发明内容
本发明实施例提供一种抛肥设备,该抛肥设备能够自动判断并解决抛肥搅龙组负载过大问题的同时,通过匹配对应的推肥速度和行驶速度调节单位面积的施肥量,保证了施肥的准确性,而且有利于抛肥机在无人化农场的应用和普及。
本发明实施例提供一种抛肥设备,包括:
一种抛肥设备,包括:
抛肥机构,包括推肥机构以及设于所述推肥机构后方的抛肥搅龙组;
拖拉机,与所述抛肥机构连接以牵引所述抛肥机构,所述拖拉机上设有PTO装置,所述PTO装置与所述抛肥搅龙组之间通过离合器进行传动;
感应单元,包括用于获取所述拖拉机的PTO转速的PTO转速传感器、用于获取所述拖拉机行驶速度的行驶速度传感器、用于获取所述抛肥搅龙组的转速的搅龙转速传感器;
中央控制器,与所述PTO转速传感器、行驶速度传感器、搅龙转速传感器电性连接,所述中央控制器用于读取拖拉机的PTO转速、抛肥搅龙组的转速和拖拉机的行驶速度,并当所述拖拉机的PTO转速与所述抛肥搅龙组的转速的比值大于设定转速比时,判定所述抛肥搅龙组过载,进而降低推肥机构的推肥速度,且根据当前的推肥速度,调整拖拉机的行驶速度至与当前的推肥速度匹配,以使单位面积的施肥量达到施肥量设定值。
如上所述的抛肥设备,所述推肥机构包括肥箱、用于将肥箱内的肥料推送至抛肥搅龙组的推肥板以及与推肥板连接以驱动推肥板运动的推肥液压***,所述中央控制器与所述推肥液压***连接,以控制推肥机构的推肥速度。
如上所述的抛肥设备,所述抛肥搅龙组包括并列设置的两个搅龙,当所述中央控制器获取的两个搅龙的转速不一致时,所述中央控制器用于执行以下步骤:
将所述拖拉机的PTO转速分别与两个搅龙的转速对比得到第一转速比和第二转速比;
当第一转速比和第二转速比两者之一为设定转速比而另一与设定转速比不一致时,发出第一报警信号;
当第一转速比和第二转速比均与设定转速比不一致时,发出第二报警信号。
如上所述的抛肥设备,所述感应单元还包括用于获取所述抛肥机构的推肥板的阻力值的推肥压力传感器,所述中央控制器与所述推肥压力传感器电性连接,所述中央控制器还用于读取所述抛肥机构中推肥板的阻力值,并当阻力值高于第二预设阻力值时,控制推肥液压***的溢流阀卸油,并发出第三报警信号,当获取到的所述阻力值高于第一预设阻力值而低于第二压力值时,控制推肥液压***降低推肥板的推肥速度。
如上所述的抛肥设备,所述感应单元还包括用于获取所述拖拉机和所述抛肥机构的轮胎的气压值的胎压检测装置,所述中央控制器与所述胎压检测装置电性连接,所述中央控制器还用于读取所述拖拉机和所述抛肥机构的轮胎的气压值,并当气压值低于第一预设气压值时,发出第四报警信号,当气压下降且下降速度在预设降压速度警告范围时,发出第五报警信号,当气压下降且下降速度超出预设降压速度危险值时,发出第六报警信号。
如上所述的抛肥设备,所述感应单元还包括用于获取所述抛肥机构的车桥轴承的温度值的车轮轴承测温装置,所述中央控制器与所述车轮轴承测温装置电性连接,所述中央控制器还用于读取车桥中轴承的温度值,并当温度值高于第一预设温度值时,发出第七报警信号。
如上所述的抛肥设备,所述感应单元还包括用于获取推肥作业过程中的实时视频数据的视频监视装置,所述中央控制器与所述视频监视装置电性连接,所述中央控制器还用于读取推肥作业过程中的实时视频数据并输出至显示器中。
如上所述的抛肥设备,所述感应单元还包括用于获取所述推肥机构的肥箱中的肥料重量值的称重传感器,所述中央控制器与所述称重传感器电性连接,所述中央控制器还用于读取肥箱中的肥料重量值,并当肥料重量值达到预设重量值时,输出当前的肥料重量或/和离肥箱满载所需的肥料重量,并在肥箱满载时发出第八报警信号。
如上所述的抛肥设备,所述感应单元还包括用于获取所述推肥机构的推肥板的位移值的位移传感器,所述中央控制器与所述位移传感器电性连接,所述中央控制器还用于读取推肥板的位移值,并当推肥板的位移值到达设定位移值时,控制推肥板停止推肥并复位。
