CN112293027A - 基于花生联合收获机的多垄垄间距及单垄上下纬度调控装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于花生联合收获机的多垄垄间距及单垄上下纬度调控装置，包括信息传感器，控制平台、多垄独立垄距液压执行器、多垄独立上下纬度液压执行器、航向纠偏提示器和触摸屏，所述信息传感器、多垄独立垄距液压执行器、多垄独立上下纬度液压执行器、航向纠偏提示器和触摸屏均与控制平台相连。基于航向角、俯仰角、横滚角等传感器，将采集的数据送入控制平台，实时显示当前航向值、俯仰值、横滚值等参数，然后基于控制平台处理发出的调控信号控制多垄独立垄距液压执行器、多垄独立上下纬度液压执行器、航向纠偏提示器动作，实现对垄距、垄高、垄型等进行在线适配调节功能，为有效提高花生收获的收获水平和收获效益。

Description

基于花生联合收获机的多垄垄间距及单垄上下纬度调控装置

技术领域

本发明涉及花生联合收获机结构设计领域，具体涉及一种基于花生联合收获机的多垄垄间距及单垄上下纬度调控装置。

背景技术

花生地形差距大，种植模式多变，播种水平不一，导致花生垄距、垄高和垄型等差异巨大，在对花生进行多垄多行收获作业时，花生联合收获机难以对其有效适配，进而影响花生的收获质量。市场现有花生联合收获机，不具备对垄距、垄高、垄型等进行在线适配调节功能。为能够有效提高花生收获的收获水平和收获效益，亟待提出一种调控装置，使多垄多行花生联合收获机具备对垄距、垄高等的在线调节功能。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的缺陷，提出一种基于花生联合收获机的多垄垄间距及单垄上下纬度调控装置。

本发明是采用以下的技术方案实现的：一种基于花生联合收获机的多垄垄间距及单垄上下纬度调控装置，包括信息传感器，控制平台、多垄独立垄距液压执行器、多垄独立上下纬度液压执行器、航向纠偏提示器和触摸屏，所述信息传感器、多垄独立垄距液压执行器、多垄独立上下纬度液压执行器、航向纠偏提示器和触摸屏均与控制平台相连；

所述信息传感器包括：

俯仰角传感器，传感多垄花生收获的上下俯仰角度；

航向角传感器，传感收获机的前进航向；

横滚角传感器，传感花生收获机的左右侧倾；

多个单独的垄距传感器，传感相邻垄之间的垄间距离；

多个单独的限深轮传感器。传感每个单垄的挖掘铲入土深度；

每垄都配备单独的垄间距测量传感器和上下纬度距离传感器，并具备单独的液压执行部件。

进一步的，作业前，各垄的垄间距可以人工输入，也可以通过操作手柄在作业现场直接单独调节到位，限深轮的深度也可以直接输入，或者通过操作手柄直接调节到位，作业中，会根据作业前的垄间距和限深轮的深度作为已知的给定参数。

进一步的，所述的调控装置包括两种工作模式：

1)自动化调节模式：

通过航向角，一方面纠正农机行驶航向，另一方面，当实际航向偏离目标航向后，通过垄间距液压执行机构及其垄间距传感器，会根据航向偏差值对垄间距进行基于航向偏角差值的纠正补偿，实时调节每垄的垄间距；通过俯仰角，感知地形对收获台的上下纬度影响，当出现下俯后，根据俯仰角偏差值单独调节每垄的上升距离，当出现上仰后，对整体每垄收获装置进行自身重力下的下落自适应调节；通过横滚角，测算出对不同单垄上下纬度的影响尺度，进而对各个单垄进行上下纬度调节；航向角、俯仰角、横滚角三参数可以单独使用，也可以混合使用，通过触摸屏可以切换参数作用模式，不同混合模式下对每垄的调节模型和参数各异，所述混合模式包括航向角+俯仰角、航向角+横滚角、俯仰角+横滚角；

2)自动化+人工调节模式：

在收获作业时，可以随时人工改变航向角、俯仰角、横滚角三参数的作用模式，也可以改变其目标期望数值，在整个改变期间，自动化模式一直在后台运行。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

