CN108958240B - 一种收割方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种收割方法，属于农业机械生产领域，预定对于矩形待收割地块采用收割机先进行矩形框从大到小的矩形框收割行程，然后在最小的矩形框中进行直线收割行程；根据矩形待收割地块的形状参数和收割机的运行参数，得到收割所用的总时间与矩形框收割行程的行程数的关系；根据收割所用的总时间的与矩形框收割行程的行程数的关系，得到收割所用的总时间最小时对应的矩形框收割行程的第一行程数，并根据第一行程数得到直线收割行程的第二行程数；在矩形待收割地块上采用收割机先进行第一行程数的矩形框收割行程，然后进行第二行程数的直线收割行程。结合了矩形框收割和直线收割两种收割路线，提高了收割机的收割效率。

Description

一种收割方法

技术领域

本发明涉及农业机械生产领域，特别涉及一种收割方法。

背景技术

农业机械化是农业现代化的重要组成部分。农业机械化不仅能减轻农民负担，提高生产效率，增加农民收益，更能推动农业向标准化、规模化和产业化发展，促进传统农业向现代农业转变。

作物收割机械化是农业机械化的重要环节，收割机收割效率与收割机性能、种植区域、农田***布局、收割机作业路线等都有关。

发明人发现现有技术中至少存在以下问题：

现有技术中所普遍采用的收割机作业路线的收割效率不高，而在如何通过优化收割机作业路线来提高收割机收割效率方面，现有技术中可借鉴的成果很少。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种收割方法，能够采用矩形框收割和直线收割相结合的收割路线，提高收割机的收割效率。

具体而言，包括以下的技术方案：

本发明提供一种收割方法，所述方法包括：

预定对于矩形待收割地块采用收割机先进行矩形框从大到小的矩形框收割行程，然后在最小的矩形框中进行直线收割行程；

根据所述矩形待收割地块的形状参数和所述收割机的运行参数，得到收割所用的总时间与所述矩形框收割行程的行程数的关系；

根据所述收割所用的总时间的与所述矩形框收割行程的行程数的关系，得到所述总时间最小时对应的所述矩形框收割行程的第一行程数，并根据所述第一行程数得到所述直线收割行程的第二行程数；

在所述矩形待收割地块上采用所述收割机先进行所述第一行程数的矩形框收割行程，然后进行所述第二行程数的直线收割行程。

可选择地，所述收割机的运行参数包括作业幅宽B_p、加减速时间t₁、加减速距离l₁、稳定作业速度V、180°作业转弯时间t₂、90°作业转弯时间t₃、180°空转时间t₄和180°转弯距离l₄，所述矩形待收割地块的形状参数包括矩形待收割地块的长度L和矩形待收割地块的宽度W，所述根据所述矩形待收割地块的形状参数和所述收割机的运行参数，得到收割所用的总时间与所述矩形框收割行程的行程数的关系，包括：

