一种农业机械用避让传感机构及其避让方法与流程

1.本发明涉及农业机械附件技术领域，尤其涉及一种农业机械用避让传感机构及其避让方法。


背景技术：

2.果园中果树株间除草和松土工作，因而存在树干等阻碍，旋耕机和除草刀具不能顺畅作业，不利于机械化作业。目前，大多情况是采用人工作业则费事费力，人工成本高。
3.近年来也出现一些微耕机和除草机通过采用避让机构，来避让树干，进行机械化作业。避让机构的触碰杆结构进行前置探测，碰撞树干后触碰杆向后弯折，触碰杆根部的液压阀芯发生油路换向，进而带动摆动液压缸做出缩回动作，工作端的旋耕器和除草刀具避让树干。然而，现有的液压阀结构避让机构，管路连接复杂，容易发生漏油和堵塞故障，故障率高，维护成本增加。
4.因此，需要开发一种农业机械用避让传感机构及其避让方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种农业机械用避让传感机构，采用电子开关作为感应元件，信号传递稳定可靠，便于集成控制，而且采用封闭式盒体结构，降低了故障率和维护成本。
6.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
7.本发明一种农业机械用避让传感机构，包括主盒体、杠杆件、触碰杆、传感器、转轴和复位结构，所述主盒体为可开启密封盒体，所述主盒体通过支座板设置在旋耕器或者除草刀具的侧前方，所述杠杆件为l型并通过所述转轴铰支在所述主盒体底板上方，所述杠杆件的长臂端探出所述主盒体并连接所述触碰杆，所述触碰杆设置在所述旋耕器或者除草刀具的前方，所述杠杆件短臂端连接所述复位结构；所述传感器安装在所述主盒体底板上且探测头朝向腔室内，所述杠杆件的长臂端能够掠过所述传感器探测头。
8.进一步的，所述杠杆件的横截面为偏平形状，所述主盒体朝向所述触碰杆的侧壁上设置有导向缝，所述杠杆件的长臂端在所述导向缝内导向摆动。
9.进一步的，所述杠杆件长臂端的端头连接有套管，所述触碰杆的根部插接到所述套管内。
10.进一步的，所述套管外壁上设置有顶丝，所述顶丝的内端头压紧所述触碰杆根部；所述触碰杆根部设置有铣扁台，所述顶丝内端头压紧在所述铣扁台上。
11.进一步的，所述触碰杆靠近所述套管的位置设置有弯折段，所述弯折段将所述触碰杆主体向后平移一段距离。所述触碰杆远离所述套管的一端设置为弧形条段，所述弧形条段向后圆弧弯折。
12.进一步的，所述转轴包括转轴螺栓、转轴座和第一压簧，所述转轴座为圆筒状且底部连接在所述底板上，所述转轴螺栓穿过所述杠杆件的铰接孔和转轴座并由锁母锁紧，所
述第一压簧压紧在所述锁母和所述底板下表面之间。
13.进一步的，所述主盒体顶面和前侧面开口设置，且相应设置有盒盖，所述盒盖通过螺钉固定到所述主盒体的上折边和侧折边上。
14.进一步的，所述复位结构包括拉紧螺杆、第二压簧螺母和第二压簧，所述拉紧螺杆穿过所述主盒体后侧面板上的过孔，所述拉紧螺杆的内端头设置为销接座，所述销接座销接所述杠杆件的短臂端，所述拉紧螺杆的探出部分外套接所述第二压簧，所述第二压簧螺母螺纹连接所述拉紧螺杆并压紧所述第二压簧到所述主盒体后侧面板上。
15.进一步的，所述复位结构还包括垫片，两个所述垫片分别垫接在所述第二压簧两端。
16.本发明还公开一种农业机械用避让传感机构的避让方法，利用上述任一项所述农业机械用避让传感机构避让信号的采集，传递给微耕机或者除草机的控制电路板。
17.与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
