CN105284771A - 高地隙全液压驱动自走式玉米抽雄喷雾施肥一体机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及农业机械技术领域，公开了高地隙全液压驱动自走式玉米抽雄喷雾施肥一体机。它包括车架、驾驶室、发动机、油箱、行走轮，车架的前端设有前悬架总成，前悬架总成通过四组前平行连杆分别与四组抽雄机构相连接，车架的后端通过两组平行四连杆升降机构分别与两组对称的折叠喷杆机构的主框架相连接，折叠喷杆机构收拢后对称置于驾驶室的左右两侧，折叠喷杆机构完全展开后位于驾驶室的后方，与车架的长度方向相垂直，折叠喷杆机构上设有与其相适配的喷雾水路系统，驾驶室内设有液压控制系统。本发明除具有玉米机械抽雄功能外，还具有喷雾、施播液肥的功能，提高了设备的使用率，有效地降低了人工作业的劳动强度，提高了工作效率。

Description

高地隙全液压驱动自走式玉米抽雄喷雾施肥一体机

技术领域

本发明涉及农业机械技术领域，具体的说是一种集喷雾施肥、玉米抽雄等功能为一体的大型高地隙全液压驱动自走式玉米抽雄喷雾施肥一体机。

背景技术

当前我国杂交玉米制种过程中，主要采用人工去雄，然而人工去雄面临以下四个问题：第一、去雄质量受农作物的影响，在进行抽雄作业时，需要认真地判断不同植株的最佳抽雄期，并采取不带叶或少带叶抽雄的方法进行抽雄，如若对抽雄质量不太重视，则会影响制种玉米的质量和产量。第二、由于作业周期的限制，作业人员劳动强度大，作业效率低，多次重复作业增加了抽雄人员的劳动量；第三、制种玉米叶子长，且叶子两边带有小刺，极易对抽雄人员造成意外划伤，且抽雄期温差比较大，下午炎热，作业条件恶劣，影响抽雄作业人员身心健康；第四，人工去雄作业成本高。

目前，国内尚没有成熟的机械化去雄自主创新技术，少数国内企业引进了国外进口玉米抽雄机，但费用较高，大大增加了企业成本。个别企业通过消化吸收国外相关技术，制成的简易玉米机械去雄设备存在以下缺点：功能单一，只具备玉米抽雄作业功能，设备年使用率较低，空置时间长，造成资源浪费；抽净率及抽雄合格率相对较低；作业效率较低。

玉米抽雄后需要再次使用喷雾施肥设备对玉米进行喷雾施肥作业，增加了作业量，抽雄、喷雾施肥作业时间周期长，成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种高地隙全液压驱动自走式玉米抽雄喷雾施肥一体机，以解决玉米抽雄人工作业劳动强度大、工作效率较低，现有的抽雄机械设备功能单一，设备使用率低，抽雄后需要再使用中喷雾施肥设备对农作物（尤其是高杆作物）苗前期、苗后期的喷药、施液态肥作业的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：

一种高地隙全液压驱动自走式玉米抽雄喷雾施肥一体机，它包括车架、安装在车架上方的驾驶室、发动机、油箱、设置在车架底部的前后两组行走轮，所述车架的前端设有前悬架总成，前悬架总成通过四组前平行连杆分别与四组抽雄机构相连接，车架的后端设有后悬架，车架的后端通过两组平行四连杆升降机构分别与两组对称的折叠喷杆机构的主框架相连接，所述折叠喷杆机构收拢后对称置于驾驶室的左右两侧，所述折叠喷杆机构完全展开后位于驾驶室的后方，与车架的长度方向相垂直，折叠喷杆机构上设有与其相适配的喷雾水路系统，所述驾驶室内设有液压控制系统。

