CN106233919A - 具有躲避再生稻稻桩功能的检测控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有躲避再生稻稻桩功能的检测控制系统及方法，包括单驱导向三行走轮防碾压再生稻收割机、设置在所述单驱导向三行走轮防碾压再生稻收割机底盘前端的稻桩碰撞传感器、设置在所述单驱导向三行走轮防碾压再生稻收割机内部的行走轨迹传感模块，所述单驱导向三行走轮防碾压再生稻收割机的内部设置有微处理器，所述微处理器连接有电源模块、A/D转换模块、显示驱动模块、键盘驱动模块、避让电机驱动模块。本发明能够自动避让稻桩，避免收割机的车轮碾压稻茬。

Description

具有躲避再生稻稻桩功能的检测控制系统及方法

技术领域

本发明涉及水稻收割领域，特别是一种具有躲避再生稻稻桩功能的检测控制系统及方法。

背景技术

再生稻是水稻的一类品种，在中国有着悠久的种植历史，可以追溯到1700年前。其特点是在一季稻成熟之后，大约只割下稻株的上2/3的部位，收取稻穗，留下下面的1/3植株和根系，施肥和培育，让其再长出一季稻子。

第一季水稻成熟的时候会有一些腋芽，第一季收割之后它们得到保留，在原有的根系的基础上，这批腋芽再次生长、抽穗，大约2个月后它们再次成熟，可以收割。通常第二季稻的颗粒要比第一季小一些，但是稻穗数要比一季的多(原来的一棵稻穗割完的地方一般会长出2棵以上的穗)，因而产量也不少。两季总计通常比其一季稻的产量要增加50％，对粮食增产有重要意义。

用水稻收割机收割水稻时，收割机的车轮常常会把稻茬碾压，影响再生稻的生产。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提出一种具有躲避再生稻稻桩功能的检测控制系统及方法，能够自动避让稻桩，避免收割机的车轮碾压稻茬。

本发明的系统采用以下方案实现：一种具有躲避再生稻稻桩功能的检测控制系统，包括单驱导向三行走轮防碾压再生稻收割机、设置在所述单驱导向三行走轮防碾压再生稻收割机底盘前端的稻桩碰撞传感器、设置在所述单驱导向三行走轮防碾压再生稻收割机内部的行走轨迹传感模块，所述单驱导向三行走轮防碾压再生稻收割机的内部设置有微处理器，所述微处理器连接有电源模块、A/D转换模块、显示驱动模块、键盘驱动模块、避让电机驱动模块；所述稻桩碰撞传感器与所述行走轨迹传感器均依次通过滤波模块、整流模块、放大模块连接至所述A/D转换模块；所述电源模块与所述避让电机驱动模块均经一驱动功率放大模块连接至主动底盘驱动模块；所述主动底盘驱动模块与所述单驱导向三行走轮防碾压再生稻收割机底盘上的驱动轮相连；所述显示驱动模块连接有显示模块，所述键盘驱动模块连接有键盘；所述稻桩碰撞传感器包括可自由旋转的探测杆；所述行走轨迹传感模块包括加速度传感器、陀螺仪、磁传感器。

进一步地，所述单驱导向三行走轮防碾压再生稻收割机包括底盘和控制系统，所述底盘前端设置有收割稻穗的割台和对稻穗进行脱粒的脱粒装置，所述底盘底部两端设置有呈等腰三角形布置的一个驱动轮和两个辅助轮，所述驱动轮同时作为导向轮，所述驱动轮位于前端，辅助轮位于后端，或驱动轮位于后端，辅助轮位于前端；所述底盘底 部两侧设置有两个分别与辅助轮相连接的伸缩机构，所述伸缩机构包括固设在底盘底部的外套筒和电机，所述外套筒内设置有滑块，所述滑块的一端铰接有曲柄，所述曲柄的另一端连接在电机的输出端上，所述滑块的另一端设置有连杆，所述辅助轮连接在该连杆的端部；所述辅助轮前端设置有摄像头，所述底盘上部还设置有控制导向轮转向的方向盘。

