CN112088651A - 一种棉花秸秆打捆收获机控制系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种棉花秸秆打捆收获机控制系统及控制方法。其中控制系统包括：电脑主机，用于接收棉花秸秆打捆收获机作业状态信息，输出作业控制指令；监测模块，用于监测棉花秸秆打捆收获机作业工况；控制器，用于将监测模块监测工况信息传递给电脑主机，接收电脑主机控制指令，将控制指令发送给执行部件；执行部件，用于接收控制器发出的控制指令驱动棉花秸秆打捆收获机执行相应动作。本发明的棉花秸秆打捆收获机控制系统及控制方法，可以提高棉花秸秆打捆收获机作业自动化水平，减少人员投入，降低劳动强度，提高收获作业效率，为棉花秸秆收获带来更大的经济社会效益。
Description
技术领域
本申请涉及农业机械控制领域，尤其涉及一种棉花秸秆打捆收获机控制系统，在此基础上还涉及一种棉花秸秆打捆收获机的控制方法。
背景技术
棉花是新疆最重要的农作物之一，据统计，全疆棉花种植总面积超过3700万亩，每年棉秆的产量超过1300万吨。棉花的主要副产物是棉秆，随着科学技术的快速发展，棉花秸秆多方面的价值也得到了挖掘，出现了肥料化、饲料化、能源化、基料化和原料化等多样化利用模式。棉秆是一种资源量巨大的可再生资源，若合理应用这些棉秆，将会增加农民的经济效益。但是，目前，新疆地区大部分棉秆被粉碎还田，多数地区农户仍旧采用机械粉碎、手工拔除或焚烧的方式处理，致使棉秆资源利用率低下。
现有技术中，有很多关于秸秆打捆机的产品，秸秆捡拾打捆机可以极大地提高打捆效率，适于玉米秸、麦秆、稻草、牧草等的挤压打捆，可以大大减少贮存占地面积，提高运输能力，减少火灾可能性，因此，秸秆捡拾打捆机是农业、畜牧业、造纸业等领域不可缺少的优选设备。
但是目前市场上的这些捡拾器打捆机产品仅仅只提供了秸秆捡拾功能，不能根据现场的秸秆打捆情况或打捆机本身工况进行灵活操作，设备的智能性较差。
发明内容
本申请的目的在于提出一种可以提高棉花秸秆打捆收获机作业自动化水平，减少人员投入，降低劳动强度，提高收获作业效率，为棉花秸秆收获带来更大的经济社会效益的一种棉花秸秆打捆收获机控制系统；在前一目的的基础上还提出一种棉花秸秆打捆收获机的控制方法。
本申请的目的是这样实现的：一种棉花秸秆打捆收获机控制系统，包括监测模块，用于监测棉花秸秆打捆收获机作业工况；电脑主机，根据操作者要进行的手动或自动操作指令信息、及所述监测模块实际监测棉花秸秆打捆收获机作业工况参数信息，进行数据处理，确定打捆收获作业的目标值，并基于目标值生成控制指令；控制器，分别与所述电脑主机、所述监测模块通过线缆连接，用于将所述监测模块实时监测所述棉花秸秆打捆收获机作业工况参数信息传递给所述电脑主机，接收所述电脑主机控制指令，并将所述控制指令发送给棉花秸秆打捆收获机执行部件；执行部件，用于接收所述控制器发出的所述控制指令驱动所述棉花秸秆打捆收获机执行相应的动作。
所述执行部件，包括液压泵、液压马达、液压阀组、液压管路、液压油缸，所述液压阀组与所述控制器通过线缆连接；液压泵、液压马达、液压阀组、液压管路、液压油缸之间的连接结构为已有技术，在此不做详细描述。
所述棉花秸秆打捆收获机执行的相应动作，包括后仓开启、后仓关闭，底仓开启、底仓关闭，切网刀开、切网刀关，割台升、割台降，电推杆伸、电推杆缩、电磁阀动作。
