CN109362345B - 剑麻收割机自动控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种剑麻收割机自动控制系统，包括：收割机，该收割机包括智能小车和设置在智能小车上收割机械手，所述智能小车上设有茎秆位置采集器，所述收割机械手相对于智能小车的另一端设置有两个用于切断剑麻枝叶根部的切刀；收割服务器，耦接于茎秆位置采集器，以接收位置信号，还耦接与智能小车和收割机械手。本发明的剑麻收割机自动控制系统，通过茎秆位置采集器和收割服务器的配合作用，便可有效的实现自动化对株的效果，如此便不需要人工的进行对株了，有效的实现了自动化收割，大大的增加了收割效率。

Description

剑麻收割机自动控制系统

技术领域

本发明涉及一种剑麻收割机，更具体的说是涉及一种剑麻收割机自动控制系统。

背景技术

在剑麻收割的过程中，剑麻收割机占有十分重要的地位，通过剑麻收割机的作用，可实现剑麻的快速收割，可以极大的提升剑麻的收割效率，增加剑麻的单位时间产能。

然而剑麻的根茎十分的粗大，同时为了下次的更好生长，一般剑麻的收割都是采用收割枝叶的方式，并且在收割完成以后在根茎上留取一些枝叶以保持剑麻的生长速度，因此现有的剑麻收割机还是采用半自动化的方式，即人工手持剑麻收割机，将收割机上的两个切刀之间对准剑麻的枝叶需要收割的位置，然后再操作收割机上的收割按钮，使得两个切刀相对运动以对剑麻进行收割，由于其在切割的过程中还是有人工的参与，因此还是存在效率较为低下的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种能够自动化收割剑麻的剑麻收割机自动控制系统。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种剑麻收割机自动控制系统，包括：

收割机，该收割机包括智能小车和设置在智能小车上收割机械手，所述智能小车朝向剑麻茎秆的一侧上设有茎秆位置采集器，用于采集剑麻茎秆位置后输出位置信号，所述收割机械手相对于智能小车的另一端设置有两个用于切断剑麻枝叶根部的切刀；

收割服务器a，耦接于茎秆位置采集器，以接收位置信号，还耦接与智能小车和收割机械手，以驱动智能小车移动到位置信号所对应的位置上对位后驱动收割机械手动作收割剑麻。

作为本发明的进一步改进，所述智能小车相对于茎秆位置采集器的一侧设有用于夹住茎秆的夹手，所述夹手与收割服务器a耦接，以在收割服务器a确定智能小车移动到位置后，夹住茎秆，并使得茎秆与智能小车相对设置。

作为本发明的进一步改进，所述收割服务器a内设有对株服务器，所述两个切刀之间设置有位置采集器，所述收割机械手与两个切刀之间设有用于调整两个切刀位置的位置调整装置，所述位置采集器和位置调整装置均与对株服务器耦接，以发送枝叶根部对应的采集信号至对株服务器内，接收对株服务器根据计算输出的调整信号后对两个切刀位置进行调整。

作为本发明的进一步改进，所述位置调整装置包括安装在收割机械手上的调整底座和可滑移的设置在调整底座上的调整滑板，其中两个切刀的底座安装在调整滑板上，所述调整底座上设有与调整滑板相联动的调整电机，所述调整电机与对株服务器耦接，用于接受调整信号后驱动调整滑板滑动，进行对株操作。

作为本发明的进一步改进，所述调整底座相对于调整滑板的一侧的开设有若干条呈直线型的调整滑道，并在该侧的中心的位置上开设有调整圆槽，若干条调整滑道的一端均延伸至调整圆槽，并与调整圆槽相互连通，另一端均背向调整圆槽延伸，以使得调整滑道在调整底座上呈圆周均匀分布，所述调整滑板相对于调整底座的一侧中心的位置上设有调整滑座，所述调整滑座嵌入到调整圆槽内，并与调整电机联动，受调整电机控制在调整滑道内滑移。

