一种智能化果树起垄栽植联合作业机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种智能化果树起垄栽植联合作业机，包括栽植作业装置、检测装置、栽植作业控制系统和液压传动装置。所述的栽植作业装置通过三点悬挂方式挂接在拖拉机尾部，实现果树栽植过程中旋耕、起垄、挖坑、排肥、混肥、回填、覆土和镇压的自动化作业；所述的检测装置检测栽植作业装置位置信息和外界指令并向控制器反馈信息；所述的栽植作业控制系统接收传感器信息并通过继电器控制电磁阀状态实现对栽植作业装置的自动及智能控制；所述的液压传动装置将拖拉机液压系统的液压能传递到各液压执行元件。本实用新型专利技术实现果树栽植的自动化作业，菌肥和土壤掺混均匀度高，解决土壤连作障碍，节省大量人力物力，提高果树成活率。

【技术实现步骤摘要】
一种智能化果树起垄栽植联合作业机
本技术属于农业机械领域，涉及一种智能化果树起垄栽植联合作业机，实现了果树栽植过程中旋耕、起垄、挖坑、排肥、混肥、回填、覆土和镇压的自动化及智能化作业。
技术介绍
果树起垄栽培可以减轻雨季积水对根系的涝害，并增加根系透气性，使根系生活在肥沃的活土层中，提高果树产量和品质。同时，为了解决土壤连作障碍，果树种植前，树穴土须施入菌肥并与其掺混均匀，从而改善土壤质量，抑制土传病害发生。目前，果树种植过程中的挖坑、混肥、回填等过程主要由人工完成，效率较低，劳动强度高，掺混质量不能得到保证，并且旋耕起垄未能与果树栽植形成联合作业，果园栽植联合作业的机械化、自动化、智能化重要性日益突显。经对现有技术文献检索发现，中国专利技术专利“一种挖坑装置”，申请号201710415386.6，该机器以挖坑作业为主，不具备旋耕、起垄、排肥、混肥、回填、覆土和镇压作业功能，功能单一，进给运动单一，效率较低；中国专利技术专利“一种原位挖坑混肥回填一体机及其工作方法”，申请号201710178197.1，该机器虽然实现了挖坑、混肥、回填等多个作业功能，但需要人工移动，多次启动发动机，需要人工手动操作各升降装置，自动化、智能化水平不足。因此针对土壤连作障碍、果树根系的透气性差、土肥掺混质量低导致的果树成活率低、栽植作业模式单一、自动化程度低等问题，迫切需要专利技术一种智能化果树起垄栽植联合作业机，以节省果树栽植过程中的大量劳动力，提高土肥掺混质量，解决土壤连作障碍，实现果树栽植的联合作业，自动化和智能化作业。
技术实现思路
针对现有果树栽植机器栽植作业模式单一，自动化程度低，钻头进给运动单一等问题，专利技术了一种智能化果树起垄栽植联合作业机，以实现自动化旋耕、起垄、挖坑、排肥、混肥、回填、覆土和镇压等联合作业，智能调节挖坑进给运动，提高土肥掺混质量，解决土壤连作障碍，实现果树栽植的自动化和智能化联合作业。本技术一种智能化果树起垄栽植联合作业机所采用的技术方案：包括栽植作业装置、检测装置、栽植作业控制系统和液压传动装置。所述的栽植作业装置通过三点悬挂方式挂接在拖拉机尾部，实现果树栽植过程中旋耕、起垄、挖坑、排肥、混肥、回填、覆土和镇压的自动化作业；所述的检测装置检测栽植作业装置位置信息和外界指令并向控制器反馈信息；所述的栽植作业控制系统接收传感器信息并通过继电器控制电磁阀状态实现对栽植作业装置的自动及智能控制；所述的液压传动装置将拖拉机液压系统的液压能传递到各液压执行元件。所述的栽植作业装置，包括挖坑混肥螺旋钻头、连接轴、轴套座、限位轴承、镇压轮、覆土机构、内外套筒、链传动机构、丝杠螺母机构、挡板、导流管道、滑轨机构、排肥机构、垂直升降机架、平行升降机架、悬挂机架、压轮、旋耕装置、四边形升降机构；所述的挖坑混肥螺旋钻头顶端通过连接轴与挖坑马达连接，实现挖坑和混肥的联合作业；所述的连接轴顶端通过键与挖坑马达连接，底端与挖坑混肥螺旋钻头通过螺栓连接；所述的轴套座与垂直升降机架通过螺栓连接，固定限位轴承和挖坑马达；所述的限位轴承固定在轴套座和连接轴之间，可以承受轴向力和径向力，对连接轴起轴向限位作用；所述的镇压轮为两个，对称焊接在覆土挡板上，与地面滚动接触，实现对回填土肥的压实作业；所述的覆土机构为两个，对称焊接在悬挂机架上，对回填的土肥起到收拢的作用；所述的内外套筒同心嵌套，分别与垂直升降机架和平行升降