18.本发明一种农业机械用避让传感机构，通过转轴作为杠杆件摆动的支点，杠杆件通过触碰杆采集到树干信息后，杠杆件摆动避让过程中，传感器采集到掠过树干信息后，向设备所述控制器发送信号，做出避让动作，避免设备损坏。通过所述复位结构拉紧杠杆件向所述短臂端旋转复位，保证触碰杆掠过树干后复位，为下一次避让做好准备。相对于传统的液压阀式避让，本发明中采用电子信号采集方式，避免了液压油泄露，更加稳定，使用寿命长。通过杠杆方式使得触碰杆复位，结构更加紧凑，动作稳定可靠。本发明农业机械用避让传感机构，采用电子开关作为感应元件，信号传递稳定可靠，便于集成控制，而且采用封闭式盒体结构，降低了故障率和维护成本。
19.此外，通过将杠杆件的横截面为偏平形状，便于在摆动过程中增加与传感器探测头的重叠面积，避免出现信号误采集；通过设置套管在杠杆件长臂端的端头，套管连接触碰杆，经常接触树干碰撞的触碰杆作为单独零件，便于触碰杆发生损坏时，快速更换，避免了整套机构拆卸维修，降低了设备修复周期。通过在触碰杆根部设置铣扁台，顶丝内端头压紧在铣扁台上，能够防止触碰杆在碰撞冲击过程中发生周向旋转松动情况。通过弯折段设置在套管外侧，能够降低触碰杆根部弯矩应力集中，减少根部塑性硬弯折变形情况发生，提高了触碰杆使用寿命。通过弧形条段设置在触碰杆远端，能够顺畅滑落避让树干。通过第一压簧拉紧所述转轴螺栓活动的铰接杠杆件，保证了杠杆件在铰支点处轴线方向有一定的活动量，避免了卡接杂物或者发生锈蚀时容易锁死的故障。通过主盒体下部裙边包围所述转轴螺栓、第一压簧和传感器的下部分，能够有效防护上述零部件，避免在行进过程中造成的碰撞损坏。通过将主盒体设置为顶面和前侧面开口的盒体，增大操作开口，便于对所述盒体的转轴、杠杆件和传感器等零部件进行维修和维护；通过盒盖的设置，便于密封盒体，对内部的杠杆件和传感器进行有效防护，避免引入树叶、树枝杂物，保证了杠杆动作灵活可靠。通过第二压簧压紧在第二压簧螺母和主盒体后侧面板外壁上，能够向后拉紧拉紧螺杆，进而保证杠杆件初始态下，杠杆件的长臂端抵紧在导向缝的后端；通过第二压簧螺母螺纹连接拉紧螺杆，能够通过调整第二压簧螺母的位置来调整第二压簧的压缩量，进而便于保持合适的避让力度，避免出现粗壮杂草引起的误避让和纤细树干而没有避让的情况。
20.本发明农业机械用避让传感机构的避让方法，电磁感应开关或者光电开关的输出信号为开关量，此开关量输入到控制电路板。可以设置延时避让的延时时长，而且可以采用
通过设置选择电路，能够设置手动控制模式，关闭自动避让功能，在一些极限情况下，拖拉机司机操控遥控器进行手动避让，具有更好的灵活性。
附图说明
21.下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
22.图1为本发明农业机械用避让传感机构主视结构示意图；
23.图2为本发明的主盒体部位去掉盒盖后主视结构示意图；
24.图3为本发明的主盒体部位右视结构示意图；
25.图4为本发明的主盒体部位去掉盒盖后俯视剖视结构示意图；
26.图5为图2中a
‑
a剖视结构示意图。
27.附图标记说明：1、主盒体；101、上折边；1011、螺纹孔；102、侧折边；103、螺杆过孔；104、导向缝；2、杠杆件；201、套管；202、焊装螺母；203、销轴孔；3、触碰杆；301、弧形条段；302、弯折段；303、铣扁台；4、传感器；5、拉紧螺杆；501、销接座；6、转轴；601、转轴座；602、第一压簧；7、第二压簧螺母；8、顶丝；9、垫片；10、支座板；11、第二压簧；12、盒盖；13、螺钉。
