CN110100508A - 耕地设备及其犁具保护系统和保护方法 - Google Patents

耕地设备及其犁具保护系统和保护方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一耕地设备及其犁具保护系统和保护方法，其中所述犁具保护系统包括一控制器、一悬挂控制模块、一传动控制模块、一悬挂传感器、一转角传感器、以及一障碍物识别模块，其中所述悬挂控制模块、所述传动控制模块、所述悬挂传感器、所述转角传感器、以及所述障碍物识别模块被通信地连接于所述控制器。所述悬挂控制模块通信地连接于所述控制器，所述控制器生成一控制指令，其中所述悬挂控制模块基于所述控制指令控制所述农机的一悬挂装置，以使所述农机的所述悬挂装置驱动所述犁具，其中所述农机基于所述犁具保护系统自动地控制所述犁具。

Description

耕地设备及其犁具保护系统和保护方法
技术领域
本发明涉及农业自动控制领域，尤其涉及一耕地设备及其犁具保护系统和保护方法。
背景技术
耕地设备是农用设备中常见的一种农用机械，在农耕作业中，耕地用农耕设备包括一耕地设备和牵引所述耕地设备的一牵引车。所述牵引车为所述耕地设备提供行驶和工作的动力、以及对所述耕地设备进行必要的控制，比如控制上升和下降。
现有技术的耕地设备都是由驾驶人员人为地在耕地作业时控制，其中操作人员人为的控制所述耕地设备的抬起、降落、以及耕地的深度等。因此，在耕地作业时，操作人员需根据实际的作业环境调整操作所述耕地设备，比如在转弯时，都需要适时地提起所述耕地设备，以避免所述耕地设备在转向时被损坏。驾驶人员还需要时刻地注意农机前方的障碍物，比如田埂、石块、木桩等，并且当行进前方遇障碍物时，需要驾驶人员人为地控制所述耕地设备抬起，在越过障碍物以后再重新放下所述耕地设备，以避免所述障碍物对所述耕地设备的刀具造成损伤。当所述耕地设备在作业时，如果所述耕地设备被抬起超过一定高度后，需要由操作人员人为地断开所述耕地设备的动力传输，避免所述耕地设备的空转和避免驱动所述耕地设备的传动装置损坏。
因此，为了避免所述耕地设备的损害，需要操作人员根据操作经验人为手动地控制所述耕地设备。不过人为操作容易疏忽遗漏，导致犁具损坏时有发生。驾驶人员在操作农机行驶的同时还需要根据当前的作业环境，比如行驶的转向情况、农田中的障碍物、以及耕深等，适时地操作所述耕地设备，这对驾驶员的熟练程度要求高，还会导致驾驶员的劳动强度增大。
公开号为CN104914882A的发明申请公开了一种农机犁具自动控制装置和控制方法，其中该申请中揭露了一种犁具的转向控制方法和一犁具的越障控制方法。在该申请的所述犁具转向控制方法中，车辆转向完成时需要驾驶员发出犁具放下指令，也就是说需要人为地控制所述犁具重新下降。这样会增加驾驶员劳动强度和操作难度。转弯完成后下放犁具的深度也无法保证与转向前所述犁具的深度一致，这样耕深不一致会影响作业质量。另外，该申请的犁具越障控制方法是依据车轮轧过障碍物时车辆的航向角度存在变化，当车轮经过障碍物时，才能够检测到障碍物的存在。这种避障的检测方法的检测精度降低，如果障碍物在两车轮中间时，所述农机犁具则很难检测到障碍物的存在。因此这种方法不能够很好的实现障碍物的躲避，并且该犁具的越障控制方法仍然需要驾驶员人为地手动操作犁具避障，无法实现自动避障。
发明内容
本发明的一个主要优势在于提供一耕地设备及其犁具保护系统和保护方法，其中所述犁具保护系统基于当前所述耕地设备的作业情况，自动地控制所述耕地设备的一犁具，减小了操作所述耕地设备的劳动强度和操作难度。
本发明的另一个优势在于提供一耕地设备及其犁具保护系统和保护方法，其中所述犁具保护系统识别所述耕地设备的作业环境，和基于所述耕地设备的作业环境自动地控制和保护所述犁具，避免所述犁具被损坏。
本发明的另一个优势在于提供一耕地设备及其犁具保护系统和保护方法，其中当所述耕地设备在转弯时，所述犁具保护系统自动地控制和抬起所述犁具，以使得所述犁具在转弯过程中离地，避免所述犁具损坏和减少操作人员的操作负担。
本发明的另一个优势在于提供一耕地设备及其犁具保护系统和保护方法，其中所述犁具保护系统包括一转角传感器，其中所述转角传感器采集带动所述耕地设备的一农机的转向角度，基于所述转向角度判断出所述耕地设备的转弯，以便于所述犁具保护系统在所述农机转弯时自动地控制和抬起所述犁具。
本发明的另一个优势在于提供一耕地设备及其犁具保护系统和保护方法，其中当所述耕地设备转弯后，所述犁具保护系统自动地控制和下放所述犁具，以减少操作人员的操作强度。
本发明的另一个优势在于提供一耕地设备及其犁具保护系统和保护方法，其中所述犁具保护系统进一步包括至少一航向传感器，其中所述航向传感器采集所述农机的行驶方向，其中所述犁具保护系统基于所述航向传感器采集到的数据判断所述农机是否回正，当所述农机回正时，所述犁具保护系统自动地控制和下放所述犁具，减小了驾驶人员的操作难度，提高了耕地作业的质量。
本发明的另一个优势在于提供一耕地设备及其犁具保护系统和保护方法，其中所述犁具保护系统能够记录所述犁具作业时被下放的角度，其中在转弯后所述犁具保护系统依初始下放角度自动地控制所述犁具下放至被抬起前的位置，从而使得所述耕地设备耕地深度一致，提高了所述耕地设备的作业质量。
本发明的另一个优势在于提供一耕地设备及其犁具保护系统和保护方法，其中所述犁具保护系统包括至少一悬挂传感器，其中所述悬挂传感器采集所述犁具被悬挂的角度，其中所述犁具保护系统基于所述悬挂传感器采集到的悬挂角度控制所述犁具的下放角度，从而减少操作人员的操作难度，提高了操作的精度。
本发明的另一个优势在于提供一耕地设备及其犁具保护系统和保护方法，其中所述犁具保护系统的所述悬挂传感器实时地采集所述犁具的悬挂角度，并且当所述犁具的悬挂位置过高时，所述犁具保护系统自动地控制和断开所述犁具的动力传输，避免所述犁具空转而造成的损害。
本发明的另一个优势在于提供一耕地设备及其犁具保护系统和保护方法，其中当所述犁具被抬起超过一高度时，所述犁具保护系统基于所述悬挂传感器采集到的所述犁具的悬挂角度，自动地控制和断开所述犁具的动力传输，以减小操作人员的操作强度。
本发明的另一个优势在于提供一耕地设备及其犁具保护系统和保护方法，其中当所述犁具被下放低于一高度时，所述犁具自动保护系统基于所述悬挂传感器采集到的所述犁具的悬挂角度，自动地控制和启动所述犁具的动力传输，从而使得所述耕地设备耕地作业，以减小操作人员的操作强度。
本发明的另一个优势在于提供一耕地设备及其犁具保护系统和保护方法，其中当所述农机前方遇到障碍物存在时，比如田埂、石块、木桩等，所述犁具保护系统自动地提升所述犁具，避免所述犁具被所述障碍物损坏。
本发明的另一个优势在于提供一耕地设备及其犁具保护系统和保护方法，其中当所述农机前方遇到障碍物存在时，比如田埂、石块、木桩等，所述犁具保护系统自动地提升所述犁具，减小了驾驶人员的操作难度。
本发明的另一个优势在于提供一耕地设备及其犁具保护系统和保护方法，其中当所述农机跨过障碍物时，所述犁具保护系统自动地控制和下放所述犁具，以减少驾驶人员的操作强度。
本发明的另一个优势在于提供一耕地设备及其犁具保护系统和保护方法，其中所述犁具保护系统进一步包括至少一障碍物识别模块，其中所述障碍物识别模块能够识别所述农机前方的所述障碍物，提升了所述障碍物是被的精准度。
本发明的另一个优势在于提供一耕地设备及其犁具保护系统和保护方法，其中所述障碍物识别模块被设置于所述农机的前端，以便于识别出所述农机前方地面的所述障碍物，以便所述犁具保护系统基于识别出的障碍物信息控制操作所述犁具。
本发明的另一个优势在于提供一耕地设备及其犁具保护系统和保护方法，其中所述障碍物识别模块被设置于所述农机的上方，所述障碍物识别模块采集所述农机行驶方向前方的农田的影像，其中所述犁具保护系统基于所述影像识别出所述农田中的所述障碍物信息，比如障碍物的物理信息，以便基于所述障碍物信息控制和操作所述犁具，避免犁具与所述障碍物碰撞，而损害所述犁具。
本发明的另一个优势在于提供一耕地设备及其犁具保护系统和保护方法，其中所述障碍物识别模块能够识别出所述障碍物的长度，其中所述犁具保护系统基于所述农机的行驶速度得出提升所述犁具的时机，提高了作业的精准度，和减少了操作人员的操作难度。