机架固定，将挖坑混肥螺旋钻头抛出的土壤收集在筒内；所述的链传动机构将提升马达的转矩通过链传动传递至两个丝杠，使螺母带动挡板实现自动提升；所述的丝杠螺母机构为两个，螺母与挡板分别固定，当丝杠转动时使挡板自动提升；所述的挡板放置在导流管道与内外筒的连接处，可以沿内外筒臂上下移动，实现对筒内土肥的储存和排放；所述的导流管道焊接在内外筒上，使土壤沿内部管道排放至坑穴中；所述的滑轨机构对称固定在平行升降机架上，使垂直升降机架沿滑轨竖直上下移动；所述的排肥机构固定在垂直升降机架上，在对外槽轮排肥电机的控制下实现肥料的可控排放；所述的垂直升降机架固定在滑轨机构上，在升降油缸的带动下沿滑轨上下移动；所述的平行升降机架固定在四边形升降机构的固定连杆2上，带动挖坑、排肥、混肥、回填作业的主要部件平行移动，实现原位栽植作业；所述的悬挂机架通过三点悬挂方式挂接在拖拉机尾部，用于整个栽植作业平台的固定；所述的压轮固定在悬挂机架上，将旋耕的土壤进行压实起垄；所述的旋耕装置固定在悬挂机架上，拖拉机输出轴通过锥齿轮传动带动旋耕装置的刀轴旋转完成旋耕作业；所述的四边形升降机构利用了对边平行的特性，使垂直固定于悬挂机架的固定连杆1与固定于平行升降机架的固定连杆2始终平行，保证钻头始终垂直地面工作，提高栽植质量，同时水平位移为导流管道于初始状态和作业状态的水平距离，导流管道中心树苗放置处在回填作业时恰好对准坑穴中心。所述的检测装置，包括接近开关组、按键组、压力传感器、温度传感器、槽型光电开关；所述的接近开关组包括挡板接近开关、前限位接近开关、后限位接近开关、上行程接近开关、中行程接近开关、下行程接近开关；所述的挡板接近开关固定在平行升降机架前端中央处，位于挡板的正上方，当提升挡板触发接近开关时提升马达停止转动；所述的前限位接近开关固定在四边形升降机构的固定连杆1处，当栽植平台由初始位置移动到作业位置时，平行升降机架底部触发接近开关使液压同步油缸停止伸长；所述的后限位接近开关布置在悬挂机架上，检测栽植平台初始状态；所述的上行程接近开关、中行程接近开关、下行程接近开关皆固定在平行升降机架上，检测钻头行程及位置信息；所述的按键组包括复位、一键作业、挖坑马达启停、提升马达启停、同步上升、同步下降、垂直上升、垂直下降等八个按键，复位按键使单片机控制器进行初始化模式，一键作业进行全自动控制模式，其他按键可以实现对各个电磁阀的单独控制，在急需停止自动作业的情况下，可以按下复位按键，然后通过提升马达启停、同步上升、同步下降、垂直上升、垂直下降等按键使各部件运行到初始位置；所述的压力传感器用于采集系统压力，可以实时监控液压系统的工作压力，液压系统压力过高时，易造成内泄漏，油液温度升高；所述的温度传感器采集油液温度，油温过高会使油液的粘性下降；所述的槽型光电开关用于转速的测量，槽型圆盘安装在连接轴上。所述的栽植作业控制系统，包括控制器、PWM调速器、多路继电器、OLED显示屏；所述的控制器包括但不限于单片机、PLC，接受检测装置信号并控制外设；所述的PWM调速器根据单片机输入的PWM的占空比调节排肥电机的转速，实现对排肥量的精准控制；所述的多路继电器包含8个，接口负载为直流30V/10A，分别控制提升马达正转电磁阀、提升马达反转电磁阀、挖坑马达电磁阀、起垄马达电磁阀、垂直升电磁阀、垂直降电磁阀、同步升电磁阀、同步降电磁阀的通电状态，其中，垂直降继电器控制挖坑进给运动，通过PID控制算法将系统压力预设值与采集值比对后，单片机发送PWM控制信号控制继电器通断时间比例，实现对升降油缸的数字控制，从而智能调节挖坑进给速度；所述的OLED显示屏通过与单片机进行IIC通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能化果树起垄栽植联合作业机，其特征在于：包括栽植作业装置、检测装置、栽植作业控制系统和液压传动装置；/n所述的栽植作业装置，包括挖坑混肥螺旋钻头、连接轴、轴套座、限位轴承、镇压轮、覆土机构、内外套筒、链传动机构、丝杠螺母机构、挡板、导流管道、滑轨机构、排肥机构、垂直升降机架、平行升降机架、悬挂机架、压轮、旋耕装置、四边形升降机构；所述的挖坑混肥螺旋钻头顶端通过连接轴与挖坑马达连接，实现挖坑和混肥的联合作业；所述的连