作为本发明的进一步改进，所述调整电机的机身嵌设在调整滑座内，该调整电机的转轴从调整滑座背向两个切刀的底座的一端伸出，并在该转轴上同轴套接有调整齿轮，所述调整滑道的一侧滑道壁上设有沿着调整滑道延伸的齿条，所述调整圆槽的槽底可旋转的设有一侧滑道壁有齿条的引导滑道和用于驱动引导滑道旋转的旋转电机，该旋转电机与对株服务器耦接，用于接受调整信号后驱动引导滑道旋转，该引导滑道的一端延伸至调整齿轮，并且其上的齿条与调整齿轮啮合，另一端在旋转之后与其中一条调整滑道对接。

作为本发明的进一步改进，所述调整圆槽的槽底开设有通孔，所述引导滑道包括可旋转的设置在通孔内的旋转底座和设置在旋转底座朝向调整滑座一端的两个滑道片，所述旋转底座与旋转电机的转轴同轴固定，其中齿条在其中一片滑道片上，两个所述滑道片的一端配合夹住调整齿轮，并且其上的齿条与调整齿轮相啮合。

作为本发明的进一步改进，所述调整滑板朝向调整滑座的一端上设有数量与调整滑道一一对应的引导滑柱，若干个引导滑柱在调整滑板上呈圆周分布，所述调整滑板设有引导滑柱的一端开设有环形槽，若干个引导滑柱的一端均可滑移的设置在环形槽内，并且相互之间通过弹簧连接，以在调整滑板上呈圆周均匀分布，另一端分别一一对应的可滑移的设置在调整滑道内。

本发明的有益效果，通过收割服务器的设置，便可有效的提供一个智能化的计算能力，如此与茎秆位置采集器相互配合实现智能小车检测到茎秆的位置，然后自动移动到茎秆的位置，之后通过收割机械手进行收割，如此很好的实现了一个自动化收割的过程中，大大的增加了剑麻的收割效率。

附图说明

图1为本发明的剑麻收割机自动控制系统的模块框图；

图2为收割机的整体结构图；

图3为图2中的位置调整装置的整体结构图；

图4为图3的剖视图。

具体实施方式

下面将结合附图所给出的实施例对本发明做进一步的详述。

参照图1至4所示，本实施例的一种剑麻收割机自动控制系统，包括：

收割机1，该收割机1包括智能小车11和设置在智能小车11上收割机械手12，所述智能小车11朝向剑麻茎秆的一侧上设有茎秆位置采集器511，用于采集剑麻茎秆位置后输出位置信号，所述收割机械手12相对于智能小车11的另一端设置有两个用于切断剑麻枝叶根部的切刀；

收割服务器a，耦接于茎秆位置采集器511，以接收位置信号，还耦接与智能小车11和收割机械手12，以驱动智能小车11移动到位置信号所对应的位置上对位后驱动收割机械手12动作收割剑麻，在使用本实施例的控制系统的过程中，只需要将收割机1放置到剑麻田内即可，然后智能小车11上的茎秆位置采集器511便会实时的采集剑麻茎秆的位置，并且在采集到位置以后输出信号到收割服务器a内，然后收割服务器a驱动智能小车11带着收割机械手12移动到位置信号所对应的位置，即剑麻的相对位置，之后收割机械手12就进行收割，如此有效的实现了一个自动化收割的效果，大大的增加了剑麻收割的效率，其中本实施例中的茎秆位置采集器511可以是超声波或是激光距离传感器，然后智能小车11则是通过轨道在剑麻田内移动的，因此智能小车与剑麻茎秆之间的距离是会在一个范围内的，因而在检测茎秆位置的时候，通过超声波或是激光距离传感器检测茎秆与智能小车11之间的距离，并在智能小车11边移动边进行多次测量以后计算出相应的平均值，然后判断该平均值是否在相应的距离范围，若是则便是此时智能小车11已经到达茎秆相对的位置上了，此时收割服务器a便会输出信号然后智能小车11停止移动，如此有效的实现通过茎秆位置采集器511采集到茎秆位置，然后通过收割服务器a驱动智能小车11移动到相对应位置上的效果了。