具体实施方式
28.本发明的核心是提供一种农业机械用避让传感机构及其避让方法，采用电子开关作为感应元件，信号传递稳定可靠，便于集成控制，而且采用封闭式盒体结构，降低了故障率和维护成本。
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
31.参考附图，图1为本发明农业机械用避让传感机构主视结构示意图；图2为本发明的主盒体部位去掉盒盖后主视结构示意图；图3为本发明的主盒体部位右视结构示意图；图4为本发明的主盒体部位去掉盒盖后俯视剖视结构示意图；图5为图2中a
‑
a剖视结构示意图。
32.在一具体实施方式中，如图1～5所示，本发明农业机械用避让传感机构包括主盒体1、杠杆件2、触碰杆3、传感器4、转轴6和复位结构。主盒体1为可开启密封盒体，主盒体1通过侧面板焊接连接支座板10安装在旋耕器或者除草刀具的侧前方。杠杆件2为l型并通过中部的转轴6铰支在主盒体1底板上方，杠杆件2的长臂端探出主盒体1并连接触碰杆3，触碰杆3设置在旋耕器或者除草刀具的前方，杠杆件2短臂端连接所述复位结构。所述复位结构拉紧杠杆件2向所述短臂端旋转。传感器4安装在主盒体1底板上且探测头朝向腔室内，杠杆件2的长臂端能够掠过传感器4探测头。传感器4采用电磁感应开关或者光电开关，杠杆件2的长臂端在触碰杆3带动下能够摆动掠过所述传感器4探测头，传感器4反馈电信号到设备控
制器上。所述控制器控制液压执行元件做出旋耕器或者除草刀具的摆动避让动作。
33.通过转轴6作为杠杆件2摆动的支点，杠杆件2通过触碰杆3采集到树干信息后，杠杆件2摆动避让过程中，传感器4采集到掠过树干信息后，向设备所述控制器发送信号，做出避让动作，避免设备损坏。通过所述复位结构拉紧杠杆件2向所述短臂端旋转复位，保证触碰杆3掠过树干后复位，为下一次避让做好准备。相对于传统的液压阀式避让，本发明中采用电子信号采集方式，避免了液压油泄露，更加稳定，使用寿命长。通过杠杆方式使得触碰杆3复位，结构更加紧凑，动作稳定可靠。本发明农业机械用避让传感机构，采用电子开关作为感应元件，信号传递稳定可靠，便于集成控制，而且采用封闭式盒体结构，降低了故障率和维护成本。
34.在本发明一具体实施方式中，如图2～4所示，杠杆件2的横截面为偏平形状，可以为矩形或者椭圆形。主盒体1朝向触碰杆3的侧壁上设置有导向缝104，杠杆件2的长臂端在导向缝104内导向摆动。
35.具体而言，如图1～3所示，杠杆件2长臂端的端头同轴焊接有套管201，触碰杆3的根部插接到套管201内。
36.具体而言，如图2和图5所示，套管201外壁上设置有顶丝8，顶丝8的内端头压紧触碰杆3根部。套管201外壁上开设有通孔，所述通孔外同轴焊接有焊装螺母202，顶丝8螺纹连接焊装螺母202。触碰杆3根部设置有铣扁台303，铣扁台303插接到套管201内，顶丝8内端头压紧在铣扁台303上。
37.通过将杠杆件2的横截面为偏平形状，便于在摆动过程中增加与传感器4探测头的重叠面积，避免出现信号误采集；通过设置套管201在杠杆件2长臂端的端头，套管201连接触碰杆3，经常接触树干碰撞的触碰杆3作为单独零件，便于触碰杆3发生损坏时，快速更换，避免了整套机构拆卸维修，降低了设备修复周期。通过在触碰杆3根部设置铣扁台303，顶丝8内端头压紧在铣扁台303上，能够防止触碰杆3在碰撞冲击过程中发生周向旋转松动情况。