所述监测模块包括：系统压力传感器、割台升限位接近开关、割台降限位接近开关、电推杆升限位接近开关、电推杆降限位接近开关、后仓闭合接近开关、后仓门压力开关、后仓开启行程开关、包网层计数接近开关、卸草架检测接近开关。
进一步的，所述系统压力传感器安装在后仓内；割台升限位接近开关、割台降限位接近开关安装在割台处；电推杆升限位接近开关、电推杆降限位接近开关安装在电推杆处；后仓闭合接近开关、后仓门压力开关、后仓开启行程开关安装在后仓门处；包网层计数接近开关安装在网线轴处；卸草架检测接近开关安装在卸草架处。
系统压力传感器、割台升限位接近开关、割台降限位接近开关、电推杆升限位接近开关、电推杆降限位接近开关、后仓闭合接近开关、后仓门压力开关、后仓开启行程开关、包网层计数接近开关、卸草架检测接近开关安装在所述执行部件和所述棉花秸秆打捆收获机的特定部位，用于监测所述棉花秸秆打捆收获机作业工况参数信息。
所述工况参数信息是指：液压系统压力、割台升位、割台降位、电推杆升位、电推杆限位、后仓闭合位、后仓门压力、后仓开启位、包网层计数、卸草架位置。
适用于本申请的棉花秸秆打捆收获机包括：用于捡拾秸秆的捡拾器，用于装载秸秆且设置有仓门的后仓；用于切割秸秆的切刀、割台；用于缠绕秸秆的网线，用于切割网线的切网刀；用于驱动捡拾器、切刀和后仓门的执行部件；用于驱动切网刀的网线切割电机。
所述网线通过网线轴传送到后仓中，所述网线轴通过电磁阀驱动，所述电磁阀与所述电脑主机连接，所述网线切割电机直接与所述控制器连接。
一种棉花秸秆打捆收获机的控制方法，包括以下步骤：
步骤21，棉花秸秆打捆收获机开始进行打捆收获作业；通过液压系统控制捡拾器捡拾秸秆，通过切刀切割捡拾器捡拾的秸秆，控制捡拾器将切割后的秸秆捡拾到机仓内；
步骤22，操作者进行棉花秸秆打捆收获机操作设置，确定进行手动或自动作业；
步骤23，电脑主机11，根据操作者想要进行的棉花秸秆打捆收获机手动或自动操作指令信息、及监测模块12实际监测棉花秸秆打捆收获机作业工况参数信息，进行数据处理，确定打捆收获作业的目标值，并基于目标值生成控制指令，发送控制指令；
步骤24，将监测模块12实时监测棉花秸秆打捆收获机工况参数信息传递给电脑主机11，接收电脑主机11控制指令，并将控制指令发送给棉花秸秆打捆收获机执行部件；
步骤25，监测模块12实时监测棉花秸秆打捆收获机工况参数信息，并将作业工况参数信息反馈给控制器13；
步骤26，接收控制器13发出的控制指令，并将控制指令发送给棉花秸秆打捆收获机执行部件执行相应的动作。
由于实施上述技术方案，通过设置可以检测秸秆打捆现场的工况参数信息的监测模块，可以及时分析处理和上报现场信息的电脑主机，从而使得本装置的具备较强的智能性，能够更好更合理地对秸秆进行打捆，在提高打捆效率的同时增加打捆装置的工作可靠性，提高棉花秸秆打捆收获机作业自动化水平，减少人员投入，降低劳动强度，提高收获作业效率，为棉花秸秆收获带来更大的经济社会效益。
附图说明
本发明的具体结构由以下的附图和实施例给出：
图1是一种棉花秸秆打捆收获机控制系统的结构示意图；
图2是一种棉花秸秆打捆收获机的控制方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
