一种自适应仿形系统试验台技术方案

技术编号:22307189 阅读:18 留言:0更新日期:2019-10-16 07:14
本发明专利技术涉及一种自适应仿形试验台,包括机械结构部分、液压系统部分、控制系统部分三个部分,三个部分协同工作。通过液压系统模拟路面状态,可通过两个液压缸的配合有效模拟地面起伏和左右不平的工况,动力元件选用恒压变量泵具有较好的节能效果,避免系统发热,采用压力补偿系统,确保系统流量可精准调整,继而实现液压缸速度的精确控制。

An Adaptive Profiling System Test Bench

【技术实现步骤摘要】
一种自适应仿形系统试验台
本专利技术涉及一种自适应仿形试验台,尤其涉及一种种植机械自适应仿形系统试验台。
技术介绍
在粮食生产六大环节中,种植环节机械化水平较低。移栽和播种装备需工作部件根据地面起伏状态实现自适应仿形,以保证播深稳定和栽插精度,现有的种植机械地型适应性差,造成了作业质量无法符合种植农艺要求、作业效率低下等问题。因此,迫切需要研究种植机械装备自适应仿形关键技术,提高种植机械的适应性和作业质量,继而为推动农业经济发展提供装备基础。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种自适应仿形系统试验台,可以通过液压缸的配合实现对地面的模拟,并由两个电动推杆作为执行元件分别实现栽植机构的升降和水平调平,可对所设计的自适应仿形系统进行验证与优化。本专利技术采取以下技术方案:一种自适应仿形试验台,包括机械结构部分、液压系统部分、控制系统部分;所述机械结构部分包括用于模拟实际生产过程中的移栽和播种装备的调平板1,调平板1与连接板2平行贴近设置连接,连接板2以其平面中心为中心,四周对称设有第一、第二、第三、第四腰型滑槽21、22、26、28,各腰型滑槽中安装有螺栓,并通过所述螺栓与调平板1连接;所述调平板1一侧设有第一推杆连接架15,连接板2中间开孔安装连接圆盘30,连接圆盘30通过螺栓分别对调平板1及连接板2限位,使调平板1可以围绕连接圆盘30的圆心在±10°的范围内转动,转动过程中第一、第二、第三、第四腰型滑槽内的螺栓分别在对应的滑槽中滑动,连接板2的位置固定;连接板上层左右两侧分别对称设置连接板第一上层凸耳3和连接板第二上层凸耳24,连接板第一上层凸耳3与第一上连接板35转动连接,连接板第二上层凸耳24与第二上连接板4转动连接;连接板下层左右两侧分别对称设置连接板第一下层凸耳38和连接板第二下层凸耳39,连接板第一下层凸耳38与第一下连接板36转动连接,连接板第二下层凸耳17与第二下连接板37转动连接;连接板的一侧面焊接有第一推杆底座14,第一推杆底座14与第一电动推杆13的底部转动连接,所述的第一电动推杆13的顶部与第一推杆连接架15转动连接;在初始位置时,第一电动推杆处于行程的一半,根据倾角传感器的反馈信号控制器控制第一电动推杆13的伸缩,以使调平板1始终处于水平状态;连接板的中间位置设置连接板中间凸耳40;连接支架7用于自适应仿形机构与底座之间的连接;所述的连接支架7上固定设置第二推杆底座18;第二电动推杆33的底部与第二推杆底座18转动连接,第二电动推杆33的顶部与连接板中间凸耳40转动连接;在初始位置时,第二电动推杆处于行程的一半,根据第一液压缸12和第二液压缸34的伸缩状态由控制器控制第二电动推杆18的伸缩,以实现调平板根据液压缸模拟的路面状态进行上下垂向调整;连接支架7上层左右两侧分别对称设置连接支架第一上层凸耳6和连接支架第二上层凸耳25,连接支架第一上层凸耳与第一上连接板35转动连接,连接支架第二上层凸耳17与第二上连接板24转动连接;连接支架下层左右两侧分别对称设置连接支架第一下层凸耳6和连接支架第二下层凸耳17,连接支架第一下层凸耳6与第一下连接支架36转动连接,连接支架第二下层凸耳17与第二下连接支架37转动连接;所述液压系统部分包括动力元件,动力元件为恒压变量泵;恒压变量泵的出油口并联两个回路,其中一路连接溢流阀的进油口;溢流阀的出油口连接冷却器,用于冷却溢流阀流出的