[發明專利]高地隙植保機的調平控制方法及系統

有效

• 申請號: 201910290640.3
• 申請日: 2019-04-11
• 公開（公告）號: CN109997826B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 蔣蘋;舒鑫;石毅新;胡文武;羅亞輝;林偉;董承泉;盧向陽;王奕
• 申請（專利權）人: 湖南農業大學
• 主分類號: A01M7/00
• 分類號: A01M7/00
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 何湘玲

本發明公開了一種高地隙植保機的調平控制方法及系統，該方法包括以下步驟：粗調：根據用戶設定的底盤離地間隙的目標高度值計算高地隙植保機的各支腿需要上升或下降的距離，分別輸出對應的控制信號給各支腿的調節系統，以將各支腿的高度調整到底盤離地間隙的目標高度值的粗調范圍內；精調：獲取底盤的傾角數據，根據傾角數據判斷底盤的最高點和最低點，根據最高點和最低點分別計算對應的最高支腿和最低支腿的高度補償位移距離，輸出對應的控制信號給各支腿的調節系統將底盤的橫滾角和俯仰角調整到精調范圍內。本發明得出底盤調平后的平均水平誤差≤±0.20°，最大誤差1.13°，調平精度≤±0.2度。

技術領域

本發明涉及農業機械的機電液控制技術領域，尤其涉及一種高地隙植保機的調平控制方法及系統。

背景技術

隨著機械、液壓、電子控制技術的發展，智能農業裝備機電液一體化被應用到農業生產的各個領域，各種自動化農業裝備逐漸取代了人類勞動。近年來，國內外為了提高農產品生產效率和降低工作強度，開始發展自走式噴藥機。美國、加拿大等國，因其土地面積較大且比較平坦，故以發展拖拉機配套的懸掛式和牽引式大型噴灑機械為主。

而中國多山地丘陵，且種植的農作物種類繁多，不同的作物植株以及同一種作物不同生長時期植株高度不同，因此在作業前往往要根據作物的生長高度去選擇合適的離地間隙，以保證噴藥和施肥的效果。在未安裝調平控制的植保機上，地隙的調節過程因受藥箱液位高度不同，支腿的負載不均衡導致平臺升降不平衡，由于高地隙植保機重心偏高，可能會導致側翻等嚴重事故。在沒有人機交互控制系統的植保機上，大都采用按鍵式進行調節，無法直觀的得到當前的植保機各支腿狀態和底盤水平狀態，甚至有的植保機調節離地間隙只能通過將植保機用液壓千斤頂頂高后調節螺栓或者銷軸的位置實現，調節過程完全是人工手動調整，難以保證調節的穩定性。

為了探尋適合高地隙自走式噴藥機的底盤自動調平系統，使其在離地間隙調節完成后底盤處于水平狀態，來保證良好作業效果以及作業過程的安全性，需要設計一款高地隙植保機底盤調平人機交互控制系統來滿足我國國情的需求。

發明內容

本發明提供了一種高地隙植保機的調平控制方法及系統，用以解決現有的植保機在地隙的調節過程中支腿的負載不均衡導致平臺升降不平衡或易側翻的技術問題。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

一種高地隙植保機的調平控制方法，包括以下步驟：

粗調：根據用戶設定的底盤離地間隙的目標高度值以及通過四個支腿處的對應的第一傾角傳感器獲取底盤各支腿對應的第一傾角數據而計算得到各支腿的當前高度，計算高地隙植保機的各支腿需要上升或下降的距離，分別輸出對應的控制信號給各支腿的調節系統，以將各支腿的高度調整到底盤離地間隙的目標高度值的粗調范圍內；

精調：獲取底盤的第二傾角數據，根據第二傾角數據判斷底盤的最高點和最低點，根據最高點和最低點分別計算對應的最高支腿和最低支腿的高度補償位移距離，輸出對應的控制信號給各支腿的調節系統將底盤的橫滾角和俯仰角調整到精調范圍內。

優選地，獲取底盤的第二傾角數據是通過設置于底盤上的第二傾角傳感器獲取，然后通過第一數學模型得出底盤的最高點和最低點。

優選地，底盤的傾角數據包括橫滾角X_α和俯仰角Y_β，第二傾角傳感器的數量為一個，設置于植保機的底盤中部；第一數學模型包括：

當X_α＞0，Y_β＜0時，A為最高點，C為最低點；

當X_α＜0，Y_β＜0時，B為最高點，D為最低點；

當X_α＜0，Y_β＞0時，C為最高點，A為最低點；