[發明專利]一種耕深自動控制調節裝置及其控制調節方法

有效

• 申請號: 201810530546.6
• 申請日: 2018-05-29
• 公開（公告）號: CN108377686B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 董向前;張超;王繼承;宋建農;孫亞朋;徐光浩;王超
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: A01B63/12
• 分類號: A01B63/12
• 代理公司: 北京中安信知識產權代理事務所(普通合伙) 11248
• 代理人: 徐林

1.一種利用耕深自動控制調節裝置的耕深自動控制調節方法，

所述耕深自動控制調節裝置，包括機械單元，所述機械單元包括豎直懸掛架(1)、拉桿(2)、仿形輪(3)、電動推桿(4)、松土鏟(5)、拉簧(10)和仿形輪架(11)；

拉桿(2)的前端鉸接在豎直懸掛架(1)上，拉桿(2)的后端掛接松土鏟(5)；仿形輪架(11)的上端與豎直懸掛架(1)鉸接，仿形輪架(11)的下端設有仿形輪(3)；仿形輪(3)與地面接觸，仿形輪(3)位于松土鏟(5)前方；電動推桿(4)的一端鉸接在豎直懸掛架(1)的上端，另一端鉸接在拉桿(2)上；仿形輪架(11)與豎直懸掛架(1)之間設有拉簧(10)；

所述裝置還包括控制單元；

所述控制單元包括第一傾角傳感器(6)、第二傾角傳感器(7)、旋轉編碼器(8)和控制器(9)；

第一傾角傳感器(6)布置于拉桿(2)上，第二傾角傳感器(7)布置于仿形輪架(11)上，仿形輪(3)的轉軸處設置有旋轉編碼器(8)；

電動推桿(4)、第一傾角傳感器(6)、第二傾角傳感器(7)和旋轉編碼器(8)均與控制器(9)電連接；

其特征在于：

所述方法包括如下步驟：

初始狀態：拉桿(2)位于水平位置，第一傾角傳感器(6)的初始角度為0°；仿形輪架(11)位于豎直位置，第二傾角傳感器(7)的初始角度為0°；

a.旋轉編碼器(8)測出仿形輪(3)的轉速，通過仿形輪(3)的半徑，得到耕深自動控制調節裝置的前進速度；通過仿形輪(3)的中心點和松土鏟(5)之間的水平距離L(m)，得到鏟-輪作業時間差：其中r為仿形輪(3)的半徑(m)，n為仿形輪(3)的轉速(r/min)，將該時間差△t輸入控制器(9)，使電動推桿(4)開始運動時刻與仿形輪(3)遇到障礙時刻相差時間△t；

b.第二傾角傳感器(7)測得仿形輪轉角β的變化，即可得出仿形輪(3)隨地面變化高度h，記當前時刻為t₁，并將數據輸入控制器(9)，其中，仿形輪架(11)與豎直面之間的夾角為仿形輪轉角β；

c.松土鏟(5)的變化高度h₁初始化為0，第一傾角傳感器(6)實時測出拉桿(2)的拉桿轉角α的變化，并傳送到控制器(9)，由拉桿轉角α的變化可得出松土鏟(5)的變化高度h₁，其中，拉桿(2)的上表面與豎直懸掛架(1)的上部之間的夾角為拉桿轉角α；

d.控制器(9)根據拉桿轉角α和仿形輪轉角β判斷松土鏟(5)的變化高度h₁與仿形輪(3)隨地面變化高度h是否相等：當松土鏟(5)的變化高度h₁與仿形輪(3)隨地面變化高度h不相等，進入步驟e，當松土鏟(5)的變化高度h₁與仿形輪(3)隨地面變化高度h相等，進入步驟f；

e.控制器(9)判斷當前時刻t₂是否滿足t₂-t₁＝△t：當t₂-t₁＝△t時，控制器(9)控制電動推桿(4)伸縮：第二傾角傳感器(7)測得仿形輪轉角β變小時，控制器(9)控制電動推桿(4)伸長，使得松土鏟(5)的變化高度h₁與仿形輪(3)隨地面變化高度h相等；第二傾角傳感器(7)測得仿形輪轉角β變大時，控制器(9)控制電動推桿(4)縮短，使得松土鏟(5)的變化高度h₁與仿形輪(3)隨地面變化高度h相等；直到h＝h₁時，電動推桿(4)停止運動，松土鏟(5)位于正確位置，之后，重復步驟d，直至耕深自動控制調節裝置停止工作；

f.此時，松土鏟(5)位于正確位置，電動推桿(4)保持不動；之后，重復步驟d，直至耕深自動控制調節裝置停止工作。

2.如權利要求1所述的耕深自動控制調節方法，其特征在于：

步驟b中，遇到障礙物時，仿形輪(3)繞下鉸接點B轉動，仿形輪架(11)繞下鉸接點B向上轉動，即仿形輪轉角β由∠FBG變為∠F₁BG₁，仿形輪(3)的仿形輪轉動半徑BF＝BF₁，仿形輪(3)隨地面變化高度為h，其中，仿形輪架(11)與豎直懸掛架(1)的鉸接點為下鉸接點B。

3.如權利要求1所述的耕深自動控制調節方法，其特征在于：

控制器(9)安裝于豎直懸掛架(1)上。