如上所述的抛肥设备,所述推肥机构与所述抛肥搅龙组之间设有用于连通或阻断推肥机构往抛肥搅龙组输送肥料的肥门机构,所述肥门机构包括肥门以及用于驱动肥门开闭的肥门液压***,所述感应单元还包括用于获取所述肥门位置信息的接近开关,所述中央控制器与所述接近开关和所述肥门液压***电性连接,所述中央控制器还用于读取肥门位置信息,并当肥门在推升状态下到达设定开门位置时,控制肥门液压***驱动肥门停止推升,否则控制肥门液压***驱动肥门继续推升;当肥门在下降状态下到达设定关门位置时,控制肥门液压***驱动肥门停止下降,否则控制肥门液压***驱动肥门继续下降。
如上所述的抛肥设备,还包括用于与运维工作站进行通信的通信模块,所述通信模块与所述中央控制器电性连接,以将获取到的抛肥机运行数据和/或报警信号传输到运维工作站。
与现有技术相比,本发明实施例的优点在于:
1、该抛肥设备能够自动判断并解决抛肥搅龙组负载过大问题的同时,通过匹配对应的推肥速度和行驶速度调节单位面积的施肥量,保证了施肥的准确性,而且有利于抛肥机在无人化农场的应用和普及。
2、能够通过对PTO装置与两个搅龙的转速比进行对比判断,自动区分搅龙不同的故障情况,既能及时发现故障问题,同时尽可能保证了完整的施肥作业,抛肥设备的维护更加灵活。
3、通过视频监测可以了解到推肥作业过程中,推肥板、肥门、抛肥搅龙组等机组的工作过程都能实时了解,例如,在肥门打开或者闭合过程中,看肥门是否出现变形,运动是否平稳,如不平稳,可能是肥门变形或者轨道变形。又例如,在进行抛肥过程中,查看两抛肥搅龙是否同步并朝相反方向转动,如同步说明正常工作,如不同步说明抛肥传动***两侧齿轮箱齿轮出现打齿现象。自动检测与人工监控结合,进一步提升了故障检测的准确性和灵活性,而且在故障维护时还能够通过录制的故障视频更容易找到故障原因,以更有针对性地进行维护。
4、设置了与运维工作站进行通信的通信模块,运维工作站相当于一个远程监控站,当收到抛肥机运行数据和/或报警信号后,可显示在显示屏上,并且不同的信号用不同的符号或图像或颜色等方式来区别显示,运维工作站根据相应的报警信号派出相应的维保机器人或维修人员对抛肥机进行维修,当然也可以直接将抛肥机驶向运维工作站进行维护。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
参见图1至图6,是本发明实施例提供的一种抛肥设备,包括:抛肥机构1b、拖拉机1a、感应单元1d、中央控制器1c。
抛肥机构1b包括推肥机构400以及设于所述推肥机构400后方的抛肥搅龙组600。
拖拉机1a与所述抛肥机构1b连接以牵引所述抛肥机构1b,所述拖拉机1a上设有PTO装置1a1,所述PTO装置1a1与所述抛肥搅龙组600之间通过离合器进行传动。
感应单元1d包括用于获取所述拖拉机1a的PTO转速的PTO转速传感器3、用于获取所述拖拉机1a行驶速度的行驶速度传感器8、用于获取所述抛肥搅龙组600的转速的搅龙转速传感器2。
中央控制器1c与所述PTO转速传感器3、行驶速度传感器8、搅龙转速传感器2电性连接,所述中央控制器1c用于读取拖拉机1a的PTO转速、抛肥搅龙组600的转速和拖拉机1a的行驶速度,并当所述拖拉机1a的PTO转速与所述抛肥搅龙组600的转速的比值大于设定转速比时,判定所述抛肥搅龙组600过载,进而降低推肥机构400的推肥速度,且根据当前的推肥速度,调整拖拉机1a的行驶速度至与当前的推肥速度匹配,以使单位面积的施肥量达到施肥量设定值。作为实施方式之一而非限定,可提前录入要达到某一单位面积抛肥量时所需的推肥板402的推肥速度以及拖拉机的行驶速度。使得在设定某一单位面积的施肥量时,存在相互匹配的推肥速度和拖拉机的行驶速度。
其中,单位面积的施肥量可按如下计算得出并进行反馈调节,从一定时间段内的肥料重量差值可得出肥料减少量,拖拉机的行驶速度与该时间段的乘积可得出拖拉机行程,再乘以车宽可得出该段时间的抛肥面积,由此,单位面积的抛肥量可由肥料减少量除以抛肥面积得出。而肥料重量可通过称重传感器7获取。
