一种仿形支撑滚的水田激光平地机.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810615142.7 (22)申请日 2018.06.14 (71)申请人 华南农业大学 地址 510642 广东省广州市天河区五山路 483号 (72)发明人 胡炼 杜攀 罗锡文 周浩 杨文武 唐灵茂 贺静 蒙世博 (74)专利代理机构 广州市华学知识产权代理有 限公司 44245 代理人 付茵茵 (51)Int.Cl. A01B 35/14(2006.01) (54)发明名称 一种仿形支撑滚的水田激光平地机 (57)摘要 本发明涉及一种仿形支撑滚的水田激光平 地机， 。

2、包括机架、 高程调节装置、 高程装置、 平地 装置、 左右调平装置， 机架通过三点悬挂装置与 拖拉机相接， 高程装置通过高程调节装置与机架 相接从而调节高程装置的高低， 平地装置与高程 装置相接且通过左右调平装置左右调平； 还包括 安装在机架下方的仿形支撑滚； 仿形支撑滚通过 机架和三点悬挂装置与拖拉机浮动连接， 作业 时， 仿形支撑滚由水田泥面支撑仿形而与拖拉机 运动姿态变化无关， 仿形支撑滚的姿态变化引起 平地装置的姿态变化。 本发明使平地铲升降控制 更稳定， 以提高平地质量和效率， 提高作业精度， 属于农田平整机具技术领域。 权利要求书2页 说明书4页 附图5页 CN 108834445。

3、 A 2018.11.20 CN 108834445 A 1.一种仿形支撑滚的水田激光平地机， 包括机架、 高程调节装置、 高程装置、 平地装置、 左右调平装置， 机架通过三点悬挂装置与拖拉机相接， 高程装置通过高程调节装置与机架 相接从而调节高程装置的高低， 平地装置与高程装置相接且通过左右调平装置左右调平， 其特征在于： 还包括安装在机架下方的仿形支撑滚； 仿形支撑滚通过机架和三点悬挂装置 与拖拉机浮动连接， 作业时， 仿形支撑滚由水田泥面支撑仿形而与拖拉机运动姿态变化无 关， 仿形支撑滚的姿态变化引起平地装置的姿态变化。 2.按照权利要求1所述的一种仿形支撑滚的水田激光平地机， 其特征在。

4、于： 仿形支撑滚 包括滚筒和设置在滚筒表面的交替开叉叶片； 滚筒沿着左右方向延伸， 滚筒与机架转动式 连接。 3.按照权利要求2所述的一种仿形支撑滚的水田激光平地机， 其特征在于： 仿形支撑滚 还包括轴和连接板； 两块连接板固定在滚筒的两端， 每块连接板的外侧均固定有轴； 滚筒为 圆筒形； 叶片包括大叶片和小叶片， 小叶片排列成多行， 各行小叶片在滚筒的表面圆周均匀 分布， 同行小叶片的外侧对齐且若干个小叶片通过一个条形的大叶片连接， 同行的相邻的 小叶片的内侧向大叶片的两侧错开， 小叶片的内侧固定在滚筒表面。 4.按照权利要求2所述的一种仿形支撑滚的水田激光平地机， 其特征在于： 仿形支撑滚。

5、 提供的支撑力等于安全系数乘以平地机总重， 即P1S1+P2S2kmg， 其中， P1为滚筒处平均土壤 承载能力， P2为叶片处平均土壤承载能力， S1为滚筒有效接触面积， S2为叶片有效接触面积， k为安全系数， mg为平地机总重。 5.按照权利要求1所述的一种仿形支撑滚的水田激光平地机， 其特征在于： 机架的左右居中位置安装有高程调节板； 高程调节装置包括上连杆架、 下连杆架、 高程油缸； 上连杆架包括直杆段和向前上方倾 斜的倾斜段， 倾斜段与直杆段的前端相接； 倾斜段的上端与高程油缸的前端铰接， 高程油缸 的后端与高程调节板的后上方铰接； 上连杆架的直杆段与下连杆架相互平行， 前端均与高。