实施例1：一种棉花秸秆打捆收获机控制系统，包括监测模块12，用于监测棉花秸秆打捆收获机作业工况；电脑主机11，根据操作者要进行的手动或自动操作指令信息、及所述监测模块12实际监测棉花秸秆打捆收获机15作业工况参数信息，进行数据处理，确定打捆收获作业的目标值，并基于目标值生成控制指令；控制器13，分别与所述电脑主机11、所述监测模块12通过线缆连接，用于将所述监测模块12实时监测所述棉花秸秆打捆收获机15作业工况参数信息传递给所述电脑主机11，接收所述电脑主机11控制指令，并将所述控制指令发送给棉花秸秆打捆收获机执行部件14；执行部件14，用于接收所述控制器发出的所述控制指令驱动所述棉花秸秆打捆收获机执行相应的动作。
所述执行部件14，包括液压泵、液压马达、液压阀组、液压管路、液压油缸，所述液压阀组与所述控制器通过线缆连接；液压泵、液压马达、液压阀组、液压管路、液压油缸之间的连接结构为已有技术，在此不做详细描述。
所述棉花秸秆打捆收获机执行的相应动作，包括后仓开启、后仓关闭，底仓开启、底仓关闭，切网刀开、切网刀关，割台升、割台降，电推杆伸、电推杆缩、电磁阀动作。
所述监测模块12包括：系统压力传感器、割台升限位接近开关、割台降限位接近开关、电推杆升限位接近开关、电推杆降限位接近开关、后仓闭合接近开关、后仓门压力开关、后仓开启行程开关、包网层计数接近开关、卸草架检测接近开关。
进一步的，所述系统压力传感器安装在后仓内，可以设置两个或多个压力传感器检测同一个监测项，从而可以有效提高数据采集的准确性；割台升限位接近开关、割台降限位接近开关安装在割台处；电推杆升限位接近开关、电推杆降限位接近开关安装在电推杆处；后仓闭合接近开关、后仓门压力开关、后仓开启行程开关安装在后仓门处；包网层计数接近开关安装在网线轴处；卸草架检测接近开关安装在卸草架处。
系统压力传感器、割台升限位接近开关、割台降限位接近开关、电推杆升限位接近开关、电推杆降限位接近开关、后仓闭合接近开关、后仓门压力开关、后仓开启行程开关、包网层计数接近开关、卸草架检测接近开关安装在所述执行部件和所述棉花秸秆打捆收获机的特定部位，用于监测所述棉花秸秆打捆收获机作业工况参数信息。
所述工况参数信息是指：液压系统压力、割台升位、割台降位、电推杆升位、电推杆限位、后仓闭合位、后仓门压力、后仓开启位、包网层计数、卸草架位置。
适用于本申请的棉花秸秆打捆收获机包括：用于捡拾秸秆的捡拾器，用于装载秸秆且设置有仓门的后仓；用于切割秸秆的切刀、割台；用于缠绕秸秆的网线，用于切割网线的切网刀；用于驱动捡拾器、切刀和后仓门的执行部件；用于驱动切网刀的网线切割电机。
所述网线通过网线轴传送到后仓中，所述网线轴通过电磁阀驱动，所述电磁阀与所述电脑主机连接，所述网线切割电机直接与所述控制器连接。
适用于本申请的棉花秸秆打捆收获机还设置用于放置切刀的底仓，所述底仓与所述液压系统连接，所述打捆装置工作时，所述电脑主机11通过启动对应的电磁阀，进而使液压系统控制启动与所述切刀模式信息匹配的切刀，所述监测模块12还用于检测切刀是否正确启动并将监测到的切刀模式信息发送给所述电脑主机11，所述监测模块12还用于监测所述底仓处底仓门的开关状态并将所述底仓门的开关状态信息发送给所述电脑主机11。
监测模块12收到棉花秸秆打捆收获机15作业工况参数信息进行处理，可通过CAN总线传递给控制器13后传递给电脑主机11，同时各个模块通过CAN总线接收电脑主机11发送的控制指令，电脑主机11可采用Windows、Android或Linux操作系统。
实施例2：如图2所示，一种棉花秸秆打捆收获机的控制方法，包括以下步骤：