作为本发明的进一步改进，两组所述折叠喷杆机构分别设置于主框架的两侧，主框架与所述平行四连杆升降机构相连接，每组所述折叠喷杆机构包括大臂组合、小臂组合，主框架的底端与铰接旋转盘的一端、大臂折叠液压油缸的活塞端相连接，大臂折叠液压油缸的底座固定在主框架上，铰接旋转盘的另一端与大臂组合的后端底部相连接，大臂组合的后端上部与水平调整液压油缸的活塞端相连接，水平调整液压油缸的底座与主框架的上端相连接，大臂组合的前端通过曲柄与小臂组合的后端相连接，曲柄与小臂组合的连接处与连杆的一端相连接，连杆的另一端与小臂折叠液压油缸的活塞端相连接，小臂折叠液压油缸的底座固定在大臂组合上，大臂组合、小臂组合上设有数组喷嘴，喷嘴与喷雾水路系统相连接，水平调整液压油缸、小臂折叠液压油缸、大臂折叠液压油缸均与液压控制系统相连接。

作为本发明的更进一步改进，所述大臂组合由上支杆、下支杆、连接于上支杆、下支杆之间的倾斜连接杆组成，呈梯形，大臂组合的后端部上支杆与下支杆之间设有调整弹簧，调整弹簧的一端与水平调整液压油缸的活塞端相连接，另一端固定在下支杆的顶端。

作为本发明的更进一步改进，所述曲柄与大臂组合、小臂组合分别通过销轴连接。

作为本发明的更进一步改进，所述平行四连杆升降机构包括第一连接杆、第二连接杆、液压油缸、固定座，第一连接杆、第二连接杆的一端均分别通过销轴与主框架连接，另一端均分别通过销轴与固定座相连接，固定座安装在车架后部横梁上，液压油缸的活塞端与第二连接杆相连接，液压油缸的底座固定在固定座上，液压油缸与液压控制系统相连接。

作为本发明的更进一步改进，所述前悬架总成包括前悬梁，前悬梁与四组前平行连杆的一端相连接，每组前平行连杆的另一端与抽雄机构相连接，抽雄机构提升液压油缸的活塞端与前平行连杆相连接，抽雄机构提升液压油缸的底座固定在前悬梁上，抽雄机构提升液压油缸与液压控制系统相连接。

作为本发明的更进一步改进，所述抽雄机构包括电动缸、两个抽雄轮，抽雄轮的上方设有红外线光感探测装置，红外线光感探测装置固定安装在前平行连杆上。

作为本发明的更进一步改进，所述喷雾水路系统由安装在车架上的喷雾泵、药箱、清水箱、水路管道组成，水路管道敷设在所述折叠喷杆机构上，喷雾泵与液压控制系统相连接。

作为本发明的更进一步改进，所述行车轮上设有减速机构，减速机构与液压控制系统相连接。

本发明的喷雾水路系统主要由喷药泵、药箱、清水箱、喷雾控制系统、三爪喷头体、喷头、过滤网、橡胶软管、不锈钢管、开关阀、法兰接头及法兰夹等部件组成，其中喷雾控制系统主要由电动开关阀、电动调压阀、手动调压阀、过滤器、压力传感器、流量传感器及GPS速度传感器组成。

本发明所述液压控制系统主要由行车液压控制系统、液压转向控制系统、抽雄机构提升液压控制系统、抽雄轮驱动液压控制系统、喷药泵驱动液压控制系统及折叠喷杆机构液压控制系统等5个子系统组成。

本发明的具体工作过程为：

1、折叠喷杆机构的升降控制：驾驶员操作折叠喷杆机构液压控制系统，控制平行四连杆升降机构中的液压油缸活塞伸出，推动第二连接杆带动平行四连杆升降机构沿顺时针旋转一定角度，从而实现折叠喷杆机构整体抬升；当液压油缸的活塞收回时，拉动第二连接杆带动平行四连杆升降机构沿逆时针旋转，从而实现折叠喷杆机构整体下降；