6、 程调节板的中部铰接， 后端均与高程装置铰接， 组成平行四边形机构； 高程油缸伸缩带动高程装置上下平移。 6.按照权利要求5所述的一种仿形支撑滚的水田激光平地机， 其特征在于： 高程装置包 括高程支撑板和升降杆， 升降杆固定在高程支撑杆的上端； 高程支撑板的左右两侧与高程 调节装置通过销轴连接， 高程支撑板的后端与平地装置通过转轴连接。 7.按照权利要求1所述的一种仿形支撑滚的水田激光平地机， 其特征在于： 平地装置包 括平地铲和拖板， 拖板安装在平地铲的后端。 8.按照权利要求6所述的一种仿形支撑滚的水田激光平地机， 其特征在于： 还包括液压 装置， 液压装置包括两路单独控制的液压油路， 一。

7、路与高程调节装置相接控制高程装置的 升降， 一路与左右调平装置相接控制平地装置的左右调平； 左右调平装置为调平油缸， 一端 与高程支撑板铰接， 一端与平地装置铰接， 通过调平油缸的伸缩带动平地装置的左右摆动； 液压装置固定在机架上。 9.按照权利要求8所述的一种仿形支撑滚的水田激光平地机， 其特征在于： 还包括控制 器、 激光发射器、 激光接收器； 激光发射器发射旋转激光， 在水田上方形成基准面； 激光接收 器接收激光信号， 转变为电信号来控制液压装置实现平地装置的左右摆动和上下平动； 控 制器用于自动或者手动调节平地装置的姿态； 激光接收器安装在升降杆上。 权 利 要 求 书 1/2 页 2。

8、 CN 108834445 A 2 10.按照权利要求5所述的一种仿形支撑滚的水田激光平地机， 其特征在于： 机架包括 两根方管、 两块侧板、 两块支撑侧板、 两片盖板； 前后两根方管和左右两块侧板围成矩形框 架， 高程调节板位于矩形框架的中部， 盖板位于矩形框架内且位于高程调节板的左右两侧； 每块侧板的下方均连接支撑侧板， 仿形支撑滚安装在两块支撑侧板之间。 权 利 要 求 书 2/2 页 3 CN 108834445 A 3 一种仿形支撑滚的水田激光平地机 技术领域 0001 本发明涉及一种农田平整机具， 具体涉及一种仿形支撑滚的水田激光平地机。 背景技术 0002 平整的水田是机械化耕作。

9、种植的前提， 具有提高机械效率， 灌水均匀， 节约水资 源， 方便田间管理， 提高肥料利用率， 提高作物产量等优点。 发明专利 “一种折叠式水田平整 机” (CN103039142A)提供一种结构简单、 实用性好， 可折叠的水田平整机。 但该水田平整机 使用时只能手动调节拖拉机三点悬挂实现机具上下运动作业， 无法达到精准平地的要求。 发明专利 “一种水田激光平地机“(CN101223841A)通过激光信号的对位来判断平底铲的高 度， 通过高程液压油缸和平行连杆机构调节平底铲的高度。 但该激光平地机无法与轮式拖 拉机的三点悬挂装置相连。 发明专利 “一种水田激光平地机的平地铲高程调节机构” (C。

10、N103583101A)通过悬挂安装架、 平底铲转动架、 同步平行杆构成平行四边形机构， 从而控 制平底铲的高程和水平运动。 发明专利 “一种转动式水田激光平地机” (CN105874929A)通过 同步运动架带动激光接收器同步升降。 但这两种激光平地机均无法改善拖拉机俯仰姿态频 繁变化对平地铲的影响。 0003 在实际应用过程中， 平地铲的高程调节不仅仅受到平底铲自身过重引起平底铲升 降困难， 还主要受到拖拉机在水田硬底层行走时其俯仰姿态频繁变化的影响。 当拖拉机俯 仰姿态频繁变化时， 激光接收器在接受信号之后发出电信号给控制器来指挥液压系统控制 高程油缸运动。 此过程由于拖拉机在水田行走时。

