CN111788900B - 一种智能电驱自走式烟草井窖注水打穴机及方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种智能电驱自走式烟草井窖注水打穴机及方法，属于烟草移栽机械领域，所述打穴机包括移动底座以及设置在移动底座上打穴机构；所述打穴机构包括打穴支架和垂于地面的打穴钻头；所述打穴支架在移动底座上做上下运动；所述打穴钻头可转动地固定在所述打穴支架上；所述打穴钻头的顶部连接可将水流浇灌在打穴钻头上的导流罩；所述移动底座还设有控制底座移动、打穴支架上下移动以及钻头转动的智能控制箱。本公开的打穴机通过安装在上部的打穴机构在控制箱的协调下，随行走机构间隙期间完成打穴工作，同时由水箱向打穴机构注水，保证打穴质量。

Description

一种智能电驱自走式烟草井窖注水打穴机及方法

技术领域

本公开属于烟草移栽机械领域，具体是涉及一种智能电驱自走式烟草井窖注水打穴机及方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本公开相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

我国当前的烟草种植采用的是井窖移栽技术，需在烟苗移栽前完成垄内打穴作业，为烟苗提供理想的井窖移栽环境。目前井窖打穴大多采用手动或汽油机带动的手持式打穴装备，自动化程度较低，缺乏简单易用的智能电驱自走式烟草井窖注水打穴机,替代人力手持式打穴。因此开发智能电驱自走式烟草井窖注水打穴机是很有必要。

发明内容

针对现有技术中不足，提供一种智能电驱自走式烟草井窖注水打穴机及方法，可田间沿垄间隙自走，对烟草种植垄实现井窖自动打穴作业。

本公开至少一实施例公开了一种智能电驱自走式烟草井窖注水打穴机,该打穴机包括移动底座以及设置在移动底座上打穴机构；所述打穴机构包括打穴支架和垂于地面的打穴钻头；所述打穴支架在移动底座上做上下运动；所述打穴钻头可转动地固定在所述打穴支架上；所述打穴钻头的顶部连接可将水流浇灌在打穴钻头上的导流罩；所述移动底座还设有控制底座移动、打穴支架上下移动以及钻头转动的智能控制箱。

进一步地，所述导流罩的外形为锥形；所述导流罩面向打穴钻头的一侧连接直径大于所述打穴钻头的圆形压板，所述导流罩通过连接板固定在打穴支架上；所述连接板上设有水管接头。

进一步地，所述打穴支架上部设有打穴电机；打穴电机的输出轴穿过所述打穴支架通过联轴器与打穴主轴的一端连接；打穴主轴的另一端连接打穴钻头。

进一步地，所述打穴钻头包括圆柱形筒壁和设置在圆柱形筒壁下端的锥形头；所述圆柱形筒壁的顶端与导流罩的底部之间设有环形间隙。

进一步地，所述移动底座上设有放置水箱的水箱支架；所述水箱支架上连接有流量泵；所述流量泵通过水管与导流罩相连接。

进一步地，所述移动底座设有固定支架，所述固定支架在高度上设有竖直导轨和丝杠；打穴支架的一端通过丝杠螺母与丝杠连接；另一端设有与所述竖直导轨相配合的滑块。

进一步地，所述移动轮包括一对驱动轮和一对转向轮；所述一对转向轮之间通过平行四杆机构相连。

进一步地，所述驱动轮上设有旋转编码器和碟刹。

本公开至少一实施例还公开了基于上述任一项所述的一种智能电驱自走式烟草井窖注水打穴机的打穴方法，该方法包括如下过程：

通过智能控制箱确定该打穴机的行走间隙距离、打穴深度、注水量，启动自动模式，整机进入自走作业状态；

整机在自走作业状态下，行走设定的间隙距离后停止，钻头下降，钻头下部接触土壤时候开始转动；钻头深入土壤同时，水流沿着导流罩流到钻头上，伴随着钻头的外壁旋转抹平井窖壁面；

提升钻头离开地表，整机继续行走设定距离，周而复始循环运转。

上述实施例公开的有益效果：

(1)本公开的打穴机上设有可在底座上做上下运动的的打穴支架，打穴支架上设有可转动的打穴钻头，通过底座上的智能控制箱可实现电动快速自动井窖打穴，沿垄自走，提升效率，减少对人工的依赖，严格按照农艺要求提升井窖质量，同时可配合各种行走机构组合使用，便于拓展开发。

(2)本公开的打穴钻头的上部连接可将水流引入钻头上的导流罩，这样可以水流顺着导流罩下流浇灌打穴钻头，实现井窖打穴的塑形，避免井窖的坍塌问题。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1为本公开实施例公开的智能电驱自走式烟草井窖注水打穴机正视图；