2、大臂组合、小臂组合的伸展、折叠控制：驾驶员操作折叠喷杆机构液压控制系统，当大臂折叠液压油缸的活塞伸出时，推动铰接旋转盘转动，带动大臂组合、小臂组合一起向远离驾驶室的方向旋转，实现了大臂组合的展开；当大臂组合展开到预定位置后，驾驶员控制小臂折叠油缸的活塞伸出，活塞推动连杆、曲轴转动，使小臂组合向远离大臂组合的方向转动，实现了小臂组合的展开；当小臂组合展开到预定位置后，驾驶员控制喷药液压控制系统，即可对农作物实现抽雄、喷雾施肥作业；驾驶员通过控制水平调整油缸活塞的伸缩，即可控制大臂组合、小臂组合与农作物顶端的距离，满足喷雾施肥距离的要求；当喷雾施肥作业完成后，驾驶员控制小臂折叠油缸的活塞收回，活塞拉动连杆、曲轴转动，使小臂组合向靠近大臂组合的方向转动，实现了小臂组合的折叠；当小臂组合折叠到位后，驾驶员再控制大臂折叠油缸的活塞收回，活塞拉动铰接旋转盘反向转动，带动大臂组合、小臂组合一起向靠近驾驶室的方向旋转，实现了大臂组合的折叠；

3、抽雄机构的控制：驾驶员根据红外线光感探测装置所传输来的抽雄轮与农作物雄蕊之间距离的具体数据，通过控制抽雄机构提升液压油缸的活塞伸缩，可调整抽雄轮与农作物雄穗之间的距离；驾驶员通过控制抽雄轮驱动液压控制系统实现抽雄机构对农作物进行精准抽雄作业。

4、驾驶员通过操控行车液压控制系统、液压转向控制系统实现本发明的行走、制动、转向等动作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）、本发明除具有玉米机械抽雄功能外，还具有单独或同时进行喷雾、施播液肥的功能，尤其适用于高杆作物的喷药、喷液肥作业，提高了该设备的综合使用率，降低了设备的成本；

（2）、为适应田间同行玉米雄穗高度的不同，本发明利用红外线感应装置自动检测玉米雄穗的高度,控制抽雄机构提升液压油缸的伸缩，调整抽雄轮与农作物雄穗之间的距离，通过抽雄轮的旋转完成玉米植株的抽雄作业；

（3）、本发明配备了喷雾控制系统，在作业过程中，无论车体行驶速度有何变化，喷雾控制系统都会自动保持恒定喷药量/喷雾量；此外，喷雾控制系统还可监测作业面积、作业速度和喷药量的累加信息，操作者可根据GPS导航系统提示，按规定路线行驶，可有效防止偏离作业区域，造成重喷或漏喷；

（4）上述液压控制系统的操作控制均设置在驾驶室内，驾驶人员在驾驶室内通过操控控制系统即可实现玉米抽雄作业、喷雾施肥作业，有效地降低了人工作业的劳动强度，提高了工作效率，改善了作业人员的工作环境。

附图说明

图1是发明的结构示意图（大臂组合、小臂组合处于折叠状态）；

图2是图1中所述平行四连杆升降机构的结构示意图；

图3是图1中折叠喷杆机构的结构示意图（大臂组合、小臂组合处于展开状态）；

图中：1、车架，2、平行四连杆升降机构，3、折叠喷杆机构，4、发动机，5、驾驶室，6、抽雄机构，7、前悬架总成，8、前悬梁，9、前平行连杆，10、抽雄机构提升液压油缸，11、电动缸，12、红外线光感探测装置，13、抽雄轮，14、减速机构，15、行走轮，16、油箱，17、后悬架，21、第一连接杆，22、液压油缸，23、固定座，24、第二连接杆，31、主框架，32、水平调整液压油缸，33、大臂组合，34、小臂折叠液压油缸，35、曲柄，36、连杆，37、小臂组合，38、调整弹簧，39、铰接旋转盘，310、大臂折叠液压油缸。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