计算得到所述收割机进行矩形框收割时的收割第i个矩形框的稳定作业时间t_zi，所述收割第i个矩形框的稳定作业时间t_zi采用下式进行计算：

可选择地，所述根据所述矩形待收割地块的形状参数和所述收割机的运行参数，得到收割所用的总时间与所述矩形框收割行程的行程数的关系，还包括：

计算得到矩形框收割总时间T₁，所述矩形框收割总时间T₁采用下式进行计算：

在上式中，n₁为所述收割机进行矩形框收割的行程数。

可选择地，所述根据所述矩形待收割地块的形状参数和所述收割机的运行参数，得到收割所用的总时间与所述矩形框收割行程的行程数的关系，还包括：

计算直线收割转弯时间T₂，所述直线收割转弯时间T₂采用下式进行计算：

T₂＝n₂·t₄，

在上式中，n₂为所述收割机进行直线收割的行程数，所述进行直线收割的行程数n₂和进行矩形框收割的行程数n₁之间的关系为

计算直线收割稳定作业时间T₃，所述直线收割稳定作业时间采用下式进行计算：

可选择地，所述根据所述矩形待收割地块的形状参数和所述收割机的运行参数，得到收割所用的总时间与所述矩形框收割行程的行程数的关系，还包括：

根据所述矩形框收割总时间T₁、直线收割转弯时间T₂和直线收割稳定作业时间T₃，得到收割所用的总时间T与所述矩形框收割行程的行程数n₁的关系

所述收割所用的总时间T与所述矩形框收割行程的行程数n₁的关系

采用下式进行计算：

可选择地，所述矩形框收割行程的行程数n₁的取值范围为

所述根据所述收割所用的总时间的与所述矩形框收割行程的行程数的关系，得到所述总时间最小时对应的所述矩形框收割行程的第一行程数，包括：

根据收割所用的总时间T与所述矩形框收割行程的行程数n₁的关系

以及所述矩形框收割行程的行程数n₁的取值范围

得到在所述矩形框收割行程的行程数n₁的取值范围

内，所述总时间T最小时对应的所述矩形框收割行程的第一行程数N₁。

可选择地，所述根据所述第一行程数得到所述直线收割行程的第二行程数，包括：

将所述总时间T最小时对应的所述矩形框收割行程的第一行程数N₁作为进行矩形框收割的行程数n₁，代入所述进行直线收割的行程数n₂和进行矩形框收割的行程数n₁之间的关系

将得到的进行直线收割的行程数n₂作为直线收割行程的第二行程数N₂。

可选择地，所述进行矩形框收割的行程数n₁、所述进行直线收割的行程数n₂、所述第一行程数N₁以及所述第二行程数N₂均取整。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：

本发明实施例提供的收割方法，预定对于矩形待收割地块采用收割机先进行矩形框从大到小的矩形框收割行程，然后在最小的矩形框中进行直线收割行程，即结合了两种收割路线，采用了先进行矩形框收割后进行直线收割的方式进行收割，对收割机作业路线进行了优化；根据所述矩形待收割地块的形状参数和所述收割机的运行参数，得到收割所用的总时间与所述矩形框收割行程的行程数的关系，将矩形框收割行程的行程数作为单一自变量，有利于加快运算速度；根据所述收割所用的总时间的与所述矩形框收割行程的行程数的关系，得到所述收割所用的总时间最小时对应的所述矩形框收割行程的第一行程数，并根据所述第一行程数得到所述直线收割行程的第二行程数，将矩形框收割行程的行程数作为单一自变量，计算出第一行程数后再利用第一行程数计算出第二行程数，有利于加快运算速度；在所述矩形待收割地块上采用收割机先进行所述第一行程数的矩形框收割行程，然后进行所述第二行程数的直线收割行程，从而对收割路线进行了优化。由于先进行了矩形框收割，使得地块边缘有一个足以支持收割机进行180°空转的空间，而收割机进行180°空转要比180°作业转弯快，从而减少了收割机对同样大小的地块进行收割所用的总时间，提高了收割机的收割效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

附图1为本发明实施例一提供的收割方法的流程图；

附图2为本发明实施例二提供的收割方法的流程图；

附图3为本发明实施例二提供的收割方法的路线规划图；

附图4为本发明实施例二提供的收割方法的收割效率和传统方法的收割效率之间的对比图。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例一

本发明实施例提供了一种收割方法，如图1所示，包括步骤S101、S102、S103和S104，下面将对各步骤进行具体介绍。

在步骤S101中，预定对于矩形待收割地块采用收割机先进行矩形框从大到小的矩形框收割行程，然后在最小的矩形框中进行直线收割行程；

在步骤S102中，根据矩形待收割地块的形状参数和收割机的运行参数，得到收割所用的总时间与矩形框收割行程的行程数的关系；

在步骤S103中，根据收割所用的总时间的与矩形框收割行程的行程数的关系，得到总时间最小时对应的矩形框收割行程的第一行程数，并根据第一行程数得到直线收割行程的第二行程数；