图2为本公开实施例公开的智能电驱自走式烟草井窖注水打穴机轴侧图；

图3为本公开实施例公开移动底座的轴侧图；

图4为本公开实施例公开打穴机构的轴侧图；

图5为本公开实施例公开导流罩组件的轴侧图；

图6为本实施例中打穴机的控制***图。

图中：1、打穴机构，2、蓄电池，3、水箱，4、行走机构，5、智能控制箱，6、发电机，7、流量泵，8、水管，101、三角式支撑座，102、支撑架，103、打穴支架，104、滑块导轨，105、打穴电机，106、升降电机，107、丝杠，108、打穴主轴，109、打穴钻头，110、导流罩组件，401、水箱托架，402、驱动轮支架，403、驱动轮，404、驱动链，405、旋转编码器，406、碟刹，407、辅助四连杆，408、转向轮，409、转向轮支架，410、车闸，411、扶手，412、行走电动总成，413、驱动链轴。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本公开使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本公开的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。

如图1所示，本公开实施例公开的烟草井窖注水打穴机的结构主要包括移动底架，所述移动底座上设有打穴机构1、蓄电池2、水箱3、行走机构4、智能控制箱5以及发电机6，本打穴机由发电机6提供电能，并联蓄电池2向整机供电能，带动电动行走机构4实现打穴机的间隙行走。安装在移动机架上部的打穴机构1在智能控制箱5的协调下，随移动底座上的行走机构间隙期间完成打穴工作，同时由水箱3向打穴机构1注水。

如图2所示，所述水箱3的底部设有流量泵7，所述流量泵7通过水管8与打穴机构相连接，这样可以向打穴机构中输送水源。

如图3所示，本实施例中的移动底座主要是矩形钢组成的一个主体框架，在移动底座前端两侧连接驱动轮支架402，所述驱动轮支架402通过驱动链轴413连接驱动轮403，移动底座上的后端两侧连接转向轮支架409，所述转向轮支架409上连接转向轮408，其中转向轮408为万向轮，同时两个万向轮之间连接有辅助四连杆407，四连杆的两个曲柄分别连接一个万向轮，这样可以保证两个转向轮可以同步同角度旋转。

进一步地，在移动底座的中间位置上设有行走电动总成412，该行走电动总成包括驱动电机，这驱动电机用于控制两个驱动轮，驱动电机的两个输出轴连接一个主动链轮，同时在驱动轮的驱动链轴上设有一个被动链轮，所述主动链轮与被动链轮之间通过驱动链条404连接，实现驱动轮的转动。

需要说明的就是，本实施例中的行走电动总成中部还设有差速器，通过左右碟刹实现所有驱动轮的差速效果，带动后段的转向轮部件，实现左右转向。

其中一侧主动链轮上的外侧上设有旋转编码器405和碟刹406，该旋转编码器405用来检测主动链轮的转动圈数，通过采集旋转数据，再将该数据反馈给移动底座上的智能控制箱，同时智能控制箱再控制驱动电机实现驱动轮的停止转动，这样可以实现该机的间歇行走，行走到设定的距离后，该机停止，然后打穴机构开始运动。

进一步地，本实施例中移动底座的后部设有扶手411，扶手上部设有车闸410，当在智能控制箱调成手动模式的时候，操作人员可手握扶手411移动改机到需要打穴的地方进行打穴。

如图4所示，本公开实施例公开设置在移动底座上的打穴机构主要包括三角形支撑座101和设置在支撑座每一个角上的支撑架102，三角行支撑座101与三条支撑架102组成三棱柱框架连接在移动底座的上部。

进一步地，所述三角形支撑座上后两条支撑架的底部通过一个横杆连接，该横杆上中间位置上设有第一轴承座，通过该横杆相对应的三角形支撑座的边框顶部安装有升降电机106，同时该边框的底部连接一个U型板，在U型板上设置第二轴承座，第一轴承座与第二轴承座之间设有丝杠107，所述升降电机的输出轴穿过所述边框通过联轴器与所述丝杠的顶部连接，这样可以通过升降电机的旋转实现丝杠的转动。

进一步地，在所述三角形支撑座的内部上还设有打穴支架103，所述打穴支架103为一个矩形，所述打穴支架103垂直于丝杠107和连接在三角形支撑座上最前部的支撑架，并且打穴支架103的一端通过螺母与所述丝杠107转动连接，另一端连接滑块，相应的在支撑架上设置一个竖直滑块导轨104，这样可以通过丝杠的转动实现打穴支架的上下移动。

进一步地，本实施例中的打穴支架上靠近滑块导轨的一端顶部设有打穴电机105，同时打穴支架下面通过螺栓连接一个矩形框架；所述矩形框架内连接两个轴承座，在这两个轴承座之间设有打穴主轴108，所述打穴电机的输出轴穿过所述打穴支架通过联轴器与所述打穴主轴的顶部相连接，打穴主轴的下端连接打穴钻头。所述矩形框架的底部连接导流罩110，导流罩的底部连接打穴钻头109，打穴钻头109头部采用锥形结构，便于向下钻穴，中部为圆柱形筒壁，便于井窖壁面成型，上部的导流罩110，与打穴钻头109同轴分布。

