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专利号: 2022101154213
申请人: 济宁市任城区农业机械现代化发展促进中心
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-11-27
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种智能农田灌溉用水渠挖掘装置及控制系统,包括:牵引部(1),其特征在于,还包括:初级调节装置(2)、二级调节装置(3)、轮形水渠挖掘装置(4)、控制中枢(6);所述牵引部(1)用于对本装置其他部件进行牵引;所述轮形水渠挖掘装置(4)设置为两组,分别与对应的二级调节装置(3)相连接,用于对待挖掘区域进行挖掘;所述初级调节装置(2)、二级调节装置(3)能够对水渠挖掘装置(4)进行挖掘作业前、挖掘作业时的调整,所述控制中枢(6)用于对牵引部(1)、初级调节装置(2)、二级调节装置(3)进行各步骤的多级调节,协助完成挖掘作业;

所述初级调节装置(2)包括:初级调节电机(201)、初级调节齿轮(202)、初级传动齿轮(203)、调节安装块(204)、调节螺杆(205)、滑动斜撑(206)和滑动连接环(207);所述初级调节电机(201)与牵引部(1)连接,其输出端固定连接有初级调节齿轮(202),所述初级传动齿轮(203)与初级调节齿轮(202)啮合,且安装于调节安装块(204);所述调节螺杆(205)与初级传动齿轮(203)固定,并转动贯穿调节安装块(204),且其底部螺纹连接于轮形水渠挖掘装置(4)上;所述滑动连接环(207)通过滑动斜撑(206)与调节安装块(204)相连接,且滑动安装在轮形水渠挖掘装置(4)上;

所述二级调节装置(3)有两组,设置于轮形水渠挖掘装置(4)两端,每一组二级调节装置(3)均包括:安装滑盖板(301)、二级调节液压缸(302)、二级调节滑板(303)、铰接连板(304)、直连驱动件(305);所述安装滑盖板(301)固定连接于滑动连接环(207),所述二级调节液压缸(302)安装于安装滑盖板(301)底面,且输出轴与二级调节滑板(303)固定,所述二级调节滑板(303)与安装滑盖板(301)滑动安装,所述铰接连板(304)有两个,其一铰接于安装滑盖板(301)侧壁与直连驱动件(305)之间,其二铰接于二级调节滑板(303)与直连驱动件(305)之间;

所述轮形水渠挖掘装置(4)包括:轮爪安装液压伸缩板(41)、挖掘轮爪组(42)、连接支撑小车(43)、渣土传送带(44);所述轮爪安装液压伸缩板(41)两端套接有滑动连接环(207),所述挖掘轮爪组(42)分为两组,每组设有若干个挖掘轮爪(424),挖掘轮爪组(42)位于轮爪安装液压伸缩板(41)下方;所述连接支撑小车(43)与直连驱动件(305)相固定,且与挖掘轮爪(424)滚动安装;所述渣土传送带(44)固定于连接支撑小车(43);

所述挖掘轮爪(424)还包括:轮爪挖掘电机(421)、轮爪驱动齿(422)、轮爪内环啮合齿(423),所述挖掘轮爪(424)与轮爪内环啮合齿(423)固定安装,所述轮爪挖掘电机(421)与连接支撑小车(43)相固定,轮爪挖掘电机(421)输出端与轮爪驱动齿(422)固定,所述轮爪驱动齿(422)与轮爪内环啮合齿(423)相啮合;

所述控制中枢(6)包括:信息输入组件(61)、信息传递模块(62)、控制芯片(63)、语音处理模块(64)、语音播报模块(65)、图片处理模块(66)、移动终端(67)、信息存储模块(68)、警报模块(69);

所述信息输入组件(61)中设置有多组传感器与主体模块安装,且信息输入组件(61)与语音处理模块(64)、图片处理模块(66)分别电性连接;所述信息传递模块(62)负责信息输入组件(61)、语音播报模块(65)与控制芯片(63)之间的信息运输;所述语音处理模块(64)、图片处理模块(66)分别负责处理输入的语音信息以及图片信息;所述语音播报模块(65)能够将控制芯片(63)传递的信息进行播报;所述移动终端(67)用于对图片处理模块(66)接受信息以视图形式进行呈现,所述语音处理模块(64)、语音播报模块(65)均安装至移动终端(67)上;所述控制中枢(6)设有信息存储模块(68),所述信息存储模块(68)与控制芯片(63)相连接;所述控制中枢(6)设有警报模块(69),所述警报模块(69)储存有各装置作业时其所允许的作业位移尺寸最值,当接近此最值时,警报模块(69)能够通过语音播报模块(65)发出警报;

所述信息输入组件(61)包括:挖掘轮爪位移尺(611)、轮爪轴距传感器(612)、挖掘深度红外摄像头(613);所述挖掘轮爪位移尺(611)固定于安装滑盖板(301),其输出轴与直连驱动件(305)连接;所述轮爪轴距传感器(612)共有两个,安装于不同侧的安装滑盖板(301)内侧面朝向一挖掘轮爪(424);所述挖掘深度红外摄像头(613)固定于轮爪安装液压伸缩板(41)下表面;

