喷杆高度调节系统设计与试验.pdf

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1、2014年8月农机化研究第8期喷杆高度调节系统设计与试验王松林，赵春江，王秀，(1．西北农林科技大学机械与电子工程学院，陕西杨凌7121O0；2．国家农业智能装备工程技术研究中心，北京100097；3．农业部农业信息技术重点实验室，北京100097)摘要：对喷杆高度进行调节是提高喷杆喷雾机喷雾质量的有效途径。为了使喷杆喷雾机在大田喷雾作业过程中喷雾高度能够随田间地面的起伏变化而变化，设计了3段式的高度自动调节喷杆，采用3个安装在3段喷杆上的接触传感器实时检测喷杆与地面的高度，通过控制器控制液压油缸来调整每段喷杆的高度，从

2、而达到仿形的目的。同时，对喷杆喷雾机的总体布局结构、高度检测关键部件和液压控制系统原理进行了设计分析，阐述了喷杆仿形原理，设计了喷杆高度调节控制系统，并通过试验检测喷杆高度变化范围和田问仿形效果。试验表明，延时时间，为1s时，喷杆高度能够平稳地保持在45—53．3cm，并且在喷雾机行走速度不大于4．02km／h的情况下，喷杆高度调节系统能够很好地实现大田喷杆仿形功能。关键词：喷杆喷雾机；喷杆；仿形；喷杆高度中图分类号：$491文献标识码：A文章编号：1003-188X(2014)08一O161-04杆相对地面保持合适的位

3、姿。为此，本文设计了喷杆0引言高度调节系统，并通过试验检测其性能。该系统能够目前，化学农药防治病虫害仍然是农业生产过程在喷雾机作业过程中实时根据地形调整喷杆高度，实中保证农产品产量的主要手段¨j。但是，农药残留现喷杆仿形功能。和环境污染越来越受到人们的重视，人们希望在保证1喷杆高度调节系统结构设计病虫害防治效果的前提下，努力提高化学农药的喷施效率并降低施药量J。1．1喷杆喷雾机的总体结构喷杆喷雾机是大田农药防治的高效机具，其显著本文的研究对象为国家农业智能装备工程技术特点是具有较长的喷杆。但是，施药作业过程中地面研究中心

4、喷药试验室自行设计的高地隙喷杆喷雾机，起伏变化会使喷杆产生转动倾斜等有害运动，进而导如图1所示。致喷施药液分布不均匀。研究人员对喷杆喷雾的雾量分布均匀性、雾流方向角的影响和喷杆位姿的控制进行了研究_4J。许多研究表明，喷杆转动倾斜等有害运动对喷杆喷雾机喷雾沉积分布均匀性有非常显著的影响"j。这种不均匀性会使喷药过量区域的农作物农药残留超标，而漏喷处的农作物遭受病虫草等灾害。同时，喷杆的作业高度变化还会直接影响喷雾的附着性能。综上所述，喷杆喷雾机在田问作业过程中，喷杆1．高度接触装置2．行走底盘3．药箱会因地势的起伏变化而

5、发生转动倾斜，使喷雾分布不4．发动机5．中段喷杆控制油缸6．平行四连杆机构7．左右段喷杆控制油缸8．喷杆均匀，降低施药效果，严重时喷杆末端会触碰地面，损图1喷杆喷雾机示意图坏喷杆，所以喷杆必须设计高度自动调节装置，使喷Fig．1Diagramofboomsprayer喷杆喷雾机采用高地隙拖拉机作为行走底盘，喷收稿日期：2013—11—13基金项目：“十二五”国家科技支撑计划项目(2012AA1O1901)杆总体分为3段(左段喷杆、中段喷杆和右段喷杆)。作者简介：王松林(1988一)，男，河南信阳人，硕士研究生，(E—ma

6、il)喷杆与高地隙拖拉机采用悬挂式连接方式：中段喷杆wslandlyw@163．con。通讯作者：赵春江(1964一)，男，河北定兴人，研究员，博士生导师，(E通过平行四连杆机构与高地隙底盘连接，左右两段喷-mail)zhaocj@nereita．org．cn。杆通过回转轴和液压油缸分别连接在中段喷杆两边，农机化研究第8期3个高度接触装置分别固定在喷杆两端和中间喷杆的中间。喷杆整体可以在液压油缸的作用下通过平行四连杆机构上下平动，左右两段喷杆可以在油缸的作用下绕回转轴下摆动。1．2高度接触装置设计高度接触装置通过固定件固

7、定在喷杆上，其主要包括固定件、调整角件、元件安装板、接触传感器和高度接触杆，如图2所示。调整角件固定在固定件上；元件安装板通过调整角件上的角度调整孔可以调整装置相对地面的倾斜角度以适应不同的地面条件；接1．油箱2．过滤器3．汕泵4．换向阀触传感器崮定在元件安装板上，在喷杆高度变化时高5，6，7．电磁阀组8。9，10．溢流阀11，12，l3．液捧I阀川度接触杆会发生弹性变形，通过拨片使接触传感器闭14．力表15，16，17．喷杆高度控制油缸合或者断开。高度接触杆的材质为弹簧钢，分为上下图3液压系统原图两个部分，两部分通过U

8、型螺栓连接，上半部分为固Fig．3Structureofhydraulicsystem定弹簧杆，下半部分为高度调整杆，调整上下两部分2喷杆高度调节控制系统设计的重合长度可以调整装置设定的喷杆高度。2．1高度调节原理及控制系统硬件设计喷杆高度调节通过3段喷杆上的高度接触装置实时检测喷杆的喷雾高度是否为设定喷雾高度来实现