如图5所示，本实施例中导流罩上部通过两个连接板连接在上述矩形框架上，所述连接板上设有开口，该开口连接有水管接头，该水管接头与移动底座上的水箱通过水管相连接，所述导流罩的下部连接一个圆形压面板，导流罩上下都是开口，且整体外形为倒置的锥形结构，同时导流罩下部的开口与钻头顶部之间设有环形间隙，这样钻头由打穴主轴带动旋转，同时配合水管接头流出的水流，顺着导流罩下流浇灌打穴钻头，实现井窖打穴的塑形，避免井窖的坍塌问题。

本公开设置在移动底座的智能控制箱内部设有PLC控制***，上部设有控制屏，可实时监测、调节各项参数，主要包括行走间隙距离、速度、自动模式、手动模式、打穴深度、注水量等等，如图6所示智能控制中的控制***分别用于控制设置在移动底座上的蓄电池、打穴机构、行走电机总成以及流量水泵等，实现自动打穴，具体的过程如下：

通过智能控制箱上的控制屏对各项参数做设置，确定行走间隙距离、打穴深度、注水量，将该打穴机调成自动模式，整机进入自走作业状态。

整机在自走作业状态下，行走50厘米停止，打穴机构工作，控制打穴支架带动钻头下降，钻头下部临近土壤时打穴电机转动，带动钻头旋转，继续下降，通过控制升降电机旋转圈数控制升降距离，当导流罩上的圆形压面板接触到地表时停止下降。

打穴钻头深入土壤同时，设置在导流罩上的水管接头按量注水，水流沿着导流罩流到打穴钻头上，伴随着打穴钻头的圆柱筒壁的旋转抹平井窖壁面。

最后提升打穴钻头离开地表，整机继续行走50厘米，周而复始循环运转。

通过上述过程可以实现代替现有的人力手持式打穴，可实现电动快速自动井窖打穴，沿垄自走，提升效率，减少对人工的依赖，严格按照农艺要求提升井窖质量，同时可配合各种行走机构组合使用，便于拓展开发。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (8)

1.一种智能电驱自走式烟草井窖注水打穴机,其特征在于：包括移动底座以及设置在移动底座上的打穴机构；所述打穴机构包括打穴支架和垂于地面的打穴钻头；所述打穴支架在移动底座上做上下运动；所述打穴钻头可转动地固定在所述打穴支架上；所述打穴钻头的顶部设有将水流浇灌在打穴钻头上的导流罩；所述移动底座还设有控制底座移动、打穴支架上下移动以及钻头转动的智能控制箱，所述打穴机构通过控制升降电机旋转圈数控制升降距离，当导流罩上的圆形压面板接触到地表时停止下降，所述打穴钻头包括圆柱形筒壁和设置在圆柱形筒壁下端的锥形头；所述圆柱形筒壁的顶端与导流罩的底部之间设有环形间隙，

所述导流罩的外形为锥形；所述导流罩面向打穴钻头的一侧连接直径大于所述打穴钻头的圆形压板，所述导流罩通过连接板固定在打穴支架上；所述连接板上设有水管接头。

2.如权利要求1所述的一种智能电驱自走式烟草井窖注水打穴机,其特征在于：所述打穴支架上部设有打穴电机；打穴电机的输出轴穿过所述打穴支架通过联轴器与打穴主轴的一端连接；打穴主轴的另一端连接打穴钻头。

3.如权利要求1所述的一种智能电驱自走式烟草井窖注水打穴机,其特征在于：所述移动底座上设有放置水箱的水箱支架；所述水箱支架上连接有流量泵；所述流量泵通过水管与导流罩相连接。

4.如权利要求1所述的一种智能电驱自走式烟草井窖注水打穴机,其特征在于：所述移动底座设有固定支架，所述固定支架在高度上设有竖直导轨和丝杠；打穴支架的一端通过丝杠螺母与丝杠连接；另一端设有与所述竖直导轨相配合的滑块。

5.如权利要求1所述的一种智能电驱自走式烟草井窖注水打穴机,其特征在于：还包括移动轮，所述移动轮包括一对驱动轮和一对转向轮；所述一对转向轮之间通过平行四杆机构相连。

6.如权利要求5所述的一种智能电驱自走式烟草井窖注水打穴机,其特征在于：所述移动底座上设有行走电动总成，所述行走电动总成包括驱动电机；所述驱动电机通过链条传动***与驱动轮连接。

7.如权利要求5所述的一种智能电驱自走式烟草井窖注水打穴机,其特征在于：所述驱动轮上设有旋转编码器和碟刹。

8.基于权利要求1-7任一项所述的一种智能电驱自走式烟草井窖注水打穴机的打穴方法，其特征在于：包括如下过程

通过智能控制箱确定该打穴机的行走间隙距离、打穴深度、注水量，启动自动模式，整机进入自走作业状态；

整机在自走作业状态下，行走设定的间隙距离后停止，钻头下降，钻头下部接触土壤时候开始转动；钻头深入土壤同时，水流沿着导流罩流到钻头上，伴随着钻头的外壁旋转抹平井窖壁面；

提升钻头离开地表，整机继续行走设定距离，周而复始循环运转。

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