接轴顶端通过键与挖坑马达连接，底端与挖坑混肥螺旋钻头通过螺栓连接；所述的轴套座与垂直升降机架通过螺栓连接，固定限位轴承和挖坑马达；所述的限位轴承固定在轴套座和连接轴之间，承受轴向力和径向力，对连接轴起轴向限位作用；所述的镇压轮为两个，对称焊接在覆土挡板上，与地面滚动接触，实现对回填土肥的压实作业；所述的覆土机构为两个，对称焊接在悬挂机架上，对回填的土肥起到收拢的作用；所述的内外套筒同心嵌套，分别与垂直升降机架和平行升降机架固定，将挖坑混肥螺旋钻头抛出的土壤收集在筒内；所述的链传动机构将提升马达的转矩通过链传动传递至两个丝杠，使螺母带动挡板实现自动提升；所述的丝杠螺母机构为两个，螺母与挡板分别固定，当丝杠转动时使挡板自动提升；所述的挡板放置在导流管道与内外筒的连接处，沿内外筒臂上下移动，实现对筒内土肥的储存和排放；所述的导流管道焊接在内外筒上，使土壤沿内部管道排放至坑穴中；所述的滑轨机构对称固定在平行升降机架上，使垂直升降机架沿滑轨竖直上下移动；所述的排肥机构固定在垂直升降机架上，在对外槽轮排肥电机的控制下实现肥料的可控排放；所述的垂直升降机架固定在滑轨机构上，在升降油缸的带动下沿滑轨上下移动；所述的平行升降机架固定在四边形升降机构的固定连杆2上，带动挖坑、排肥、混肥、回填作业的主要部件平行移动，实现原位栽植作业；所述的悬挂机架通过三点悬挂方式挂接在拖拉机尾部，用于整个栽植作业平台的固定；所述的压轮固定在悬挂机架上，将旋耕的土壤进行压实起垄；所述的旋耕装置固定在悬挂机架上，拖拉机输出轴通过锥齿轮传动带动旋耕装置的刀轴旋转完成旋耕作业；垂直固定于悬挂机架的固定连杆1与固定于平行升降机架的固定连杆2始终平行，保证钻头始终垂直地面工作，提高栽植质量，同时水平位移为导流管道于初始状态和作业状态的水平距离，导流管道中心树苗放置处在回填作业时恰好对准坑穴中心；/n所述的检测装置，包括接近开关组、按键组、压力传感器、温度传感器、槽型光电开关；所述的接近开关组包括挡板接近开关、前限位接近开关、后限位接近开关、上行程接近开关、中行程接近开关、下行程接近开关；所述的挡板接近开关固定在平行升降机架前端中央处，位于挡板的正上方，当提升挡板触发接近开关时提升马达停止转动；所述的前限位接近开关固定在四边形升降机构的固定连杆1处，当栽植平台由初始位置移动到作业位置时，平行升降机架底部触发接近开关使液压同步油缸停止伸长；所述的后限位接近开关布置在悬挂机架上，检测栽植平台初始状态；所述的上行程接近开关、中行程接近开关、下行程接近开关皆固定在平行升降机架上，检测钻头行程及位置信息；所述的按键组包括复位、一键作业、挖坑马达启停、提升马达启停、同步上升、同步下降、垂直上升、垂直下降等八个按键，复位按键使单片机控制器进行初始化模式，一键作业进行全自动控制模式，其他按键实现对各个电磁阀的单独控制，在急需停止自动作业的情况下，按下复位按键，然后通过提升马达启停、同步上升、同步下降、垂直上升、垂直下降等按键使各部件运行到初始位置；所述的压力传感器用于采集系统压力，实时监控液压系统的工作压力；所述的温度传感器采集油液温度；所述的槽型光电开关用于转速的测量，将槽型圆盘安装在连接轴上；/n所述的栽植作业控制系统，包括控制器、PWM调速器、多路继电器、OLED显示屏；所述的控制器包括但不限于单片机、PLC，接受检测装置信号并控制外设；所述的PWM调速器根据单片机输入的PWM的占空比调节排肥电机的转速，实现对排肥量的精准控制；所述的多路继电器包含8个，分别控制提升马达正转电磁阀、提升马达反转电磁阀、挖坑马达电磁阀、起垄马达电磁阀、垂直升电磁阀、垂直降电磁阀、同步升电磁阀、同步降电磁阀的通电状态，其中，垂直降继电器控制挖坑进给运动，通过PID控制算法将系统压力预设值与采集值比对后，单片机发送PWM控制信号控制继电器通断时间比例，实现对升降油缸的数字控制，从而智能调节挖坑进给速度；所述的OLED显示屏通过与单片机进行IIC通信，对压力、温度、转速等信息进行显示；/n所述的液压传动装置，包括多路电磁阀、液压同步油缸、升降油缸、挖坑马达、提升马达、起垄马达；所述的多路电磁阀为8个，控制马达启停、正反转以及油缸的伸缩；所述的液压同步油缸为两个，供油油路采用并联油路，实现四边形...

