一种液压悬挂棉花打顶机制造技术

一种液压悬挂棉花打顶机，包括：与拖拉机液压悬挂机构连接的主机架，安装在主机架上且由拖拉机动力输出轴驱动的液压站和发电站，连接在所述主机架后端的中间桁架，连接在所述主机架左右两端的分体桁架，分布在所述中间桁架和所述左右分体桁架上的至少一组液压四杆跟踪机构，连接在液压四杆跟踪机构活动竖杆下端的至少一组打顶执行装置，连接在打顶执行装置前方的至少一组株顶识别装置，连接株顶识别装置与液压四杆跟踪机构的株顶识别跟踪自动控制系统，所述打顶执行装置采用直流电机驱动的往复式切割器。本发明专利技术与高地隙拖拉机配套使用，有独立的液压和电力系统，行距可调，单垅密植条件下仿形打顶作业无前后干涉问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及棉花田间管理机械，尤其一种液压悬挂棉花打顶机。
技术介绍
长期以来，国内棉花打顶工作主要依靠人工完成，而人工打顶劳动力需求大、效率低、工作环境恶劣，同时延长了打顶时间，使得棉花不能在合适的时期内得到及时的打顶，从而降低了棉花的产量。棉花生产全程机械化过程中，从耕地到施肥、除草、播种、定苗、化防、灌溉、棉花采收各环节已基本实现机械化，但棉花打顶机械化滞后。手工打顶已无法满足大面积棉花生产全程机械化的需求，严重制约了棉花产量的增长。国外早期对棉花打顶机械有些研究成果，悬挂式和自走式均有相关的专利，实现了液压控制机械化打顶。目前国外棉花生产过程对棉花顶尖大多采用药物控制的方法，因此没有对棉花机械化打顶的研究报道。国内棉花打顶机械的研究处于刚刚起步的状态，新疆石河子大学研制的3MD-12、20型拖拉机后悬挂机械驱动、液压升降棉花打顶机，打顶高度400～900mm。3MDY-12型前悬挂液压驱动、液压升降棉花打顶机，打顶高度500～900mm，3MDZY-12型后悬挂液压驱动、液压升降棉花打顶机，打顶高度500～900m]，但现有打顶机动力都为普通拖拉机，其地隙为400～450mm，通过性差；人工操作升降控制装置，使得调节高度不准确、不及时；现有机具不能实现单体棉花植株的随即仿形，打顶机工作中出现了漏打、撞铃、撞桃、损坏棉叶现象。2011年，刘光辉等研究并设计了一种基于AT89C52单片机的棉花打顶机切割器高度自动控制系统。控制系统采用了GP2D12红外传感器作为棉株高度测量元件，设计了棉株高度检测系统，提出了相应处理算法。同时，通过分析液压升降机构原理，探讨切割器与棉株高度间的相互关系，并结合电液系统的自动控制原理，建立了液压控制系统数学模型。2013年，何磊等研究设计了一种垂直升降式单体仿形棉花打顶机，采用中心组合优化试验法，对影响该机打顶质量与仿形效果的因素进行了优化试验研究，建立了相关系数与行走速度、液压泵流量、仿形板与切割器距离之间的二次回归模型，为垂直升降式单体仿形棉花打顶机的设计提供了理论依据。2014年张明辉等在3MDZF-6型垂直升降棉花打顶机的基础上，以STC89C52单片机为主控制器，HC-SR04型超声波传感器为棉株高度检测元件，从检测、控制等软件方面着手，将软硬件很好的综合起来，设计了一套棉花打顶机自动仿形升降控制系统，取得了田间试验的初步成果。综上所述，以上几种机型都有各自的创新点，相应解决了棉花机械打顶作业中一些技术难点，但均不能很好地适应棉花机械打顶的农艺技术要求，目前尚未有成型的棉花打顶机投入田间打顶作业。棉花打顶机极待解决的技术难题包括：株顶识别与跟踪自动控制系统；打顶执行工作装置与动力系统。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是开发一种与通用高地隙拖拉机配套的液压悬挂棉花打顶机械，该机具有：单垅株顶识别跟踪自动控制功能；至少一组单垅直流电机驱动的往复式切割器；由拖拉机动力输出轴驱动的独立的液压站和发电站。