:

本實用新型具有設計結構穩定可靠、使用方法簡便、采藕損傷低、作業效率高等優點。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案,下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為三維立體擺動噴流式蓮藕采收裝置的結構意圖

圖2為擺動機構的結構圖

圖3為擺動機構的運動簡圖

圖中:1.底盤 2.過濾篩網 3.吸水器 4.進水管 5.水泵 6.出水管 7.分水器 8.軟管 9.噴嘴 10.擺動支架 11.連接座 12.水平往復擺動液壓缸 13.垂直扇形擺動液壓缸 14.支桿

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白,以下結合附圖及具體實施方式,對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解,此處所描述的具體實施方式僅用以解釋本實用新型,并不用于限定本實用新型。

如圖1、圖2所示,所述的水流傳輸機構包括過濾篩網2、吸水器3、進水管4、水泵5、出水管6和分水器7。所述的過濾篩網2用于將藕田中漂浮的雜物和石子隔絕在過濾篩網2的外面,避免吸水器3吸入雜物和石子;吸水器3對稱設置在底盤1左右兩側,每側各設有兩個吸水器3;吸水器3外面設有過濾篩網2,過濾篩網2固定在底盤1上;所述的吸水器3用于從藕田中吸取水流;所述的進水管4一端對應連接吸水器3,另一端連接水泵5的進水口;所述的水泵5用于輸送水流,將低壓水流轉化為高壓水流;水泵5的出水口連接出水管6一端;水泵5的動力輸出軸可連接市面常見的柴油機,來提供動力;所述出水管6的另一端連接分水器7;所述的分水器7用于將單個高壓水流轉化為數個分支流,分水器7呈圓柱形,分水器7側面上在同一水平線上均勻設有多個出水口。

所述的水流噴射機構包括軟管陣列和噴嘴陣列。所述的軟管陣列由多個軟管8依次均勻排列組成,每個軟管8的一端與分水器7的出水口對應相連;所述的噴嘴陣列由多個噴嘴9依次均勻排列組成;每個軟管8下端連接一個噴嘴9。軟管8和噴嘴9的數量根據采藕的工作幅寬而增減。從藕田吸出的水流依次流經過濾篩網2、吸水器3、進水管4、水泵5、出水管6、分水器7、軟管8、噴嘴9。

所述的擺動機構包括擺動支架10、水平往復擺動液壓缸12、垂直扇形擺動液壓缸13、支桿14和連接座11。所述的連接座11固定在底盤1的后側面上,連接座11設有圓形孔;所述的支桿14呈圓柱形,支桿14可活動設置在連接座11的圓形孔內,支桿14能在圓形孔內轉動;所述的水平往復擺動液壓油缸12為雙活塞式液壓缸,水平往復擺動液壓缸12的兩端分別固定在支桿14的兩端,水平往復擺動液壓缸12能隨支桿14一同轉動;所述的噴嘴9陣列固定在擺動支架10上;擺動支架10固定在水平往復擺動液壓缸12的缸筒上,擺動支架10能隨水平往復擺動液壓缸12缸筒的轉動而擺動;所述的垂直扇形擺動液壓缸13一端安裝在底盤1上,另一端安裝在支桿14的中部,垂直扇形擺動液壓缸13的伸縮帶動支桿14轉動,從而帶動與支桿14間接相連的噴嘴9陣列做垂直扇形擺動運動。

使用時,水泵5的動力輸出軸與現有柴油機連接,啟動機器,吸水器3從田間吸取水流,過濾篩網2將藕田中的雜物、石子隔檔在外面,水流依次流經過濾篩網2、吸水器3、進水管4、水泵5、出水管6、分水器7、軟管8、噴嘴9后,轉化為高壓水流沖擊蓮藕和泥沙,將蓮藕周圍的泥沙沖刷掉,使蓮藕從泥沙中脫離后漂浮在水面,蓮藕也就被采收了下來。通過設定水平往復擺動液壓缸12和垂直扇形擺動液壓缸13的伸縮速度控制噴嘴陣列的運動軌跡,使噴嘴陣列處于最適的采藕運動狀態。噴嘴陣列的運動狀態通過下列公式確定:

①噴嘴x軸方向的運動方程為:

②噴嘴y軸方向的運動方程為:

其中

③噴嘴z軸方向的運動方程為:

本實用新型中噴嘴能實現三維立體擺動運動,高效的將蓮藕采出。

本實用新型一種三維立體擺動噴流式蓮藕采收裝置及采藕控制方法具有設計結構穩定可靠、使用方法簡便、采藕損傷低、作業效率高等優點。

對于本領域技術人員而言,顯然本實用新型不限于上述示范性實施例的細節,而且在不背離本實用新型的精神或基本特征的情況下,能夠以其他的具體形式實現本實用新型。因此,無論從哪一點來看,均應將實施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本實用新型的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定,因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本實用新型內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。

此外,應當理解,雖然本說明書按照實施方式加以描述,但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案,說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見,本領域技術人員應當將說明書作為一個整體,各實施例中的技術方案也可以經適當組合,形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。

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