本发明的另一个优势在于提供一耕地设备及其犁具保护系统和保护方法，其中所述障碍物识别模块能够识别出所述障碍物的长度，其中所述犁具保护系统基于所述农机的行驶速度得出下放所述犁具的时机，提高了作业的精准度，和减少了操作人员的操作难度。
本发明的另一个优势在于提供一耕地设备及其犁具保护系统和保护方法，其中所述犁具保护系统进一步包括至少一切换开关，其中所述切换开关可被单独地开启和闭合，以使得所述耕地设备在不同场景下由所述犁具保护系统保护所述犁具，以满足用户的各种使用需求。
本发明的另一个优势在于提供一耕地设备及其犁具保护系统和保护方法，其中所述犁具保护系统的结构简单，易于安装和部署至具有悬挂装置的任一农机，提高了所述耕地设备和所述犁具保护系统的适用性。
本发明的其它优势和特点通过下述的详细说明得以充分体现并可通过所附权利要求中特地指出的手段和装置的组合得以实现。
依本发明的一个方面，能够实现前述目的和其他目的和优势的本发明的一犁具保护系统，适于保护一犁具，其中所述犁具被搭载于一农机，其中所述农机基于所述犁具保护系统自动地控制所述犁具，包括：
一控制器；和
一悬挂控制模块，其中所述悬挂控制模块通信地连接于所述控制器，所述控制器生成一控制指令，其中所述悬挂控制模块基于所述控制指令控制所述农机的一悬挂装置，以使所述农机的所述悬挂装置驱动所述犁具。
根据本发明的一个实施例，所述悬挂控制模块基于所述控制器的所述控制指令生成一控制信号，和传输所述控制信号至所述农机的所述悬挂装置，以供所述农机的所述悬挂装置基于所述控制信号自动地驱动所述犁具。
根据本发明的一个实施例，所述犁具保护系统进一步包括一传动控制模块，其中所述传动控制模块通信地连接于所述控制器，所述控制器发送一控制指令至所述传动控制模块，其中所述传动控制模块基于所述控制指令控制所述农机的一传动装置与所述犁具之间的动力传输。
根据本发明的一个实施例，所述传动控制模块基于所述控制器的所述控制指令生成一电控制信号，和传输所述电控制信号至所述农机的所述传动装置，以供所述农机的所述传动装置基于所述电控制信号自动地结合或断开与所述犁具的动力传输。
根据本发明的一个实施例，所述犁具保护系统进一步包括一悬挂传感器，其中所述悬挂传感器通信地连接于所述控制器，所述悬挂传感器采集所述犁具被所述农机悬挂的悬挂角度，其中所述控制器基于所述悬挂角度判断所述犁具被提升和下降的高度，当所述犁具被提升超过一高度时，所述传动控制模块基于所述控制器的所述控制指令断开所述农机于所述犁具的动力传输。
根据本发明的一个实施例，所述犁具保护系统进一步包括一悬挂传感器，其中所述悬挂传感器通信地连接于所述控制器，所述悬挂传感器采集所述犁具被所述农机悬挂的悬挂角度，其中所述控制器基于所述悬挂角度判断所述犁具被提升和下降的高度，当所述犁具被下降低于一高度时，所述传动控制模块基于所述控制器的所述控制指令结合所述农机于所述犁具的动力传输。
根据本发明的一个实施例，所述犁具保护系统进一步包括至少一转角传感器，其中所述转角传感器通信地连接于所述控制器，所述转角传感器采集所述农机的航向角度，所述控制器基于所述转向角度判断所述农机是否转弯，当所述农机转弯时，所述悬挂控制模块基于所述控制器的所述控制指令自动地提升所述农机的所述悬挂装置，以使所述农机向上地提升所述犁具。
根据本发明的一个实施例，所述犁具保护系统进一步包括至少一航向传感器，其中所述航向传感器通信地连接于所述控制器，所述航向传感器采集所述农机的前轮的转向角度，所述控制器基于所述航向角度判断所述农机是回正车身，当所述农机回正后，所述悬挂控制模块基于所述控制器的所述控制指令自动地下放所述农机的所述悬挂装置，以使所述农机向下地下放所述犁具。
根据本发明的一个实施例，所述转角传感器被设置于所述农机的至少一转向轮，所述转角传感器测量所述农机的所述转向轮的转动角度，以供所述控制器基于所述转动角度判断所述农机是否转向。
根据本发明的一个实施例，所述犁具保护系统进一步包括至少一障碍物识别模块，所述障碍物识别模块识别所述农机前方农田的障碍物信息，其中所述障碍物识别模块通信地连接于所述控制器，当所述犁具经过所述障碍物时，所述悬挂控制模块基于所述控制器的控制指令自动地提升所述农机的所述悬挂装置，以使所述农机向上地提升所述犁具。
根据本发明的一个实施例，所述犁具保护系统进一步包括至少一障碍物识别模块，所述障碍物识别模块识别所述农机前方农田的障碍物信息，其中所述障碍物识别模块通信地连接于所述控制器，当所述犁具跨越所述障碍物后，所述悬挂控制模块基于所述控制器的控制指令自动地下放所述农机的所述悬挂装置，以使所述农机向下地下放所述犁具。
根据本发明的一个实施例，所述障碍物识别模块被设置于所述农机的车头，所述障碍物识别模块通过采集所述农机前方范围内的地面信息而获取所述地面的障碍物信息，以探测出所述农机前方的障碍物信息。
根据本发明的一个实施例，所述犁具保护系统进一步包括至少一通信模块，其中所述通信模块通信地连接所述农机于所述控制器，其中所述控制器通过所述通信模块获取所述农机的车速信息，所述控制器基于所述农机的车速信息得出所述犁具被控制的时机。
根据本发明的另一方面，本发明进一步提供一耕地设备，包括：
一犁具；和
如上任一所述的犁具保护系统，其中所述犁具保护系统被设置于所述犁具，所述犁具保护系统通过所述农机自动地控制所述犁具。
根据本发明的一个实施例，所述犁具包括一犁具主体、一悬挂支撑装置、以及一动力传输装置，其中所述悬挂支撑装置被设置于所述犁具主体，所述悬挂支撑装置被可驱动地设置于所述农机的悬挂装置，其中所述动力传输装置传动地连接于所述犁具主体，所述动力传输装置被可传动地连接于所述农机的所述传动装置。
根据本发明的另一方面，本发明进一步提供一犁具保护系统的保护方法，其中所述保护方法包括如下步骤：
(A)采集所述犁具被所述农机支撑的一悬挂夹角a；
(B)基于所述悬挂夹角a判断所述犁具的高度是否超过预设高度；
(C)当所述犁具的高度超过预设高度时，生成一断开控制指令，和基于所述断开控制指令断开所述农机与所述犁具的所述动力传输装置的动力传输。
根据本发明的一个实施例，在上述所述犁具保护方法的所述步骤(B)中，所述步骤之前进一步包括以下步骤：预设一悬挂角度判断阈值b。
根据本发明的一个实施例，在上述所述犁具保护方法的所述步骤(B)中，通过对比所述悬挂角度a和所述悬挂角度判断阈值b的大小判断所述犁具的高度是否超过预设高度。
根据本发明的一个实施例，在上述犁具保护方法进一步包括步骤(D)：记录所述农机与所述犁具动力传输断开操作。
根据本发明的一个实施例，上述犁具保护方法进一步包括步骤(E)：当所述悬挂角度a小于所述悬挂角度判断阈值b时，读取所述控制器的操作记录，如果存在断开操作记录时，生成一结合控制指令，和基于所述结合控制指令恢复所述农机与所述犁具的所述动力传输装置的动力传输。
根据本发明的一个实施例，上述犁具保护方法的所述步骤(E)中进一步包括：当所述悬挂角度a小于所述悬挂角度判断阈值b时，读取所述控制器的操作记录，如果不存在断开操作时，保持所述农机与所述犁具的所述动力传输装置的动力传输。
根据本发明的一个实施例，上述犁具保护方法进一步包括步骤(F)：清除所述控制器的各项操作记录。
根据本发明的另一方面，本发明进一步提供一犁具保护方法，其中所述保护方法包括如下步骤：
(I)获取所述农机的一转向信号；
(II)基于所述转向信号，生成一抬升控制指令；以及
(III)基于所述抬升控制指令，所述农机的悬挂装置向上地抬起，藉由所述农机的所述悬挂装置抬升所述犁具。
根据本发明的一个实施例，所述步骤(I)进一步包括：
检测所述农机的转动方向，以获取所述农机的一转向数据；和
基于所述农机的所述转向数据，判断所述农机是否正在转向，以得到所述农机的所述转向信号。
根据本发明的一个实施例，所述步骤(I)进一步包括：检测所述农机的转向轮的转动角度c，以获取所述农机的所述转向数据。
根据本发明的一个实施例，所述步骤(II)之前进一步包括：预设一转向角度判断阈值d，以根据所述转向角度判断阈值d判断所述农机是否转向。
根据本发明的一个实施例，上述犁具保护方法的所述步骤(III)之前进一步包括：采集所述犁具被所述农机的所述悬挂装置支撑的悬挂角度a，和记录所述悬挂角度a。
