一种起草皮机草皮自动切断系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种起草皮机草皮自动切断系统，包括起草皮机，还包括控制器、显示仪表、传感器一、传感器二，传感器一安装于起草皮机的切断刀上并与控制器信号连接，其感应头朝向与切断刀作用方向一致，传感器二安装于起草皮机的行走轮或随动轮上并与控制器信号连接，显示仪表、起草皮机的电离合器分别与控制器信号连接。本实用新型专利技术的优点是：通过传感器的信号传递，使草皮切断长度稳定、可调，复杂工况作业整机安全系数高、整机振动小和操控舒适性高等特点，节省了人力、物力和财力，提高了工作效率的同时降低了劳动强度，具有实际意义和作业稳定等技术特点。稳定等技术特点。稳定等技术特点。

【技术实现步骤摘要】
一种起草皮机草皮自动切断系统


[0001]本技术涉及一种农业器械，尤其是涉及一种起草皮机草皮自动切断系统。

技术介绍

[0002]众所周知，国内草坪基地起草作业过程涵盖划线、起草、收卷捆扎和装车，目前仅起草是通过起草皮机完成(机手随进操作)，用户在起草前需对待起草皮进行人工划线(拉线)手推仿形限深犁刀割断，操作人员一般为2人协同作业，费时耗力。以每班8人作业5000m2，分割长度0.8m计及，则划线工序每班需耗用达1个人工。行业上曾有机械式起草皮切断一体机，其作业表现起草切断草皮长度不均匀，长度误差达100mm以上，不利于景观和园林的草皮铺设，用户结算误差范围大，机具在作业过程中扶手部位振幅大，劳动强度大，整机可靠性低和操作舒适性差等痛点，最终以不满足用户实际需求而被市场淘汰。