在步骤S104中，在矩形待收割地块上采用收割机先进行第一行程数的矩形框收割行程，然后进行第二行程数的直线收割行程。

在本实施例中在一些实施例中，收割机的运行参数包括作业幅宽B_p、加减速时间t₁、加减速距离l₁、稳定作业速度V、180°作业转弯时间t₂、90°作业转弯时间t₃、180°空转时间t₄和180°转弯距离l₄，矩形待收割地块的形状参数包括矩形待收割地块的长度L和矩形待收割地块的宽度W，根据矩形待收割地块的形状参数和收割机的运行参数，得到收割所用的总时间与矩形框收割行程的行程数的关系，包括：

计算得到收割机进行矩形框收割时的收割第i个矩形框的稳定作业时间t_zi，收割第i个矩形框的稳定作业时间t_zi采用下式进行计算：

在本实施例中，根据矩形待收割地块的形状参数和收割机的运行参数，得到收割所用的总时间与矩形框收割行程的行程数的关系，还包括：

计算得到矩形框收割总时间T₁，矩形框收割总时间T₁采用下式进行计算：

在上式中，n₁为收割机进行矩形框收割的行程数。

在本实施例中，根据矩形待收割地块的形状参数和收割机的运行参数，得到收割所用的总时间与矩形框收割行程的行程数的关系，还包括：

计算直线收割转弯时间T₂，直线收割转弯时间T₂采用下式进行计算：

T₂＝n₂·t₄，

在上式中，n₂为收割机进行直线收割的行程数，进行直线收割的行程数n₂和进行矩形框收割的行程数n₁之间的关系为

计算直线收割稳定作业时间T₃，直线收割稳定作业时间采用下式进行计算：

在本实施例中，根据矩形待收割地块的形状参数和收割机的运行参数，得到收割所用的总时间与矩形框收割行程的行程数的关系，还包括：

根据矩形框收割总时间T₁、直线收割转弯时间T₂和直线收割稳定作业时间T₃，得到收割所用的总时间T与矩形框收割行程的行程数n₁的关系

收割所用的总时间T与矩形框收割行程的行程数n₁的关系

采用下式进行计算：

在本实施例中，矩形框收割行程的行程数n₁的取值范围为

根据收割所用的总时间的与矩形框收割行程的行程数的关系，得到总时间最小时对应的矩形框收割行程的第一行程数，包括：

根据收割所用的总时间T与矩形框收割行程的行程数n₁的关系

以及矩形框收割行程的行程数n₁的取值范围

得到在矩形框收割行程的行程数n₁的取值范围

内，总时间T最小时对应的矩形框收割行程的第一行程数N₁。

在本实施例中，根据第一行程数得到直线收割行程的第二行程数，包括：

将总时间T最小时对应的矩形框收割行程的第一行程数N₁作为进行矩形框收割的行程数n₁，代入进行直线收割的行程数n₂和进行矩形框收割的行程数n₁之间的关系

将得到的进行直线收割的行程数n₂作为直线收割行程的第二行程数N₂。

在本实施例中，进行矩形框收割的行程数n₁、进行直线收割的行程数n₂、第一行程数N₁以及第二行程数N₂均取整。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：

本发明实施例提供的收割方法，预定对于矩形待收割地块采用收割机先进行矩形框从大到小的矩形框收割行程，然后在最小的矩形框中进行直线收割行程，即结合了两种收割路线，采用了先进行矩形框收割后进行直线收割的方式进行收割，对收割机作业路线进行了优化；根据矩形待收割地块的形状参数和收割机的运行参数，得到收割所用的总时间与矩形框收割行程的行程数的关系，将矩形框收割行程的行程数作为单一自变量，有利于加快运算速度；根据收割所用的总时间的与矩形框收割行程的行程数的关系，得到收割所用的总时间最小时对应的矩形框收割行程的第一行程数，并根据第一行程数得到直线收割行程的第二行程数，将矩形框收割行程的行程数作为单一自变量，计算出第一行程数后再利用第一行程数计算出第二行程数，有利于加快运算速度；在矩形待收割地块上采用收割机先进行第一行程数的矩形框收割行程，然后进行第二行程数的直线收割行程，从而对收割路线进行了优化。由于先进行了矩形框收割，使得地块边缘有一个足以支持收割机进行180°空转的空间，而收割机进行180°空转要比180°作业转弯快，从而减少了收割机对同样大小的地块进行收割所用的总时间，提高了收割机的收割效率。

