一种椰果采摘机的电液比例控制系统技术方案

一种椰果采摘机的电液比例控制系统，采用电磁换向阀与比例调速阀，可以远距离连续按比例地控制液压系统的速度，并且可以减甚至避免速度转换带来的冲击，简化了系统结构，拓宽了调速范围并提高了机器的自动化程度。系统采用的回油路节流调速(节流阀或调速阀放在出口)提高了执行件的工作平稳性和油液的散热性。该系统能够满足椰果采摘作业的各个动作要求，性能良好、动作稳定、操作简便、效率高。

A coconut picking machine of the electro-hydraulic proportional control system

A coconut picking machine electro-hydraulic proportional control system, the electromagnetic valve and proportional control valve, can continuous distance proportional to the control the speed of the hydraulic system, and can reduce or avoid the impact of conversion speed, simplifies the system structure, and widen the speed range and improve the degree of automation of the machine. The system uses the throttle speed control (throttle valve or speed regulating valve at the exit) to improve the working stability of the actuator and the heat dissipation of the oil. The system can meet the requirements of each action of coconut picking operation, good performance, stable operation, simple operation, high efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种椰果采摘机的电液比例控制系统所属
本专利技术涉及一种椰果采摘机的电液比例控制系统，适用于机械领域。
技术介绍
椰子树属单子叶棕桐科植物，它的显著特征是：不分枝，树干竖立，呈柱状；叶片呈羽状，光滑；根系是不定根，所有的根都由茎基长出，寿命长达一百多年，每株年产椰果达二百多个。海南岛富产椰子，海南也是我国唯一的椰子规模产地，在政府的大力支持下，海南椰子种植业得到了较快发展，椰果产量也逐年提高。可每到收获季节，椰果采收就成了广大种植专业户头疼的问题，目前海南椰子的采收方法主要还是采用传统的人工爬树采摘方式，这种方式存在效率低、劳动强度大、安全性差等缺点，极大地制约了椰子产业化、商品化的发展。
技术实现思路
本专利技术提出了一种椰果采摘机的电液比例控制系统，采用电磁换向阀与比例调速阀，可以远距离连续按比例地控制液压系统的速度，并且可以减甚至避免速度转换带来的冲击，简化了系统结构，拓宽了调速范围并提高了机器的自动化程度。本专利技术所采用的技术方案是：所述系统采用金鹿工农-16K后驱动拖拉机。机器主要由电液比例控制系统来实现支腿伸出→大臂变幅→大臂伸缩→大臂旋转→小臂伸缩→小臂俯仰→小臂旋转→割刀倾斜→割刀旋转→收割椰子这一整套动作。各部分动作都具有相对独立性。所述支腿收放回路中，由于汽车轮胎的支撑能力有限，在切割作业时按实际情况收放支腿，前后各有两条支腿，每一条支腿配有一个液压缸。前支腿用一个三位四通电磁阀8来控制其收放，后支腿则用另一个三位四通电磁换向阀7控制。换向阀都采用M型中位机能油路上是串联的，每一个支腿上配有液压锁，防止“软腿”现象。所述大臂变幅回路中，大臂变幅机构主要是通过改变大臂的俯仰程度来改变作业的高度，它要求带载变幅，本机采用两个液压缸并联，提高了变幅机构的承载能力。工作时改变阀15即可控制变幅缸的伸缩，改变比例阀14的开口大小来调节变幅缸的运动速度，能保证动作平稳，且防止缩回时因液压力方向与负载方向一致导致自行缩回，在变幅缸下腔回油路上设置了平衡阀16来提高其收缩运动的可靠性及稳定性。所述大臂伸缩回路中，通常椰树树干挺直，高15~30m，本机大臂伸缩采用多级液压缸驱动，滞后变幅缸2~3。后让伸缩缸工作，其工作要求以及油路与控制大臂变幅油路相类似。所述采用柱塞液压马达，马达通过蜗轮蜗杆和齿轮齿圈减速器驱动回转盘带动大臂回转，阀18控制马达正反转及停止，回转速度由阀17调节，惯性小，不设缓冲装置。所述小臂伸缩采用单级长液压缸驱动，工作时为避免碰刀，当大臂伸缩到指定高度后，依情况改变阀25的方向使小臂伸缩，同时改变阀24的开口大小来调节伸缩缸的运动速度。