[發明專利]基于甘蔗收獲機械刀盤負載的切深動態實時控制方法

有效

• 申請號: 201210227718.5
• 申請日: 2012-07-04
• 公開（公告）號: CN102768495A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: 麻芳蘭;李尚平;陳遠玲;蔣紅梅;范志達;黃國弟;羅彥;鄭廣平;沈中華;黃軍強;黃敞;劉海;楊冰心;薛斌;周建陽;邱敏敏;王永健
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: G05B19/04
• 分類號: G05B19/04;A01D45/10
• 代理公司: 廣西南寧匯博專利代理有限公司 45114
• 代理人: 鄧曉安

技術領域

本發明屬于甘蔗收獲機械技術領域，具體涉及了一種基于甘蔗收獲機械刀盤負載的切深動態實時控制方法。

背景技術

砍蔗刀盤是甘蔗收獲機的重要部件之一，為保證收割后甘蔗的宿根斷面平整度，通常要求砍斷茬口離地面2～3厘米以下。維持低破頭率的一個重要條件是保證砍蔗刀盤轉速變動小，不會因為砍蔗刀盤切割深度的突然加深而怠速運行，甚至出現卡死的現象。然而由于蔗壟與蔗溝高低不平，甘蔗收獲機在收獲過程中，砍蔗刀盤切深會不斷變化，甚至影響甘蔗的根系，根據統計數據，尤其在丘陵地區，同一甘蔗壟最高點與最低點相差很大，如果地塊比較潮濕，甘蔗收獲機車輪突然下陷會使差值更大，切深則會突然加大，刀盤扭矩不夠大的時候很容易造成刀盤的卡死。當然，在設計的時候可以將動力的范圍放大，但在正常使用情況下會造成動力的極大浪費，而且會對甘蔗宿跟產生極大的破壞和影響。

如何在切割過程中保證切深的情況下給刀盤一個合適的動力，既不造成動力的浪費，又能讓刀盤轉速變動小，降低甘蔗的破頭率，是目前甘蔗收獲機研究的一個技術問題。據發明人了解，目前針對這問題的研究方向大多為改進切割器結構方面，未發現有通過刀盤的切深，控制動力輸出，即在保證切深的情況下使刀盤的動力在切割過程中大大降低同時保證宿根質量的研究方向的相關文獻報道。然而要就這方面進行研究，則需要一種適宜的測量裝置以及實時控制方法。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種基于甘蔗收獲機械刀盤負載的切深動態實時控制方法。

本發明是這樣實現的：一種基于甘蔗收獲機械刀盤負載的切深動態實時控制方法，該方法包括以下步驟：

①在甘蔗收獲機上安裝數據測量裝置，在切割器上進行采樣；

②采集數據和處理數據：設定切割器刀盤切割甘蔗的某一特定深度h，實時采集負載壓力P數據，然后進行數據統計處理；

③調整刀盤切深h，重復步驟②，得出相應的負載壓力P數據；

④將相對應的刀盤切深h和負載壓力P數據繪制成曲線圖，得出刀盤切深h和負載壓力P的線性方程式????????????????????????????????????????????????；

⑤將步驟④線性方程式的處理結果輸出給甘蔗收獲機械動力控制系統。這樣甘蔗收獲機械動力控制系統就可以在作業時，根據負載壓力P的值的變化進行控制動力輸出的大小。

所述的數據測量裝置包括采集數據的壓力變送器、采集器和數據處理器；壓力變送器分別與采集器的輸入端、甘蔗收獲機切割器的液壓馬達相連接；采集器的輸出端與數據處理器的輸入端相連接；數據處理器輸出端與甘蔗收獲機械的動力控制系統相連接。

所述采集數據是在砍蔗過程中，調整刀盤切深h，壓力變送器根據液壓馬達的油壓產生負載壓力P數據，然后用采集器實時采集壓力變送器的數據，并將這些數據輸送給數據處理器。刀盤切深h是刀盤切割甘蔗的深度；負載壓力P是液壓馬達的油壓值。壓力變送器將壓力的力學信號轉變成電壓信號，壓力和電壓大小成線性關系，一般是正比關系。所以，變送器輸出的電壓隨壓力增大而增大，由此得出一個壓力和電壓或電流的關系式。

壓力變送器用于測量液體、氣體或蒸汽的液位、密度和壓力，然后將壓力信號轉變成4～20mA?DC信號輸出。壓力變送器主要有電容式壓力變送器和擴散硅壓力變送器，陶瓷壓力變送器，應變式壓力變送器等。

所述處理數據是數據處理器在接收到采集器輸送過來的數據后，用配套采集軟件得出負載壓力P的時域波形，通過對負載壓力的時域波形的統計處理，得到對應于某一刀盤切深h的負載壓力P的具體數值。

所述的壓力變送器和采集器還與一電源相連接；所述的電源為24V直流電源。

所述的數據處理器為微型計算機、平板電腦或單片機。數據處理器內編輯有相應的程序，對采集器輸送過來的數據進行處理、儲存、輸出等。

上述采集器是一種具有現場實時數據采集、處理功能的自動化設備；具備實時采集、自動存儲、即時顯示、即時反饋、自動處理、自動傳輸功能；為現場數據的真實性、有效性、實時性、可用性提供了保證。如武漢優泰軟件有限公司生產的uT3200系列，該采集器為14位模數轉換、4路A/D、4路并行輸入通道，最高采樣頻率為204.8KHz，輸入電壓范圍為±5V，可以很方便的移動或者室外作業。采集器配套軟件為武漢優泰軟件有限公司生產信號采集與分析系統，該軟件功能強大，可進行數據采集與各種相關分析，根據需要選擇使用。在本發明中也可以用其他市場上可以買到并能實現相關性能的采集器及其配套軟件。