如图1至图3所示的一种高地隙全液压驱动自走式玉米抽雄喷雾施肥一体机，它包括车架1、安装在车架1上方的驾驶室5、发动机4、油箱16、设置在车架1底部的前后两组行走轮15，车架1的前端设有前悬架总成7，前悬架总成7通过四组前平行连杆9分别与四组抽雄机构6相连接，车架1的后端设有后悬架17，车架1的后端通过两组平行四连杆升降机构2分别与两组对称的折叠喷杆机构3的主框架31相连接，折叠喷杆机构3收拢后对称置于驾驶室5的左右两侧，折叠喷杆机构3完全展开后位于驾驶室5的后方，与车架1的长度方向相垂直，折叠喷杆机构3上设有与其相适配的喷雾水路系统，驾驶室5内设有液压控制系统。

两组折叠喷杆机构3分别设置于主框架31的两侧，主框架31与平行四连杆升降机构2相连接，每组折叠喷杆机构3包括大臂组合33、小臂组合37，主框架31的底端与铰接旋转盘39的一端、大臂折叠液压油缸310的活塞端相连接，大臂折叠液压油缸310的底座固定在主框架31上，铰接旋转盘39的另一端与大臂组合33的后端底部相连接，大臂组合33的后端上部与水平调整液压油缸32的活塞端相连接，水平调整液压油缸32的底座与主框架31的上端相连接，大臂组合33的前端通过曲柄35与小臂组合37的后端相连接，曲柄35与小臂组合37的连接处与连杆36的一端相连接，连杆36的另一端与小臂折叠液压油缸34的活塞端相连接，小臂折叠液压油缸34的底座固定在大臂组合33上，大臂组合33、小臂组合37上设有数组喷嘴，喷嘴与喷雾水路系统相连接，水平调整液压油缸32、小臂折叠液压油缸34、大臂折叠液压油缸310均与液压控制系统相连接。

大臂组合33由上支杆、下支杆、连接于上支杆、下支杆之间的倾斜连接杆组成，呈梯形，大臂组合33的后端部上支杆与下支杆之间设有调整弹簧38，调整弹簧38的一端与水平调整液压油缸32的活塞端相连接，另一端固定在下支杆的顶端。

曲柄35与大臂组合33、小臂组合37分别通过销轴连接。

平行四连杆升降机构包括第一连接杆21、第二连接杆24、液压油缸22、固定座23，第一连接杆21、第二连接杆24的一端均分别通过销轴与主框架31连接，另一端均分别通过销轴与固定座23相连接，固定座23安装在车架1后部横梁上，液压油缸22的活塞端与第二连接杆24相连接，液压油缸22的底座固定在固定座23上，液压油缸22与液压控制系统相连接。

前悬架总成7包括前悬梁8，前悬梁8与四组前平行连杆9的一端相连接，每组前平行连杆9的另一端与抽雄机构6相连接，抽雄机构提升液压油缸10的活塞端与前平行连杆9相连接，抽雄机构提升液压油缸10的底座固定在前悬梁8上，抽雄机构提升液压油缸10与液压控制系统相连接。

抽雄机构6包括电动缸11、两个抽雄轮13，抽雄轮13的上方设有红外线光感探测装置12，红外线光感探测装置12固定安装在前平行连杆9上。

喷雾水路系统由安装在车架1上的喷雾泵、药箱、清水箱、水路管道组成，水路管道敷设在折叠喷杆机构3上，喷雾泵与液压控制系统相连接。

行车轮15上设有减速机构14，减速机构14与液压控制系统相连接。

本发明的喷雾水路系统主要由喷药泵、药箱、清水箱、喷雾控制系统、三爪喷头体、喷头、过滤网、橡胶软管、不锈钢管、开关阀、法兰接头及法兰夹等部件组成，其中喷雾控制系统主要由电动开关阀、电动调压阀、手动调压阀、过滤器、压力传感器、流量传感器及GPS速度传感器组成。

本发明所述液压控制系统主要由行车液压控制系统、液压转向控制系统、抽雄机构提升液压控制系统、抽雄轮驱动液压控制系统、喷药泵驱动液压控制系统及折叠喷杆机构液压控制系统等5个子系统组成。