本发明方案基于航向角、俯仰角、横滚角等传感器，将采集的数据送入控制平台，经过滤波处理后，实时显示当前航向值、俯仰值、横滚值等参数。基于垄间距传感器、限深轮传感器、收获台上下纬度传感器，通过模拟通道送入控制平台，经滤波处理后，显示垄间距、限深轮、收获台上下纬度数值；

当航向角被选中后，自动选取当前航向角作为航向角的目标数值，根据航向角的偏差值，代入联合收获机数学模型，一方面经由航向纠偏装置进行偏移提醒，另一方便实时闭环调节多垄收获的垄间距离，使得每垄收获机构能够正对单垄2行花生的中心位置；

当俯仰角选中后，选取当前俯仰角为俯仰角的目标值，根据俯仰角偏差值极性进行分类处理，极性为正，判定为下俯，需要进行上升处理；根据机具数学模型，有偏差数值大小，决定上升的位移。极性为负，判定为上仰，进行下降处理，下降采用根据机具自身重力和前进阻力盲降加限位的方式来进行；

当横滚角选中后，选取当前横滚角为横滚角的目标值，根据多垄收获台的宽幅，通过机具数学模型，测出各个单垄需要调节的幅度大小及其调节的方向，如果俯仰角同时被选中，则俯仰角也参与单垄上下调节，俯仰角和横滚角对单垄调节的作用权值可以进行模糊适配和精确适配来获取，实现对垄距、垄高、垄型等进行在线适配调节功能，为有效提高花生收获的收获水平和收获效益。

附图说明

图1为本发明实施例所述调控装置的原理示意图；

图2为本发明实施例所述多垄收获示意图；

图3为本发明实施例所述航向偏角示意图；

图4为本发明实施例所述俯仰偏角示意图；

图5为本发明实施例横滚偏角示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚的理解本发明的上述目的和优点，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细地描述：

本发明公开一种基于花生联合收获机的多垄垄间距及单垄上下纬度调控装置，如图1和2所示，包括信息传感器，控制平台、多垄独立垄距液压执行器、多垄独立上下纬度液压执行器、航向纠偏提示器和触摸屏，所述信息传感器、多垄独立垄距液压执行器、多垄独立上下纬度液压执行器、航向纠偏提示器和触摸屏均与控制平台相连；

所述信息传感器包括：

俯仰角传感器，传感多垄花生收获的上下俯仰角度；

航向角传感器，传感收获机的前进航向；

横滚角传感器，传感花生收获机的左右侧倾；

多个单独的垄距传感器，传感相邻垄之间的垄间距离；

多个单独的限深轮传感器。传感每个单垄的挖掘铲入土深度；

每垄都配备单独的垄间距测量传感器和上下纬度距离传感器，并具备单独的液压执行部件。

作业前，各垄的垄间距可以人工输入，也可以通过操作手柄在作业现场直接单独调节到位，限深轮的深度也可以直接输入，或者通过操作手柄直接调节到位，作业中，会根据作业前的垄间距和限深轮的深度作为已知的给定参数。

本方案所述的调控装置包括两种工作模式：

1)自动化调节模式：

通过航向角，一方面纠正农机行驶航向，另一方面，当实际航向偏离目标航向后，通过垄间距液压执行机构及其垄间距传感器，会根据航向偏差值(如图3)对垄间距进行基于航向偏角差值的纠正补偿，实时调节每垄的垄间距。通过俯仰角，感知地形对收获台的上下纬度影响，当出现下俯后，根据俯仰角偏差值(如图4)单独调节每垄的上升距离，当出现上仰后，对整体每垄收获装置进行自身重力下的下落自适应调节。通过横滚角(如图5)，测算出对不同单垄上下纬度的影响尺度，进而对各个单垄进行上下纬度调节。航向角、俯仰角、横滚角三参数可以单独使用，也可以混合使用，通过触摸屏可以切换参数作用模式，不同混合模式(航向角+俯仰角、航向角+横滚角、俯仰角+横滚角)下，对每垄的调节模型和参数各异。

2)自动化+人工调节模式：在收获作业时，可以随时人工改变航向角、俯仰角、横滚角三参数的作用模式，也可以改变其目标期望数值，在整个改变期间，自动化模式一直在后台运行。