38.在本发明一具体实施方式中，如图1和图2所示，触碰杆3靠近套管201的位置设置有弯折段302，弯折段302与根部和主体相交的内折角相等，弯折段302将触碰杆3主体向后平移一段距离。触碰杆3远离套管201的一端设置为弧形条段301，弧形条段301向后圆弧弯折。
39.通过弯折段302设置在套管201外侧，能够降低触碰杆3根部弯矩应力集中，减少根部塑性硬弯折变形情况发生，提高了触碰杆3使用寿命。通过弧形条段301设置在触碰杆3远端，能够顺畅滑落避让树干。
40.在本发明一具体实施方式中，如图2和图4所示，转轴6包括转轴螺栓、转轴座601和第一压簧602，转轴座601为圆筒状且底部连接在底板上，所述转轴螺栓穿过杠杆件2的铰接孔和转轴座601并由锁母锁紧，第一压簧602压紧在所述锁母和所述底板下表面之间。
41.具体而言，所述底板焊接连接在主盒体1内壁中间位置，所述转轴螺栓、第一压簧602和传感器4的下部分均位于主盒体1下部裙边包围范围内。
42.通过第一压簧602拉紧所述转轴螺栓活动的铰接杠杆件2，保证了杠杆件2在铰支点处轴线方向有一定的活动量，避免了卡接杂物或者发生锈蚀时容易锁死的故障。通过主盒体1下部裙边包围所述转轴螺栓、第一压簧602和传感器4的下部分，能够有效防护上述零部件，避免在行进过程中造成的碰撞损坏。
43.在本发明一具体实施方式中，如图2～4所示，主盒体1顶面和前侧面开口设置，且相应设置有盒盖12，盒盖12通过螺钉13固定到主盒体1的上折边101和侧折边102上。上折边101和侧折边102上设置有螺纹连接螺钉13的螺纹孔1011。
44.通过将主盒体1设置为顶面和前侧面开口的盒体，增大操作开口，便于对所述盒体的转轴6、杠杆件2和传感器4等零部件进行维修和维护；通过盒盖12的设置，便于密封盒体，对内部的杠杆件2和传感器4进行有效防护，避免引入树叶、树枝杂物，保证了杠杆动作灵活可靠。
45.在本发明一具体实施方式中，如图1、图2和图4所示，所述复位结构包括拉紧螺杆5、第二压簧螺母7和第二压簧11，拉紧螺杆5穿过主盒体1后侧面板上的过孔，拉紧螺杆5的内端头设置为销接座501，销接座501销接杠杆件2的短臂端，拉紧螺杆5的探出部分外套接第二压簧11，第二压簧螺母7螺纹连接拉紧螺杆5并压紧第二压簧11到主盒体1后侧面板上。
46.显而易见的，所述复位结构也可以采用拉簧方式，拉簧一端连接到杠杆件2的短臂端，另一端连接到主盒体1后侧面板内壁上，也能够起到拉紧杠杆件2的短臂端进行复位的作用。类似的结构变形方式均落入本发明的保护范围之中。
47.具体而言，所述复位结构还包括垫片9，两个垫片9分别垫接在第二压簧11两端。垫片9的直径大于第二压簧11的外径。
48.通过第二压簧11压紧在第二压簧螺母7和主盒体1后侧面板外壁上，能够向后拉紧拉紧螺杆5，进而保证杠杆件2初始态下，杠杆件2的长臂端抵紧在导向缝104的后端；通过第二压簧螺母7螺纹连接拉紧螺杆5，能够通过调整第二压簧螺母7的位置来调整第二压簧11的压缩量，进而便于保持合适的避让力度，避免出现粗壮杂草引起的误避让和纤细树干而没有避让的情况。
49.本发明农业机械用避让传感机构工作原理：拖拉机牵引携带本发明农业机械用避让传感机构的微耕机或者除草机作业时，触碰杆3接触到前方的树干后，向后退让，带动杠杆件2摆动。杠杆件2长臂端掠过传感器4探测头上方，触发信号，并传递到设备控制器。所述控制器控制液压缸伸缩，旋耕器或者除草刀具做出避让动作。通过树干后，触碰杆3在第二压簧11复位力作用下，向前复位，为下次避让做好准备。