还包括土地修整装置(5),所述土地修整装置(5)包括:修整驱动电机(501)、直驱修整齿轮(502)、传动修整齿轮(503)、偏心传动轴盘(504)、联动臂(505)、偏心转锤(506),所述修整驱动电机(501)固接有直驱修整齿轮(502),所述直驱修整齿轮(502)与传动修整齿轮(503)啮合,所述偏心传动轴盘(504)与传动修整齿轮(503)固定,偏心传动轴盘(504)两端各安装有偏心圆盘,所述联动臂(505)连接于偏心圆盘与偏心转锤(506)之间;

其中初级调节装置(2)与牵引部(1)同样作用于在水渠挖掘的起始阶段,起始阶段,起始阶段首先使用者根据已知挖掘水渠的深度,进行挖掘轮爪(424)直径的型号选择,选择标准为水渠的深度应不大于挖掘轮爪半径;在选择相对应的轮爪型号之后,通过移动终端(67)能够得到由信息传递模块(62)传递的关于轮爪轴心距、挖掘实时景象;此时使用者可选择主动通过移动终端(67)进行轴心距调节,也可在控制芯片(63)控制下自动化调节;该自动化调节主要通过控制初级调节装置(2):启动初级调节电机(201),通过初级调节齿轮(202)、初级传动齿轮(203)转动调节螺杆(205)使初级调节装置(2)与轮爪安装液压伸缩板(41)距离相对改变,同时滑动斜撑(206)引导滑动连接环(207)在轮爪安装液压伸缩板(41)两端滑动改变两组挖掘轮爪(424)之间的间距,使得不同型号的挖掘轮爪(424)能够启动时相对紧密贴合;

二级调节装置(3)在挖掘作业的启动后,挖掘轮爪组(42)在开始挖掘,通过挖掘轮爪位移尺(611)能够感知其挖掘深度,在挖掘轮爪位移尺(611)感知其挖掘深度同时小于水渠标准深度、挖掘轮爪(424)半径的前提下,将持续进行土层挖掘工作;若出现空转的现象,将由警报模块(69)对使用者发出警报进行提示,此时控制芯片(63)启动二级调节液压缸(302),二级调节液压缸(302)拉动二级调节滑板(303)在安装滑盖板(301)设置的滑轨上滑动,随着二级调节滑板(303)与安装滑盖板(301)的侧壁的距离改变,铰接连板(304)会控制直连驱动件(305)向上或向下运动,进而改变与直连驱动件(305)连接的轮形水渠挖掘装置(4)的相对高度;

轮爪安装液压伸缩板(41)为内部安装有伸缩液压缸控制的套接双层滑动板件,能够通过伸缩液压缸进行双向伸缩输出,其双向伸缩输出的距离由轮爪轴距传感器(612)与挖掘深度红外摄像头(613)共同进行检测,到达作业要求距离时,所述警报模块(69)对使用者进行提醒,且控制芯片(63)控制轮爪安装液压伸缩板(41)停止输出,避免破坏正常地形;在挖掘轮爪组(42)启动到达挖掘深度后,此时两挖掘轮爪组(42)距离较为紧密,通过轮爪安装液压伸缩板(41)输出端向两边进行伸张,将挖掘轮爪组(42)相外距离推出,期间挖掘轮爪组(42)持续进行挖掘作业,因为设置有两组挖掘轮爪组(42),所以此时挖掘作业是以双向进行挖掘,极大提高了工作效率。

2.根据权利要求1所述的一种智能农田灌溉用水渠挖掘装置,其特征在于,所述偏心转锤(506)包括:连接横杠(5061)、固定锤轴(5062)、缓冲弹簧(5063)、偏心锤头(5064);所述连接横杠(5061)与联动臂(505)固定,所述固定锤轴(5062)安装于连接横杠(5061)底面,且与偏心锤头(5064)滑动连接,所述固定锤轴(5062)与偏心锤头(5064)之间设置有缓冲弹簧(5063)。

3.根据权利要求1或2所述的一种智能农田灌溉用水渠挖掘装置,其特征在于,所述牵引部(1)为外带悬挂机构的机械车辆或者自牵引装置;其中所述外带悬挂机构的机械车辆为履带式挖掘机或农耕拖拉机;所述自牵引装置设为包括:牵引装配板(11)、水渠引导滑轨(12)、负载小车(13);水渠引导滑轨(12)为多段可拼凑滑轨组成,能够沿着规划水渠挖掘路线的两侧进行铺设,所述负载小车(13)与水渠引导滑轨(12)装配连接,所述牵引装配板(11)固定连接于负载小车(13)与初级调节装置(2)上,通过负载小车(13)对该装置进行牵引。