11、姿态变化的时间较快， 而接受信号反馈回 来调节高程油缸的运动时间存在滞后,难以达到理想的平地效果。 0004 因此， 本发明主要利用轮式拖拉机的三点悬挂装置的浮动功能， 采用仿形支撑滚 来减少拖拉机受到水田硬底层不平引起俯仰姿态频繁变化对激光平地机作业的影响， 减小 了平地铲的运土阻力， 增强激光平地机的通用性， 进一步对田块碎土、 埋茬， 提高轮式拖拉 机用于平地作业时的平地精度和作业效率等问题。 发明内容 0005 针对现有技术中存在的技术问题， 本发明的目的是： 提供一种水田硬底层不平对 平地铲升降影响较小的仿形支撑滚的水田激光平地机。 0006 为了达到上述目的， 本发明采用如下技术方。

12、案： 0007 一种仿形支撑滚的水田激光平地机， 包括机架、 高程调节装置、 高程装置、 平地装 置、 左右调平装置， 机架通过三点悬挂装置与拖拉机相接， 高程装置通过高程调节装置与机 架相接从而调节高程装置的高低， 平地装置与高程装置相接且通过左右调平装置左右调 平； 还包括安装在机架下方的仿形支撑滚； 仿形支撑滚通过机架和三点悬挂装置与拖拉机 浮动连接， 作业时， 仿形支撑滚由水田泥面支撑仿形而与拖拉机运动姿态变化无关， 仿形支 撑滚的姿态变化引起平地装置的姿态变化。 强度较优， 不易变形。 0008 仿形支撑滚包括滚筒和设置在滚筒表面的交替开叉叶片； 滚筒沿着左右方向延 说 明 书 1/。

13、4 页 4 CN 108834445 A 4 伸， 滚筒与机架转动式连接。 0009 仿形支撑滚还包括轴和连接板； 两块连接板固定在滚筒的两端， 每块连接板的外 侧均固定有轴； 滚筒为圆筒形； 叶片包括大叶片和小叶片， 小叶片排列成多行， 各行小叶片 在滚筒的表面圆周均匀分布， 同行小叶片的外侧对齐且若干个小叶片通过一个条形的大叶 片连接， 同行的相邻的小叶片的内侧向大叶片的两侧错开， 小叶片的内侧固定在滚筒表面。 0010 仿形支撑滚提供的支撑力等于安全系数乘以平地机总重， 即P1S1+P2S2kmg， 其 中， P1为滚筒处平均土壤承载能力(kPa)， P2为叶片处平均土壤承载能力(kPa。

14、)， S1为滚筒有 效接触面积(m2)， S2为叶片有效接触面积(m2)， k为安全系数， mg为平地机总重(N)。 0011 机架的左右居中位置安装有高程调节板； 高程调节装置包括上连杆架、 下连杆架、 高程油缸； 上连杆架包括直杆段和向前上方倾斜的倾斜段， 倾斜段与直杆段的前端相接； 倾 斜段的上端与高程油缸的前端铰接， 高程油缸的后端与高程调节板的后上方铰接； 上连杆 架的直杆段与下连杆架相互平行， 前端均与高程调节板的中部铰接， 后端均与高程装置铰 接， 组成平行四边形机构； 高程油缸伸缩带动高程装置上下平移。 0012 高程装置包括高程支撑板和升降杆， 升降杆固定在高程支撑杆的上端；。

15、 高程支撑 板的左右两侧与高程调节装置通过销轴连接， 高程支撑板的后端与平地装置通过转轴连 接。 0013 平地装置包括平地铲和拖板， 拖板安装在平地铲的后端。 0014 一种仿形支撑滚的水田激光平地机， 还包括液压装置， 液压装置包括两路单独控 制的液压油路， 一路与高程调节装置相接控制高程装置的升降， 一路与左右调平装置相接 控制平地装置的左右调平； 左右调平装置为调平油缸， 一端与高程支撑板铰接， 一端与平地 装置铰接， 通过调平油缸的伸缩带动平地装置的左右摆动； 液压装置固定在机架上。 0015 一种仿形支撑滚的水田激光平地机， 还包括控制器、 激光发射器、 激光接收器； 激 光发射器。