步骤21，棉花秸秆打捆收获机开始进行打捆收获作业；通过液压系统控制捡拾器捡拾秸秆，通过切刀切割捡拾器捡拾的秸秆，控制捡拾器将切割后的秸秆捡拾到机仓内；
步骤22，操作者进行棉花秸秆打捆收获机操作设置，确定进行手动或自动作业；
步骤23，电脑主机11，根据操作者想要进行的棉花秸秆打捆收获机手动或自动操作指令信息、及监测模块12实际监测棉花秸秆打捆收获机作业工况参数信息，进行数据处理，确定打捆收获作业的目标值，并基于目标值生成控制指令，发送控制指令；
步骤24，将监测模块12实时监测棉花秸秆打捆收获机工况参数信息传递给电脑主机11，接收电脑主机11控制指令，并将控制指令发送给棉花秸秆打捆收获机执行部件；
步骤25，监测模块12实时监测棉花秸秆打捆收获机工况参数信息，并将作业工况参数信息反馈给控制器13；
步骤26，接收控制器13发出的控制指令，并将控制指令发送给棉花秸秆打捆收获机执行部件执行相应的动作，执行相应的动作包括：后仓开启、后仓关闭，底仓开启、底仓关闭，切网刀开、切网刀关，割台升、割台降，电推杆伸、电推杆缩，网线轴转动、电磁阀动作。
步骤23、24、25、26中，通过监测模块12获取底仓及后仓内的压力信息并判断所述压力信息是否达到预设值，如果是，向电脑主机11发送打捆完成信息，否则继续通过监测模块12获取底仓及后仓内的压力信息并判断所述压力信息是否达到预设值。
步骤26中，控制电磁阀带动网线轴对后仓内的秸秆进行缠网。
通过监测模块12获取网线轴的转动圈数并判断所述转动圈数信息是否与所述确认信息中的缠网信息匹配；控制网线切割电机驱动切网刀切割网线，完成打捆；通过液压系统控制后仓门打开卸载打捆完成的秸秆捆至卸草架，后仓门开启的同时液压系统将切网刀进行复位；卸载完成后通过液压系统控制后仓门关闭。
在执行部件14驱动棉花秸秆打捆收获机15执行相应的动作时，监测部件12继续实时监测棉花秸秆打捆收获机15作业工况参数，并将打捆收获工况参数反馈给控制器13，控制器13将作业工况参数传输给电脑主机11，电脑主机11根据棉花秸秆打捆收获机15作业工况参数进一步修正控制指令，发送给控制器13，控制器13接收电脑主机11控制指令，并将控制指令发送给执行部件14，执行部件14驱动棉花秸秆打捆收获机15修正执行动作。
以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要技术特征，来满足不同情况的需要。
Claims (10)
1.一种棉花秸秆打捆收获机控制系统，其特征在于：包括监测模块，用于监测棉花秸秆打捆收获机作业工况；电脑主机，根据操作者要进行的手动或自动操作指令信息、及所述监测模块实际监测棉花秸秆打捆收获机作业工况参数信息，进行数据处理，确定打捆收获作业的目标值，并基于目标值生成控制指令；控制器，分别与所述电脑主机、所述监测模块通过线缆连接，用于将所述监测模块实时监测所述棉花秸秆打捆收获机作业工况参数信息传递给所述电脑主机，接收所述电脑主机控制指令，并将所述控制指令发送给棉花秸秆打捆收获机执行部件；执行部件，用于接收所述控制器发出的所述控制指令驱动所述棉花秸秆打捆收获机执行相应的动作。
2.如权利要求1所述的穴播装置用鸭嘴，其特征在于：所述执行部件包括液压泵、液压马达、液压阀组、液压管路、液压油缸，所述液压阀组与所述控制器通过线缆连接。