进一步地，所述底盘上部设置有割台、脱粒装置和驱动轮提供动力的柴油机，所述柴油机的输出端连接有变速箱。

进一步地，所述底盘上部后端设置有座椅。

进一步地，所述底盘上还设置有控制割台升降的液压推杆。

进一步地，所述外套筒远离连杆的端部上均设置有端盖，所述外套筒的另一端设置有橡胶密封圈，所述连杆从橡胶密封圈穿出。

本发明的方法采用以下方案实现：一种基于上文所述的具有躲避再生稻稻桩功能的检测控制系统的方法，具体包括以下步骤：

步骤S1：所述摄像头实时获取所述单驱导向三行走轮防碾压再生稻收割机行进方向的图像信息，并将图像信息进行预处理；所述稻桩碰撞传感器实时检测所述单驱导向三行走轮防碾压再生稻收割机的当前行进方向底盘驱动轮侧的稻桩与探测杆旋转中心的水平距离D；

步骤S2：根据稻桩碰撞传感器检测的数据对摄像头拍摄的图像信息进行校正，得到稻桩的位置信息；

步骤S3：所述微处理器根据所述行走轨迹传感模块的数据以及 步骤S2中稻桩的位置信息判断所述单驱导向三行走轮防碾压再生稻收割机的前行方向是否与稻桩冲突，若是，则所述微处理器通过所述避让电机驱动模块控制所述单驱导向三行走轮防碾压再生稻收割机的驱动轮转向进而改变行进方向避免碰到稻桩；否则，所述单驱导向三行走轮防碾压再生稻收割机的行进方向不变。

进一步地，所述步骤S1中的水平距离D的计算方法采用下式：

D＝V×T×ctgA；

其中，V为所述单驱导向三行走轮防碾压再生稻收割机的行进速度，A为探测杆碰到稻桩后旋转的角度，T为探测杆由水平的自由状态转到A角度所用的时间。

与现有技术相比，本发明有以下有益效果：

1、本发明的收割机可以自动避让稻桩，避免收割机的车轮碾压稻茬。

2、本发明收割机的两个辅助支撑轮轮可进行伸缩运动，改善了以往收割机在进行再生稻收割的过程中会对稻莊进行碾压的弊端，能够提高再生稻的产量。

3、本发明的伸缩机构采用曲柄滑块机构，可以通过控制曲柄的旋转来实现伸缩轮的位移，从而实现收割机的伸缩运动。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

附图说明

图1为本发明的原理结构框图。

图2为本发明的探测杆原理示意图。

图3为本发明实施例一收割机构造示意主视图。

图4为本发明实施例一收割机构造示意俯视图。

图5为本发明实施例一收割机中伸缩机构的构造示意图。

图6为本发明实施例二的收割机构造示意主视图。

[主要组件符号说明]

图中：01为探测杆，02为稻桩，1为底盘，11为柴油机，12为变速箱，13为方向盘，14为座椅，15为液压推杆，2为割台，3为脱粒装置，4为驱动轮，5为辅助轮，6为外套筒，61为端盖，62为橡胶密封圈，7为滑块，71为曲柄，8为传动杆。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。

实施例一。

如图1所示，本实施例提供了一种具有躲避再生稻稻桩功能的检测控制系统，包括单驱导向三行走轮防碾压再生稻收割机、设置在所述单驱导向三行走轮防碾压再生稻收割机底盘前端的稻桩碰撞传感器、设置在所述单驱导向三行走轮防碾压再生稻收割机内部的行走轨迹传感模块，所述单驱导向三行走轮防碾压再生稻收割机的内部设置有微处理器，所述微处理器连接有电源模块、A/D转换模块、显示驱动模块、键盘驱动模块、避让电机驱动模块；所述稻桩碰撞传感器与 所述行走轨迹传感器均依次通过滤波模块、整流模块、放大模块连接至所述A/D转换模块；所述电源模块与所述避让电机驱动模块均经一驱动功率放大模块连接至主动底盘驱动模块；所述主动底盘驱动模块与所述单驱导向三行走轮防碾压再生稻收割机底盘上的驱动轮相连；所述显示驱动模块连接有显示模块，所述键盘驱动模块连接有键盘；所述稻桩碰撞传感器包括可自由旋转的探测杆；所述行走轨迹传感模块包括加速度传感器、陀螺仪、磁传感器。

