本发明专利技术公开了果园开沟机分级响应负荷反馈调控装置及控制方法，开沟机分级响应负荷反馈调控装置附加于调速执行机构和开沟机HST液压无极变速系统上。由速度传感器实时监测开沟器轴的转速，控制器对滤波后的转速信号ns进行微分计算得到其实时加速度a，如a小于加速度阈值a0则触发时间采样。如转速ns达到0.6n0时载荷变化时间t小于时间阈值t0，表明载荷急剧增加，则电磁离合器迅速分离同时电磁制动器迅速制动、报警系统发出报警；如t大于t0则自动调整开沟机的前进速度，使开沟载荷下降至最佳状态。本发明专利技术实现果园开沟机作业的分级响应负荷反馈调控，有效降低开沟机的故障率，提高作业效率，可应用于果园的开沟机作业。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，开沟机分级响应负荷反馈调控装置附加于调速执行机构和开沟机HST液压无极变速系统上。由速度传感器实时监测开沟器轴的转速，控制器对滤波后的转速信号ns进行微分计算得到其实时加速度a，如a小于加速度阈值a0则触发时间采样。如转速ns达到0.6n0时载荷变化时间t小于时间阈值t0，表明载荷急剧增加，则电磁离合器迅速分离同时电磁制动器迅速制动、报警系统发出报警；如t大于t0则自动调整开沟机的前进速度，使开沟载荷下降至最佳状态。本专利技术实现果园开沟机作业的分级响应负荷反馈调控，有效降低开沟机的故障率，提高作业效率，可应用于果园的开沟机作业。【专利说明】
本专利技术属于农业装备领域，具体涉及开沟机分级响应负荷反馈调控技术。
技术介绍
果园开沟作业时，由于果园的土壤条件变化、杂草缠绕甚至石块阻挡等因素造成开沟载荷逐渐增大甚至突然急剧增加，而现有开沟机无法感知开沟载荷变化，更无法对由于杂草缠绕、堵塞等造成的载荷渐增和石块阻挡造成的载荷急剧变大等不同情况进行区分，进而根据载荷的变化和变化急剧程度进行主动的调整，因此常常导致机器的刀片、传动部件甚至发动机故障，造成停机维修率高，作业效率受到很大影响。专利CN101653069、CN201263315提出了联合收割机的负荷反馈调控装置及控制方法，但上述专利仅针对喂入量的变化，提出通过对联合收割机不同部位监测信息的融合进行收割机的行走速度调节，以避免割台堵塞或效率过低问题；专利CN102155033B提出了静液压推土机驱动系统负荷反馈速度控制方法，但其仅根据监测的工作油路油压和发动机转速进行进油量和变量泵、变量马达排量的调整，进而保持推土机的理想车速。上述专利均未见载荷变化程度的自动区分及针对性的分级响应模式与控制方法相关内容。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，实现果园开沟机作业的分级响应负荷反馈调控，有效降低开沟机的故障率，提高开沟机的作业效率。为了解决以上技术问题，本专利技术通过开沟作业载荷变化程度的自动区分及分级动作响应，具体技术方案如下:果园开沟机分级响应负荷反馈调控装置，其特征在于:由电机驱动器(15)、电磁制动器(17)、行走速度传感器(19)、电磁离合器(20)、开沟速度传感器(22)、控制器(23)、报警系统(24)和两个继电器(25)组成；电磁制动器(17)安装于HST液压无级变速系统与行走驱动轴(18)之间，行走速度传感器(19)安装于行走驱动轴(18)上；电磁离合器(20)安装于减速器(14)与开沟器轴(21)之间，开沟速度传感器(22)安装于开沟器轴(21)上；行走速度传感器(19)和开沟速度传感器(22)的传感信号分别接入控制器(23)，报警系统(24)与两个继电器(25)由控制器(23)接出，控制系统(23)通过电机驱动器(15)控制电机(9)的转动与停止，进而通过调速执行机构(16)对开沟机的前进速度进行调整；控制系统(23)通过一个继电器(25)控制电磁离合器(20)的接合与分离,通过另一个继电器(25)控制电磁制动器(17)的制动与脱离。对所述的一种果园开沟机分级响应负荷反馈调控装置的控制方法，其特征在于包括以下步骤:步骤一，通过开沟速度传感器(22)实时监测开沟器轴(21)的转速，并将转速信号ns输入控制器(23)；步骤二，利用控制器(23)对开沟器轴(21)的转速信号ns进行滤波；步骤三，通过控制器(23)对滤波后的转速信号ns进行微分计算Ans/At，得到开沟器轴(21)的实时加速度a，并将实时加速度a与加速度阈值％进行比较，如果a〈a(l，表明载荷增加速度趋势明显，则触发时间采样；步骤四，将滤波后的转速信号ns与开沟器轴(21)的稳定转速IItl进行比较，以判断开沟载荷变化是否达到需进行调控的程度: 如果n/n0≥0.6，则开沟载荷变化在可控范围内，不做调控响应；如果ns/n0＜0.6,则根据转速ns达到0.6n0时的时间采样数确定载荷变化时间t ；步骤五，将载荷变化时间t与时间阈值h比较，以监测开沟载荷变化的急剧程度:如果Ktci，表明载荷急剧增加，前方存在大石块等障碍物，则控制器(23)发出命令，电磁离合器(20)迅速分离，使开沟器轴(21)不再有动力输入；同时电磁制动器(17)迅速制动使开沟机停止行进，报警系统(24)发出报警，提示驾驶员下车检查；如果t≥h，表明载荷由于排土不畅等造成载荷持续增加，则控制器(23)发出命令，电机(9)转动，自动调整开沟机的前进速度，使开沟载荷下降至最佳状态。