CN112673821A - 打捆机全自动作业系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种打捆机全自动作业系统，包括打捆机；打捆机包括机主体、缠网机构、卸捆器、卸捆器状态传感器、后门缝隙传感器、驱动调节机构、网刀位置传感器和打捆控制器；机主体的后端设有可开合的后门；缠网机构和卸捆器分设于机主体的上前端和后端；后门缝隙传感器用于检测后门的缝隙大小，网刀位置传感器用于检测缠网机构的网刀位置，卸捆器状态传感器用于检测卸捆器的工作状态；打捆控制器电性连接驱动调节机构、后门缝隙传感器、网刀位置传感器和卸捆器状态传感器。本发明提供的打捆机全自动作业系统，既能实时监测打捆作业作业状态，又能实现全程无人操作自动化打捆作业，既可以提高作业效率，保障作业质量，又可以节省人力成本。

Description

打捆机全自动作业系统

技术领域

本发明涉及农业技术领域，尤其涉及一种打捆机全自动作业系统。

背景技术

现有的圆捆打捆机主要由传动系统、捡拾器、喂入机构、成捆室、捆绳机构、液压系统及卸捆装置组成。目前控制圆捆打捆机作业的系统多为机械液压结构，作业状态判断以及作业流程操作全靠机手。由于现有打捆机智能化信息化程度较低，基本所配拖拉机也是不是智能或者无人拖拉机，在田间作业过程中，圆捆打捆机的动力通过连接拖拉机的后动力输出轴传递到各工作部件，随着机器的运转和前行，捡拾器的弹齿将地面的草条捡拾起来，经过喂入机构送入成捆室，在旋转滚筒的作用下，物料旋转成草芯，持续不断的捡拾，越来越多的物料进入成捆室并不断旋转逐渐形成外紧内松的圆捆，机手只能边开车边扭头看打捆机后面的液压表或者根据经验大体判断草料是否成捆，成捆后机手停车，手动缠网后通过驾驶室内的液压操纵杆打开后后门把草捆卸掉，然后手动关后门，开车继续作业。

故现有打捆机智能化程度低，也无法匹配应用高智能拖拉机的智能控制系统，只能依靠机手经验手动频繁操作来完成打捆作业，打出的草捆重量千差万别，成捆率低，作业质量和效率无法保障。其次，机手劳动强度大，打捆机打一个草捆的时间大约1分钟左右，每一个作业流程机手都要实时盯着打捆机运转状态和手动操作缠网、开仓、关仓等作业环节，还要操纵拖拉机的行走启停，高强度的操作很容易让机手过早疲劳作业，容易造成操作失误，甚至导致作业事故。

发明内容

本发明提供一种打捆机全自动作业系统，用以解决现有的打捆机的智能化程度低，需依靠机手经验手动操作来完成打捆作业的问题。

本发明提供一种打捆机全自动作业系统，包括打捆机；

所述打捆机包括机主体、缠网机构、卸捆器、卸捆器状态传感器、后门缝隙传感器、驱动调节机构、网刀位置传感器和打捆控制器；

所述机主体形成有成捆室，所述机主体的后端设有可开合的后门，所述后门用于开合所述成捆室；

所述缠网机构和所述卸捆器分设于所述机主体的上前端和后端；

所述驱动调节机构用于开合所述后门、以及驱动所述缠网机构和所述卸捆器；

所述后门缝隙传感器用于检测所述后门的缝隙大小，所述网刀位置传感器用于检测所述缠网机构的网刀位置，所述卸捆器状态传感器用于检测所述卸捆器的工作状态；

所述打捆控制器电性连接所述驱动调节机构、所述后门缝隙传感器、所述网刀位置传感器和所述卸捆器状态传感器。

根据本发明提供一种的打捆机全自动作业系统，所述打捆机全自动作业系统还包括智能拖拉机，所述智能拖拉机通过后动力输出装置连接所述机主体的前端，用于向所述打捆机提供后输出动力，所述智能拖拉机设有控制器，所述控制器电性连接所述打捆控制器。