实施例二

本实施例提供了一种收割方法，如图2所示，包括步骤S201、S202、S203和S204，下面将对各步骤进行具体介绍。

在步骤S201中，预定对于矩形待收割地块采用收割机先进行矩形框从大到小的矩形框收割行程，然后在最小的矩形框中进行直线收割行程。

可以理解的是，如图3所示，本实施例提供的收割方法中，计划利用收割机对矩形待收割地块先进行由外而内的环形矩形框收割，然后再在最小的矩形框中进行往复式的直线收割。

为了分别确定出进行矩形收割和进行直线收割的行程，需要根据矩形待收割地块的形状参数和收割机的运行参数，得到收割所用的总时间与矩形框收割行程的行程数的关系；

在本实施例中，收割机的运行参数包括作业幅宽B_p、加减速时间t₁、加减速距离l₁、稳定作业速度V、180°作业转弯时间t₂、90°作业转弯时间t₃、180°空转时间t₄和180°转弯距离l₄，矩形待收割地块的形状参数包括矩形待收割地块的长度L和矩形待收割地块的宽度W。而上述根据矩形待收割地块的形状参数和收割机的运行参数，得到收割所用的总时间与矩形框收割行程的行程数的关系，具体包括如下几个步骤：

在步骤S202中，计算得到收割机进行矩形框收割时的收割第i个矩形框的稳定作业时间t_zi。

收割第i个矩形框的稳定作业时间t_zi采用下式进行计算：

具体地，收割机的运行参数中，作业幅宽B_p是指收割机向前行驶时，收割机前部的割台所能收割到的宽度，稳定作业速度V是指收割机稳定作业时所能达到的最大恒定速度，加减速时间t₁是指收割机从稳定作业速度V匀减速至静止状态，或由静止状态匀加速至稳定作业速度所需要的时间，加减速距离l₁是指收割机从稳定作业速度V匀减速至静止状态，或由静止状态匀加速至稳定作业速度V所需要的总距离，180°作业转弯时间t₂是指收割机边进行收割边进行转弯时，收割机机身转过180°所需要的时间，90°作业转弯时间t₃是指收割机边进行收割边进行转弯时，收割机机身转过90°所需要的时间，180°空转时间t₄是指收割机不进行收割，只进行转弯时，收割机机身转过180°所需要的时间，180°转弯距离l₄是指收割机进行180°转弯时，在收割机行进方向上所需要的预留距离。

收割机进行矩形框收割时，是沿着矩形框，由外而内进行绕圈收割，收割的矩形框的大小随着收割的圈数增加而变小，第一圈是最外圈，矩形框大小最大，第二圈第三圈至第i圈，矩形框大小逐渐变小，对矩形框收割的实际作业特征进行分析，可以得到矩形框大小的变化规律为：收割第一圈时，第一个矩形框的长宽就等于原始的矩形待收割地块的长L和宽W；当收割至第二圈时，第二个矩形框的长和宽和原始的矩形待收割地块的长L和宽W相比，均分别减小一个作业幅宽B_p；当收割至第三圈时，第三个矩形框的长和宽和原始的矩形待收割地块的长L和宽W相比，均分别减小两个作业幅宽B_p；进行归纳总结可以得到，当收割至第i圈时，第i个矩形框的周长为2(L+W-2(i-1)B_p)。