3.如权利要求2所述的穴播装置用鸭嘴，其特征在于：所述监测模块包括系统压力传感器、割台升限位接近开关、割台降限位接近开关、电推杆升限位接近开关、电推杆降限位接近开关、后仓闭合接近开关、后仓门压力开关、后仓开启行程开关、包网层计数接近开关、卸草架检测接近开关；所述系统压力传感器安装在后仓内，可以设置两个或多个压力传感器检测同一个监测项，从而可以有效提高数据采集的准确性；割台升限位接近开关、割台降限位接近开关安装在割台处；电推杆升限位接近开关、电推杆降限位接近开关安装在电推杆处；后仓闭合接近开关、后仓门压力开关、后仓开启行程开关安装在后仓门处；包网层计数接近开关安装在网线轴处；卸草架检测接近开关安装在卸草架处。
4.如权利要求2或3所述的穴播装置用鸭嘴，其特征在于：所述工况参数信息是指液压系统压力、割台升位、割台降位、电推杆升位、电推杆限位、后仓闭合位、后仓门压力、后仓开启位、包网层计数、卸草架位置。
5.如权利要求4所述的穴播装置用鸭嘴，其特征在于：监测模块收到棉花秸秆打捆收获机作业工况参数信息进行处理，通过CAN总线传递给控制器后传递给电脑主机，同时监控模块通过CAN总线接收电脑主机发送的控制指令。
6.一种棉花秸秆打捆收获机的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤21，棉花秸秆打捆收获机开始进行打捆收获作业；通过液压系统控制捡拾器捡拾秸秆，通过切刀切割捡拾器捡拾的秸秆，控制捡拾器将切割后的秸秆捡拾到机仓内；
步骤22，操作者进行棉花秸秆打捆收获机操作设置，确定进行手动或自动作业；
步骤23，电脑主机，根据操作者想要进行的棉花秸秆打捆收获机手动或自动操作指令信息、及监测模块实际监测棉花秸秆打捆收获机作业工况参数信息，进行数据处理，确定打捆收获作业的目标值，并基于目标值生成控制指令，发送控制指令；
步骤24，将监测模块实时监测棉花秸秆打捆收获机工况参数信息传递给电脑主机，接收电脑主机控制指令，并将控制指令发送给棉花秸秆打捆收获机执行部件；
步骤25，监测模块实时监测棉花秸秆打捆收获机工况参数信息，并将作业工况参数信息反馈给控制器；
步骤26，接收控制器发出的控制指令，并将控制指令发送给棉花秸秆打捆收获机执行部件执行相应的动作。
7.如权利要求6所述的一种棉花秸秆打捆收获机的控制方法，其特征在于：所述棉花秸秆打捆收获机执行的相应动作，包括后仓开启、后仓关闭，底仓开启、底仓关闭，切网刀开、切网刀关，割台升、割台降，电推杆伸、电推杆缩、电磁阀动作。
8.如权利要求6所述的一种棉花秸秆打捆收获机的控制方法，其特征在于：步骤23、24、25、26中，通过监测模块获取底仓及后仓内的压力信息并判断所述压力信息是否达到预设值，如果是，向电脑主机发送打捆完成信息，否则继续通过监测模块获取底仓及后仓内的压力信息并判断所述压力信息是否达到预设值。
9.如权利要求6所述的一种棉花秸秆打捆收获机的控制方法，其特征在于：步骤26中，控制电磁阀带动网线轴对后仓内的秸秆进行缠网。
10.如权利要求9所述的一种棉花秸秆打捆收获机的控制方法，其特征在于：通过监测模块获取网线轴的转动圈数并判断所述转动圈数信息是否与所述确认信息中的缠网信息匹配；控制网线切割电机驱动切网刀切割网线，完成打捆；通过液压系统控制后仓门打开卸载打捆完成的秸秆捆至卸草架，后仓门开启的同时液压系统将切网刀进行复位；卸载完成后通过液压系统控制后仓门关闭。
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