根据本发明的一个实施例，上述犁具保护方法的所述步骤(III)中，藉由所述悬挂控制模块生成一抬升控制信号，和控制所述农机的所述悬挂装置，以抬升所述犁具。
根据本发明的一个实施例，上述犁具保护方法的所述步骤(III)进一步包括：记录所述犁具的自动抬起操作至所述控制器。
根据本发明的一个实施例，所述犁具保护方法的进一步包括：
(IV)当所述农机转向后回正，生成一下放控制指令；和
(V)基于所述下放控制指令，控制所述农机的所述悬挂装置向下移动，藉由所述农机的所述悬挂装置下放所述犁具。
根据本发明的一个实施例，所述犁具保护方法的所述步骤(IV)进一步包括：
采集所述农机的一航向角度e；和
基于所述航向角度e，判断所述农机是否已经转向回正。
根据本发明的一个实施例，在所述步骤(IV)之前进一步包括：
预设一航向判断角度阈值f；和
记录转向前所述农机的航向角度e1至所述控制器，通过对比所述农机转向前后的|e-e1|与所述航向角度阈值f的大小，判断所述农机转向后是否已经回正。
根据本发明的一个实施例，所述步骤(V)进一步包括步骤：
获取所述控制器中记录的所述犁具被抬起前的所述悬挂角度a；和
基于所述悬挂角度a，所述农机的所述悬挂装置向下移动，以下放所述犁具至原来高度。
根据本发明的一个实施例，上述保护方法进一步包括步骤(VI)清除所述控制器中存在的记录。
根据本发明的另一方面，本发明进一步提供一犁具保护方法，其中所述保护方法包括如下步骤：
(i)获取一障碍物的一探测信号；
(ii)基于所述探测信号，生成一抬升控制指令；以及
(iii)基于所述抬升控制指令，所述农机的悬挂装置向上地抬起，藉由所述农机的所述悬挂装置抬升所述犁具。
根据本发明的一个实施例，所述步骤(i)进一步包括：
采集所述农机前方的地面信息；和
识别出所述农机前方的障碍物信息，其中所述障碍物信息包含所述障碍物的长度g、高度h、以及所述障碍物与所述农机的距离i。
根据本发明的一个实施例，所述步骤(i)进一步包括：获取所述农机的行驶速度v和所述农机的车头至所述犁具的距离k。
根据本发明的一个实施例，所述步骤(ii)之前，进一步包括步骤：预设一障碍物高度阈值j，通过比较所述障碍物信息中的所述障碍物的高度h与所述障碍物高度阈值j的大小，判断所述耕地设备的所述犁具是够能够通过所述障碍物。
根据本发明的一个实施例，所述步骤(ii)进一步包括：当所述障碍物的高度h≥j时，生成控制所述农机的所述悬挂装置的抬升控制指令，和得出所述抬升控制指令的控制时机t1，其中t1＝(k+i)/v。
根据本发明的一个实施例，所述步骤(iii)之前进一步包括：记录所述悬挂传感器采集到的所述犁具的悬挂角度a。
根据本发明的一个实施例，所述保护方法进一步包括步骤(iv)生成一下放控制指令，和计算所述下放控制指令的下放时机t2，其中t2＝g/v；基于所述下放控制指令，所述农机的悬挂装置向下地移动，藉由所述农机的所述悬挂装置下放所述犁具。
根据本发明的一个实施例，所述步骤(iv)中，进一步包括：读取所述控制器中存储的所述犁具被悬挂的角度a，和基于所述悬挂角度a下放所述犁具，以使得所述犁具被控制下放至原来的高度位置。
根据本发明的一个实施例，所述步骤(iv)后进一步包括：清除所述控制器中记录的所述各项记录。
通过对随后的描述和附图的理解，本发明进一步的目的和优势将得以充分体现。
本发明的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，附图和权利要求得以充分体现。
附图说明
图1是根据本发明的第一较佳实施例的一耕地设备的整体示意图。
图2A是根据本发明上述较佳实施例的所述耕地设备的作业场景示意图，其中该图示出了所述耕地设备的犁具保护系统识别所述耕地设备的转向和航向的变化。
图2B是根据本发明上述较佳实施例的所述耕地设备的作业场景示意图，其中该图示出了所述耕地设备的犁具保护系统识别所述耕地设备的一犁具抬升角度。
图2C是根据本发明上述较佳实施例的所述耕地设备的作业场景示意图，其中该图示出了所述耕地设备的犁具保护系统识别所述耕地设备前方障碍物。
图3是根据本发明上述较佳实施例的所述耕地设备耕地作业时的一保护方法示意图，其中该图示出了所述耕地设备在耕地作业时，所述犁具保护系统保护所述犁具的方法步骤。
图4是根据本发明上述较佳实施例的所述耕地设备的所述保护方法的流程示意图。
图5是根据本发明上述较佳实施例的所述耕地设备转向时的一转向保护方法示意图，其中该图示出了所述耕地设备在转向时，所述犁具保护系统保护所述犁具的方法步骤。
图6是根据本发明上述较佳实施例的所述耕地设备的所述保护方法的流程示意图。
图7是根据本发明上述较佳实施例的所述耕地设备越障时的一保护方法示意图，其中该图示出了所述耕地设备在越障时，所述犁具保护系统保护所述犁具的方法步骤。
图8是根据本发明上述较佳实施例的所述耕地设备的所述保护方法的流程示意图。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
参照本发明说明书附图之图1至图8所示，依照本发明第一较佳实施例的一耕地设备及其犁具保护系统和保护方法在接下来的描述中被阐明。所述耕地设备被搭载至一农机100，其中所述农机100牵引所述耕地设备和提供所述耕地设备作业动力。所述耕地设备包括一犁具10和一犁具保护系统20，其中所述犁具10被搭载至所述农机100，藉由所述农机100牵引所述犁具10和提供工作动力至所述犁具10，以驱动所述犁具10耕地作业。所述农机100驱动地抬升所述犁具10，或驱动地下放所述犁具10。所述耕地设备的所述犁具10被传动地连接于所述农机100，藉由所述农机100驱动所述犁具10耕地作业。所述犁具保护系统20被搭载至所述农机100和所述犁具10，其中所述犁具保护系统20基于当前的作业环境，控制所述农机100，藉由所述农机100提升所述犁具10、或下放所述犁具10、或驱动所述犁具10耕地作业。
简言之，所述犁具保护系统20基于当前耕地作业环境自动地控制所述农机100，并且通过所述农机100控制所述犁具10的耕地作业，从而减小所述耕地设备在耕地作业过程中操作人员的操作强度，降低了所述耕地设备的操作难度。
值得一提的是，当所述农机100驱动所述耕地设备转弯时，所述耕地设备的所述犁具保护系统20自动地控制所述农机100，使得所述农机100在转弯过程中向上地抬升所述犁具10脱离地面，避免在转弯过程中所述犁具10被损坏。当所述农机100前方出现障碍物时，所述犁具保护系统20自动地控制所述农机100，使得所述农机100在遇到所述障碍物之前向上地抬升所述犁具10脱离地面，避免所述犁具10作业过程中碰到所述障碍物。当所述农机100在驱动所述耕地设备耕地作业时，如果所述犁具10被所述农机100抬升超过一高度时，所述犁具保护系统20自动地控制所述农机100，而藉由所述农机100停止驱动所述犁具10耕地作业，避免所述犁具10被所述农机100驱动地空转，而损坏所述犁具100。
相应地，所述耕地设备的所述犁具保护系统20通过控制所述农机100的方式，藉由所述农机100自动地驱动所述犁具10。操作人员在操作驾驶所述农机100进行耕地作业时，减少了对所述耕地设备和所述农机100的操作，和减少了耕地作业过程中对犁具的损坏，避免由于人为操作失误而产生的机械故障，从而有利于提高所述农机100和所述耕地设备的使用寿命。
参照本发明附图之图1至图2C所示，所述耕地设备的所述犁具10被可驱动地设置于所述农机100的一悬挂装置，其中所述悬挂装置牵引所述耕地设备的所述犁具10行走，牵引着所述犁具10抬升或下放，以及悬挂地保持所述犁具10于一高度。换言之，所述农机100的所述悬挂装置牵引所述犁具10移动和保持所述犁具10于一高度。
相应地，所述犁具保护系统20控制所述农机100的所述悬挂装置，藉由所述悬挂装置抬升、下放以及保持所述耕地设备的所述犁具10的高度位置。
值得一提的是，所述农机100的所述悬挂装置为三点液压悬挂装置，或者其它可支撑所述犁具10的悬挂支撑装置。在本发明第一较佳实施例中，所述农机100的类型在此仅仅作为示例性质的，而非限制。
所述耕地设备的所述犁具10被可传动地连接于所述农机100的一传动装置，其中所述传动装置向所述犁具10传输动力，和驱动所述犁具10耕地作业。