热油;恒压变量泵的出油口的另一路连接带显示的过滤器,带显示的过滤器出油口并联两路,其中一路连接第一定差减压阀,第一定差减压阀的出油口连接第一三位四通比例换向阀,第一定差减压阀的压力油口连接第一梭阀,第一定差减压阀和第一梭阀共同构成第一压力补偿系统;第一三位四通比例换向阀的两油口连接第一单向阀组,第一单向阀组为液控形式,用于将第一液压缸的位置锁紧;第一液压缸为单活塞杆双作用液压缸;带显示的过滤器A5出油口的另一路连接第二定差减压阀,第二定差减压阀出油口连接第二三位四通比例换向阀,第二定差减压阀的压力油口连接第二梭阀,第二定差减压阀和第二梭阀共同构成了第二压力补偿系统;第二三位四通比例换向阀的两个油口连接第二单向阀组,第二单向阀组为液控形式;所述控制系统部分包括:安装于第一、二液压缸和第一、第二电动推杆上的拉线传感器,拉线传感器实时获取第一、第二液压缸和第一、第二电动推杆的行程信息;用于测定调平板水平状态的角度传感器,拉线传感器和角度传感器各自与模拟量输入模块连接,模拟量输入模块与控制器连接;控制器与模拟量输出模块连接,模拟量输出模块:将其输出的模拟量信号由放大器控制液压比例阀,其输出信号的正负控制比例阀接入系统的位置,其输出信号的大小控制比例阀的节流口开度,继而控制液压缸速度;同时,模拟量输出模块输出的模拟量接入PWM调速器,PWM调速器采用降压调速的方式控制对应电动推杆的速度。进一步的,所述机械结构部分还包括底座,底座由第一底座支撑横梁5、第二底座支撑横梁8、第三底座支撑横梁9、第一底座支撑纵梁41和第二底座支撑纵梁42组成,所述的第二底座支撑横梁8和第三底座支撑横梁9用于承载配重10;底座由底座支撑腿11支撑,底座支撑腿11与底座支撑纵梁焊接固定。更进一步的,所述的第一底座支撑横梁5的两端分别于与第一液压缸12的有杆腔和第二液压缸34的有杆腔连接,第一液压缸12的无杆腔和第二液压缸34的无杆腔分别与连接支架7的底部连接。进一步的,控制器与计算机组态通讯,将传感器的信号和模拟量输出模块的输出信号实时采集记录,用于后期处理分析。进一步的,所述自适应仿形试验台用于移栽和播种装备的模拟实验。本专利技术的有益效果在于:1)通过液压系统模拟路面状态,可通过两个液压缸的配合有效模拟地面起伏和左右不平的工况,动力元件选用恒压变量泵具有较好的节能效果,避免系统发热,采用压力补偿系统,确保系统流量可精准调整,继而实现液压缸速度的精确控制。液压系统采用单向阀组作为压力锁,锁紧效果好。2)通过两个电动推杆来实现移栽机构的升降和水平调节,易于控制、响应快,且成本较低。通过PWM调速器可以调节电动推杆运动速度,继而可调节系统灵敏度。3)通过计算机与控制器的通讯,可以实现将采集到的信号实时储存在计算机上,用于后期的处理分析。附图说明图1为本专利技术自适应仿形系统试验台的平面图(俯视方向);图2是图1的左视图。图3是图1的俯视图。图1-图3中:1-调平板2-连接板3-连接板第一上层凸耳4-第二上连接板5-第一底座支撑横梁6-连接支架第一下层凸耳7-连接支架8-第二底座支撑横梁9-第三底座支撑横梁10-配重11-底座支撑腿12-第一液压缸13-第一电动推杆14-第一推杆底座15-第一推杆连接架16-连接支架第一上层凸耳17-连接支架第二下层凸耳18-第二推杆底座19-连接支架加强筋20-第一螺栓21-第一腰型滑槽22-第二腰型滑槽23-第二螺栓24-连接板第二上层凸耳25-第三销轴26-连接支架第二上层凸耳27-第三螺栓28-第四腰型滑槽29-第四螺栓30-连接圆盘31-第五螺栓32-第六螺栓33-第二电动推杆34-第二液压缸35-第一上连接板36-第一下连接板37-第二下连接板38-连接板第一下层凸耳39-连接板第二下层凸耳40-连接板中间凸耳41-第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自适应仿形试验台,其特征在于:包括机械结构部分、液压系统部分、控制系统部分;所述机械结构部分包括用于模拟实际生产过程中的移栽和播种装备的调平板(1),调平板(1)与连接板(2)平行