CN105144876A - 拖挂式激光平地机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种拖挂式激光平地机，包括机架和平地铲，所述机架上固设有轮轴，所述轮轴的两端分别设有第一地轮和第二地轮；还包括安装在平地铲上的角度传感器、动力缸、与所述轮轴铰接的偏转件、固定在所述轮轴上的支撑件以及控制器，所述第一地轮通过铰接安装在偏转件上，所述动力缸的活塞杆与偏转件铰接，所述动力缸的缸体与支撑件铰接；所述偏转件和轮轴之间的铰接点、所述偏转件和动力缸的活塞杆之间的铰接点以及所述偏转件与第一地轮之间的铰接点呈三角形分布，所述控制器用于实时获取所述角度传感器测得的平地铲角度，根据该角度控制所述动力缸的活塞杆进行伸缩从而使平地铲保持水平状态。该平地机只需单次作业即可保证地面的平整精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种拖挂式激光平地机，属于农业机械技术领域。
背景技术
农田表面平整度比较差，在一定程度上降低了农田灌溉水和肥料使用的利用率。激光控制平地技术对改善农田表面平整度，提高农田灌溉水分布的均匀度，减少肥料的使用量具有重要的应用价值。
现有的激光平地机平整技术是利用激光发射器发射一束激光，其旋转时产生的扫描平面，作为控制地面不平度的参照水平基准面。激光接收器是激光束信号接收装置，它能对激光基准面进行全方位的自动搜索。激光接收器安装在铲架的桅杆上，铲架由两个固定地轮支撑行走并保持平地铲的平衡。在平地开始时，首先确定被平整地面的标高,当接收器接收到发射器发出的水平激光基准信号，从而检测出平地铲相对于激光基准平面的位置偏差，并把这个位置偏差信号转变成电信号，传递给控制器中的单片机进行信号处理;然后,通过电子控制线路和液压控制装置对平地铲的高程进行控制,使整个铲刀架的高度在低于激光基准面时提升或高于激光基准面时降低来始终保持铲刃处在定位的标高平面上,以实现对不平地面或坡度地面进行削高填低的平整作业。
拖挂式激光平地机是挂接在现有的拖拉机上进行平地作业，但由于现有的拖挂式激光平地机对平地铲只有高程控制而没有水平控制,在不平整地面或坡度地面作业时,会使两个固定地轮高度不一而导致机具铲刀倾斜,导致其作业的地面也呈现出仿型倾斜,使得单次作业的平整精度难以提高，只能依靠多次重复平地作业才能确保平整精度。另外，在地面不平整度变化时,平地机的激光接收器的桅杆会发生不同程度的倾斜,使激光高程差信号严重失真，在倾斜严重时,甚至导致***不能正常工作,故其只能经过普通平整机械粗平并达到相当的平整度后方能实施激光平地作业,限制了其应用的场合。
发明内容
本发明要解决技术问题是：针对现有技术在不平整地面或坡度地面作业时会出现仿型倾斜的缺点，提供一种单次作业即可保证地面平整精度的拖挂式激光平地机。
为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：一种拖挂式激光平地机，包括机架、平地铲、激光发射器、激光接收器、用于安装激光接收器的桅杆以及用于根据激光接收器的信号调节所述平地铲高度的高程控制***，所述机架上设有轮轴，所述轮轴的两端分别设有第一地轮和第二地轮；还包括安装在平地铲上的角度传感器、动力缸、与所述轮轴铰接的偏转件、固定在所述轮轴上的支撑件以及控制器，所述第一地轮通过铰接安装在偏转件上，所述动力缸的活塞杆与偏转件铰接，所述动力缸的缸体与支撑件铰接；所述偏转件和轮轴之间的铰接点、所述偏转件和动力缸的活塞杆之间的铰接点以及所述偏转件与第一地轮之间的铰接点呈三角形分布，所述控制器用于实时获取所述角度传感器测得的平地铲角度，根据该角度控制所述动力缸的活塞杆进行伸缩从而使平地铲保持水平状态。