相应地，所述犁具保护系统20控制所述农机100的所述传动装置，其中所述传动装置被控制向所述犁具10传输动力，或被控制断开所述犁具10的动力传输。
值得一提的是，所述农机100的所述传动装置为万向节传输装置，其中所述万向节传输装置可传动地连接于所述犁具10，以驱动所述犁具10耕地作业。可以理解的是，在本发明的第一较佳实施例中，所述农机100的所述传动装置在此仅仅作为示例性质的，而非限制。
所述耕地设备的所述犁具10被所述农机100的悬挂装置支撑和牵引地运动，和被所述农机100的所述传动装置传动地耕地作业。所述耕地设备的所述犁具10被所述农机100驱动以旋耕、以翻耕、或耙地的方式在农田耕地作业。值得一提的是，在本发明中，所述犁具10的类型在此仅仅作为示例性质的，而非限制。
参考本发明说明书附图之图1至图2C所示，所述犁具10包括一犁具主体11、一悬挂支撑装置12、以及一动力传输装置13，其中所述悬挂支撑装置12被设置于所述犁具主体11的上方，其中所述动力传输装置13被可传动地连接于所述犁具主体11。所述悬挂支撑装置12被可驱动地设置于所述农机100的所述传动装置，藉由所述传动装置驱动所述悬挂支撑装置12，或保持所述悬挂支撑装置12于一固定高度的位置。
因而，当所述农机100在耕地作业时转弯或所述农机100前方遇障碍物时，所述犁具保护系统20控制所述农机100的所述悬挂装置，藉由所述悬挂装置提升所述犁具10的所述犁具主体11，以使得所述耕地设备离地。
优选地，在本发明第一较佳实施例中，所述悬挂支撑装置12为三点支撑机构，其中所述悬挂支撑装置12进一步包括三支撑单元，其中所述支撑单元12的一端被固定地设置于所述犁具主体11，各所述支撑单元12的另一端被相互固定于一支撑点。所述悬挂支撑装置12的所述支撑单元之间形成三角形的稳定支撑结构，以使得所述农机100的所述悬挂装置能够通过所述悬挂支撑装置12稳定地支撑所述犁具10的所述犁具主体11。
所述动力传输装置13被传动地连接于所述犁具主体11，其中所述农机100的所述传动装置驱动所述动力传输装置13转动，其中所述动力传输装置13被所述传动装置驱动而转动，而驱动所述犁具主体耕地作业。
因而，当所述农机100耕地作业中，所述犁具10被提升超过一高度时，比如所述犁具主体11脱离地面高度时，所述犁具保护系统20控制所述农机100的所述传动装置，藉由所述传动装置停止驱动所述犁具10的所述动力传输装置13。
如图1至图2C所示，所述犁具保护系统20包括一控制器21和一悬挂控制模块22，其中所述悬挂控制模块22通信地连接于所述控制器21。所述控制器21向所述悬挂控制模块22发送控制指令，其中所述悬挂控制模块22基于所述控制器21的控制指令控制所述农机100的所述悬挂装置，藉由所述农机100的所述悬挂装置提升、下放、或保持所述犁具10。
示例性质地，所述悬挂控制模块22通过通信电缆连接于所述控制器21，其中所述控制器21的控制信号通过所述通信电缆传输至所述悬挂控制模块22。可以理解的是，在本发明中所述控制器21与所述悬挂控制模块22的连接方式在此仅仅作为示例性质的。因此，所述控制器21还可通过无线连接的方式通信地连接于所述悬挂控制模块22，以供所述控制器21以无线传输的方式向所述悬挂控制模块22传输控制信号。
优选地，在本发明的该较佳实施例中，所述控制器21被搭载于所述农机100。
所述悬挂控制模块22基于所述控制器21的控制信号向所述农机100的所述悬挂装置发送电驱动信号，其中所述悬挂装置基于所述电信号提升、下放、或保持所述犁具10。优选地，在本发明的该较佳实施例中，所述悬挂控制模块22被设置于所述农机100，其中所述悬挂控制模块22电连接于所述农机100的所述悬挂装置。示例性质地，所述悬挂控制模块22通过电缆电连接于所述农机100的所述悬挂装置，以供所述悬挂控制模块22通过所述电缆向所述悬挂装置发送电驱动信号。
示例性质地，所述农机100的所述悬挂装置为液压悬挂机构，当所述农机100驱动所述犁具10抬升或下放时，所述悬挂控制模块22控制所述悬挂装置的液压机构，而抬升或下放所述犁具10。值得一提的是，所述农机100的所述悬挂装置的类型在此仅仅作为示例性质的，而非限制。
所述犁具保护系统20进一步包括一传动控制模块23，其中所述传动控制模块23通信地连接于所述控制器21。所述控制器21向所述传动控制模块23发送控制指令，其中所述传动控制模块23基于所述控制指令结合或断开所述农机100的所述传动装置，藉由所述农机100的所述传动装置驱动所述犁具10工作或断开所述犁具10的动力传输。
示例性质地，所述传动控制模块23通过通信电缆连接于所述控制器21，其中所述控制器21的控制指令信号通过所述通信电缆传输至所述传动控制模块23。可以理解的是，在本发明的该较佳实施例中，所述控制器21与所述传动控制模块23的连接方式在此仅仅作为示例性质的，而非限制。可选地，所述控制器21以无线连接的方式通信地连接于所述传动控制模块，以供所述控制器21通过无线传输的方式向所述传动控制模块23传输控制信号。
所述传动控制模块23基于所述控制器21的控制指令向所述农机100的所述传动装置发送电控制信号，其中所述传动装置基于所述电控制信号结合或断开与所述犁具10的动力传输。优选地，在本发明的该较佳实施例中，所述传动控制模块23电连接于所述农机的所述传动装置。示例性质地，所述传动控制模块23通过电缆电连接于所述农机100的所述传动装置，以供所述传动控制模块通过所述电缆向所述农机100的所述传动装置传输电控制信号。
换言之，当所述农机100驱动所述犁具10耕地作业时，所述犁具保护系统20的所述传动控制模块23在所述控制器21的控制作用下，向所述传动装置发送电控制信号，以使得所述传动装置结合于所述犁具10的所述动力传输装置13。当所述犁具10在被抬起时，为防止所述犁具10的所述犁具主体11空转，所述犁具保护系统20的所述传动控制模块23在所述控制器21的控制作用下，向所述传动装置发送电控制信号，以使得所述传动装置断开与所述犁具10的动力传输。
如图1至图2C所示，所述犁具保护系统20进一步包括至少一悬挂传感器24，其中所述悬挂传感器24采集所述犁具10被所述农机100悬挂的位置。所述悬挂传感器24通信地连接于所述犁具保护系统20的所述控制器21，其中所述悬挂传感器24将采集到的位置信息传输至所述控制器21。所述控制器21基于所述悬挂传感器24采集到的位置信息生成控制所述犁具10的控制信号。
优选地，在本发明第一较佳实施例中，所述悬挂传感器24被实施为一角度传感装置，其中所述悬挂传感器24采集所述犁具10与所述农机100的所述悬挂装置之间的角度。可选地，所述悬挂传感器24还可被实施为其它传感装置，比如位置高度传感器。
如图2A所述，所述悬挂传感器24采集所述犁具被悬挂的角度数据。示例性质地，所述悬挂传感器24采集所述犁具10的所述悬挂支撑装置12与所述农机100的所述悬挂装置之间的夹角a。可以理解的是，所述夹角a越小所述犁具10被悬挂高度越高。因此，可基于所述夹角a的大小，得出所述犁具10的悬挂高度，从而判断出所述犁具10的工作状态。
所述耕地设备在被所述农机100驱动地执行耕地作业时，所述犁具10被所述农机100的所述悬挂装置支撑超过一定高度时，比如所述犁具10被支撑离开地面，所述犁具保护系统20控制所述农机100断开与所述耕地设备之间的动力传输，以保护所述耕地设备和所述农机的所述传动装置。
参照本发明说明书附图之图3和图4所示，所述耕地设备的所述犁具保护系统的一种保护方法在接下来的描述中被阐明。
所述悬挂传感器24传输采集到的所述犁具10的悬挂夹角a至所述控制器21，其中所述控制器21基于所述悬挂夹角a判断所述犁具10的位置是否超过作业高度范围，和生成相应的控制信号。相应地，所述控制器21预设一悬挂角度判断阈值b，其中当所述夹角a＜b，所述控制器21判断所述犁具10的高度没有超过所述作业高度。因此，所述控制器21生成控制所述犁具10作业的控制信号，其中所述控制器21将所述控制信号传输至所述传动控制模块23。所述传动控制模块23基于所述控制信号保持或恢复所述犁具10的所述动力传输装置与所述农机100的所述传动装置之间的动力传输。当所述夹角a＜b时，所述控制器21判断所述犁具10的高度超过作业高度，和生成一控制信号。所述控制器21生成的所述控制信号被传输至所述传动控制模块23，其中所述传动控制模块23基于所述控制信号断开所述农机100的所述传动装置与所述犁具10的所述动力传输装置13之间的动力传输。