对矩形框收割的实际作业特征继续进行分析可以得到：进行一圈矩形框收割中的一个长边加上一个短边的收割时，需要进行一次90°转弯，每次转弯都需要经过一次从稳定作业速度V匀减速至静止状态，再由静止状态匀加速至稳定作业速度V的过程，因此每一次转弯都存在2个加减速距离l₁，而在收割机进行一个长边加上一个短边的收割中的起步阶段，收割机也需要由静止状态匀加速至稳定作业速度V，在收割机进行一个长边加上一个短边的收割中的结束阶段，收割机也需要从稳定作业速度V匀减速至静止状态，因此还存在2个加减速距离l₁，也就是说收割机每进行一个长边加上一个短边的收割，即进行一圈矩形框收割中的一半，需要经过4个加减速距离l₁，由于在这4个加减速距离l₁中，收割机的作业速度并不是稳定作业速度，因此需要将稳定作业阶段的时间和加减速阶段的时间进行分别计算，而根据上述对分析后可以得到，收割第i个矩形框的稳定作业距离为2(L+W-2(i-1)B_p-4l₁)，

由于收割机稳定作业速度为V，因此收割第i个矩形框的稳定作业时间t_zi为：

在步骤S203中，计算得到矩形框收割总时间T₁。

矩形框收割总时间T₁采用下式进行计算：

在上式中，n₁为收割机进行矩形框收割的行程数。

具体地，在矩形框收割中，收割机的行程数是以圈数来记的，收割机完成一圈矩形框收割，则记作一行程数；

是指收割机从第一圈矩形框收割至第i圈矩形框收割中，稳定作业的总时间，8n₁·t₁是指收割机进行一圈矩形框收割所需要的加减速总时间，4n₁·t₃是指收割机进行一圈矩形框收割所需要的转弯总时间(起步阶段看作收割机转过了一个45°，结束阶段看作收割机也转过了一个45°，二者相加是一个90°，另收割机还需要进行三个90°转弯，即进行一圈矩形框收割需要转过4个90°，而收割机边进行收割边进行转弯时，收割机机身转过90°需要t₃)。

在步骤S204中，计算直线收割转弯时间T₂。

直线收割转弯时间T₂采用下式进行计算：

T₂＝n₂·t₄，

在上式中，n₂为收割机进行直线收割的行程数，进行直线收割的行程数n₂和进行矩形框收割的行程数n₁之间的关系为

收割机进行直线收割时，会做一种类似于直线折返运动，在直线收割中，收割机沿着矩形待收割地块的长边做一次运动，则记作一行程。

具体地，对矩形框收割的实际作业特征继续进行分析可以得到，在进行了行程数为n₁的矩形框收割后，矩形待收割田块的宽度则还剩下W-2n₁·B_p，因此利用作业幅宽为B_p对剩下的田块进行收割时，则还需进行行程数为n₂的直线收割，其中

在步骤S205中，计算直线收割稳定作业时间T₃。

直线收割稳定作业时间采用下式进行计算：

具体地，对矩形框收割的实际作业特征继续进行分析可以得到，在进行了行程数为n₁的矩形框收割后，矩形待收割田块的长度则还剩下L-2n₁·B_p，而由于在进行直线收割之前进行了行程数为n₁的矩形框收割，在矩形待收割田块内靠近田块边缘的地方被收割出了一片足以支持收割机进行180°转弯的无农作物区域，因此收割机在进行行程数为n₂的直线收割时，可以在矩形待收割田块内靠近田块边缘的无农作物区域进行180°空转，而且由于不需要边收割边转弯，收割机进行180°空转可以在无农作物区域转过一个较大的转弯半径，因而通过较大的转弯半径，使得转弯时收割机也能保持一定的速度，掉头完成后进入待收割区域时，收割机能够直接以稳定作业速度V进行收割，因此在直线收割过程中，收割机能在收割时全程保持稳定作业速度V，因此每一个行程中能够以稳定作业速度V进行收割的距离有L-2n₁·B_p，因此直线收割稳定作业时间为

由于进行了行程数为n₁的矩形框收割，在矩形待收割田块内靠近田块边缘的地方被收割出了一片足以支持收割机进行180°转弯的无农作物区域，因此收割机在进行行程数为n₂的直线收割时，可以在矩形待收割田块内靠近田块边缘的无农作物区域进行180°空转，进行180°空转所需时间小于进行进行180°作业转弯的时间，且进行180°空转时收割机可以保持一定速度，使得收割机不需要边收割边加速，能够直接以稳定作业速度V进行收割，节省了直线收割所需的收割时间。