所述最佳状态为发动机(13)功率条件下的最快开沟作业状态。所述的果园为苹果园、桃园、葡萄园、率园、橙子园中的任一种。本专利技术具有有益效果。本专利技术通过在开沟机的HST液压无极变速系统和调速执行机构上附加开沟机分级响应负荷反馈调控装置，并进行载荷变化程度的自动区分及针对性的分级响应控制，实现开沟机的低故障高效作业运行，原理简单可靠，装置成本低而结构简单紧凑，满足果园作业条件的实际应用需要。【专利附图】【附图说明】图1为调速执行机构结构示意图；图2为开沟机分级响应负荷反馈调控装置结构连接示意图；图3为分级响应模式与控制流程示意图。图中:1.手柄，2.移动架，3.螺栓，4.摩擦片，5.垫片，6.螺母，7.拉杆，8.双向超越离合器，9.电机，10.HST液压无级变速系统，11.连杆，12.摆杆，13.发动机，14.减速器，15.电机驱动器，16.调速执行机构，17.电磁制动器，18.行走驱动轴，19.行走速度传感器，20.电磁离合器，21.开沟器轴，22.开沟速度传感器，23.控制器，24.报警系统，25.继电器。【具体实施方式】下面结合附图，对本专利技术的具体技术方案做进一步详细说明。本实施例以苹果园为例。如图1所示，调速执行机构16由手动调速子机构和自动调速子机构组成，手动调速子机构包括手柄1、移动架2、螺栓3、摩擦片4、垫片5、螺母6、拉杆7、摆杆12和连杆11 ；自动调速子机构包括双向超越离合器8、摆杆12和连杆11和电机9。手柄I与移动架2铰接，移动架2通过螺栓3、摩擦片4、垫片5、螺母6与支座铰接；拉杆7分别与移动架2和摆杆12 —端铰接，摆杆12另一端与连杆11铰接；摆杆12通过双向超越离合器8与电机9相联接，双向超越离合器8与电机9均通过螺栓固定在支座上。在机手操纵开沟机作业时，通过扳动手柄1，使移动架2绕其与支座的铰接中心转动，通过拉杆7拉动摆杆12绕轴心摆动，从而经连杆11带动开沟机的HST液压无极变速系统10，实现开沟机前进速度的手动调整。在摆杆12与电机9间安装双向超越离合器8，保证当电机9主动运动时，摆杆12也同步转动，自动调整开沟机的前进速度；而在机手扳动手柄I使摆杆12主动运动时，电机9不会随之运动，从而保证在自动调速状态下，操纵手柄I手动调速仍然有效，手动/自动调速任意切换且不产生二者的冲突。如图2所示，本专利技术的开沟机分级响应负荷反馈调控装置附加于上述调速执行机构16上，由电机驱动器15、电磁制动器17、行走速度传感器19、电磁离合器20、开沟速度传感器22、控制器23、报警系统24和两个继电器25组成。电磁制动器17安装于HST液压无级变速系统10与行走驱动轴18之间，行走速度传感器1本文档来自技高网...
【技术保护点】
果园开沟机分级响应负荷反馈调控装置，其特征在于：由电机驱动器(15)、电磁制动器(17)、行走速度传感器(19)、电磁离合器(20)、开沟速度传感器(22)、控制器(23)、报警系统(24)和两个继电器(25)组成；电磁制动器(17)安装于HST液压无级变速系统(10)与行走驱动轴(18)之间，行走速度传感器(19)安装于行走驱动轴(18)上；电磁离合器(20)安装于减速器(14)与开沟器轴(21)之间，开沟速度传感器(22)安装于开沟器轴(21)上；行走速度传感器(19)和开沟速度传感器(22)的传感信号分别接入控制器(23)，报警系统(24)与两个继电器(25)由控制器(23)接出，控制系统(23)通过电机驱动器(15)控制电机(9)的转动与停止，进而通过调速执行机构(16)对开沟机的前进速度进行调整；控制系统(23)通过一个继电器(25)控制电磁离合器(20)的接合与分离，通过另一个继电器(25)控制电磁制动器(17)的制动与脱离。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘继展，冯上海，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：
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