贴近设置连接,连接板(2)以其平面中心为中心,四周对称设有第一、第二、第三、第四腰型滑槽(21、22、26、28),各腰型滑槽中安装有螺栓,并通过所述螺栓与调平板(1)连接;所述调平板(1)一侧设有第一推杆连接架(15),连接板(2)中间开孔安装连接圆盘(30),连接圆盘(30)通过螺栓分别对调平板(1)及连接板(2)限位,使调平板(1)可以围绕连接圆盘(30)的圆心在±10°的范围内转动,转动过程中第一、第二、第三、第四腰型滑槽内的螺栓分别在对应的滑槽中滑动,连接板(2)的位置固定;连接板上层左右两侧分别对称设置连接板第一上层凸耳(3)和连接板第二上层凸耳(24),连接板第一上层凸耳(3)与第一上连接板(35)转动连接,连接板第二上层凸耳(24)与第二上连接板(4)转动连接;连接板下层左右两侧分别对称设置连接板第一下层凸耳(38)和连接板第二下层凸耳(39),连接板第一下层凸耳(38)与第一下连接板(36)转动连接,连接板第二下层凸耳(17)与第二下连接板(37)转动连接;连接板的一侧面焊接有第一推杆底座(14),第一推杆底座(14)与第一电动推杆(13)的底部转动连接,所述的第一电动推杆(13)的顶部与第一推杆连接架(15)转动连接;在初始位置时,第一电动推杆处于行程的一半,根据倾角传感器的反馈信号控制器控制第一电动推杆(13)的伸缩,以使调平板(1)始终处于水平状态;连接板的中间位置设置连接板中间凸耳(40);连接支架(7)用于自适应仿形机构与底座之间的连接;所述的连接支架(7)上固定设置第二推杆底座(18);第二电动推杆(33)的底部与第二推杆底座(18)转动连接,第二电动推杆(33)的顶部与连接板中间凸耳(40)转动连接;在初始位置时,第二电动推杆处于行程的一半,根据第一液压缸(12)和第二液压缸(34)的伸缩状态由控制器控制第二电动推杆(18)的伸缩,以实现调平板根据液压缸模拟的路面状态进行上下垂向调整;连接支架(7)上层左右两侧分别对称设置连接支架第一上层凸耳(6)和连接支架第二上层凸耳(25),连接支架第一上层凸耳与第一上连接板(35)转动连接,连接支架第二上层凸耳(17)与第二上连接板(24)转动连接;连接支架下层左右两侧分别对称设置连接支架第一下层凸耳(6)和连接支架第二下层凸耳(17),连接支架第一下层凸耳(6)与第一下连接支架(36)转动连接,连接支架第二下层凸耳(17)与第二下连接支架(37)转动连接;所述液压系统部分包括动力元件,动力元件为恒压变量泵;恒压变量泵的出油口并联两个回路,其中一路连接溢流阀的进油口;溢流阀的出油口连接冷却器,用于冷却溢流阀流出的热油;恒压变量泵的出油口的另一路连接带显示的过滤器,带显示的过滤器出油口并联两路,其中一路连接第一定差减压阀,第一定差减压阀的出油口连接第一三位四通比例换向阀,第一定差减压阀的压力油口连接第一梭阀,第一定差减压阀和第一梭阀共同构成第一压力补偿系统;第一三位四通比例换向阀的两油口连接第一单向阀组,第一单向阀组为液控形式,用于将第一液压缸的位置锁紧;第一液压缸为单活塞杆双作用液压缸;带显示的过滤器(A5)出油口的另一路连接第二定差减压阀,第二定差减压阀出油口连接第二三位四通比例换向阀,第二定差减压阀的压力油口连接第二梭阀,第二定差减压阀和第二梭阀共同构成了第二压力补偿系统;第二三位四通比例换向阀的两个油口连接第二单向阀组,第二单向阀组为液控形式,用于将第二液压缸的位置锁紧;;所述控制系统部分包括:安装于第一、第二液压缸和第一、第二电动推杆上的拉线传感器,拉线传感器实时获取第一、第二液压缸和第一、第二电动推杆的行程信息;用于测定调平板水平状态的角度传感器,拉线传感器和角度传感器各自与模拟量输入模块连接,模拟量输入模块与控制器连接;控制器与模拟量输出模块连接,模拟量输出模块将其输出的模拟量信号由放大器放大后控制液压比例阀,其输出信号的正负控制比例阀接入系统的位置,其输出信号的大小控制比例阀的节流口开度,继而控制液压缸速度;同时,模拟量输出模块输出的模拟量接入PWM调速器,PWM调速器采用降压调速的方式控制对应电动推杆的速度。...