在步骤S206中，根据矩形框收割总时间T₁、直线收割转弯时间T₂和直线收割稳定作业时间T₃，得到收割所用的总时间T与矩形框收割行程的行程数n₁的关系

收割所用的总时间T与矩形框收割行程的行程数n₁的关系

采用下式进行计算：

在得到收割所用的总时间T与矩形框收割行程的行程数n₁的关系

后，则根据收割所用的总时间的与矩形框收割行程的行程数的关系，得到总时间最小时对应的矩形框收割行程的第一行程数，并根据第一行程数得到直线收割行程的第二行程数。

在本实施例中，矩形框收割行程的行程数n₁的取值范围为

上述根据收割所用的总时间的与矩形框收割行程的行程数的关系，得到总时间最小时对应的矩形框收割行程的第一行程数，并根据第一行程数得到直线收割行程的第二行程数，具体包括如下步骤：

在步骤S207中，根据收割所用的总时间T与矩形框收割行程的行程数n₁的关系

以及矩形框收割行程的行程数n₁的取值范围

得到在矩形框收割行程的行程数n₁的取值范围

内，总时间T最小时对应的矩形框收割行程的第一行程数N₁。

可以理解的是，由于收割机的机械特性，收割机在进行180°转弯时，在行进方向上需要预留一个180°转弯距离l₄，而收割机的作业幅宽为B_p，因此收割机最少需要进行行程数为

的矩形框收割，才可以在待收割田块中靠近田块边缘的位置收割出一片足以支持收割机进行180°转弯的无农作物区域，因此矩形框收割行程的行程数n₁的取值范围下限是

而由于本发明实施例采用的是矩形框收割和直线收割相结合的收割方式，若收割机一开始先进行行程数为为

的矩形框收割时，则相当于完全利用矩形框收割将矩形待收割田块进行收割，不符合本发明的实际规划，因此矩形框收割行程的行程数n₁的取值范围上限是

在本实施例中，进行矩形框收割的行程数n₁、进行直线收割的行程数n₂均取整。

在矩形框收割行程的行程数n₁的取值范围

内，当

为整数时，矩形框收割行程的行程数n₁能够取到

此时视为进行行程数为n₁的矩形框收割可以使待收割田块中靠近田块边缘的位置收割出的一片无农作物区域刚好足以支持收割机进行180°转弯，若

不为整数，例如为3.5时，则需要进行向上取整，将矩形框收割行程的行程数n₁确定为4，以预留足够距离供收割机进行180°空转。

在矩形框收割行程的行程数n₁的取值范围

内，当

为整数时，矩形框收割行程的行程数n₁不能够取到

因为若矩形框收割行程的行程数n₁取到

则视为完全利用矩形框收割将矩形待收割田块进行收割，不符合本发明的实际规划，且若

不为整数时，矩形框收割行程的行程数n₁需向下取整。

可以理解的是，收割机的收割效率是指收割单位面积的田块所需要的时间，即收割效率

对于已经确定形状参数的矩形待收割地块，总时间T越小就意味着收割效率越高。

采用步骤S206中的方法得到

后，可以采用具有模拟功能的计算机软件，如MATLAB等，得到在矩形框收割行程的行程数n₁的取值范围

内，总时间T可以取得的最小值，并求出总时间T的最小值对应的矩形框收割行程的行程数n₁，并将得到的n₁确定为矩形框收割行程的第一行程数N₁。

由于收割机的运行参数不同，第一行程数N₁也会有所不同，但一般地，当矩形框收割行程的行程数n₁取到

内的最小值时，总时间T最小，即确定出的第一行程数N₁一般为区间

中的最小值。

在步骤S208中，将总时间T最小时对应的矩形框收割行程的第一行程数N₁作为进行矩形框收割的行程数n₁，代入进行直线收割的行程数n₂和进行矩形框收割的行程数n₁之间的关系