在本实施例中，如图3至5所示，所述单驱导向三行走轮防碾压再生稻收割机，包括底盘1和控制系统，所述底盘1前端设置有收割稻穗的割台2和对稻穗进行脱粒的脱粒装置3，所述底盘1底部两端设置有呈等腰三角形布置的一个驱动轮4和两个辅助轮5，所述驱动轮4同时作为导向轮，所述驱动轮4位于前端，辅助轮5位于后端；所述底盘1底部两侧设置有两个分别与辅助轮相连接的伸缩机构，所述伸缩机构包括固设在底盘底部的外套筒6和电机，所述外套筒6内设置有滑块7，所述滑块7的一端铰接有曲柄71，所述曲柄71的另一端连接在电机的输出端上，所述滑块7的另一端设置有连杆8，所述辅助轮5连接在该连杆8的端部；所述辅助轮前端设置有摄像头，所述控制系统接收摄像头的图像信号并控制电机的运转，所述底盘上部还设置有控制导向轮转向的方向盘13。

本实施例中，所述驱动轮和辅助轮均为大直径车轮，使得底盘离地更高。

本实施例中，所述底盘上部设置有为割台2、脱粒装置3和驱动 轮4提供动力的柴油机11，所述柴油机的输出端连接有变速箱12，所述驱动轮与变速箱输出端通过带传动或链传动进行传动连接。

本实施例中，所述底盘上部后端设置有座椅14，方便驾驶员坐在上面。

本实施例中，所述底盘上还设置有控制割台升降的液压推杆15，使割台能够对不同高度的水稻进行收割。

本实施例中，所述外套筒远离连杆的端部上均设置有端盖61，所述外套筒的另一端设置有橡胶密封圈62，所述连杆从橡胶密封圈穿出，所述端盖和橡胶密封圈起到防止泥浆进入套筒内的作用。

曲柄的一端安装在电机上，通过电机的转动来带动曲柄的转动，另一端同滑块连接在一起，通过曲柄的运动来带动滑块在套筒内的往复运动，控制转动的角度来控制位移量，并通过控制电机的正反转完成辅助轮的伸缩运动。

上述的单驱导向三行走轮防碾压再生稻收割机的使用方法，按以下步骤进行：将收割机开入田中，使驱动轮、导向轮和辅助轮均在稻茬之间的间隙中行走，割台对水稻稻穗进行收割，脱粒装置对稻穗进行脱粒，摄像头监测辅助轮前方，控制系统用图像处理技术判断摄像头提供的图片信息，判断辅助轮前方是否有稻茬，如果有稻茬，控制系统同时控制电机运转，驱动辅助轮横向移动，避开前方的稻茬。

具体包括以下步骤：

步骤S1：所述摄像头实时获取所述单驱导向三行走轮防碾压再生稻收割机行进方向的图像信息，并将图像信息进行预处理；所述稻 桩碰撞传感器实时检测所述单驱导向三行走轮防碾压再生稻收割机的当前行进方向底盘驱动轮侧的稻桩02与探测杆01旋转中心的水平距离D；

步骤S2：根据稻桩碰撞传感器检测的数据对摄像头拍摄的图像信息进行校正，得到稻桩的位置信息；

步骤S3：所述微处理器根据所述行走轨迹传感模块的数据以及步骤S2中稻桩的位置信息判断所述单驱导向三行走轮防碾压再生稻收割机的前行方向是否与稻桩冲突，若是，则所述微处理器通过所述避让电机驱动模块控制所述单驱导向三行走轮防碾压再生稻收割机的驱动轮转向进而改变行进方向避免碰到稻桩；否则，所述单驱导向三行走轮防碾压再生稻收割机的行进方向不变。

如图2所示，在本实施例中，所述步骤S1中的水平距离D的计算方法采用下式：

D＝V×T×ctgA；

其中，V为所述单驱导向三行走轮防碾压再生稻收割机的行进速度，A为探测杆碰到稻桩后旋转的角度，T为探测杆由水平的自由状态转到A角度所用的时间。

实施例二。

其结构与实施例一相同，区别在于驱动轮位于后端，辅助轮位于前端，如图6所示。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (8)