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种液压悬挂棉花打顶机，包括：悬挂主机架、皮带轮传动总成、液压站、发电站、中间分体桁架和左右两端分体桁架、株顶识别跟踪自动控制系统、打顶执行装置，所述悬挂主机架与拖拉机的液压悬挂机构连接，所述中间桁架连接在所述主机架的后端，所述左右分体桁架分别连接在所述悬挂主机架上的主横梁左右两端，所述株顶识别跟踪系统由株顶识别装置、信息处理装置和液压控制机构、液压四杆跟踪机构组成，至少一组所述液压四杆跟踪机构分布在所述中间桁架和左右分体桁架上，所述打顶执行装置由直流电动机、传动箱及连接座、双刃往复式切割器组成，至少一组所述打顶执行装置分别连接在所述各组液压四杆跟踪机构活动竖杆的下端，至少一组所述株顶识别装置分别连接在各组所述打顶执行装置的前方。上述的液压悬挂棉花打顶机，其中，所述悬挂主机架由主横梁、桁架挂结立柱、副横梁、左右两侧边梁、中间平台和三点悬挂连接架组成，所述主横梁为方钢结构，所述主横梁上平面中间位置安装有所述皮带轮传动总成，所述皮带轮传动总成的传动轴与拖拉机的输出轴的相对位置在垂直面上平行，所述三点悬挂连接架的上挂结点连接架为三角形支架，所述主横梁两端设有垂直向上的桁架挂结立柱。上述的液压悬挂棉花打顶机，其中，所述悬挂主机架的所述中间平台上安装有液压站和发电站，所述液压站的油泵可以是单泵或多联油泵，液压站还包括滤清、散热及系统压力控制装置，所述发电站可以是直流24伏单个发电机或多个发电机，发电站还包括蓄电池和电控装置，所述皮带轮传动总成是由双轴承连体支座支承的花键传动轴结构，花键传动轴的一端花键与万向联轴器套接，另一端与主动皮带轮键连接，所述主动皮带轮通过传动皮带带动油泵和发电机工作。上述的液压悬挂棉花打顶机，其中，所述中间桁架和左右两侧分体桁架为具有去掉部分上角的正直角三角形截面的框架结构，所述桁架的后端由上、下后横梁和桁架后立柱构成垂直框架平面，所述桁架的前端由桁架上下前横梁、桁架左右两端斜梁构成倾斜的前斜框架平面，所述悬挂桁架的底部由桁架前后下横梁、桁架左右两端下纵梁构成底部水平框架平面，所述悬挂桁架的顶部由桁架前后上横梁、桁架左右两端上纵梁构成顶部水平框架平面，所述桁架的左右两端上下纵梁、后立柱、斜梁分别构成左右端部框架平面，至少一组所述单体斜梁连接在上下前横梁之间且横向位置可调，所述底部水平框架平面上设置有分体电液控制装置，所述中间桁架两端的所述上下纵梁与所述主机架的所述左右边梁连接，所述左右侧分体桁架端部中间竖直位置设置的折叠铰链座与主横梁的桁架挂结立柱外侧设置的折叠铰链座配套铰接。所述中间桁架与所述主横梁的三角形挂结支架间设有紧固拉筋，所述左右两侧分体桁架与所述主横梁的三角形挂结支架间设有紧固拉筋。上述的液压悬挂棉花打顶机，其中，所述液压四杆跟踪机构由四杆跟踪机构和液压油缸组成，四杆跟踪机构的固定前杆就是桁架的单体斜梁，四杆跟踪机构通过固定前杆连接在桁架的上下前横梁之间，至少一组所述单垅单体四杆跟踪机构连接在所述单体斜梁的后端并将悬挂桁架的下横梁套在其平行四边形框架内，四杆跟踪机构的活动后杆下部连接有V型连接体，V型连接体连接打顶执行装置。上述的液压悬挂棉花打顶机，其中，所述四杆跟踪机构的活动后杆下部连接的V型连接体是由厚钢板折成(或铸钢铸成)的大于90°内角的V形构件，V型连接体一段垂直向下通过螺栓与打顶执行装置连接，V型连接体另一段的外侧面与四杆跟踪机构活动后杆的外侧面下部重合且通过螺栓连接。上述的液压悬挂棉花打顶机，其中，打顶执行装置的电动机是12～36伏250瓦以上的直流电机、打顶执行装置的传动箱的传动比满足额定负荷下被动齿轮转速为1500转/分，打顶执行装置的往复式切割器的曲拐轴设置在被动齿轮上。