[發明專利]一種基于地面仿形的收獲機割臺自適應控制系統及收獲機

有效

• 申請號: 202111593221.0
• 申請日: 2021-12-24
• 公開（公告）號: CN113966667B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）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）人: 濰柴雷沃重工股份有限公司
• 主分類號: A01D41/127
• 分類號: A01D41/127
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 厲洋洋

本發明涉及農業機械領域，公開了一種基于地面仿形的收獲機割臺自適應控制系統及收獲機，系統包括收獲機割臺底部兩側分別安裝的仿形機構，仿形機構上固定有仿形傳感器；還包括割臺旋轉傳感器、車輛速度傳感器、控制器、割臺高度調節機構以及割臺傾角調節機構；控制器將仿形傳感器采集的仿形角度信息轉換為仿形高度，根據仿形高度、割臺角度和車輛速度控制割臺高度調節機構動作和/或所述割臺傾角調節機構動作。本發明不僅可實現割臺高度自適應調節，還能實現割臺角度自適應調整，在各種地況下均能達到最優的收獲效果，且設計結構簡單、成本低、實用可靠。

技術領域

本發明涉及農業機械領域，尤其涉及一種基于地面仿形的收獲機割臺自適應控制系統及收獲機。

背景技術

隨著當前聯合收獲機智能化、信息化的發展，新型智能聯合收獲機在基于多種負載監控、自適應調節作業工況等技術方面愈發成熟，促進了聯合收獲機作業速度的顯著提升。割臺是收獲機的重要組成部分，割臺的高低起伏變化直接影響收獲機的田間作業效果。一方面由于作物的生長情況復雜且不規律，現有的收獲方式主要通過人工實時調整收獲機割臺高度達到最佳收獲效果。傳統人工操作控制割臺高度時，常因留茬過高而漏割低矮作物，或因未及時規避地面凹凸變化等問題，出現割臺蹭刮地面損傷割臺的情況，在高速作業過程中，駕駛員手動操作割臺容易產生駕駛疲勞，降低收獲的質量與效率。另一方面我國農田面積的三分之一為丘陵坡地，在進行山坡地面收獲作業時，無法旋轉調整角度，導致割臺無法有效緊貼地面，造成大量收獲損失。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術存在的問題，提供一種針對地面起伏自適應控制割臺高度與旋轉角度的割臺地面仿形系統，降低駕駛員的工作強度、提高收獲的質量與效率。

為解決上述技術問題，本發明實施例提供一種基于地面仿形的收獲機割臺自適應控制系統，割臺機構包括割臺、旋轉連接體、過橋和主機架；收獲機割臺自適應控制系統包括收獲機割臺底部兩側分別安裝的仿形機構、每個所述仿形機構分別通過傳動件連接一個仿形傳感器，仿形傳感器用于檢測仿形機構隨地形變化的仿形角度；還包括用于監測割臺角度的割臺旋轉傳感器、用于監測車輛速度的車輛速度傳感器、控制器、用于調整割臺高度的割臺高度調節機構以及用于調整割臺傾角的割臺傾角調節機構；所述控制器將仿形角度信息轉換為仿形高度，并根據所述仿形高度、割臺角度和車輛速度控制割臺高度調節機構動作和/或所述割臺傾角調節機構動作。

本發明的有益效果是：本發明不僅可實現割臺高度自適應調節，還能實現割臺角度自適應調整，保證了割臺在丘陵山區作業過程中割臺可以有效緊貼地面，在各種地況下均能達到最優的收獲效果，降低了駕駛員高速收獲下的工作強度，有效提高收獲作業的質量與效率；且該基于地面仿形的收獲機割臺自適應控制系統設計結構簡單、成本低、實用可靠。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。

進一步，所述控制器具體用于當所述仿形高度與預設仿形高度的仿形高度差大于第一預設值時，進入高度控制模式；在高度控制模式下，所述控制器確定程序周期內檢測到的仿形高度差所屬的高度差區間，并將所述高度差區間與預先劃分的多個車速區間進行排列組合，生成對應的比例P、積分I和微分D三個參數；利用排列組合得出的PID參數值進行割臺高度積分分離式PID控制運算，輸出對應的PWM值控制所述割臺高度調節機構動作，實現對割臺高度的調整。

采用上述進一步方案的有益效果是：通過控制器采集仿形角度以及相關轉速數據，通過控制算法將實際數據進行區間劃分，尋找出最優PID參數，實現割臺高度的自適應控制，有效解決現有割臺控制系統無法實現高速收獲以及無法自適應地面起伏等問題，提高割臺控制的精度。

進一步，上述技術方案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送至所述控制器；所述控制器用于當所述車體傾角的變化率大于第二預設值時，進入傾角介入控制模式；