因此，当所述农机100的所述悬挂装置驱动抬升或下放所述犁具10时，所述悬挂传感器24采集所述犁具10的夹角a随着所述犁具10的高度变化而变化。当所述犁具10被所述农机100驱动地抬升超过作业高度时，所述犁具保护系统20的所述传动控制模块23控制地断开所述农机100的所述传动装置与所述犁具10的所述动力传输装置13。当所述犁具10被所述农机驱动地下放低于所述作业高度时，所述犁具保护系统20的所述传动控制模块23控制地恢复所述农机100的所述传动装置与所述犁具10的所述动力传输装置13的动力传输，以使得所述犁具10的所述犁具主体11以耕地作业的方式下降。
优选地，当所述犁具保护系统20预设的所述犁具的阈值角度对应的高度是所述犁具10的所述犁具主体11离开地面的高度。当所述犁具10被所述农机100向上驱动地离开地面时，所述传动控制模块23断开所述犁具10的所述动力传输装置13与所述农机100的所述传动装置的动力传输。当所述犁具10被所述农机驱动地向下驱动地接触地面时，所述传动控制模块23结合所述犁具10的所述动力传输装置13与所述农机100的所述传动装置之间的动力传输，以启动所述犁具10的耕地作业。
优选地，在本发明的第一较佳实施例中，所述犁具保护系统20的所述控制器21为一可编程控制器，其中所述控制器21能够记录所述传动控制模块23执行的操作流程。当所述传动控制模块23控制断开所述犁具10的所述动力传输装置13与所述农机100的所述传动装置的动力传输时，所述控制器21记录所述动力传输装置13与所述农机100的所述传动装置的断开操作。因此，当所述悬挂传感器24采集到的角度a＜b时，并且所述控制器21中存在所述动力传输装置13与所述农机100的所述传动装置的断开操作记录，藉由所述控制器21生成恢复结合指令。所述控制器21将所述恢复结合指令传输至所述传动控制模块23，其中所述传动控制模块23基于所述恢复结合指令恢复所述农机100的所述传动装置的动力输出。更优选地，所述控制器21能够自动地清除所述控制器21保存的操作记录，以便继续执行后续自动保护流程。
如图3所示，依照本发明第一较佳实施例的所述犁具保护系统20的一保护方法在接下来的描述中被阐明。所述犁具保护方法为所述犁具在耕地作业过程中所述犁具保护系统自动保护所述犁具的方法，其中所述保护方法包括如下步骤：
步骤310采集所述犁具10被所述农机100支撑的一悬挂夹角a；
步骤320基于所述悬挂夹角a判断所述犁具10的高度是否超过预设高度；
步骤330当所述犁具10的高度超过预设高度时，生成一断开控制指令，和基于所述断开控制指令断开所述农机100与所述犁具10的所述动力传输装置13的动力传输。
在上述所述犁具保护方法中，所述步骤320之前进一步包括以下步骤：预设一悬挂角度判断阈值b。可以理解的是，在本发明第一较佳实施例中，所述悬挂角度a和所述角度b均大于0。在步骤320中，通过对比所述悬挂角度a和所述悬挂角度判断阈值b的大小判断所述犁具10的高度是否超过预设高度。当所述悬挂角度a小于所述悬挂角度判断阈值b时，判断所述犁具10超过预设高度。当所述悬挂角度a小于所述悬挂角度判断阈值b时，判断所述犁具10没有超过预设高度。
在上述犁具保护方法的所述步骤330之后，进一步包括步骤340：记录所述农机100与所述犁具10动力传输断开操作。
上述犁具保护方法进一步包括步骤350：当所述悬挂角度a小于所述悬挂角度判断阈值b时，读取所述控制器21的操作记录，如果存在断开操作记录时，生成一结合控制指令，和基于所述结合控制指令恢复所述农机100与所述犁具10的所述动力传输装置13的动力传输。
在上述犁具保护方法的所述步骤350中进一步包括：当所述悬挂角度a小于所述悬挂角度判断阈值b时，读取所述控制器21的操作记录，如果不存在断开操作时，保持所述农机100与所述犁具10的所述动力传输装置13的动力传输。
上述犁具保护方法进一步包括步骤360：清除各项操作记录。
优选地，在本发明第一较佳实施例中，所述犁具保护系统20的所述悬挂传感器24实时地将采集到的数据传输至所述控制器21，其中所述控制器21记录并保存所述悬挂传感器24采集到的所述悬挂角度数据。
如图1至图2C所示，所述犁具保护系统20进一步包括至少一转角传感器25，其中所述转角传感器25采集所述农机100的转向数据。所述转角传感器25被通信地连接于所述控制器21，其中所述转角传感器25将采集到的转向数据传输至所述控制器21，藉由所述控制器21基于所述转向角度判断所述农机100是否处于转弯状态。
参照本发明说明书附图之图2B所示，所述转角传感器25被设置于所述农机100的至少一转向轮，所述转角传感器25采集所述转向轮的转动角度c，和传输所述转向轮的转动角度c至所述控制器21，以供所述控制器21基于所述转向轮的转动数据判断所述农机100是否处于转动状态。示例性质地，所述农机100的所述转向轮为前轮，其中所述转角传感器25被设置于所述农机100的所述左前轮和/或右前轮的转轴上，以使得所述转角传感器采集到所述农机100转向时的转向角度数据。优选地，所述转角传感器25实时地采集所述农机100的转向数据，并将所述转向数据传输至所述控制器21。
示例性质地，所述转角传感器25通过通信电缆连接于所述控制器21，和传输采集到的所述转动角度至所述控制器21。可以理解的是，在本发明中所述转角传感器25与所述控制器21的连接方式在此仅仅作为示例性质的，而非限制。因此，所述转角传感器25还可通过其它的方式连接于所述控制器21，例如无线连接的方式。
当所述控制器21基于所述转动角度c判断所述农机100处于转弯状态，所述控制器21生成一提升控制信号。所述控制器21传输所述提升控制信号至所述悬挂控制模块22，其中所述悬挂控制模块22基于所述提升控制信号得到控制所述农机100的所述悬挂装置一电驱动信号。所述农机100的所述悬挂装置被所述悬挂控制模块22控制，和自动地提升所述犁具10。简言之，当所述农机在转弯时，所述控制器21基于所述转角传感器25生成提升所述犁具10的控制信号，和传输所述控制信号至所述悬挂控制模块22。所述悬挂控制模块22基于所述控制信号自动地控制所述农机100的所述悬挂装置，而自动地提升所述犁具10。
优选地，在本发明中，当所述农机100在转向时，所述犁具保护系统20自动地控制提升所述犁具10提升至最高位置，以避免所述犁具10在转向过程中受损。
值得一提的是，当所述农机100在转向时，所述悬挂传感器24记录所述悬挂支撑装置12的悬挂角度至所述控制器21。也就是说，所述控制器21记录所述农机100转向时所述犁具10被所述农机100悬挂的角度a，以便根据所述犁具10的悬挂角度a得出所述犁具10被悬挂的高度位置。
当所述农机100转弯完成后，所述控制器21生成下放控制指令，和传输所述下放控制指令至所述悬挂控制器24。所述悬挂控制器24基于所述下放控制指令自动地控制所述农机100的所述悬挂装置，而自动地下放所述犁具10。
优选地，当所述农机100转弯完成后，所述控制器21基于记录的所述悬挂角度a自动地控制所述农机100的所述悬挂装置，和下放所述犁具10至抬升前位置。换言之，当所述农机100在转弯完成后，所述犁具保护系统20自动地控制下放所述犁具10至记录高度。
如图1至图2C所示，所述犁具保护系统20进一步包括至少一航向传感器26，其中所述航向传感器检测所述农机100的航向角度，以供所述控制器21根据所述航向角度判断所述农机100是否回正车身。所述航向传感器26通信地连接于所述控制器21，其中所述航向传感器26检测到的所述农机的航向角度传输至所述控制器21。示例性质地，所述航向传感器26通过通信电缆连接于所述控制器21，其中所述航向传感器26将检测数据经由所述通信电缆实时地传输至所述控制器21。