为更好地理解本实施例的技术方案,举例说明如下:正常状态下,无论是搅龙启动还是正常运行,拖拉机1a的PTO转速与抛肥搅龙组600的转速的设定转速比均为4.5:1,当抛肥搅龙组600负载过大,尤其在抛肥搅龙组600启动时候,易于出现转速比大于4.5:1,说明抛肥搅龙组600负载过大,此时需启动过载保护,即中央控制器1c发出信号,控制降低推肥机构400的推肥速度,降低抛肥搅龙组600的负载,使转速比正常。与此同时,中央控制器1c根据当前的推肥速度,调整拖拉机1a的行驶速度至与当前的推肥速度匹配,以使单位面积的施肥量达到施肥量设定值。
该抛肥设备能够自动判断并解决抛肥搅龙组600负载过大问题的同时,通过匹配对应的推肥速度和行驶速度调节单位面积的施肥量,保证了施肥的准确性,而且有利于抛肥机在无人化农场的应用和普及。
进一步地,所述推肥机构400包括肥箱403、用于将肥箱403内的肥料推送至抛肥搅龙组600的推肥板402以及与推肥板402连接以驱动推肥板运动的推肥液压***401,所述中央控制器1c与所述推肥液压***401连接,以控制推肥机构400的推肥速度。
相应地,所述抛肥搅龙组600包括并列设置的两个搅龙,当所述中央控制器1c获取的两个搅龙的转速不一致时,所述中央控制器1c用于执行以下步骤:
将所述拖拉机1a的PTO转速分别与两个搅龙的转速对比得到第一转速比和第二转速比;当第一转速比和第二转速比两者之一为设定转速比而另一与设定转速比不一致时,发出第一报警信号;当第一转速比和第二转速比均与设定转速比不一致时,发出第二报警信号。
若两个搅龙的转速不一致表明其间的齿轮箱体存在损坏。一般情况下齿轮箱体不会彻底损坏,减速箱左右两套齿轮组会有一套为正常使用。因此,PTO转速与其中一个搅龙转速的比值为设定转速比,此时发出第一报警信号,提示搅龙传动出现了故障,但故障较小,可继续完成进行本次的施肥作业,并且以读数较高的搅龙转速作为正常搅龙转速,完成施肥后抛肥设备需到维护工作站,停车检修。若第一转速比和第二转速比均非设定转速比时,说明搅龙及搅龙传动***出现较大故障,此时发出第二报警信号,提示立即结束抛肥作业。
该技术方案通过对转速比进行对比判断,自动区分搅龙不同的故障情况,既能及时发现故障问题,同时尽可能保证了完整的施肥作业,抛肥设备的维护更加灵活。
本实施例中,所述感应单元1d还包括用于获取所述抛肥机构1b的推肥板402的阻力值的推肥压力传感器1,所述中央控制器1c与所述推肥压力传感器1电性连接,所述中央控制器1c还用于读取所述抛肥机构1b中推肥板402的阻力值,并当阻力值高于第二预设阻力值时,控制推肥液压***的溢流阀卸油,并发出用于提示推肥过载的第三报警信号,当获取到的所述阻力值高于第一预设阻力值而低于第二压力值时,控制推肥液压***降低推肥板402的推肥速度。该技术方案的优点在于,可以实现推肥机构400工作情况的自动监控和调节,有效防止推肥机构400过载。
进一步地,所述感应单元1d还包括用于获取所述拖拉机1a和所述抛肥机构1b的轮胎的气压值的胎压检测装置4,所述中央控制器1c与所述胎压检测装置4电性连接,所述中央控制器1c还用于读取所述拖拉机1a和所述抛肥机构1b的轮胎的气压值,并当气压值低于第一预设气压值时,发出用于提示气压不足的第四报警信号,当气压下降且下降速度在预设降压速度警告范围时,发出用于提示轮胎漏气的第五报警信号,当气压下降且下降速度超出预设降压速度危险值时,发出用于提示轮胎损坏的第六报警信号。用户通过不同的胎压报警信号可以了解到轮胎的不同运行情况,可及时对轮胎进行充气或维修。
进一步地,所述感应单元1d还包括用于获取所述抛肥机构1b的车桥轴承的温度值的车轮轴承测温装置5,所述中央控制器1c与所述车轮轴承测温装置5电性连接,所述中央控制器1c还用于读取车桥中轴承的温度值,并当温度值高于第一预设温度值时,发出用于提示温度过高的第七报警信号。其能够及时提醒用户暂停作业,防止温度过高损坏零部件。