本发明的具体工作过程为：

1、折叠喷杆机构3的升降控制：驾驶员操作折叠喷杆机构液压控制系统，控制平行四连杆升降机构2中的液压油缸22活塞伸出，推动第二连接杆24带动平行四连杆升降机构2沿顺时针旋转一定角度，从而实现折叠喷杆机构3整体抬升；当液压油缸22的活塞收回时，拉动第二连接杆24带动平行四连杆升降机构2沿逆时针旋转，从而实现折叠喷杆机构3整体下降；

2、大臂组合33、小臂组合37的伸展、折叠控制：驾驶员操作折叠喷杆机构液压控制系统，当大臂折叠液压油缸310的活塞伸出时，推动铰接旋转盘39转动，带动大臂组合33、小臂组合37一起向远离驾驶室5的方向旋转，实现了大臂组合33的展开；当大臂组合33展开到预定位置后，驾驶员控制小臂折叠油缸34的活塞伸出，活塞推动连杆36、曲轴35转动，使小臂组合37向远离大臂组合33的方向转动，实现了小臂组合37的展开；当小臂组合37展开到预定位置后，驾驶员控制喷药液压控制系统，即可对农作物实现抽雄、喷雾施肥作业；驾驶员通过控制水平调整油缸32活塞的伸缩，即可控制大臂组合33、小臂组合37与农作物顶端的距离，满足喷雾施肥距离的要求；当喷雾施肥作业完成后，驾驶员控制小臂折叠油缸34的活塞收回，活塞拉动连杆36、曲轴35转动，使小臂组合37向靠近大臂组合33的方向转动，实现了小臂组合37的折叠；当小臂组合37折叠到位后，驾驶员再控制大臂折叠油缸310的活塞收回，活塞拉动铰接旋转盘39反向转动，带动大臂组合33、小臂组合37一起向靠近驾驶室5的方向旋转，实现了大臂组合37的折叠；

3、抽雄机构的控制：驾驶员根据红外线光感探测装置12所传输来的抽雄轮13与农作物雄蕊之间距离的具体数据，通过控制抽雄机构提升液压油缸10的活塞伸缩，可调整抽雄轮13与农作物雄穗之间的距离；驾驶员通过控制抽雄轮驱动液压控制系统实现抽雄机构6对农作物进行精准抽雄作业。

4、驾驶员通过操控行车液压控制系统、液压转向控制系统实现本发明的行走、制动、转向等动作。

本实施例中本发明的配套动力为160马力；静液压驱动；田间作业行走最高速度可达10km/h；公路行走最高速度可达25km/h；抽雄作业速度为30-45亩/h；喷雾作业速度为200-300亩/h；去雄率≥90%；最大喷幅可达22.5m。

本发明除具有玉米机械抽雄功能外，还具有单独或同时进行喷雾、施播液肥的功能，尤其适用于高杆作物的喷药、喷液肥作业，提高了该设备的综合使用率，降低了设备的成本；驾驶人员在驾驶室内通过操控控制系统即可实现玉米抽雄作业、喷雾施肥作业，有效地降低了人工作业的劳动强度，提高了工作效率，改善了作业人员的工作环境。

Claims (9)

1.一种高地隙全液压驱动自走式玉米抽雄喷雾施肥一体机，它包括车架（1）、安装在车架（1）上方的驾驶室（5）、发动机（4）、油箱（16）、设置在车架（1）底部的前后两组行走轮（15），其特征在于：所述车架（1）的前端设有前悬架总成（7），前悬架总成（7）通过四组前平行连杆（9）分别与四组抽雄机构（6）相连接，车架（1）的后端设有后悬架（17），车架（1）的后端通过两组平行四连杆升降机构（2）分别与两组对称的折叠喷杆机构（3）的主框架（31）相连接，所述折叠喷杆机构（3）收拢后对称置于驾驶室（5）的左右两侧，所述折叠喷杆机构（3）完全展开后位于驾驶室（5）的后方，与车架（1）的长度方向相垂直，折叠喷杆机构（3）上设有与其相适配的喷雾水路系统，所述驾驶室（5）内设有液压控制系统。