在精准农业的平整土地中，平地机分为水田和旱地两种。水田平地采用的是悬挂式平地机，而旱田采用的是拖挂式的平地机，本发明的拖挂式激光平地机也正是用于旱地的平整。据申请人了解，一般拖挂式激光平地机均会对平地铲的高度进行调整，但目前的拖挂式激光平地机均没有对平地铲进行水平调节，故从细分的专业应用领域来说这是属于从来未有的。现有拖挂式激光平地机的两个地轮均安装在轮轴上，本发明将第一地轮设置为可调节轮（安装在偏转件上），该地轮的高度可以随着第二地轮的高度升降而实时调节，这样即使在不平整地面或坡度地面作业时,两个地轮的高度始终保持一致,可以避免其作业的地面呈现出仿型倾斜。
上述技术方案的改进是：所述偏转件包括两个呈预定角度且相邻两端固定连接的第一侧轴和第二侧轴，所述第一地轮设置在所述第一侧轴远离第二侧轴的端部，所述动力缸的活塞杆设置在所述第二侧轴远离第一侧轴的端部，所述偏转件和轮轴之间的铰接点位于所述第一侧轴和第二侧轴的连接处。
上述技术方案的进一步改进是：所述角度传感器为动态倾角传感器，所述动态倾角传感器的Y轴沿着所述平地铲的长度方向安装。
上述技术方案的进一步改进是：所述第一侧轴和第二侧轴的连接处设有与可供所述轮轴穿过的轴孔，所述轴孔内固设有与所述轮轴配合的轴承。
上述技术方案的进一步改进是：所述第一地轮通过轴承安装在所述第一侧轴上，所述动力缸的活塞杆的杆头上设有第一耳环，所述动力缸的活塞杆通过***第一耳环的销轴铰接在第二侧轴上。
上述技术方案的进一步改进是：所述动力缸的缸体上设有第二耳环，所述动力缸的缸体通过***第二耳环的销轴铰接在支撑件上。
本发明带来的有益效果是：本发明通过角度传感器测量平地铲的倾斜角，并根据该倾斜角控制动力缸的活塞杆伸缩，实现第一地轮的高度可调，保证始终保持在一个水平状态（使第一地轮的高度跟随第二轮的高度变化而变化），这样就避免了在不平整地面或坡度地面作业时,会使两个固定地轮高度不一而导致机具铲刀倾斜使作业的地面也呈现出仿型倾斜的缺陷，提高了平地的精确度和平地的效率，只需单次作业即可保证地面平整精度。本发明在调整第一地轮的高度时，也会相应调整第一地轮与第二地轮的前后相对位置，避免了直接竖起调整第一地轮高度时造成的犁地缺陷。
本发明的高程控制***为现有技术，通常需要将激光接收器安装在平地铲铲架的桅杆上（参见背景技术部分），本发明通过水平调节平地铲可使桅杆始终处于垂直状态，确保了激光接收器接收到的激光高程差信号真实、精确、可靠，克服了在地面不平度严重时导致的拖挂式激光平地机不能正常工作的状况。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明实施例的结构示意图。
图2是图1中第一地轮的安装示意图。
具体实施方式
实施例
本实施例的拖挂式激光平地机，如图1所示，包括机架、平地铲以及用于调节平地铲高度的高程控制***，机架上设有轮轴8，轮轴8的两端分别设有第一地轮7和第二地轮11。
本实施例的高程控制***为现有技术，可参考背景技术，在此仅做简单叙述。激光发射器（图中未示出）按标高设置，激光接收器1安装在铲架9（用于安装平地铲）的桅杆2上，接收激光束信号，从而检测出平地铲相对于标高的高程差，然后通过液压控制装置4对平地铲的高程进行控制。
本实施例还包括安装在平地铲上的角度传感器3、动力缸6、与轮轴8铰接的偏转件5、固定在轮轴8上的支撑件13以及控制器10，第一地轮7通过铰接安装在偏转件5上，动力缸6的活塞杆与偏转件5铰接，动力缸6的缸体与支撑件13铰接；偏转件5和轮轴8之间的铰接点、偏转件5和动力缸6的活塞杆之间的铰接点以及偏转件5与第一地轮7之间的铰接点呈三角形分布，控制器10用于实时获取角度传感器3测得的平地铲角度，根据该角度控制动力缸6的活塞杆进行伸缩从而使平地铲保持水平状态。其中控制器10为现有技术，不再赘述。