所述打顶执行装置的传动箱及连接座是一整体铝合金或其它复合材料的铸件，连接座分上部垂直连接榫孔和水平连接榫孔。所述上部垂直连接榫孔与V型连接体的一端定位套接并通过紧固螺栓固定，上部垂直连接榫孔与V型连接体的紧固螺栓孔是左右对称的，可满足往复式双刃切割器即可左向安装又可右向安装的需要。所述水平连接榫孔是一通孔，其与传感器支杆定位套接并通过紧固螺栓固定，传感器支杆应使传感器置于打顶执行装置前方的前提下套接在水平连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液压悬挂棉花打顶机，其特征在于，包括：悬挂主机架、皮带轮传动总成、液压站、发电站、中间分体桁架和左右两端分体桁架、株顶识别跟踪自动控制系统、打顶执行装置，所述悬挂主机架与拖拉机的液压悬挂机构连接，所述中间桁架连接在主机架的后端，所述左右分体桁架分别连接在悬挂主机架的左右两端，所述株顶识别跟踪系统由光电识别装置、信息处理装置和液压控制机构、液压四杆跟踪机构组成，至少一组所述液压四杆跟踪机构分布在中间桁架和左右分体桁架上，所述打顶执行装置由直流电动机、传动箱及连接座、双刃往复式切割器组成，至少一组所述打顶执行装置分别连接在所述各组液压四杆跟踪机构活动竖杆的下端，至少一组所述光电识别装置分别连接在各组所述打顶执行装置的前方。

【技术特征摘要】
1.一种液压悬挂棉花打顶机，其特征在于，包括：悬挂主机架、皮带轮传动总成、液压站、发电站、中间分体桁架和左右两端分体桁架、株顶识别跟踪自动控制系统、打顶执行装置，所述悬挂主机架与拖拉机的液压悬挂机构连接，所述中间桁架连接在主机架的后端，所述左右分体桁架分别连接在悬挂主机架的左右两端，所述株顶识别跟踪系统由光电识别装置、信息处理装置和液压控制机构、液压四杆跟踪机构组成，至少一组所述液压四杆跟踪机构分布在中间桁架和左右分体桁架上，所述打顶执行装置由直流电动机、传动箱及连接座、双刃往复式切割器组成，至少一组所述打顶执行装置分别连接在所述各组液压四杆跟踪机构活动竖杆的下端，至少一组所述光电识别装置分别连接在各组所述打顶执行装置的前方。2.如权利要求1所述的液压悬挂棉花打顶机，其特征在于，所述悬挂主机架由主横梁、桁架挂结立柱、附横梁、左右两侧边梁、中间平台和三点悬挂连接架组成，所述主横梁为方钢结构，主横梁上平面中间位置安装有所述皮带轮传动总成，所述三点悬挂连接架固定在主横梁上，其上挂结点连接架为三角形支架，所述桁架挂结立柱垂直向上连接在主横梁两端。3.如权利要求1或2所述的液压悬挂棉花打顶机，其特征在于，悬挂主机架的所述中间平台上安装有所述液压站和发电站，液压站的油泵可以是单泵或多联油泵，发电站可以是直流24伏的单个发电机或多个发电机。所述皮带轮传动总成是由双轴承连体支座支承的花键传动轴结构，花键传动轴的一端花键与万向联轴器套接，另一端与主动皮带轮键连接，所述主动皮带轮通过传动皮带带动油泵和发电机工作。4.如权利要求1所述的液压悬挂棉花打顶机，其特征在于，所述桁架为具有去掉部分上角的正直角三角形截面的框架结构，桁架的前端由桁架上下前横梁、桁架左右两端斜梁构成前斜框架平面，至少一组所述单体斜梁连接在上下前横梁之间且横向位置可调，所述底部水平框架平面位置安装有分体电液控制装置，中间桁架两端所述上下纵梁与主机架所述左右边梁连接，左右侧分体桁架端部中间竖直位置设置的折叠铰链座与主横梁的桁架挂结立柱外侧设置的折叠铰链座配套铰接。5.如权利要求1所述的液压悬挂棉...

【专利技术属性】
技术研发人员：祖元丁，李汶罡，刘兆国，
申请(专利权)人：祖元丁，
类型：发明
国别省市：吉林;22