参照本发明说明书附图之图5和图6所示，依照本发明上述较佳实施例的所述犁具保护系统的另一犁具保护方法在接下来的描述中被阐明。所述犁具保护方法是所述农机100在转弯过程中，所述犁具保护系统20控制所述农机100自动地提升所述犁具10，以防止所述犁具在转向过程中受损。当所述农机100转弯后，所述犁具保护系统20控制所述农机100自动地下放所述犁具10，从而减少操作人员在耕地作业过程中的操作劳动负担。
所述犁具保护方法包括如下步骤：
步骤510获取所述农机100的一转向信号；
步骤520基于所述转向信号，生成一抬升控制指令；以及
步骤530基于所述抬升控制指令，所述农机100的悬挂装置向上地抬起，藉由所述农机100的所述悬挂装置抬升所述犁具10。
在上述犁具保护方法中，所述步骤510进一步包括：
步骤511检测所述农机100的转动方向，以获取所述农机100的一转向数据；和
步骤512基于所述农机100的所述转向数据，判断所述农机100是否正在转向，以得到所述农机100的所述转向信号。
在上述犁具保护方法的所述步骤511中，进一步包括：检测所述农机100的转向轮的转动角度c，以获取所述农机100的所述转向数据。
在上述犁具保护方法的所述步骤512之前进一步包括步骤：预设一转向角度判断阈值d。所述转向角度判断阈值d被用来判断所述农机100耕地作业过程中是否正在转向。当检测到的所述农机100的车轮的转向角度|c|>d，则判断所述农机100正在转向，藉由所述控制器21生成所述抬升控制指令。
在上述犁具保护方法的所述步骤530之前进一步包括步骤：采集所述犁具10被所述农机100的所述悬挂装置支撑的悬挂角度a，和记录所述悬挂角度a。
在上述犁具保护方法的所述步骤530中，藉由所述悬挂控制模块22生成一抬升电驱动信号，和控制所述农机100的所述悬挂装置，以抬升所述犁具10。优选地，在本发明第一较佳实施例中，所述农机100的所述悬挂装置驱动所述犁具抬起到最高的位置。所述步骤530进一步包括以下步骤：藉由所述控制器21记录所述犁具10的自动抬起操作。
所述犁具保护方法的进一步包括：
步骤540当所述农机100转向后回正，生成一下放控制指令；和
步骤550基于所述下放控制指令，所述农机100的所述悬挂装置向下移动，藉由所述农机100的所述悬挂装置下放所述犁具10。
上述犁具保护方法中，所述控制器21基于所述航向传感器26采集到的所述农机的航向方向角度，判断所述农机100是否已经转向回正。
上述犁具保护方法的所述步骤540进一步包括：
步骤541采集所述农机100的一航向角度e；和
步骤542基于所述航向角度e，判断所述农机100是否已经转向回正。
在上述犁具保护方法中，通过对比所述农机100转向前和转向后所述航向角度e的方式，判断所述农机100是否转向回正。相应地，在上述步骤542之前进一步包括：预设一航向判断角度阈值f；和记录转向前所述农机100的航向角度e1至所述控制器21。通过对比所述农机100转向前后的|e-e1|与所述航向角度阈值f的大小，判断所述农机100转向后是否已经回正。详细地说，当|e-e1|减去180°的绝对值与所述航向判断角度阈值f比较，若||e-e1|-180°|＜f时，则判断所述农机100完成转弯并且回正车身。
在上述犁具保护方法中，所述步骤550进一步包括步骤：获取所述控制器21中记录的所述犁具10被抬起前的所述悬挂角度a；和基于所述悬挂角度a控制所述农机100的所述悬挂装置向下移动，以下放所述犁具10至原来高度。
在上述犁具保护方法中，进一步包括：步骤560清除所述控制器21中存在的记录。
参照本发明说明书附图之图1至图2C所示，所述犁具保护系统进一步包括至少一障碍物识别模块27，其中所述障碍物识别模块27识别所述农机100前方的障碍物情况。所述障碍物识别模块27通信地连接于所述控制器21，所述障碍物识别模块27将识别的障碍物信息传输至所述控制器21。当存在障碍物时，所述控制器21基于所述障碍物识别模块27识别出的障碍物信息，生成抬升所述农机100的所述悬挂装置的一抬升控制信号。所述农机100的所述悬挂装置基于所述抬升控制信号自动地抬升所述犁具10，以使得所述犁具10被抬升避免触碰所述障碍物。
示例性质地，所述障碍物识别模块27通过通信电缆通信地连接于所述控制器21，其中所述障碍物识别模块27识别出的信息通过所述通信电缆传输至所述控制器21。可以理解的是所述障碍物识别模块27与所述控制器21的连接方式在此仅仅作为示例性质的，而非限制。因此，所述障碍物识别模块27与所述控制器21还可通过其他方式连接，比如无线连接的方式。
所述障碍物识别模块27被设置于所述农机100的前端，其中所述障碍物识别模块27能够采集所述农机100前方的地面信息，以识别出所述地面中的存在的所述障碍物。优选地，所述障碍物识别模块27被设置于所述农机100的车头，以便获取所述农机100前方范围内的地面信息。示例性质地，所述障碍物识别模块27采集地面图像的方式，并基于所述图像信息识别出所述地面的所述障碍物信息，比如所述障碍物的各物理信息，所述障碍物的长度、宽度、以及高度信息等。可以理解的是，所述障碍物识别模块27是被所述地面中障碍物的方式在此仅仅作为示例性质的，而非限制。因此，所述障碍物识别模块27还可被实施为其他方式的识别装置，例如雷达装置，其中所述雷达装置被设置于所述农机100的车头，探测所述农田中所述农机100行驶前方的障碍物信息。
值得一提的是，所述障碍物识别模块27采集所述农机100前方的地面信息和基于所述地面信息识别出所述农田中的存在的障碍物。可以理解的是，所述障碍物识别模块27能够采集到所述农机100前方行驶方向的障碍物信息，比如车轮需要经过位置的障碍物，两车轮中间的障碍物等。
所述障碍物识别模块27将采集到的所述障碍物的物理信息传输至所述控制器21，以供所述控制器21基于所述障碍物的物理信息得出提升所述犁具10被提升的高度、提升时机、提升时间、以及下放时机等。
如图1至图2C所示，所述犁具保护系统进一步包括一通信模块28，其中所述通信模块28可通信地连接于所述农机100的总线网络，以获取所述农机100的车速信息、车身长度信息、以及耕地作业信息等。示例性质地，所述农机100的所述总线网络为一CAN总线网络。相应地，所述通信模块28为通信连接于所述CAN总线网络的CAN通信模块。
所述通信模块28被通信地连接于所述控制器21，其中所述通信模块28将所述农机100的车速信息、车身长度信息以及耕地作业信息等传输至所述控制器21，以供所述控制器21根据获得的所述障碍物信息和所述农机的车辆信息，控制所述农机100的所述悬挂装置。
详细地说，当所述障碍物识别模块27识别所述农机100前方存在障碍物时，所述障碍物识别模块27将识别信息传输至控制器21。所述控制器21通过所述通信模块28获取当前所述农机100作业时的行驶速度，农机100的长度等作业信息。所述控制器21基于所述障碍物的识别信息和所述农机100的行驶速度作业信息生成一提升控制指令。所述控制器21将所述提升控制指令传输至所述悬挂控制模块22，其中所述悬挂控制模块22基于所述控制指令生成控制所述农机100的所述悬挂装置的电驱动信号。所述悬挂控制模块22控制以提升所述农机100的所述悬挂装置，藉由所述农机100的所述悬挂装置提升所述犁具10，以避免所述犁具10耕地作业时碰撞农田中的所述障碍物。
当所述农机100和所述耕地设备跨域过所述障碍物后，所述犁具保护系统20的所述控制器21生成下放所述犁具10的一下放控制指令，和将所述下放控制指令传输至所述悬挂控制模块22。所述悬挂控制模块22基于所述下放控制指令生成一下放电驱动信号，所述悬挂控制模块22将所述下放电驱动信号传输至所述农机100的所述悬挂装置，以电控制所述农机100的所述悬挂装置向下移动，藉由所述悬挂装置下放所述犁具10。
参照本发明说明书附图之图7和图8所示，依照本发明上述较佳实施例的所述犁具保护系统的另一犁具保护方法在接下来的描述中被阐明。所述犁具保护方法是所述农机100在驱动所述耕地设备耕地作业时遇到障碍物，所述犁具保护系统20保护所述犁具10的方法，其中所述保护方法包括如下步骤：
步骤710获取一障碍物的一探测信号；
步骤720基于所述探测信号，生成一抬升控制指令；以及
步骤730基于所述抬升控制指令，所述农机100的悬挂装置向上地抬起，藉由所述农机100的所述悬挂装置抬升所述犁具10。
在本发明的上述犁具保护方法中，其中所述步骤710进一步包括：