2.根据权利要求1所述的高地隙全液压驱动自走式玉米抽雄喷雾施肥一体机，其特征在于：两组所述折叠喷杆机构（3）分别设置于主框架（31）的两侧，主框架（31）与所述平行四连杆升降机构（2）相连接，每组所述折叠喷杆机构（3）包括大臂组合（33）、小臂组合（37），主框架（31）的底端与铰接旋转盘（39）的一端、大臂折叠液压油缸（310）的活塞端相连接，大臂折叠液压油缸（310）的底座固定在主框架（31）上，铰接旋转盘（39）的另一端与大臂组合（33）的后端底部相连接，大臂组合（33）的后端上部与水平调整液压油缸（32）的活塞端相连接，水平调整液压油缸（32）的底座与主框架（31）的上端相连接，大臂组合（33）的前端通过曲柄（35）与小臂组合（37）的后端相连接，曲柄（35）与小臂组合（37）的连接处与连杆（36）的一端相连接，连杆（36）的另一端与小臂折叠液压油缸（34）的活塞端相连接，小臂折叠液压油缸（34）的底座固定在大臂组合（33）上，大臂组合（33）、小臂组合（37）上设有数组喷嘴，喷嘴与喷雾水路系统相连接，水平调整液压油缸（32）、小臂折叠液压油缸（34）、大臂折叠液压油缸（310）均与液压控制系统相连接。

3.根据权利要求2所述的高地隙全液压驱动自走式玉米抽雄喷雾施肥一体机，其特征在于：所述大臂组合（33）由上支杆、下支杆、连接于上支杆、下支杆之间的倾斜连接杆组成，呈梯形，大臂组合（33）的后端部上支杆与下支杆之间设有调整弹簧（38），调整弹簧（38）的一端与水平调整液压油缸（32）的活塞端相连接，另一端固定在下支杆的顶端。

4.根据权利要求1或2或3所述的高地隙全液压驱动自走式玉米抽雄喷雾施肥一体机，其特征在于：所述曲柄（35）与大臂组合（33）、小臂组合（37）分别通过销轴连接。

5.根据权利要求1或2或3所述的高地隙全液压驱动自走式玉米抽雄喷雾施肥一体机，其特征在于：所述平行四连杆升降机构包括第一连接杆（21）、第二连接杆（24）、液压油缸（22）、固定座（23），第一连接杆（21）、第二连接杆（24）的一端均分别通过销轴与主框架（31）连接，另一端均分别通过销轴与固定座（23）相连接，固定座（23）安装在车架（1）后部横梁上，液压油缸（22）的活塞端与第二连接杆（24）相连接，液压油缸（22）的底座固定在固定座（23）上，液压油缸（22）与液压控制系统相连接。

6.根据权利要求5所述的高地隙全液压驱动自走式玉米抽雄喷雾施肥一体机，其特征在于：所述前悬架总成（7）包括前悬梁（8），前悬梁（8）与四组前平行连杆（9）的一端相连接，每组前平行连杆（9）的另一端与抽雄机构（6）相连接，抽雄机构提升液压油缸（10）的活塞端与前平行连杆（9）相连接，抽雄机构提升液压油缸（10）的底座固定在前悬梁（8）上，抽雄机构提升液压油缸（10）与液压控制系统相连接。

7.根据权利要求6所述的高地隙全液压驱动自走式玉米抽雄喷雾施肥一体机，其特征在于：所述抽雄机构（6）包括电动缸（11）、两个抽雄轮（13），抽雄轮（13）的上方设有红外线光感探测装置（12），红外线光感探测装置（12）固定安装在前平行连杆（9）上。

8.根据权利要求7所述的高地隙全液压驱动自走式玉米抽雄喷雾施肥一体机，其特征在于：所述喷雾水路系统由安装在车架（1）上的喷雾泵、药箱、清水箱、水路管道组成，水路管道敷设在所述折叠喷杆机构（3）上，喷雾泵与液压控制系统相连接。

9.根据权利要求7所述的高地隙全液压驱动自走式玉米抽雄喷雾施肥一体机，其特征在于：所述行车轮（15）上设有减速机构（14），减速机构（14）与液压控制系统相连接。