自動化升降綠籬的設計與研究

時間:2022-07-18 02:57:32

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自動化升降綠籬的設計與研究

1自動化升降綠籬修剪機的結(jié)構(gòu)和工作原理

工作人員打開電源開關(guān),推動或遙控驅(qū)動電機以及舵機到指定位置后,啟動3號電機在遙控器上的按鈕,底座上3號電機帶動螺桿開始升高,這時其它電機處于待機狀態(tài),等螺桿上升到指定位置后,遙控啟動2號小電機按鈕,盤刀由開始加速都最終恒速旋轉(zhuǎn)。再遙控控制1號小電機,控制絲杠正反轉(zhuǎn),以及轉(zhuǎn)速,進而使得滑塊在橫向移動的速度和位移量不斷變化,從而改變刀具的工作方位,以實現(xiàn)大面積,多造型的園藝修剪作業(yè)。當?shù)毒咿D(zhuǎn)到一定位置后,整個車體通過調(diào)節(jié)走輪不斷靠近綠籬,到達適當位置后盤刀開始有效修剪作業(yè)。

2關(guān)鍵技術(shù)及解決方案

2.1工作刀具的旋轉(zhuǎn)設計

由于該產(chǎn)品主要適合于路面比較平整,作業(yè)場地比較開闊的綠化帶的修剪,而在一般城市街道我們經(jīng)常會看到很多形狀比較規(guī)則的綠化帶,因此這款設備主要適用于修剪綠化帶的水平面與垂直面。當滑塊將推桿拉直后,刀具與地面平行,刀刃相對于綠色植物向上的枝干是垂直的,在電機高速帶動下,刀具會將新長出的嫩條切斷。當推桿將刀具推動到垂直位置是,刀刃相對于綠色植物水平的枝干是垂直的,同樣在刀具高速旋轉(zhuǎn)下將枝條切斷。當然刀具除了能夠選在0度和90度之外,它也可以在0~90之間或者更大的范圍內(nèi)作業(yè),這樣就可以使得該設備能夠?qū)τ谝恍┖唵卧煨瓦M行處理,比如臺燈罩、圓錐等等。對于更大范圍的旋轉(zhuǎn)也是有上限的,具體根據(jù)推桿設計的不同而不同。

2.2遠程控制系統(tǒng)設計

遙控器是一個手持裝置,其中包括控制器和信號發(fā)射器。信號發(fā)射器發(fā)射信號給設置到電機上的感應器,遙控器的電源由干電池組構(gòu)成,為信號的控制和傳送提供動能。操作遙控器使一對電觸點接觸,連接到集成電路的特定管腳,將電路閉合,進而使發(fā)射器發(fā)射固定序列的電脈沖,每個序列包含一小組同步脈沖,后面緊跟脈沖序列,當信號傳到感應器處時,觸發(fā)開關(guān),啟動電機,從而使整個設備開始工作。對于舵機的控制,常用的控制信號是一個周期為20毫秒左右,寬度為1毫秒到2毫秒的脈沖信號。當舵機收到該信號后,會馬上激發(fā)出一個與之相同的,寬度為1.5毫秒的負向標準的中位脈沖。之后二個脈沖在一個加法器中進行相加得到了所謂的差值脈沖。輸入信號脈沖如果寬于負向的標準脈沖,得到的就是正的差值脈沖。如果輸入脈沖比標準脈沖窄,相加后得到的肯定是負的脈沖。此差值脈沖放大后就是驅(qū)動舵機正反轉(zhuǎn)動的動力信號。舵機電機的轉(zhuǎn)動,通過齒輪組減速后,同時驅(qū)動轉(zhuǎn)盤和標準脈沖寬度調(diào)節(jié)電位器轉(zhuǎn)動。直到標準脈沖與輸入脈沖寬度完全相同時,差值脈沖消失時才會停止轉(zhuǎn)動,在該設備中它主要起到調(diào)節(jié)小輪轉(zhuǎn)向的功能。[2]

2.3工作臺的上下移動裝置設計

在現(xiàn)實生活中,綠籬墻的高度在一定的范圍內(nèi)是變動的,如工廠內(nèi)的冬青一般要求在60cm~100cm之間,因此這就要求設備也可以在一定的范圍內(nèi)移動,所以該設備采用可上下移動的工作平臺以滿足對不同高度的需要,上下移動的功能主要有螺桿傳動實現(xiàn),該螺桿采用大導程,便于快速升降,在材料方面要求有一定的強度,可承受大轉(zhuǎn)矩,但是考慮到經(jīng)濟加工方面的要求,選用45鋼比較好。再者,工作平臺的可上下移動,可以使得該設備在存放時占用更小的空間。[3]

3結(jié)語

自動化升降綠籬修剪機,是一個具有很高自動化程度的設備,與市場上其他同類修剪設備相比,它比那些小型的修剪機自動化程度高,與大型的修剪設備相比,它具有體積小、行動靈活等方面的特點。盡管它具有很多的優(yōu)點,但有不足比如它對地面質(zhì)量的要求就比較高。因此還需要不斷完善這種設備的各種作業(yè)功能以適應各種不同的場合,在以后的不斷完善過程中還需要進一步的研究。

本文作者:程回東王冬梅工作單位:上海電機學院