步骤711采集所述农机100前方的地面信息；和
步骤712识别出所述农机100前方的障碍物信息，其中所述障碍物信息包含所述障碍物的长度g、高度h、以及所述障碍物与所述农机100的距离i。
在本发明的上述犁具保护方法中，其中所述步骤710之后进一步包括：获取所述农机100的行驶速度v和所述农机100的车头至所述犁具10的距离k。
在本发明的上述犁具保护方法中，其中所述步骤720之前，进一步包括步骤：预设一障碍物高度阈值j。可以理解的是，通过比较所述障碍物信息中的所述障碍物的高度h与所述障碍物高度阈值j的大小，判断所述耕地设备的所述犁具10是够能够通过所述障碍物。可以理解的是，如果检测到的所述障碍物的高度h＜j，则所述控制器21判断所述耕地设备能够在作业过程中安全通过所述障碍物，而无需保护。
相应地，当所述障碍物的高度h≥j，则所述犁具保护系统20的所述控制器21判断所述耕地设备的所述犁具10不能在耕地作业时通过所述障碍物，而需要提升所述犁具10，以使得所述耕地设备的所述犁具10跨域所述障碍物。
在本发明的上述犁具保护方法的所述步骤720进一步包括：当所述障碍物的高度h≥j时，生成控制所述农机100的所述悬挂装置的抬升控制指令，和得出所述抬升控制指令的控制时机t1，其中t1＝(k+i)/v。也就是说，所述控制器21在经过控制时机t1时刻后开始控制所述农机100的所述悬挂装置提升所述犁具10，以使得所述耕地设备在经过所述障碍物之前，被所述农机100的所述悬挂装置抬升，以防止所述犁具10与所述障碍物碰撞。优选地，在本发明第一较佳实施例中，所述农机100的所述悬挂装置控制提升所述犁具10至最高悬挂位置。
在本发明的上述犁具保护方法的所述步骤730之前进一步包括：记录所述悬挂传感器22采集到的所述犁具10的悬挂角度a。
当所述农机100和所述耕地设备跨过所述障碍物后，所述控制器21根据所述农机100的行驶速度和所述障碍物的长度，得出控制所述犁具10下放的时机t2，其中t2＝g/v。
相应地，本发明的上述犁具保护方法进一步包括步骤740生成一下放控制指令，和计算所述下放控制指令的下放时机t2，其中t2＝g/v；基于所述下放控制指令，所述农机100的悬挂装置向下地移动，藉由所述农机100的所述悬挂装置下放所述犁具10。
本发明的上述犁具保护方法的所述步骤740中，进一步包括：读取所述控制器21中存储的所述犁具10被悬挂的角度a，和基于所述悬挂角度a下放所述犁具10，以使得所述犁具10被控制下放至原来的高度位置。
本发明的上述犁具保护方法的所述步骤740后进一步包括：清除所述控制器21中记录的所述各项记录。
参照本发明说明书附图之图1至图2C所示，所述犁具保护系统20进一步包括至少一控制开关29，其中所述控制开关29切换所述犁具保护系统20在不同场景下，以不同的保护方法经由所述农机100控制所述犁具10。换言之，所述控制开关29被用于切换所述犁具保护系统20在不同的使用场景切换保护方式。当所述农机100在农田中转弯时或者邻近转弯时，所述控制开关29被调整所述犁具保护系统20处于转向保护模式，当所述农机在转向时，藉由所述犁具保护系统20控制所述农机100，使得所述农机100自动地提升所述犁具10。当所述农机100在直行时，操作所述控制开关29，而调整所述犁具保护系统20，以使得所述农机100在遇到障碍物时，其中所述犁具保护系统20控制所述农机100，藉由所述农机100自动地提升所述犁具10。
相应地，所述控制开关29包括一转向控制开关291、一作业控制开关292、以及一障碍物控制开关293，其中所述转向控制开关291控制所述犁具保护系统20在转向过程中保护所述犁具10。可以理解的是，当所述农机100行驶至转弯位置或邻近转弯时，所述转向控制开关291被启动，使得所述犁具保护系统处于转向保护状态。当所述农机100在直行作业时，所述转向控制开关291被关闭，以减少所述犁具保护系统20的转向误判。所述作业控制开关292控制所述犁具保护系统20在耕地作业的过程中保护所述犁具10。当所述作业控制开关292在耕地作业时被打开，以便所述犁具保护系统20在耕地作业过程中根据所述犁具10被抬升的高度，自动地控制所述农机100与所述犁具10的动力传输。所述障碍物控制开关293控制所述犁具保护系统20在遇到障碍物时保护所述犁具10。当所述障碍物控制开关293被打开时，所述犁具保护系统20的所述障碍物识别模块能够是被出农田中存在的障碍物，以便通过所述农机100控制所述犁具10。
值得一提的是，所述控制开关29的所述转向控制开关291、所述作业控制开关292、以及所述障碍物控制开关293相互之间各自地独立。因此，所述转向控制开关291、所述作业控制开关292、以及所述障碍物控制开关293可被独立地操作，以使得所述耕地设备适应不同的场景。
值得一提的是，所述控制开关29被安装于所述农机100，以便操作人员通过操作所述开关29调整所述耕地设备的保护方式。
本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (43)

1.一犁具保护系统，适于保护一犁具，其中所述犁具被搭载于一农机，其中所述农机基于所述犁具保护系统自动地控制所述犁具，其特征在于，包括：
一控制器；和
一悬挂控制模块，其中所述悬挂控制模块通信地连接于所述控制器，所述控制器生成一控制指令，其中所述悬挂控制模块基于所述控制指令控制所述农机的一悬挂装置，以使所述农机的所述悬挂装置驱动所述犁具。
2.根据权利要求1所述的犁具保护系统，其中所述悬挂控制模块基于所述控制器的所述控制指令生成一控制信号，和传输所述控制信号至所述农机的所述悬挂装置，以供所述农机的所述悬挂装置基于所述控制信号自动地驱动所述犁具。
3.根据权利要求2所述的犁具保护系统，其中所述犁具保护系统进一步包括一传动控制模块，其中所述传动控制模块通信地连接于所述控制器，所述控制器发送一控制指令至所述传动控制模块，其中所述传动控制模块基于所述控制指令控制所述农机的一传动装置与所述犁具之间的动力传输。
4.根据权利要求3所述的犁具保护系统，其中所述传动控制模块基于所述控制器的所述控制指令生成一电控制信号，和传输所述电控制信号至所述农机的所述传动装置，以供所述农机的所述传动装置基于所述电控制信号自动地结合或断开与所述犁具的动力传输。
5.根据权利要求4所述的犁具保护系统，其中所述犁具保护系统进一步包括一悬挂传感器，其中所述悬挂传感器通信地连接于所述控制器，所述悬挂传感器采集所述犁具被所述农机悬挂的悬挂角度，其中所述控制器基于所述悬挂角度判断所述犁具被提升和下降的高度，当所述犁具被提升超过一高度时，所述传动控制模块基于所述控制器的所述控制指令断开所述农机于所述犁具的动力传输。
6.根据权利要求4所述的犁具保护系统，其中所述犁具保护系统进一步包括一悬挂传感器，其中所述悬挂传感器通信地连接于所述控制器，所述悬挂传感器采集所述犁具被所述农机悬挂的悬挂角度，其中所述控制器基于所述悬挂角度判断所述犁具被提升和下降的高度，当所述犁具被下降低于一高度时，所述传动控制模块基于所述控制器的所述控制指令结合所述农机于所述犁具的动力传输。
7.根据权利要求5或6所述的犁具保护系统，其中所述犁具保护系统进一步包括至少一转角传感器，其中所述转角传感器通信地连接于所述控制器，所述转角传感器采集所述农机的前轮的转向角度，所述控制器基于所述转向角度判断所述农机是否转弯，当所述农机转弯时，所述悬挂控制模块基于所述控制器的所述控制指令自动地提升所述农机的所述悬挂装置，以使所述农机向上地提升所述犁具。
8.根据权利要求5或6所述的犁具保护系统，其中所述犁具保护系统进一步包括至少一航向传感器，其中所述航向传感器通信地连接于所述控制器，所述航向传感器采集所述农机的航向角度，所述控制器基于所述航向角度判断所述农机是回正车身，当所述农机回正后，所述悬挂控制模块基于所述控制器的所述控制指令自动地下放所述农机的所述悬挂装置，以使所述农机向下地下放所述犁具。
9.根据权利要求7所述的犁具保护系统，其中所述转角传感器被设置于所述农机的至少一转向轮，所述转角传感器测量所述农机的所述转向轮的转动角度，以供所述控制器基于所述转动角度判断所述农机是否转向。