1.一种具有躲避再生稻稻桩功能的检测控制系统，其特征在于：包括单驱导向三行走轮防碾压再生稻收割机、设置在所述单驱导向三行走轮防碾压再生稻收割机底盘前端的稻桩碰撞传感器、设置在所述单驱导向三行走轮防碾压再生稻收割机内部的行走轨迹传感模块，所述单驱导向三行走轮防碾压再生稻收割机的内部设置有微处理器，所述微处理器连接有电源模块、A/D转换模块、显示驱动模块、键盘驱动模块、避让电机驱动模块；所述稻桩碰撞传感器与所述行走轨迹传感器均依次通过滤波模块、整流模块、放大模块连接至所述A/D转换模块；所述电源模块与所述避让电机驱动模块均经一驱动功率放大模块连接至主动底盘驱动模块；所述主动底盘驱动模块与所述单驱导向三行走轮防碾压再生稻收割机底盘上的驱动轮相连；所述显示驱动模块连接有显示模块，所述键盘驱动模块连接有键盘；所述稻桩碰撞传感器包括可自由旋转的探测杆；所述行走轨迹传感模块包括加速度传感器、陀螺仪、磁传感器。

2.根据权利要求1所述的一种具有躲避再生稻稻桩功能的检测控制系统，其特征在于：

所述单驱导向三行走轮防碾压再生稻收割机包括底盘和控制系统，所述底盘前端设置有收割稻穗的割台和对稻穗进行脱粒的脱粒装置，所述底盘底部两端设置有呈等腰三角形布置的一个驱动轮和两个辅助轮，所述驱动轮同时作为导向轮，所述驱动轮位于前端，辅助轮位于后端，或驱动轮位于后端，辅助轮位于前端；所述底盘底部两侧设置有两个分别与辅助轮相连接的伸缩机构，所述伸缩机构包括固设在底盘底部的外套筒和电机，所述外套筒内设置有滑块，所述滑块的一端铰接有曲柄，所述曲柄的另一端连接在电机的输出端上，所述滑块的另一端设置有连杆，所述辅助轮连接在该连杆的端部；所述辅助轮前端设置有摄像头，所述底盘上部还设置有控制导向轮转向的方向盘。

3.根据权利要求2所述的一种具有躲避再生稻稻桩功能的检测控制系统，其特征在于：所述底盘上部设置有割台、脱粒装置和驱动轮提供动力的柴油机，所述柴油机的输出端连接有变速箱。

4.根据权利要求2所述的一种具有躲避再生稻稻桩功能的检测控制系统，其特征在于：所述底盘上部后端设置有座椅。

5.根据权利要求2所述的一种具有躲避再生稻稻桩功能的检测控制系统，其特征在于：所述底盘上还设置有控制割台升降的液压推杆。

6.根据权利要求2所述的一种具有躲避再生稻稻桩功能的检测控制系统，其特征在于：所述外套筒远离连杆的端部上均设置有端盖，所述外套筒的另一端设置有橡胶密封圈，所述连杆从橡胶密封圈穿出。

7.一种基于权利要求2所述的具有躲避再生稻稻桩功能的检测控制系统的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1：所述摄像头实时获取所述单驱导向三行走轮防碾压再生稻收割机行进方向的图像信息，并将图像信息进行预处理；所述稻桩碰撞传感器实时检测所述单驱导向三行走轮防碾压再生稻收割机的当前行进方向底盘驱动轮侧的稻桩与探测杆旋转中心的水平距离D；

步骤S2：根据稻桩碰撞传感器检测的数据对摄像头拍摄的图像信息进行校正，得到稻桩的位置信息；

步骤S3：所述微处理器根据所述行走轨迹传感模块的数据以及步骤S2中稻桩的位置信息判断所述单驱导向三行走轮防碾压再生稻收割机的前行方向是否与稻桩冲突，若是，则所述微处理器通过所述避让电机驱动模块控制所述单驱导向三行走轮防碾压再生稻收割机的驱动轮转向进而改变行进方向避免碰到稻桩；否则，所述单驱导向三行走轮防碾压再生稻收割机的行进方向不变。

8.根据权利要求7所述的一种具有躲避再生稻稻桩功能的检测控制系统的方法，其特征在于：所述步骤S1中的水平距离D的计算方法采用下式：

D＝V×T×ctgA；

其中，V为所述单驱导向三行走轮防碾压再生稻收割机的行进速度，A为探测杆碰到稻桩后旋转的角度，T为探测杆由水平的自由状态转到A角度所用的时间。