为防止接触时受到作业枝给的反向阻力导致自行缩回，设置了平衡阀26来提高其工作的可靠性。所述小臂俯仰运动中，安装在小臂基座上的直线液压缸推动齿条，带动齿条使小臂伸缩缸实现俯仰运动，对带齿条的直线液压缸，其工作要求以及油路与控制小臂伸缩油路相类似。所述小臂旋转油路要求以及油路与大臂旋转油路基本相同，但是为了协调伸缩，变幅，俯仰等动作及准确定位，采用电液比例阀19来控制。所述割刀倾斜回路阀28方向控制回转马达的转向，阀27控制回转量，马达的单边最大回转量为135°，常使割刀倾斜15°至25°之间，因为椰子树棕搁科常绿乔木，革质，倾斜一定角度不仅可以有效地减少毛刺，保持刀面光洁，同时还能使切割采摘更为轻快，减小切割时刀具的变形，降低切削力和切削功率。回转定位后，马达下的双向液压锁保证马达可靠地锁住，防止在作业过程中出现松动、偏转现象。所述割刀旋转油路采用高速大扭矩液压马达，其工作要求以及油路与大臂回转回路相类似。所述控制系统中支腿收放回路为一独立回路，其他的为另一独立回路，泵的调压及卸荷由电磁溢流阀4控制，各执行原件的运动方向与停止均由三位四通电磁换向阀控制，工作中通过对所有的电液比例调速阀的开口进行控制以达到各执行件的协调动作，完成精确定位。压力继电器3用于右边回路的过载保护，当过载时即发出使阀4的电磁铁通电的电信号，使泵卸荷。系统中全部电器元件均由24V蓄电池供电。所述控制系统采用开环控制的计算机数字程序控制系统。其控制参数有12个电磁换向阀为24个开关量，加2个电磁卸荷阀，共26个开关量，7个电液比例调速阀为7个模拟量。由计算机通过驱动电路控制电磁阀的换向来控制执行元件的运动方向与停止，同时根据技术测量与经验判断，将参数输入微型计算机，微机根据程序进行逻辑运算，发出信号，通过D/A转换将信号输入比例控制器，控制器根据相应的电流信号调节比例调速阀，得到相应的压力值与流量值，这样既满足了采摘要求又实现了电液比例控制。本专利技术的有益效果是：该控制系统采用电磁换向阀与比例调速阀，可以远距离连续按比例地控制液压系统的速度，并且可以减甚至避免速度转换带来的冲击，简化了系统结构，拓宽了调速范围并提高了机器的自动化程度。该系统能够满足椰果采摘作业的各个动作要求，性能良好、动作稳定、操作简便、效率高。附图说明图1是本专利技术的椰果采摘机的电液比例控制系统原理图。图2是本专利技术的椰果采摘机计算机数字程序控制系统框图。图中：1.压力表；2.双联齿轮泵；3.压力继电器；4.电磁滋流阀；5、9、29.液压锁；6.前支腿缸；10.后支腿缸；11、14、19、21、24、27.比例调速阀；7、8、12、15、18、20、22、25、28、31，三位四通电磁换向阀；13、16、23、26.平衡阀；17、30.节流阀。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。如图1，系统采用金鹿工农-16K后驱动拖拉机。机器主要由电液比例控制系统来实现支腿伸出→大臂变幅→大臂伸缩→大臂旋转→小臂伸缩→小臂俯仰→小臂旋转→割刀倾斜→割刀旋转→收割椰子这一整套动作。各部分动作都具有相对独立性。支腿收放回路中，由于汽车轮胎的支撑能力有限，在切割作业时按实际情况收放支腿，前后各有两条支腿，每一条支腿配有一个液压缸。前支腿用一个三位四通电磁阀8来控制其收放，后支腿则用另一个三位四通电磁换向阀7控制。换向阀都采用M型中位机能油路上是串联的，每一个支腿上配有液压锁，防止“软腿”现象。大臂变幅回路中，大臂变幅机构主要是通过改变大臂的俯仰程度来改变作业的高度，它要求带载变幅，本机采用两个液压缸并联，提高了变幅机构的承载能力。工作时改变阀15即可控制变幅缸的伸缩，改变比例阀14的开口大小来调节变幅缸的运动速度，能保证动作平稳，且防止缩回时因液压力方向与负载方向一致导致自行缩回，在变幅缸下腔回油路上设置了平衡阀16来提高其收缩运动的可靠性及稳定性。大臂伸缩回路中，通常椰树树干挺直，高15~30m，本机大臂伸缩采用多级液压缸驱动，滞后变幅缸2~3。后让伸缩缸工作，其工作要求以及油路与控制大臂变幅油路相类似。采用柱塞液压马达，马达通过蜗轮蜗杆和齿轮齿圈减速器驱动回转盘带动大臂回转，阀18控制马达正反转及停止，回转速度由阀17调节，惯性小，不设缓冲装置。小臂伸缩采用单级长液压缸驱动，工作时为避免碰刀，当大臂伸缩到指定高度后，依情况改变阀25的方向使小臂伸缩，同时改变阀24的开口大小来调节伸缩缸的运动速度。为防止接触时受到作业枝给的反向阻力导致自行缩回，设置了平衡阀26来提高其工作的可靠性。小臂俯仰运动中，安装在小臂基座上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种椰果采摘机的电液比例控制系统，其特征是：所述系统采用金鹿工农‑16K后驱动拖拉机，机器主要由电液比例控制系统来实现支腿伸出→大臂变幅→大臂伸缩→大臂旋转→小臂伸缩→小臂俯仰→小臂旋转→割刀倾斜→割刀旋转→收割椰子这一整套动作，各部分动作都具有相对独立性。

