[發明專利]一種避障式噴嘴結構及其控制方法

有效

• 申請號: 202010633537.7
• 申請日: 2020-07-06
• 公開（公告）號: CN111644307B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: 沈國泉;許曉紅;龐家成
• 申請（專利權）人: 杭州科技職業技術學院
• 主分類號: B05B15/68
• 分類號: B05B15/68
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種避障式噴嘴結構及其控制方法，其特征在于：主要元件由基架（1）、銷軸I（2）、液壓接頭（3）、油缸（4）、蓋板（5）、M12內六角螺釘（6）、水管接頭（7）、噴嘴（8）、中空鋼管（9）、卡針I（10）、銷軸II（11）、噴嘴架（12）、加強桿（13）、液壓油管（14）、雙路單向平衡閥（15）、液控換向閥（16）、梭閥（17）、可調壓液控換向閥（18）、節流口（19）、單向閥（20）、小蓄能器（21）、液控先導手柄（22）、鋼球（23）、彈簧（24）、卡針II（25）組成；所述基架（1）最后端是一塊鋼板，在基架（1）后側鋼板上有四個直徑為32毫米的圓孔，可以用四個M30的螺栓把基架（1）安裝到拖拉機前端相應安裝板上；基架（1）后側鋼板上方有一個耳片，可以用銷軸I（2）將油缸（4）的無桿腔端安裝到耳片上，使得油缸（4）與基架（1）構成鉸接，油缸（4）可以繞銷軸I（2）進行一定角度的旋轉；所述卡針II（25）可以防止銷軸I（2）脫離耳片；所述基架（1）后側鋼板前端有一個圓柱體，圓柱體與基架（1）后側鋼板焊接成一個整體，圓柱體前端有一個半球孔，半球孔底部有一個圓孔，圓孔里安裝一個彈簧（24），彈簧（24）有20%的預壓縮量，彈簧（24）前方有一個鋼球（23），鋼球（23）的前方有一個噴嘴架（12），噴嘴架（12）最左側為一球狀體，球狀體左側有一個半球孔，前述鋼球（23）的一半在這半球孔內，噴嘴架（12）球狀體可以在基架（1）圓柱體半球孔內轉動；噴嘴架（12）球狀體前方為一圓柱體，圓柱體中間有一個圓柱孔，圓柱體側面有一個G1/4”水管接口，安裝有一個G1/4”水管接頭（7）；噴嘴架（12）圓柱體前方為一尖狀頭部，噴嘴架（12）頭部兩側分別焊接弧狀中空鋼管（9），中空鋼管（9）上安裝有四個噴嘴（8）；在中空鋼管（9）和噴嘴架（12）球狀體之間有四根圓柱狀加強桿（13），加強桿（13）與中空鋼管（9）和噴嘴架（12）球狀體都是焊接關系；噴嘴架（12）球狀體、噴嘴架（12）圓柱體、尖狀頭部、兩根中空鋼管（9）、四根加強桿（13）焊接成一體，構成一個噴嘴架（12）；所述基架（1）圓柱體前方有一塊蓋板（5），蓋板（5）上有一個圓孔和一個半球孔，噴嘴架（12）球狀體可以在這個半球孔內旋轉；八顆M12內六角螺釘（6）把蓋板（5）固定安裝到基架（1）圓柱體上。

2.根據權利要求1所述一種避障式噴嘴結構及其控制方法，其特征在于：所述油缸（4）為單出桿油缸，缸桿頭部與噴嘴架（12）尖狀頭部上方耳片鉸接，采用一個銷軸II（11）和卡針I（10）實現這個鉸接，油缸（4）的無桿腔和有桿腔各有一個液壓接頭（3），通過液壓油管（14）分別與雙路單向平衡閥（15）的兩個出口V1和V2連接；液控換向閥（16）的兩個出口A口和B口分別與雙路單向平衡閥（15）的兩個入口F1口和F2口連接；油缸（4）的無桿腔與單向閥（20）入口、節流口（19）的一端并聯，單向閥（20）出口、小蓄能器（21）入口與節流口（19）另外一端并聯后通過管路與可調壓液控換向閥（18）的先導口X口連接；所述液控先導手柄（22）的入口P1與可調壓液控換向閥（18）的入口P2并聯，與3MPa的先導油源連接，液控先導手柄（22）的回油口T1與可調壓液控換向閥（18）的T2口并聯，回到油箱，可調壓液控換向閥（18）的出口A2口連接到梭閥（17）的左側入口，液控先導手柄（22）的a口連接到梭閥（17）的右側入口，梭閥（17）的出口連接到液控換向閥（16）的a1先導口，液控先導手柄（22）的b口連接到液控換向閥（16）的b1先導口。