将得到的进行直线收割的行程数n₂作为直线收割行程的第二行程数N₂。

在本实施例中，第一行程数N₁以及第二行程数N₂均取整。

在确定出矩形框收割的第一行程数N₁以及直线收割行程的第二行程数N₂后，则进行如下步骤：

在步骤S209中，在矩形待收割地块上采用收割机先进行第一行程数的矩形框收割行程，然后进行第二行程数的直线收割行程。

即利用确定出的矩形框收割的第一行程数N₁以及直线收割行程的第二行程数N₂，在矩形待收割地块上采用收割机先进行第一行程数N₁的矩形框收割行程，然后进行第二行程数N₂的直线收割行程。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：

本发明实施例提供的收割方法，预定对于矩形待收割地块采用收割机先进行矩形框从大到小的矩形框收割行程，然后在最小的矩形框中进行直线收割行程，即结合了两种收割路线，采用了先进行矩形框收割后进行直线收割的方式进行收割，对收割机作业路线进行了优化；计算得到收割机进行矩形框收割时的收割第i个矩形框的稳定作业时间；计算得到矩形框收割总时间；计算直线收割转弯时间；计算直线收割稳定作业时间，即将两种收割方式都进行分段分析，提高了计算出的收割时间的准确性；根据矩形框收割总时间、直线收割转弯时间和直线收割稳定作业时间，得到收割所用的总时间T与矩形框收割行程的行程数的关系，将矩形框收割行程的行程数作为单一自变量，有利于加快运算速度；根据收割所用的总时间T与矩形框收割行程的行程数的关系，以及矩形框收割行程的行程数的取值范围，得到在矩形框收割行程的行程数的取值范围内，总时间T最小时对应的矩形框收割行程的第一行程数；将总时间T最小时对应的矩形框收割行程的第一行程数作为进行矩形框收割的行程数，代入进行直线收割的行程数和进行矩形框收割的行程数之间的关系，将得到的进行直线收割的行程数作为直线收割行程的第二行程数，将矩形框收割行程的行程数作为单一自变量，计算出第一行程数后再利用第一行程数计算出第二行程数，有利于加快运算速度；在矩形待收割地块上采用收割机先进行第一行程数的矩形框收割行程，然后进行第二行程数的直线收割行程，从而对收割路线进行了优化。由于先进行了矩形框收割，使得地块边缘有一个足以支持收割机进行180°空转的空间，而收割机进行180°空转要比180°作业转弯快，且能够保持一定的转弯速度，能够使收割机在转弯后更快地恢复稳定作业速度V，从而减少了收割机对同样大小的地块进行收割所用的总时间，提高了收割机的收割效率。

将本实施例提供的收割方法在计算机中进行模拟后可以发现，采用本实施例提供的矩形框收割和直线收割相结合的收割方式对矩形待收割地块进行收割时，和只利用矩形框收割的收割方式对矩形待收割地块进行收割，以及只利用直线收割的收割方式对矩形待收割地块进行收割相比，无论对于何种型号的收割机以及何种面积、何种长宽比的矩形待收割田块来说，均能够有不同程度的收割效率的提高。

对已有的数学模型进行编程(该数学模型基于上文中提及的所有公式，用于分析本实施例提供的收割方法)，以待收割田块的长宽比和收割机的生产率(即收割机的收割效率)之间的对应关系为目标函数，设置收割机型、田块面积为影响因素，并分别设置3种机型水平(久保田PRO488型、常发CF805N型以及雷沃谷神GF40型)、2种面积水平(0.3hm^2(公顷)和1hm^2(公顷))。将采用本实施例提供的收割方法所得到的生产率(即收割效率)曲线、传统的采用只进行矩形框收割的收割方法所得到的生产率(即收割效率)曲线以及传统的采用只进行直线收割的收割方法所得到的生产率(即收割效率)曲线分别进行绘制，从而得到图4(图4中采用只进行矩形框收割的收割方法为模式Ⅰ，采用只进行直线收割的收割方法为模式Ⅱ，采用本实施例提供的收割方法为模式Ⅲ)。