【技术特征摘要】
1.一种自适应仿形试验台,其特征在于:包括机械结构部分、液压系统部分、控制系统部分;所述机械结构部分包括用于模拟实际生产过程中的移栽和播种装备的调平板(1),调平板(1)与连接板(2)平行贴近设置连接,连接板(2)以其平面中心为中心,四周对称设有第一、第二、第三、第四腰型滑槽(21、22、26、28),各腰型滑槽中安装有螺栓,并通过所述螺栓与调平板(1)连接;所述调平板(1)一侧设有第一推杆连接架(15),连接板(2)中间开孔安装连接圆盘(30),连接圆盘(30)通过螺栓分别对调平板(1)及连接板(2)限位,使调平板(1)可以围绕连接圆盘(30)的圆心在±10°的范围内转动,转动过程中第一、第二、第三、第四腰型滑槽内的螺栓分别在对应的滑槽中滑动,连接板(2)的位置固定;连接板上层左右两侧分别对称设置连接板第一上层凸耳(3)和连接板第二上层凸耳(24),连接板第一上层凸耳(3)与第一上连接板(35)转动连接,连接板第二上层凸耳(24)与第二上连接板(4)转动连接;连接板下层左右两侧分别对称设置连接板第一下层凸耳(38)和连接板第二下层凸耳(39),连接板第一下层凸耳(38)与第一下连接板(36)转动连接,连接板第二下层凸耳(17)与第二下连接板(37)转动连接;连接板的一侧面焊接有第一推杆底座(14),第一推杆底座(14)与第一电动推杆(13)的底部转动连接,所述的第一电动推杆(13)的顶部与第一推杆连接架(15)转动连接;在初始位置时,第一电动推杆处于行程的一半,根据倾角传感器的反馈信号控制器控制第一电动推杆(13)的伸缩,以使调平板(1)始终处于水平状态;连接板的中间位置设置连接板中间凸耳(40);连接支架(7)用于自适应仿形机构与底座之间的连接;所述的连接支架(7)上固定设置第二推杆底座(18);第二电动推杆(33)的底部与第二推杆底座(18)转动连接,第二电动推杆(33)的顶部与连接板中间凸耳(40)转动连接;在初始位置时,第二电动推杆处于行程的一半,根据第一液压缸(12)和第二液压缸(34)的伸缩状态由控制器控制第二电动推杆(18)的伸缩,以实现调平板根据液压缸模拟的路面状态进行上下垂向调整;连接支架(7)上层左右两侧分别对称设置连接支架第一上层凸耳(6)和连接支架第二上层凸耳(25),连接支架第一上层凸耳与第一上连接板(35)转动连接,连接支架第二上层凸耳(17)与第二上连接板(24)转动连接;连接支架下层左右两侧分别对称设置连接支架第一下层凸耳(6)和连接支架第二下层凸耳(17),连接支架第一下层凸耳(6)与第一下连接支架(36)转动连接,连接支架第二下层凸耳(17)与第二下连接支架(37)转动连...

【专利技术属性】
技术研发人员:扈凯张文毅祁兵夏倩倩
申请(专利权)人:农业农村部南京农业机械化研究所
类型:发明
国别省市:江苏,32

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