作为改进的一种具体实施方式，所述智能小车11相对于茎秆位置采集器511的一侧设有用于夹住茎秆的夹手112，所述夹手112与收割服务器a耦接，以在收割服务器a确定智能小车11移动到位置后，夹住茎秆，并使得茎秆与智能小车相对设置，通过夹手112的设置，便可有效的夹住茎秆，然后将茎秆和智能小车11之间进行有效的定位了，如此智能小车11上的收割机械手12便能够更好的进行收割作用了，并且能够实现自动化的调整智能小车11与茎秆之间的相对位置，例如在夹手112夹住茎秆的时候，智能小车11上的动力脱离，使得智能小车11能够随着夹手112的驱动而移动，如此在夹手112夹茎秆的过程就会自动的对智能小车11位置进行调整，而本实施例中的夹手112结构可以为两块长板与一个伸缩电机配合结构，通过两块长板相互配合夹住茎秆，夹住和放开则是通过伸缩电机的伸缩作用来实现的。

作为改进的一种具体实施方式，所述收割服务器a内设有对株服务器2，所述两个切刀之间设置有位置采集器5，所述收割机械手12与两个切刀之间设有用于调整两个切刀位置的位置调整装置3，所述位置采集器5和位置调整装置3均与对株服务器2耦接，以发送枝叶根部对应的采集信号至对株服务器2内，接收对株服务器2根据计算输出的调整信号后对两个切刀位置进行调整，通过对株服务器2、位置调整装置3和位置采集器5的设置，便可有效的采集到枝叶根部位置，然后进行对株调整了，使得最后两个切刀切割下来的剑麻枝叶符合要求。

作为改进的一种具体实施方式，所述位置调整装置3包括安装在收割机械手12上的调整底座31和可滑移的设置在调整底座31上的调整滑板32，其中两个切刀的底座安装在调整滑板32上，所述调整底座31上设有与调整滑板32相联动的调整电机33，所述调整电机33与对株服务器2耦接，用于接受调整信号后驱动调整滑板32滑动，进行对株操作，通过位置调整装置3内的调整底座31和调整滑板32相互配合来调整两个切刀的位置，以此来实现一个自动化检测对株的效果，如此更好的实现一个对于收割机进行自动化控制了。

作为改进的一种具体实施方式，所述调整底座31相对于调整滑板32的一侧的开设有若干条呈直线型的调整滑道311，并在该侧的中心的位置上开设有调整圆槽312，若干条调整滑道311的一端均延伸至调整圆槽312，并与调整圆槽312相互连通，另一端均背向调整圆槽312延伸，以使得调整滑道311在调整底座31上呈圆周均匀分布，所述调整滑板32相对于调整底座31的一侧中心的位置上设有调整滑座322，所述调整滑座322嵌入到调整圆槽312内，并与调整电机33联动，受调整电机33控制在调整滑道311内滑移，采用了多条调整滑道311的设置，使得调整滑板32具备多个移动路径，而将调整滑道311设置成呈圆周均匀分布的方式，这样调整滑板32具备多个方向的移动路径，然后利用调整滑座322和调整电机33的配合作用，实现带着调整滑板32在其中一个调整滑道311内滑移的方式来完成对株调整。

作为改进的一种具体实施方式，所述调整电机33的机身嵌设在调整滑座322内，该调整电机33的转轴从调整滑座322背向两个切刀的底座的一端伸出，并在该转轴上同轴套接有调整齿轮331，所述调整滑道311的一侧滑道壁上设有沿着调整滑道311延伸的齿条，所述调整圆槽312的槽底可旋转的设有一侧滑道壁有齿条的引导滑道3121和用于驱动引导滑道3121旋转的旋转电机3122，该旋转电机3122与对株服务器2耦接，用于接受调整信号后驱动引导滑道3121旋转，该引导滑道3121的一端延伸至调整齿轮331，并且其上的齿条与调整齿轮331啮合，另一端在旋转之后与其中一条调整滑道311对接，通过引导滑道3121和旋转电机3122的配合作用，便可实现对于调整滑板31的移动方向通过对株服务器2来进行选择，例如假设此时需要调整滑板31向东偏北45度方向移动1厘米，那么此时的对株服务器2就会输出信号到旋转电机3122内，然后驱动旋转电机3122旋转45度，进而带动引导滑道3121旋转45度，如此引导滑道3121便会对接45度角的调整滑道311，然后再输出信号至调整电机33内，通过调整电机33的旋转带着调整滑板32沿着45度角的引导滑道3121移动，以此来实现驱动调整滑板32移动到想要的方向和位置，其中由于现有的出现对株偏差的时候，剑麻根部的位置角度具有不确定性，而对于剑麻根部对株的要求精度要求也不是很高，只要不是有太大的偏差，那么就不会导致切下来的剑麻枝叶不合格的问题，因此本实施例中对株服务器2内的角度调整采用范围调整的方式，即计算出来需要调整的角度例如为46度或是44度，那么此时的对株服务器2都会将其归整为45度，来进行调整，以方便后续的操作和移动。