50.本发明还公开了一种农业机械用避让传感机构的避让方法，利用上述任一实施例中农业机械用避让传感机构进行避让信号的采集，传递给微耕机或者除草机的控制电路板。
51.电磁感应开关或者光电开关的输出信号为开关量，此开关量输入到控制电路板。可以设置延时避让的延时时长，而且可以采用通过设置选择电路，能够设置手动控制模式，关闭自动避让功能，在一些极限情况下，拖拉机司机操控遥控器进行手动避让，具有更好的灵活性。
52.本发明农业机械用避让传感机构，通过转轴6作为杠杆件2摆动的支点，杠杆件2通过触碰杆3采集到树干信息后，杠杆件2摆动避让过程中，传感器4采集到掠过树干信息后，向设备所述控制器发送信号，做出避让动作，避免设备损坏。通过所述复位结构拉紧杠杆件2向所述短臂端旋转复位，保证触碰杆3掠过树干后复位，为下一次避让做好准备。相对于传统的液压阀式避让，本发明中采用电子信号采集方式，避免了液压油泄露，更加稳定，使用寿命长。通过杠杆方式使得触碰杆3复位，结构更加紧凑，动作稳定可靠。本发明农业机械用
避让传感机构，采用电子开关作为感应元件，信号传递稳定可靠，便于集成控制，而且采用封闭式盒体结构，降低了故障率和维护成本。此外，通过将杠杆件2的横截面为偏平形状，便于在摆动过程中增加与传感器4探测头的重叠面积，避免出现信号误采集；通过设置套管201在杠杆件2长臂端的端头，套管201连接触碰杆3，经常接触树干碰撞的触碰杆3作为单独零件，便于触碰杆3发生损坏时，快速更换，避免了整套机构拆卸维修，降低了设备修复周期。通过在触碰杆3根部设置铣扁台303，顶丝8内端头压紧在铣扁台303上，能够防止触碰杆3在碰撞冲击过程中发生周向旋转松动情况。通过弯折段302设置在套管201外侧，能够降低触碰杆3根部弯矩应力集中，减少根部塑性硬弯折变形情况发生，提高了触碰杆3使用寿命。通过弧形条段301设置在触碰杆3远端，能够顺畅滑落避让树干。通过第一压簧602拉紧所述转轴螺栓活动的铰接杠杆件2，保证了杠杆件2在铰支点处轴线方向有一定的活动量，避免了卡接杂物或者发生锈蚀时容易锁死的故障。通过主盒体1下部裙边包围所述转轴螺栓、第一压簧602和传感器4的下部分，能够有效防护上述零部件，避免在行进过程中造成的碰撞损坏。通过将主盒体1设置为顶面和前侧面开口的盒体，增大操作开口，便于对所述盒体的转轴6、杠杆件2和传感器4等零部件进行维修和维护；通过盒盖12的设置，便于密封盒体，对内部的杠杆件2和传感器4进行有效防护，避免引入树叶、树枝杂物，保证了杠杆动作灵活可靠。通过第二压簧11压紧在第二压簧螺母7和主盒体1后侧面板外壁上，能够向后拉紧拉紧螺杆5，进而保证杠杆件2初始态下，杠杆件2的长臂端抵紧在导向缝104的后端；通过第二压簧螺母7螺纹连接拉紧螺杆5，能够通过调整第二压簧螺母7的位置来调整第二压簧11的压缩量，进而便于保持合适的避让力度，避免出现粗壮杂草引起的误避让和纤细树干而没有避让的情况。
53.本发明农业机械用避让传感机构的避让方法，电磁感应开关或者光电开关的输出信号为开关量，此开关量输入到控制电路板。可以设置延时避让的延时时长，而且可以采用通过设置选择电路，能够设置手动控制模式，关闭自动避让功能，在一些极限情况下，拖拉机司机操控遥控器进行手动避让，具有更好的灵活性。
54.以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。