10.根据权利要求8所述的犁具保护系统，其中所述犁具保护系统进一步包括至少一障碍物识别模块，所述障碍物识别模块识别所述农机前方农田的障碍物信息，其中所述障碍物识别模块通信地连接于所述控制器，当所述犁具经过所述障碍物时，所述悬挂控制模块基于所述控制器的控制指令自动地提升所述农机的所述悬挂装置，以使所述农机向上地提升所述犁具。
11.根据权利要求8所述的犁具保护系统，其中所述犁具保护系统进一步包括至少一障碍物识别模块，所述障碍物识别模块识别所述农机前方农田的障碍物信息，其中所述障碍物识别模块通信地连接于所述控制器，当所述犁具跨越所述障碍物后，所述悬挂控制模块基于所述控制器的控制指令自动地下放所述农机的所述悬挂装置，以使所述农机向下地下放所述犁具。
12.根据权利要求10或11所述的犁具保护系统，其中所述障碍物识别模块被设置于所述农机的车头，所述障碍物识别模块通过采集所述农机前方范围内的地面信息而获取所述地面的障碍物信息，以探测出所述农机前方的障碍物信息。
13.根据权利要求12所述的犁具保护系统，其中所述犁具保护系统进一步包括至少一通信模块，其中所述通信模块通信地连接所述农机于所述控制器，其中所述控制器通过所述通信模块获取所述农机的车速信息，所述控制器基于所述农机的车速信息得出所述犁具被控制的时机。
14.一耕地设备，其特征在于，包括：
一犁具；和
如权利要求1至13任一所述的犁具保护系统，其中所述犁具保护系统被设置于所述犁具，所述犁具保护系统通过所述农机自动地控制所述犁具。
15.根据权利要求14所述的耕地设备，其中所述犁具包括一犁具主体、一悬挂支撑装置、以及一动力传输装置，其中所述悬挂支撑装置被设置于所述犁具主体，所述悬挂支撑装置被可驱动地设置于所述农机的悬挂装置，其中所述动力传输装置传动地连接于所述犁具主体，所述动力传输装置被可传动地连接于所述农机的所述传动装置。
16.一犁具保护系统的保护方法，其特征在于，其中所述保护方法包括如下步骤：
(A)采集所述犁具被所述农机支撑的一悬挂夹角a；
(B)基于所述悬挂夹角a判断所述犁具的高度是否超过预设高度；以及
(C)当所述犁具的高度超过预设高度时，生成一断开控制指令，和基于所述断开控制指令断开所述农机与所述犁具的所述动力传输装置的动力传输。
17.根据权利要求16所述的保护方法，其中在上述所述犁具保护方法的所述步骤(B)中，所述步骤之前进一步包括以下步骤：预设一悬挂角度判断阈值b。
18.根据权利要求17所述的保护方法，其中在上述所述犁具保护方法的所述步骤(B)中，通过对比所述悬挂角度a和所述悬挂角度判断阈值b的大小判断所述犁具的高度是否超过预设高度。
19.根据权利要求18所述的保护方法，其中在上述犁具保护方法进一步包括步骤(D)：记录所述农机与所述犁具动力传输断开操作。
20.根据权利要求19所述的保护方法，其中上述犁具保护方法进一步包括步骤(E)：当所述悬挂角度a小于所述悬挂角度判断阈值b时，读取所述控制器的操作记录，如果存在断开操作记录时，生成一结合控制指令，和基于所述结合控制指令恢复所述农机与所述犁具的所述动力传输装置的动力传输。
21.根据权利要求19所述的保护方法，其中上述犁具保护方法的所述步骤(E)中进一步包括：当所述悬挂角度a小于所述悬挂角度判断阈值b时，读取所述控制器的操作记录，如果不存在断开操作时，保持所述农机与所述犁具的所述动力传输装置的动力传输。
22.根据权利要求20所述的保护方法，其中上述犁具保护方法进一步包括步骤(F)：清除所述控制器的各项操作记录。
23.一犁具保护方法，其特征在于，其中所述保护方法包括如下步骤：
(I)获取所述农机的一转向信号；
(II)基于所述转向信号，生成一抬升控制指令；以及
(III)基于所述抬升控制指令，所述农机的悬挂装置向上地抬起，藉由所述农机的所述悬挂装置抬升所述犁具。
24.根据权利要求23所述的保护方法，其中所述步骤(I)进一步包括：
检测所述农机的转动方向，以获取所述农机的一转向数据；和
基于所述农机的所述转向数据，判断所述农机是否正在转向，以得到所述农机的所述转向信号。
25.根据权利要求24所述的保护方法，其中所述步骤(I)进一步包括：检测所述农机的转向轮的转动角度c，以获取所述农机的所述转向数据。
26.根据权利要求23所述的保护方法，其中所述步骤(II)之前进一步包括：预设一转向角度判断阈值d，以根据所述转向角度判断阈值d判断所述农机是否转向。
27.根据权利要求23所述的保护方法，其中上述犁具保护方法的所述步骤(III)之前进一步包括：采集所述犁具被所述农机的所述悬挂装置支撑的悬挂角度a，和记录所述悬挂角度a。
28.根据权利要求27所述的保护方法，其中上述犁具保护方法的所述步骤(III)中，藉由所述悬挂控制模块生成一抬升控制信号，和基于所述抬升控制指令，所述农机的所述悬挂装置向上抬起。
29.根据权利要求28所述的保护方法，其中上述犁具保护方法的所述步骤(III)进一步包括：记录所述犁具的自动抬起操作至所述控制器。
30.根据权利要求23所述的保护方法，其中所述犁具保护方法的进一步包括：
(IV)当所述农机转向后回正，生成一下放控制指令；和
(V)基于所述下放控制指令，控制所述农机的所述悬挂装置向下移动，藉由所述农机的所述悬挂装置下放所述犁具。
31.根据权利要求30所述的保护方法，其中所述犁具保护方法的所述步骤(IV)进一步包括：
采集所述农机的一航向角度e；和
基于所述航向角度e，判断所述农机是否已经转向回正。
32.根据权利要求31所述的保护方法，其中在所述步骤(IV)之前进一步包括：
预设一航向判断角度阈值f；和
记录转向前所述农机的航向角度e1至所述控制器，通过对比所述农机转向前后的|e-e1|与所述航向角度阈值f的大小，判断所述农机转向后是否已经回正。
33.根据权利要求32所述的保护方法，其中所述步骤(V)进一步包括步骤：
获取所述控制器中记录的所述犁具被抬起前的所述悬挂角度a；和
基于所述悬挂角度a控制所述农机的所述悬挂装置向下移动，以下放所述犁具至原来高度。
34.根据权利要求33所述的保护方法，其中上述保护方法进一步包括步骤(VI)清除所述控制器中存在的记录。
35.一犁具保护方法，其特征在于，其中所述保护方法包括如下步骤：
(i)获取一障碍物的一探测信号；
(ii)基于所述探测信号，生成一抬升控制指令；以及
(iii)基于所述抬升控制指令，所述农机的悬挂装置向上地抬起，藉由所述农机的所述悬挂装置抬升所述犁具。
36.根据权利要求35所述的保护方法，其中所述步骤(i)进一步包括：
采集所述农机前方的地面信息；和
识别出所述农机前方的障碍物信息，其中所述障碍物信息包含所述障碍物的长度g、高度h、以及所述障碍物与所述农机的距离i。
37.根据权利要求36所述的保护方法，其中所述步骤(i)进一步包括：获取所述农机的行驶速度v和所述农机的车头至所述犁具的距离k。
38.根据权利要求37所述的保护方法，其中所述步骤(ii)之前，进一步包括步骤：预设一障碍物高度阈值j，通过比较所述障碍物信息中的所述障碍物的高度h与所述障碍物高度阈值j的大小，判断所述耕地设备的所述犁具是够能够通过所述障碍物。
39.根据权利要求37所述的保护方法，其中所述步骤(ii)进一步包括：当所述障碍物的高度h≥j时，生成控制所述农机的所述悬挂装置的抬升控制指令，和得出所述抬升控制指令的控制时机t1，其中t1＝(k+i)/v。
40.根据权利要求39所述的保护方法，其中所述步骤(iii)之前进一步包括：记录所述悬挂传感器采集到的所述犁具的悬挂角度a。
41.根据权利要求40所述的保护方法，其中所述保护方法进一步包括步骤(iv)生成一下放控制指令，和计算所述下放控制指令的下放时机t2，其中t2＝g/v；基于所述下放控制指令，所述农机的悬挂装置向下地移动，藉由所述农机的所述悬挂装置下放所述犁具。
42.根据权利要求41所述的保护方法，其中所述步骤(iv)中，进一步包括：读取所述控制器中存储的所述犁具被悬挂的角度a，和基于所述悬挂角度a下放所述犁具，以使得所述犁具被控制下放至原来的高度位置。
43.根据权利要求41所述的保护方法，其中所述步骤(iv)后进一步包括：清除所述控制器中记录的所述各项记录。
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