16、发射旋转激光， 在水田上方形成基准面； 激光接收器接收激光信号， 转变为电信号 来控制液压装置实现平地装置的左右摆动和上下平动； 控制器用于自动或者手动调节平地 装置的姿态； 激光接收器安装在升降杆上。 0016 机架包括两根方管、 两块侧板、 两块支撑侧板、 两片盖板； 前后两根方管和左右两 块侧板围成矩形框架， 高程调节板位于矩形框架的中部， 盖板位于矩形框架内且位于高程 调节板的左右两侧； 每块侧板的下方均连接支撑侧板， 仿形支撑滚安装在两块支撑侧板之 间。 0017 本发明的原理是： 设置可浮在水田泥面的仿形支撑滚， 水田激光平地机随仿形支 撑滚浮起而抬起， 激光平地机的运动姿态主要受。

17、仿形支撑滚影响而不受拖拉机影响， 即不 受拖拉机行驶的水田硬底层的影响。 通过高程调节装置和左右调平装置对平地装置的运动 姿态进行调整而实现水田精细平整。 0018 总的说来， 本发明具有如下优点： 0019 1、 采用仿形支撑滚作为平地铲的仿形部件， 减少拖拉机由于水田硬底层不平引起 的俯仰姿态变化而导致平地铲升降的频繁调节， 即平地铲升降不受拖拉机俯仰姿态频繁变 化影响仅受到仿形支撑滚仿形水田泥面的影响， 从而使平地铲升降控制更稳定， 以提高平 地质量和效率， 提高作业精度。 0020 2、 在仿形支撑滚的作用下， 一方面具有一定的消除拖拉机轮辙的作用； 另一方面， 说 明 书 2/4 页。

18、 5 CN 108834445 A 5 仿形支撑滚具有灭茬、 碎土的功能， 减小了平地铲的运土阻力。 0021 3、 拖拉机的三点悬挂装置与该激光平地机浮动悬挂， 改善了平地机的通用性。 附图说明 0022 图1是本发明的立体图。 0023 图2是本发明的左视图。 0024 图3是本发明的正视图。 0025 图4是仿形支撑滚的立体图。 0026 图5是高程调节装置连接图。 0027 图6是轮式拖拉机的前后轮处于同一水平位置时水田激光平地机的工作状态图。 0028 图7是轮式拖拉机的后轮向上翘起时水田激光平地机的工作状态图。 0029 图8是轮式拖拉机的前轮向上翘起时水田激光平地机的工作状态图。。

19、 0030 其中， 1为机架， 2为激光接收器， 3为升降杆， 4为液压装置， 5为高程油缸， 6为控制 器， 7为激光发射器， 8为仿形支撑滚， 9为平地铲， 10为托板， 11为高程调节板， 12为下连杆 架， 13为上连杆架， 14为调平油缸， 15为高程支撑板， 16为三点悬挂装置， 17为水田耕作层， 18为水田硬底层， 1-1为方管， 1-2为盖板， 1-3为侧板， 1-4为支撑侧板， 8-1为滚筒， 8-2为大 叶片， 8-3为小叶片。 具体实施方式 0031 下面将结合具体实施方式来对本发明做进一步详细的说明。 0032 一种仿形支撑滚的水田激光平地机， 包括机架、 高程调节装。

20、置、 高程装置、 平地装 置、 左右调平装置， 机架通过三点悬挂装置与拖拉机相接， 高程装置通过高程调节装置与机 架相接从而调节高程装置的高低， 平地装置与高程装置相接且通过左右调平装置左右调 平； 还包括安装在机架下方的仿形支撑滚； 仿形支撑滚通过机架和三点悬挂装置与拖拉机 浮动连接， 作业时， 仿形支撑滚由水田泥面支撑仿形而与拖拉机运动姿态变化无关， 仿形支 撑滚的姿态变化引起平地装置的姿态变化。 0033 仿形支撑滚由开叉交替叶片组成， 滚筒两侧内部各焊接有轴头装置； 轴头装置由 轴与连接板组成， 轴头装置的另一端连接轴承， 轴承外盖与支撑侧板通过螺栓连接。 仿形支 撑滚通过轴头铰接在机。