本实施例的动力缸6优选液压缸，当然也可以采用气压缸。角度传感器3优选动态倾角传感器，其中动态倾角传感器的Y轴沿着平地铲的长度方向安装，测得的俯仰角即为平地铲的水平倾角。
本实施例在使用时，第一地轮7的高度变化是使其相对于轮轴8发生一定的偏置角度进行控制的，其依据是角度传感器3的测量值。以第二地轮11为支点，当第二地轮11变高时，角度传感器3测得负角度值，此时控制动力缸6的活塞杆缩回，活塞杆拉动偏转件5绕轮轴8顺时针转动使第一地轮7前移而抬高第一地轮7一端的平地铲高度；当第二地轮11变低时,角度传感器3测得正角度值，此时控制动力缸6的活塞杆伸出推动偏转件5绕轮轴8逆时针转动使第一地轮7后移而降低平地铲的高度。
如图2所示，本实施例的偏转件5包括两个呈预定角度且相邻两端固定连接的第一侧轴和第二侧轴，第一地轮7设置在第一侧轴远离第二侧轴的端部，动力缸6的活塞杆设置在第二侧轴远离第一侧轴的端部，偏转件5和轮轴8之间的铰接点位于第一侧轴和第二侧轴的连接处，即在第一侧轴和第二侧轴的连接处设有供轮轴8穿过的轴孔，轴孔内设有与轮轴8配合的轴承14，从而实现铰接。
本实施例还可以用以下改进：1）第一地轮7通过轴承安装在第一侧轴上，动力缸6的活塞杆的杆头上设有第一耳环，动力缸6的活塞杆通过***第一耳环的销轴铰接在第二侧轴上。
2）动力缸6的缸体上设有第二耳环，动力缸6的缸体通过***第二耳环的销轴铰接在支撑件13上。
本发明不局限于上述实施例，本发明的上述各个实施例的技术方案彼此可以交叉组合形成新的技术方案，另外凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。
Claims (6)
1.一种拖挂式激光平地机，包括机架、平地铲以及用于调节所述平地铲高度的高程控制***，所述机架上设有轮轴，所述轮轴的两端分别设有第一地轮和第二地轮；其特征在于：还包括安装在平地铲上的角度传感器、动力缸、与所述轮轴铰接的偏转件、固定在所述轮轴上的支撑件以及控制器，所述第一地轮通过铰接安装在偏转件上，所述动力缸的活塞杆与偏转件铰接，所述动力缸的缸体与支撑件铰接；所述偏转件和轮轴之间的铰接点、所述偏转件和动力缸的活塞杆之间的铰接点以及所述偏转件与第一地轮之间的铰接点呈三角形分布，所述控制器用于实时获取所述角度传感器测得的平地铲角度，根据该角度控制所述动力缸的活塞杆进行伸缩从而使平地铲保持水平状态。
2.根据权利要求1所述的拖挂式激光平地机，其特征在于：所述偏转件包括两个呈预定角度且相邻两端固定连接的第一侧轴和第二侧轴，所述第一地轮设置在所述第一侧轴远离第二侧轴的端部，所述动力缸的活塞杆设置在所述第二侧轴远离第一侧轴的端部，所述偏转件和轮轴之间的铰接点位于所述第一侧轴和第二侧轴的连接处。
3.根据权利要求1或2所述的拖挂式激光平地机，其特征在于：所述角度传感器为动态倾角传感器，所述动态倾角传感器的Y轴沿着所述平地铲的长度方向安装。
4.根据权利要求2所述的拖挂式激光平地机，其特征在于：所述第一侧轴和第二侧轴的连接处设有与可供所述轮轴穿过的轴孔，所述轴孔内固设有与所述轮轴配合的轴承。
5.根据权利要求2所述的拖挂式激光平地机，其特征在于：所述第一地轮通过轴承安装在所述第一侧轴上，所述动力缸的活塞杆的杆头上设有第一耳环，所述动力缸的活塞杆通过***第一耳环的销轴铰接在第二侧轴上。
6.根据权利要求1或2所述的拖挂式激光平地机，其特征在于：所述动力缸的缸体上设有第二耳环，所述动力缸的缸体通过***第二耳环的销轴铰接在支撑件上。
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