作为改进的一种具体实施方式，所述调整圆槽312的槽底开设有通孔，所述引导滑道3121包括可旋转的设置在通孔内的旋转底座4和设置在旋转底座4朝向调整滑座322一端的两个滑道片，所述旋转底座4与旋转电机3122的转轴同轴固定，其中齿条在其中一片滑道片上，两个所述滑道片的一端配合夹住调整齿轮331，并且其上的齿条与调整齿轮331相啮合，通过旋转底座4的设置，便可通过其与旋转电机3122的转轴同轴固定的方式来实现驱动旋转底座4旋转，进而带着两个滑道片旋转，以此来对接角度不同的调整滑道311了。

作为改进的一种具体实施方式，所述调整滑板32朝向调整滑座322的一端上设有数量与调整滑道311一一对应的引导滑柱321，若干个引导滑柱321在调整滑板32上呈圆周分布，所述调整滑板32设有引导滑柱321的一端开设有环形槽，若干个引导滑柱321的一端均可滑移的设置在环形槽内，并且相互之间通过弹簧连接，以在调整滑板32上呈圆周均匀分布，另一端分别一一对应的可滑移的设置在调整滑道311内，通过引导滑柱321的设置，便可实现在调整滑板32移动的过程中能够更好的随着调整滑道311移动，并且在移动的过程中也不容易出现自转的问题，而通过环形槽和将引导滑柱321之间通过弹簧连接的方式，主要是在多个引导滑柱321沿着调整滑道311滑移的时候，相互之间的距离会不断的产生变化，因此采用了弹簧连接的方式，便可有效的容纳这个变化，使得引导滑柱321能够很好的引导调整滑板32沿着调整滑道311滑移了。

其中本实施例中的位置采集器5设置为摄像机，然后对株服务器进行的对株操作方式如下：接受采集信号，识别出采集信号内图像的两个切刀和剑麻枝叶根部；将两个切刀之间进行连线，构建XY坐标系，并计算剑麻枝叶根部与两个切刀之间的X轴距离X1和X2，计算剑麻枝叶根部与连线之间的Y轴距离Y；将X1减去X2获得差值a；判断差值Y和a的值是否等于0，若等于0则结束，对株服务器2不输出任何信号，若不等于0则计算出剑麻枝叶根部的偏离角度和与X1和X2的中心点的直线距离；将偏离角度输入到旋转电机3122，使得旋转电机3122驱动引导滑道3121旋转偏离的角度，将与X1和X2的中心点的直线距离输入到调整电机33内，调整电机33带动调整滑板32在调整滑道311内滑移。

并且本实施例中的调整滑道311以及环形槽等供滑移的特征，都可以采用在其开口的位置上设置挡沿的方式来避免滑移的过程中，部件从其内部脱出来的问题

综上所述，本实施例的自动控制系统，通过收割机1内的智能小车11和收割机械手12的设置，便可有效的实现自动对株收割的效果，大大的增加了剑麻收割的效率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种剑麻收割机自动控制系统，其特征在于，包括：

收割机(1)，该收割机(1)包括智能小车(11)和设置在智能小车(11)上收割机械手(12)，所述智能小车(11)朝向剑麻茎秆的一侧上设有茎秆位置采集器(511)，用于采集剑麻茎秆位置后输出位置信号，所述收割机械手(12)相对于智能小车(11)的另一端设置有两个用于切断剑麻枝叶根部的切刀；