由图4可见，无论对于何种型号的收割机、何种面积以及何种长宽比的矩形待收割田块来说，采用本实施例所提供的收割方法进行收割所得到的收割效率皆高于采用传统方法进行收割所得到的收割效率，因此本实施例提供的收割方法能带来显著的有益效果。

在本申请中，应该理解到，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种收割方法，其特征在于，所述方法包括：

预定对于矩形待收割地块采用收割机先进行矩形框从大到小的矩形框收割行程，然后在最小的矩形框中进行直线收割行程；

根据所述矩形待收割地块的形状参数和所述收割机的运行参数，得到收割所用的总时间与所述矩形框收割行程的行程数的关系；

根据所述收割所用的总时间的与所述矩形框收割行程的行程数的关系，得到所述总时间最小时对应的所述矩形框收割行程的第一行程数，并根据所述第一行程数得到所述直线收割行程的第二行程数；

在所述矩形待收割地块上采用所述收割机先进行所述第一行程数的矩形框收割行程，然后进行所述第二行程数的直线收割行程，

所述收割机的运行参数包括作业幅宽B_p、加减速时间t₁、加减速距离l₁、稳定作业速度V、180°作业转弯时间t₂、90°作业转弯时间t₃、180°空转时间t₄和180°转弯距离l₄，所述矩形待收割地块的形状参数包括矩形待收割地块的长度L和矩形待收割地块的宽度W，所述根据所述矩形待收割地块的形状参数和所述收割机的运行参数，得到收割所用的总时间与所述矩形框收割行程的行程数的关系，包括：

计算得到所述收割机进行矩形框收割时的收割第i个矩形框的稳定作业时间t_zi，所述收割第i个矩形框的稳定作业时间t_zi采用下式进行计算：

所述根据所述矩形待收割地块的形状参数和所述收割机的运行参数，得到收割所用的总时间与所述矩形框收割行程的行程数的关系，还包括：

计算得到矩形框收割总时间T₁，所述矩形框收割总时间T₁采用下式进行计算：

在上式中，n₁为所述收割机进行矩形框收割的行程数，

所述根据所述矩形待收割地块的形状参数和所述收割机的运行参数，得到收割所用的总时间与所述矩形框收割行程的行程数的关系，还包括：

计算直线收割转弯时间T₂，所述直线收割转弯时间T₂采用下式进行计算：

T₂＝n₂·t₄，

在上式中，n₂为所述收割机进行直线收割的行程数，所述进行直线收割的行程数n₂和进行矩形框收割的行程数n₁之间的关系为

计算直线收割稳定作业时间T₃，所述直线收割稳定作业时间采用下式进行计算：

所述根据所述矩形待收割地块的形状参数和所述收割机的运行参数，得到收割所用的总时间与所述矩形框收割行程的行程数的关系，还包括：

根据所述矩形框收割总时间T₁、直线收割转弯时间T₂和直线收割稳定作业时间T₃，得到收割所用的总时间T与所述矩形框收割行程的行程数n₁的关系

所述收割所用的总时间T与所述矩形框收割行程的行程数n₁的关系

采用下式进行计算：

所述矩形框收割行程的行程数n₁的取值范围为

所述根据所述收割所用的总时间的与所述矩形框收割行程的行程数的关系，得到所述总时间最小时对应的所述矩形框收割行程的第一行程数，包括：

根据收割所用的总时间T与所述矩形框收割行程的行程数n₁的关系

以及所述矩形框收割行程的行程数n₁的取值范围

得到在所述矩形框收割行程的行程数n₁的取值范围

内，所述总时间T最小时对应的所述矩形框收割行程的第一行程数N₁，

所述根据所述第一行程数得到所述直线收割行程的第二行程数，包括：

将所述总时间T最小时对应的所述矩形框收割行程的第一行程数N₁作为进行矩形框收割的行程数n₁，代入所述进行直线收割的行程数n₂和进行矩形框收割的行程数n₁之间的关系

将得到的进行直线收割的行程数n₂作为直线收割行程的第二行程数N₂。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，

所述进行矩形框收割的行程数n₁、所述进行直线收割的行程数n₂、所述第一行程数N₁以及所述第二行程数N₂均取整。

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