【技术特征摘要】
1.一种椰果采摘机的电液比例控制系统，其特征是：所述系统采用金鹿工农-16K后驱动拖拉机，机器主要由电液比例控制系统来实现支腿伸出→大臂变幅→大臂伸缩→大臂旋转→小臂伸缩→小臂俯仰→小臂旋转→割刀倾斜→割刀旋转→收割椰子这一整套动作，各部分动作都具有相对独立性。2.根据权利要求1所述的一种椰果采摘机的电液比例控制系统，其特征是：所述支腿收放回路中，由于汽车轮胎的支撑能力有限，在切割作业时按实际情况收放支腿，前后各有两条支腿，每一条支腿配有一个液压缸。3.根据权利要求1所述的一种椰果采摘机的电液比例控制系统，其特征是：所述大臂变幅回路中，大臂变幅机构主要是通过改变大臂的俯仰程度来改变作业的高度，它要求带载变幅，本机采用两个液压缸并联，提高了变幅机构的承载能力。4.根据权利要求1所述的一种椰果采摘机的电液比例控制系统，其特征是：所述大臂伸缩回路中，通常椰树树干挺直，高15~30m，本机大臂伸缩采用多级液压缸驱动，滞后变幅缸2~3，后让伸缩缸工作，其工作要求以及油路与控制大臂变幅油路相类似。5.根据权利要求1所述的一种椰果采摘机的电液比例控制系统，其特征是：所述采用柱塞液压马达，马达通过蜗轮蜗杆和齿轮齿圈减速器驱动回转盘带动大臂回转，阀18控制马达正反转及停止，回转速度由阀17调节，惯性小，不设...

【专利技术属性】
技术研发人员：祁艳，
申请(专利权)人：祁艳，
类型：发明
国别省市：辽宁,21