本实施例以航向角+俯仰角+横滚角模式下的工作过程为例进行详细介绍：

基于航向角、俯仰角、横滚角传感器，通过485通讯送入PLC控制平台，经过滤波处理后，实时显示当前航向值、俯仰值、横滚值。基于垄间距传感器、限深轮传感器、收获台上下纬度传感器，通过模拟通道送入PLC，经滤波处理后，显示垄间距、限深轮、收获台上下纬度数值。当航向角被选中后，自动选取当前航向角作为航向角的目标数值，根据航向角的偏差值，代入联合收获机数学模型，一方面经由航向纠偏装置进行偏移提醒，另一方便实时闭环调节多垄收获的垄间距离，使得每垄收获机构能够正对单垄2行花生的中心位置。当俯仰角选中后，选取当前俯仰角为俯仰角的目标值，根据俯仰角偏差值极性进行分类处理，极性为正，判定为下俯，需要进行上升处理。根据机具数学模型，有偏差数值大小，决定上升的位移。极性为负，判定为上仰，进行下降处理，下降采用根据机具自身重力和前进阻力盲降加限位的方式来进行。当横滚角选中后，选取当前横滚角为横滚角的目标值，根据多垄收获台的宽幅，通过机具数学模型，测出各个单垄需要调节的幅度大小及其调节的方向，如果俯仰角同时被选中，则俯仰角也参与单垄上下调节，俯仰角和横滚角对单垄调节的作用权值可以进行模糊适配和精确适配来获取。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (3)

1.一种基于花生联合收获机的多垄垄间距及单垄上下纬度调控装置，其特征在于：包括信息传感器，控制平台、多垄独立垄距液压执行器、多垄独立上下纬度液压执行器、航向纠偏提示器和触摸屏，所述信息传感器、多垄独立垄距液压执行器、多垄独立上下纬度液压执行器、航向纠偏提示器和触摸屏均与控制平台相连；

所述信息传感器包括：

俯仰角传感器，传感多垄花生收获的上下俯仰角度；

航向角传感器，传感收获机的前进航向；

横滚角传感器，传感花生收获机的左右侧倾；

多个单独的垄距传感器，传感相邻垄之间的垄间距离；

多个单独的限深轮传感器。传感每个单垄的挖掘铲入土深度；

每垄都配备单独的垄间距测量传感器和上下纬度距离传感器，并具备单独的液压执行部件。

2.根据权利要求1所述的基于花生联合收获机的多垄垄间距及单垄上下纬度调控装置，其特征在于：作业前，各垄的垄间距可以人工输入，也可以通过操作手柄在作业现场直接单独调节到位，限深轮的深度也可以直接输入，或者通过操作手柄直接调节到位，作业中，会根据作业前的垄间距和限深轮的深度作为已知的给定参数。

3.根据权利要求1所述的基于花生联合收获机的多垄垄间距及单垄上下纬度调控装置，其特征在于：所述的调控装置包括两种工作模式：

1)自动化调节模式：

通过航向角，一方面纠正农机行驶航向，另一方面，当实际航向偏离目标航向后，通过垄间距液压执行机构及其垄间距传感器，会根据航向偏差值对垄间距进行基于航向偏角差值的纠正补偿，实时调节每垄的垄间距；通过俯仰角，感知地形对收获台的上下纬度影响，当出现下俯后，根据俯仰角偏差值单独调节每垄的上升距离，当出现上仰后，对整体每垄收获装置进行自身重力下的下落自适应调节；通过横滚角，测算出对不同单垄上下纬度的影响尺度，进而对各个单垄进行上下纬度调节；航向角、俯仰角、横滚角三参数可以单独使用，也可以混合使用，通过触摸屏可以切换参数作用模式，不同混合模式下对每垄的调节模型和参数各异，所述混合模式包括航向角+俯仰角、航向角+横滚角、俯仰角+横滚角；

2)自动化+人工调节模式：

在收获作业时，可以随时人工改变航向角、俯仰角、横滚角三参数的作用模式，也可以改变其目标期望数值，在整个改变期间，自动化模式一直在后台运行。

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