收割服务器(a)，耦接于茎秆位置采集器(511)，以接收位置信号，还耦接与智能小车(11)和收割机械手(12)，以驱动智能小车(11)移动到位置信号所对应的位置上对位后驱动收割机械手(12)动作收割剑麻；

所述智能小车(11)相对于茎秆位置采集器(511)的一侧设有用于夹住茎秆的夹手(112)，所述夹手(112)与收割服务器(a)耦接，以在收割服务器(a)确定智能小车(11)移动到位置后，夹住茎秆，并使得茎秆与智能小车相对设置；

所述收割服务器(a)内设有对株服务器(2)，所述两个切刀之间设置有位置采集器(5)，所述收割机械手(12)与两个切刀之间设有用于调整两个切刀位置的位置调整装置(3)，所述位置采集器(5)和位置调整装置(3)均与对株服务器(2)耦接，以发送枝叶根部对应的采集信号至对株服务器(2)内，接收对株服务器(2)根据计算输出的调整信号后对两个切刀位置进行调整；

所述位置调整装置(3)包括安装在收割机械手(12)上的调整底座(31)和可滑移的设置在调整底座(31)上的调整滑板(32)，其中两个切刀的底座安装在调整滑板(32)上，所述调整底座(31)上设有与调整滑板(32)相联动的调整电机(33)，所述调整电机(33)与对株服务器(2)耦接，用于接受调整信号后驱动调整滑板(32)滑动，进行对株操作；

所述调整底座(31)相对于调整滑板(32)的一侧的开设有若干条呈直线型的调整滑道(311)，并在该侧的中心的位置上开设有调整圆槽(312)，若干条调整滑道(311)的一端均延伸至调整圆槽(312)，并与调整圆槽(312)相互连通，另一端均背向调整圆槽(312)延伸，以使得调整滑道(311)在调整底座(31)上呈圆周均匀分布，所述调整滑板(32)相对于调整底座(31)的一侧中心的位置上设有调整滑座(322)，所述调整滑座(322)嵌入到调整圆槽(312)内，并与调整电机(33)联动，受调整电机(33)控制在调整滑道(311)内滑移。

2.根据权利要求1所述的剑麻收割机自动控制系统，其特征在于：所述调整电机(33)的机身嵌设在调整滑座(322)内，该调整电机(33)的转轴从调整滑座(322)背向两个切刀的底座的一端伸出，并在该转轴上同轴套接有调整齿轮(331)，所述调整滑道(311)的一侧滑道壁上设有沿着调整滑道(311)延伸的齿条，所述调整圆槽(312)的槽底可旋转的设有一侧滑道壁有齿条的引导滑道(3121)和用于驱动引导滑道(3121)旋转的旋转电机(3122)，该旋转电机(3122)与对株服务器(2)耦接，用于接受调整信号后驱动引导滑道(3121)旋转，该引导滑道(3121)的一端延伸至调整齿轮(331)，并且其上的齿条与调整齿轮(331)啮合，另一端在旋转之后与其中一条调整滑道(311)对接。

3.根据权利要求2所述的剑麻收割机自动控制系统，其特征在于：所述调整圆槽(312)的槽底开设有通孔，所述引导滑道(3121)包括可旋转的设置在通孔内的旋转底座(4)和设置在旋转底座(4)朝向调整滑座(322)一端的两个滑道片，所述旋转底座(4)与旋转电机(3122)的转轴同轴固定，其中齿条在其中一片滑道片上，两个所述滑道片的一端配合夹住调整齿轮(331)，并且其上的齿条与调整齿轮(331)相啮合。

4.根据权利要求3所述的剑麻收割机自动控制系统，其特征在于：所述调整滑板(32)朝向调整滑座(322)的一端上设有数量与调整滑道(311)一一对应的引导滑柱(321)，若干个引导滑柱(321)在调整滑板(32)上呈圆周分布，所述调整滑板(32)设有引导滑柱(321)的一端开设有环形槽，若干个引导滑柱(321)的一端均可滑移的设置在环形槽内，并且相互之间通过弹簧连接，以在调整滑板(32)上呈圆周均匀分布，另一端分别一一对应的可滑移的设置在调整滑道(311)内。

Images