[發(fā)明專利]一種基于地面仿形的收獲機(jī)割臺(tái)自適應(yīng)控制系統(tǒng)及收獲機(jī)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111593221.0
• 申請日: 2021-12-24
• 公開（公告）號(hào): CN113966667B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳濤;胡德利;王志超;武小偉;倪云龍;付融冰;張樹崗
• 申請（專利權(quán)）人: 濰柴雷沃重工股份有限公司
• 主分類號(hào): A01D41/127
• 分類號(hào): A01D41/127
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11212
• 代理人: 厲洋洋

1.一種基于地面仿形的收獲機(jī)割臺(tái)自適應(yīng)控制系統(tǒng)，割臺(tái)機(jī)構(gòu)包括割臺(tái)、旋轉(zhuǎn)連接體、過橋和主機(jī)架；其特征在于，收獲機(jī)割臺(tái)自適應(yīng)控制系統(tǒng)包括收獲機(jī)割臺(tái)底部兩側(cè)分別安裝的仿形機(jī)構(gòu)，每個(gè)所述仿形機(jī)構(gòu)分別通過傳動(dòng)件連接一個(gè)仿形傳感器，仿形傳感器用于檢測仿形機(jī)構(gòu)隨地形變化的仿形角度；

還包括用于監(jiān)測割臺(tái)角度的割臺(tái)旋轉(zhuǎn)傳感器、用于監(jiān)測車輛速度的車輛速度傳感器、控制器、用于調(diào)整割臺(tái)高度的割臺(tái)高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)以及用于調(diào)整割臺(tái)傾角的割臺(tái)傾角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；

所述控制器將仿形角度信息轉(zhuǎn)換為仿形高度，并根據(jù)所述仿形高度、割臺(tái)角度和車輛速度控制割臺(tái)高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)動(dòng)作和/或所述割臺(tái)傾角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)動(dòng)作；

所述控制器具體用于當(dāng)所述仿形高度與預(yù)設(shè)仿形高度的仿形高度差大于第一預(yù)設(shè)值時(shí)，進(jìn)入高度控制模式；

在高度控制模式下，所述控制器確定程序周期內(nèi)檢測到的仿形高度差所屬的高度差區(qū)間，并將所述高度差區(qū)間與預(yù)先劃分的多個(gè)車速區(qū)間進(jìn)行排列組合，生成對應(yīng)的比例P、積分I和微分D三個(gè)參數(shù)；利用排列組合得出的PID參數(shù)值進(jìn)行割臺(tái)高度積分分離式PID控制運(yùn)算，輸出對應(yīng)的PWM值控制所述割臺(tái)高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)對割臺(tái)高度的調(diào)整。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于地面仿形的收獲機(jī)割臺(tái)自適應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括車體傾角傳感器，所述車體傾角傳感器將采集的車體傾角發(fā)送至所述控制器；所述控制器用于當(dāng)所述車體傾角的變化率大于第二預(yù)設(shè)值時(shí)，進(jìn)入傾角介入控制模式；

在傾角介入控制模式下，所述控制器確定程序周期內(nèi)檢測到的車體傾角變化率區(qū)間，并將所述車體傾角變化率區(qū)間與預(yù)先劃分的多個(gè)車體傾角區(qū)間進(jìn)行排列組合，對所述比例P、積分I和微分D三個(gè)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，利用調(diào)整后的PID參數(shù)值進(jìn)行割臺(tái)高度積分分離式PID控制運(yùn)算，輸出對應(yīng)的PWM值控制所述割臺(tái)高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)對割臺(tái)高度的快速響應(yīng)調(diào)整。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于地面仿形的收獲機(jī)割臺(tái)自適應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器具體用于當(dāng)所述割臺(tái)角度與預(yù)設(shè)割臺(tái)角度的割臺(tái)角度差大于第三預(yù)設(shè)值時(shí)，進(jìn)入角度控制模式；

在角度控制模式下，所述控制器確定程序周期內(nèi)檢測到的仿形高度差所屬的高度差區(qū)間、割臺(tái)角度差所屬的角度差區(qū)間，并將所述高度差區(qū)間、所述角度差區(qū)間與預(yù)先劃分的多個(gè)車速區(qū)間進(jìn)行排列組合，生成對應(yīng)的比例P、積分I和微分D三個(gè)參數(shù)；利用排列組合得出的PID參數(shù)值進(jìn)行割臺(tái)角度積分分離式PID控制運(yùn)算，輸出對應(yīng)的PWM值控制所述割臺(tái)傾角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)對割臺(tái)傾角的調(diào)整。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的基于地面仿形的收獲機(jī)割臺(tái)自適應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述割臺(tái)傾角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括：依次連接的第一比例電磁閥和加裝于旋轉(zhuǎn)連接體上的用于帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)連接體相對于過橋旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的割臺(tái)旋轉(zhuǎn)液壓缸，所述割臺(tái)旋轉(zhuǎn)液壓缸的底座固定在過橋上，液壓缸桿固定在旋轉(zhuǎn)連接體上，割臺(tái)旋轉(zhuǎn)液壓缸伸出時(shí)推動(dòng)割臺(tái)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)預(yù)設(shè)角度，割臺(tái)旋轉(zhuǎn)液壓缸收縮使割臺(tái)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)預(yù)設(shè)角度，所述割臺(tái)旋轉(zhuǎn)液壓缸上固定割臺(tái)旋轉(zhuǎn)傳感器。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于地面仿形的收獲機(jī)割臺(tái)自適應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述割臺(tái)高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括：依次連接的第二比例電磁閥和加裝于過橋上的兩個(gè)割臺(tái)升降液壓缸，割臺(tái)升降液壓缸底座連接在主機(jī)架上，液壓缸頭連接在過橋底部。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于地面仿形的收獲機(jī)割臺(tái)自適應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器將PWM轉(zhuǎn)化為PWMi輸出給第一比例電磁閥或第二比例電磁閥；所述第一比例電磁閥或第二比例電磁閥的內(nèi)部滑閥進(jìn)行相應(yīng)的開口動(dòng)作驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的液壓缸對割臺(tái)工作狀態(tài)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于地面仿形的收獲機(jī)割臺(tái)自適應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括割臺(tái)高度傳感器和信息反饋與顯示模塊，所述割臺(tái)高度傳感器固定于過橋與主機(jī)架鉸接位置，且一側(cè)連接過橋，另一側(cè)連接主機(jī)架；所述割臺(tái)高度傳感器通過CAN總線將采集的割臺(tái)高度信息傳輸至信息反饋與顯示模塊。