【技术特征摘要】
1.一种智能化果树起垄栽植联合作业机，其特征在于：包括栽植作业装置、检测装置、栽植作业控制系统和液压传动装置；
所述的栽植作业装置，包括挖坑混肥螺旋钻头、连接轴、轴套座、限位轴承、镇压轮、覆土机构、内外套筒、链传动机构、丝杠螺母机构、挡板、导流管道、滑轨机构、排肥机构、垂直升降机架、平行升降机架、悬挂机架、压轮、旋耕装置、四边形升降机构；所述的挖坑混肥螺旋钻头顶端通过连接轴与挖坑马达连接，实现挖坑和混肥的联合作业；所述的连接轴顶端通过键与挖坑马达连接，底端与挖坑混肥螺旋钻头通过螺栓连接；所述的轴套座与垂直升降机架通过螺栓连接，固定限位轴承和挖坑马达；所述的限位轴承固定在轴套座和连接轴之间，承受轴向力和径向力，对连接轴起轴向限位作用；所述的镇压轮为两个，对称焊接在覆土挡板上，与地面滚动接触，实现对回填土肥的压实作业；所述的覆土机构为两个，对称焊接在悬挂机架上，对回填的土肥起到收拢的作用；所述的内外套筒同心嵌套，分别与垂直升降机架和平行升降机架固定，将挖坑混肥螺旋钻头抛出的土壤收集在筒内；所述的链传动机构将提升马达的转矩通过链传动传递至两个丝杠，使螺母带动挡板实现自动提升；所述的丝杠螺母机构为两个，螺母与挡板分别固定，当丝杠转动时使挡板自动提升；所述的挡板放置在导流管道与内外筒的连接处，沿内外筒臂上下移动，实现对筒内土肥的储存和排放；所述的导流管道焊接在内外筒上，使土壤沿内部管道排放至坑穴中；所述的滑轨机构对称固定在平行升降机架上，使垂直升降机架沿滑轨竖直上下移动；所述的排肥机构固定在垂直升降机架上，在对外槽轮排肥电机的控制下实现肥料的可控排放；所述的垂直升降机架固定在滑轨机构上，在升降油缸的带动下沿滑轨上下移动；所述的平行升降机架固定在四边形升降机构的固定连杆2上，带动挖坑、排肥、混肥、回填作业的主要部件平行移动，实现原位栽植作业；所述的悬挂机架通过三点悬挂方式挂接在拖拉机尾部，用于整个栽植作业平台的固定；所述的压轮固定在悬挂机架上，将旋耕的土壤进行压实起垄；所述的旋耕装置固定在悬挂机架上，拖拉机输出轴通过锥齿轮传动带动旋耕装置的刀轴旋转完成旋耕作业；垂直固定于悬挂机架的固定连杆1与固定于平行升降机架的固定连杆2始终平行，保证钻头始终垂直地面工作，提高栽植质量，同时水平位移为导流管道于初始状态和作业状态的水平距离，导流管道中心树苗放置处在回填作业时恰好对准坑穴中心；
所述的检测装置，包括接近开关组、按键组、压力传感器、温度传感器、槽型光电开关；所述的接近开关组包括挡板接近开关、前限位接近开关、后限位接近开关、上行程接近...

【专利技术属性】
技术研发人员：苑进，毛志泉，尹然光，刘雪美，李扬，
申请(专利权)人：山东农业大学，
类型：新型
国别省市：山东;37