技术实现思路

[0003]技术目的：针对上述问题，本技术的目的是提供一种起草皮机草皮自动切断系统，实现起草皮机草皮自动切断控制，降低劳动强度。
[0004]技术方案：一种起草皮机草皮自动切断系统，包括起草皮机，还包括控制器、显示仪表、传感器一、传感器二，传感器一安装于起草皮机的起草刀上并与控制器信号连接，其感应头朝向与起草刀作用方向一致，传感器二安装于起草皮机的行走轮或随动轮上并与控制器信号连接，显示仪表、起草皮机的电离合器分别与控制器信号连接。
[0005]进一步的，传感器一为压力传感器。
[0006]进一步的，传感器一为视觉传感器。
[0007]进一步的，传感器二为位移传感器。
[0008]进一步的，控制器为PC控制板，其内嵌有PLC程序。
[0009]进一步的，本系统还包括凸轮机构，凸轮机构与起草皮机的切断刀连接。
[0010]通过显示仪表输入切断草皮长度给控制器，控制器发出指令，起草皮机工作开始划线，传感器一发出信号给控制器，控制器发出信号给传感器二开始工作，当达到设定长度时，传感器二发出信号给控制器，控制器发出指令给电离合器，电离合器接受指令后吸附切断执行机构动力输入传动链轮，带动切断刀作单次工作循环进行草皮切断后，控制器发出指令给电离合器复位后脱开，等待下次指令，传感器二再次达到下一计量长度时，再次发出指令，重复进行草皮切断作业。
[0011]有益效果：与现有技术相比，本技术的优点是：通过传感器的信号传递，使草皮切断长度稳定、可调，复杂工况作业整机安全系数高、整机振动小和操控舒适性高等特点，节省了人力、物力和财力，提高了工作效率的同时降低了劳动强度，具有实际意义和作业稳定等技术特点。
附图说明
[0012]图1为本技术的系统连接图；
[0013]图2为本技术切断刀及其相关受力示意图。
具体实施方式
[0014]下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本技术，应理解这些实施例仅用于说明本技术而不用于限制本技术的范围。
[0015]一种起草皮机草皮自动切断系统，包括起草皮机，如图1、2所示，还包括控制器1、显示仪表2、传感器一3、传感器二4，传感器一3为压力传感器或视觉传感器，传感器二4为位移传感器，控制器1为PC控制板，嵌入各功能和逻辑，应用PID控制算法进行PLC编程，以机、电结合完成自动切断功能，确保切断长度一致(目标控制误差≤3％)。
[0016]传感器一3安装于起草皮机的400上并与控制器1信号连接，其感应头朝向与起草刀400作用力F3方向一致，传感器二4安装于起草皮机的行走轮200或随动轮100上并与控制器1信号连接，显示仪表2、起草皮机的电离合器5分别与控制器1信号连接。
[0017]切断草皮长度设定功能由显示仪表内置PC控制板的PLC程序设定，起草块数计量功能由显示仪表内置PC控制板的PLC程序设定，包括小计、累计、清零和总计等。传感器二为数字式位移传感器，每次起草刀切入草皮土壤时开始计量工作，计量指令发讯方式有两种：人工按键设定或传感器一进行数据传输。每批次作业前人工设定起草长度，长度尺寸可调，满足客户需求，适应范围广；显示仪表的触摸屏作业数据可视，通过按键可进行设定和操作，人机互动感强，计量准确，极大的降低了劳动强度，提高了作业效率。通过人工设定传感器数据采集并发出指令，或传感器一确认进入起草工作模式后发出指令，传感器二接受指令开始计量，达到预设起草长度后发讯，电离合器接受指令后吸附切断执行机构动力输入传动链轮，带动切断刀作单次工作循环，复位后脱开，等待下次指令。
[0018]起草皮机的切断刀300位于随进式起草皮机行走轮200和随动轮100之间，用户通过扶手操作机器，切断刀的作用力F2方向和行程C如附图2所示，为使切断有效，行程C切入地面深度应包含与起草刀水平作用方向的垂直冗余，进一步的可知，冗余量D的大小、切断刀与行走轮的距离A和扶手施加力F1、行走轮的距离B和随动轮等质量匹配是降低机具在作业过程中扶手部位振幅和劳动强度、提高整机可靠性和操作舒适性等拓展方向。由于实际起草作业过程中草皮品种、土壤含水率、土壤本身的力学特性和起草作业速度等差异，致使切断刀切断作业外载荷的随机性和多样性，需通过大量试验数据积累后确定最佳减振系统设计，应用弹性动力学设计理念，本系统中对切断执行机构中行程C采用凸轮机构，凸轮机构与切断刀300连接。
[0019]凸轮机构的机构特点为无刚性、柔性冲击，满足起草切断应用场景需求。切断刀行程C速度特性曲线与凸轮工作踏面运动轨迹呈线性关系，单次循环动力响应描叙为：0
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缓冲
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一次加速
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缓爬升
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二次加速
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切断
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一次减速
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缓减速
→
二次减速
→
缓冲
→
0。
[0020]通过将切断刀的切断执行机构设计为凸轮泥垢，在起草皮机草皮自动切断方法同等质量情况下，二次加速度后的加速力提升明显，达1.5倍左右，吸收切断组件回程的减速力也相应下降明显，从而确保机构切断可靠，切断时切断刀与地面产生的反力通过凸轮轨迹进行阻尼和吸收，使机具切断作业系统特性具有柔性冲击的特点，机具在作业过程中扶
手部位振幅得到有效遏制和降低，改善了劳动强度，整机可靠性提升明显和操作舒适性达到用户需求。
[0021]本系统以机、电结合完成自动切断功能，确保切断长度一致(目标控制误差≤3％)，有效规避了起草切断过程中轮子打滑、草皮负载浮动、人力辅助推进或制动等导致起草切断长度波动不稳定的不可控因素，在降低整机振动、提升可靠性和操控舒适性方面，应用动力学设计理念，获取起草切断过程输入、输出的随机振动问题的系统动力响应和稳定性的最优解，阶段性的满足用户和市场需求。
[0022]本系统使草皮切断长度稳定、可调，复杂工况作业整机安全系数高、整机振动小和操控舒适性高等特点，节省了人力、物力和财力，提高了工作效率的同时降低了劳动强度，具有实际意义和作业稳定等技术特点。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种起草皮机草皮自动切断系统，包括起草皮机，其特征在于：还包括控制器、显示仪表、传感器一、传感器二，传感器一安装于起草皮机的起草刀上并与控制器信号连接，其感应头朝向与起草刀作用方向一致，传感器二安装于起草皮机的行走轮或随动轮上并与控制器信号连接，显示仪表、起草皮机的电离合器分别与控制器信号连接。2.根据权利要求1所述的一种起草皮机草皮自动切断系统，其特征在于：传感器一为压力传感器。3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：田锡生，
申请(专利权)人：江苏沃得植保机械有限公司，
类型：新型
国别省市：