3.根據權利要求1所述一種避障式噴嘴結構及其控制方法，其特征在于：將液控換向閥（16）的P口與壓力為10MPa的液壓源連接，液控換向閥（16）的T口與回油管連接，把可調壓液控換向閥（18）的彈簧（24）設定到12MPa開啟壓力，雙路單向平衡閥（15）的開啟壓力都調節到15MPa；正常工作時噴嘴架（12）呈水平向前狀態，鋼球（23）的一部分在噴嘴架（12）球狀體的半球孔內，彈簧（24）將鋼球（23）向前頂出，使得噴嘴架（12）是一種穩定水平向前狀態；油缸（4）的無桿腔和有桿腔內的液體被雙路單向平衡閥（15）鎖定，油缸（4）也無法自由運動，加強了噴嘴架（12）穩定于水平向前狀態；當噴嘴結構在水平向前作業過程中，前端的噴嘴架（12）尖狀頭部接觸到前方的石塊或者土丘后，由于尖狀頭部下端面是圓弧狀，石塊對噴嘴架（12）有一個向上的分力，當分力超過彈簧（24）的預緊力后，噴嘴架（12）會整體繞基架（1）圓柱體半球孔向上旋轉，此時油缸（4）缸桿受到向無桿腔運動趨勢的壓縮力，在油缸（4）的無桿腔產生大于12MPa的壓力時，雙路單向平衡閥（15）還沒有開啟，可調壓液控換向閥（18）的X口受到大于12MPa的壓力后換向，P1口的3MPa的先導油經過可調壓液控換向閥（18）進入梭閥（17）左側入口，通過梭閥（17）后到液控換向閥（16）的a1先導口，導致液控換向閥（16）左位工作，液控換向閥（16）P口的10MPa的液壓油通過液控換向閥（16）和雙路單向平衡閥（15）后進入油缸（4）的有桿腔，推動油缸（4）回縮，油缸（4）無桿腔內的液體經過平衡閥、液控換向閥（16）A口和回油箱泄壓；在油缸（4）受壓導致無桿腔內產生的大于12MPa的高壓油經過單向閥（20）快速進入小蓄能器（21），小蓄能器（21）充滿后壓力超過12MPa后進入可調壓液控換向閥（18）的X口使得可調壓液控換向閥（18）換向，當液控換向閥（16）換向到左位后，油缸（4）的無桿腔變成泄壓狀態，此時小蓄能器（21）內的液體通過節流口（19）慢慢釋放，使得可調壓液控換向閥（18）的X口的壓力在3秒后才低于12MPa，經過3秒鐘的油缸（4）回縮，油缸（4）已經將原先水平狀的噴嘴架（12）上拉30°角，有效避開了前方的石頭或者土丘，當可調壓液控換向閥（18）的X口的壓力小于12MPa后，液控換向閥（16）的a1先導口失壓，液控換向閥（16）在閥芯兩端的彈簧作用下回到中間位置，油缸（4）停止運動；如果需要切換到噴嘴架（12）水平狀態，需要作業人員將液控先導手柄（22）向左推，液控換向閥（16）b1口進油，液控換向閥（16）右位有效，10MPa液壓油通過液控換向閥（16）、雙路單向平衡閥（15）后進入油缸（4）無桿腔，驅動油缸（4）伸出，當油缸（4）全部伸出后，噴嘴架（12）回到穩定水平向前狀態。