21、架下方， 高程调节装置一端通过销轴铰接在机架上的高程调节板 上， 另一端通过销轴铰接在平地装置上。 0034 机架由两根方管、 两侧板焊接， 侧板与支撑侧板通过螺栓连接。 前方管上面安装有 三点悬挂装置， 通过U型螺栓与该方管连接。 方管上面左右两侧安装有盖板， 中间安装有两 块高程调节板， 高程调节板一端与高程油缸铰接， 另一端与高程调节装置的上连杆架和下 连杆架铰接。 0035 高程调节装置包括上连杆架、 下连杆架、 高程油缸。 上连杆架一端与高程油缸铰 接， 中部与高程调节板铰接， 另一端与高程装置铰接， 从而实现高程油缸的伸缩调节转换为 高程装置的升降调节。 下连杆架与上连杆架组成平行。

22、四边形与高程装置铰接， 辅助带动平 地装置的升降。 0036 高程装置包括高程支撑板和升降杆。 高程支撑板左右端分别与高程调节装置铰 说 明 书 3/4 页 6 CN 108834445 A 6 接， 中间与平地装置通过轴连接。 0037 平地装置主要由平地铲和拖板组成。 托板铰接在平地铲上。 0038 液压装置包括两路可单独控制的液压油路， 一条用于平地铲调平控制， 另一条用 于平地铲高程控制； 调平油缸一端与高程装置铰接， 另一端与平地装置铰接， 通过调平油缸 的伸缩带动平地装置的左右摆动； 高程油缸一端与高程调节板铰接， 另一端与高程调节装 置铰接， 通过高程油缸的伸缩带动平地装置上下摆。

23、动。 0039 一种仿形支撑滚的水田激光平地机， 还包括控制器、 激光发射器、 激光接收器。 激 光发射器发射旋转激光， 在水田上方形成基准面； 激光接收器接受激光信号， 转变为电信号 来控制液压系统实现平地装置的左右摆动和上下平动。 控制器用于控制液压装置进而控制 平地装置的高程运动和水平运动。 0040 如图6、 图7、 图8所示， 显示仿形支撑滚的水田激光平地机在水田平地作业。 当拖拉 机前后轮高度一致时， 仿形支撑滚在土壤承载力的作用下浮动支撑在泥面上， 激光接收器 接收到架设于远处的激光发射器的激光参考平面信号， 控制器控制高程装置带动平地铲调 节到设定高度； 当拖拉机前轮相较于后轮。

24、陷入较深时， 由于仿形支撑滚与机架自重作用， 原 本应向上翘起的三点悬挂装置向下落， 在土壤承载力的作用下仿形支撑滚浮动支撑在泥面 上， 控制器控制高程调节装置旋转使得平地铲上升到设定平面； 当拖拉机后轮相较于前轮 陷入较深时， 原本应向下沉的仿形支撑滚在土壤承载力的作用下向上浮起， 控制器控制高 程调节装置旋转使得平地铲下降到设定平面。 0041 总得来说， 本发明在水田作业时， 仿形支撑滚在土壤承载的作用下始终浮动支撑 在泥面上， 高程装置接收到架设于远处激光发射器的激光信号带动平地铲上升下降， 从而 使得轮式拖拉机俯仰姿态的频繁变化对平地铲的影响转变为仿形支撑滚在泥面上下浮动 对平地铲的。

25、影响， 进而实现在轮式拖拉机带动水田激光平地机的情况下， 同样实现激光精 准平地。 0042 上述实施例为本发明较佳的实施方式， 但本发明的实施方式并不受上述实施例的 限制， 其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、 修饰、 替代、 组合、 简化， 均应为等效的置换方式， 都包含在本发明的保护范围之内。 说 明 书 4/4 页 7 CN 108834445 A 7 图1 说 明 书 附 图 1/5 页 8 CN 108834445 A 8 图2 说 明 书 附 图 2/5 页 9 CN 108834445 A 9 图3 图4 说 明 书 附 图 3/5 页 10 CN 108834445 A 10 图5 图6 说 明 书 附 图 4/5 页 11 CN 108834445 A 11 图7 图8 说 明 书 附 图 5/5 页 12 CN 108834445 A 12 。