进一步地,所述感应单元1d还包括用于获取推肥作业过程中的实时视频数据的视频监视装置6,所述中央控制器1c与所述视频监视装置6电性连接,所述中央控制器1c还用于读取推肥作业过程中的实时视频数据并输出至显示器中。通过视频监测可以了解到推肥作业过程中,推肥板402、肥门4061、抛肥搅龙组600等机组的工作过程都能实时了解,例如,在肥门4061打开或者闭合过程中,看肥门4061是否出现变形,运动是否平稳,如不平稳,可能是肥门4061变形或者轨道变形。又例如,在进行抛肥过程中,查看两抛肥搅龙是否同步并朝相反方向转动,如同步说明正常工作,如不同步说明抛肥传动***两侧齿轮箱齿轮出现打齿现象。自动检测与人工监控结合,进一步提升了故障检测的准确性和灵活性,而且在故障维护时还能够通过录制的故障视频更容易找到故障原因,以更有针对性地进行维护。
进一步地,所述感应单元1d还包括用于获取所述推肥机构400的肥箱403中的肥料重量值的称重传感器7,所述中央控制器1c与所述称重传感器7电性连接,所述中央控制器1c还用于读取肥箱中的肥料重量值,并当肥料重量值达到预设重量值时,输出当前的肥料重量或/和离肥箱满载所需的肥料重量,并在肥箱满载时发出用于提示停止加肥的第八报警信号。能够有效避免在加肥过程中肥料未足或溢出。
进一步地,所述感应单元1d还包括用于获取所述推肥机构400的推肥板402的位移值的位移传感器9,所述中央控制器1c与所述位移传感器9电性连接,所述中央控制器1c还用于读取推肥板402的位移值,并当推肥板402的位移值到达设定位移值时,控制推肥板402停止推肥并复位。有利于实现推肥作业的自动化。
进一步地,所述推肥机构400与所述抛肥搅龙组600之间设有用于连通或阻断推肥机构400往抛肥搅龙组600输送肥料的肥门机构406,所述肥门机构406包括肥门4061以及用于驱动肥门4061开闭的肥门液压***4062,所述感应单元1d还包括用于获取所述肥门位置信息的接近开关10,所述中央控制器1c与所述接近开关10和所述肥门液压***4062电性连接,所述中央控制器1c还用于读取肥门位置信息,并当肥门在推升状态下到达设定开门位置时,控制肥门液压***4062驱动肥门4061停止推升,否则控制肥门液压***4062驱动肥门4061继续推升;当肥门4061在下降状态下到达设定关门位置时,控制肥门液压***4062驱动肥门4061停止下降,否则控制肥门液压***4062驱动肥门4061继续下降。实现了肥门4061的自动控制。
所述的抛肥设备还包括用于与运维工作站进行通信的通信模块11,所述通信模块11与所述中央控制器1c电性连接,以将获取到的抛肥机运行数据和/或报警信号传输到运维工作站。其中,该通信模块为无线通信模块,采用的通信方式优选为2G、3G、4G、5G通信方式中的一种或多种,运维工作站相当于一个远程监控站,当收到抛肥机运行数据和/或报警信号后,可显示在显示屏上,并且不同的信号用不同的符号或图像或颜色等方式来区别显示,运维工作站根据相应的报警信号派出相应的维保机器人或维修人员对抛肥机进行维修,当然也可以直接将抛肥机驶向运维工作站进行维护。
作为优选实施方式之一而非限定,抛肥机故障自动检测***中各检测部件在抛肥机上的设置位置为:
所述视频监视装置6设在抛肥机构1b车身的前梁支架上端;所述称重传感器7连接肥箱403与车身的车体框架;所述行驶速度传感器8设在抛肥机构1b的车桥上;所述位移传感器9设在抛肥机构1b的车身上;所述接近开关10设在肥门机构406的出肥口一侧的上端,更具体地,接近开关10设有两个,肥门4061的上端和下端分别设有用于与对应的接近开关配合的限位块;所述压力传感器1设在与推肥板402连接的推肥液压***以感应液压压力,或设置在推肥板402上以感应推肥板402推肥时产生的反作用力,来作为需检测的阻力值;所述搅龙转速传感器2设有两个且分别设在搅龙的上端;所述PTO转速传感器3设在拖拉机1a的PTO装置1a1上;所述胎压检测装置4设在抛肥机构1b的各个轮胎上;所述车轮轴承测温装置5设在抛肥机构1b的车桥上。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。