根据本发明提供一种的打捆机全自动作业系统，所述打捆机还包括喂入机构和喂料监测传感器；

所述喂入机构设于所述机主体，用于将草料送入所述成捆室；

所述喂料监测传感器用于检测所述喂入机构的工作状态，所述喂料监测传感器电性连接所述打捆控制器。

根据本发明提供一种的打捆机全自动作业系统，所述喂入机构包括与所述机主体转动连接的转轴，所述喂料监测传感器为扭矩转速传感器，用于监测所述转轴的转速和扭矩。

根据本发明提供一种的打捆机全自动作业系统，所述机主体设有与所述成捆室连通的放料口，所述放料口位于所述喂入机构的正下方，所述放料口处设有可开合的底门；

所述驱动调节机构还用于开合所述底门。

根据本发明提供一种的打捆机全自动作业系统，所述打捆机还包括底门监测传感器，所述底门监测传感器用于监测所述底门的开关状态，所述底门监测传感器电性连接所述打捆控制器。

根据本发明提供一种的打捆机全自动作业系统，所述控制器包括电性连接的智能拖拉机控制器和打捆机人机交互终端，所述打捆控制器电性连接所述智能拖拉机控制器和打捆机人机交互终端。

根据本发明提供一种的打捆机全自动作业系统，所述驱动调节机构包括缠网离合器；

所述缠网离合器设于所述缠网机构的动力输入轴上。

根据本发明提供一种的打捆机全自动作业系统，所述驱动调节机构包括打捆机液压阀组，所述打捆机液压阀组设于所述机主体。

根据本发明提供一种的打捆机全自动作业系统，所述后门缝隙传感器设于所述后门。

本发明提供的打捆机全自动作业系统，先根据后门的缝隙大小确定成捆室内草料是否成捆，成捆后驱动缠网机构进行缠网落刀，再根据网刀位置传感器的检测信号打开后门放草捆，草捆经卸捆器弹出后，最后根据卸捆器状态传感器的检测信号关闭后门，如此，既能实时监测打捆作业作业状态，又能实现全程无人操作自动化打捆作业，既可以提高作业效率，保障作业质量，又可以节省人力成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的打捆机全自动作业系统的结构示意图；

图2是图1中底门处的结构示意图；

图3是图1中喂料监测传感器处的结构示意图；

图4是图1中打捆机全自动作业系统的原理示意图；

图5是图1中打捆机全自动作业系统的作业流程图；

附图标记：

1：后动力输出装置； 2：草料； 3：捡拾器；

4：底门； 5：底门位置传感器； 6：喂料监测传感器；

7：卸捆器状态传感器； 8：卸捆器； 9：后门：

10：成捆室： 11：后门缝隙传感器； 12：缠网离合器；

13：网刀位置传感器； 14：旋转滚筒； 15：喂入机构；

16：打捆控制器； 17：打捆机液压阀组； 18：无人驾驶导航系统；

19：拖拉机操作平台； 20：打捆机人机交互终端； 21：智能拖拉机控制器；

22：底门驱动机构； 23：固定连接板； 24：齿轮；

25：联轴器； 100：打捆机； 200：智能拖拉机。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合图1至图5描述本发明的打捆机全自动作业系统，如图1所示，该打捆机全自动作业系统包括打捆机100。

如图1所示，打捆机100包括机主体、缠网机构、卸捆器8、卸捆器状态传感器7、后门缝隙传感器11、驱动调节机构、网刀位置传感器13和打捆控制器16。

如图1所示，机主体形成有成捆室10(机主体通常包括机架和仓体，仓体设有机架上，仓体形成有成捆室10)，机主体的后端设有可开合的后门9，后门9用于开合成捆室10，缠网机构和卸捆器8分设于机主体的上前端和后端。机主体上安装有捡拾器3，成捆室10内安装有旋转滚筒14，成捆室10的入口处安装有喂入机构15。捡拾器3拾取的草料2经喂入机构15送入成捆室10，在旋转滚筒14的作用下，物料旋转成草芯，持续不断的捡拾，越来越多的物料进入成捆室10并不断旋转逐渐形成外紧内松的草捆后，打开后门9，草捆经卸捆器8弹出。

如图1所示，后门缝隙传感器11用于检测后门9的缝隙大小，后门缝隙传感器11主要用来检测后门9的开关状态和在一定关仓压力下草料胀仓后门9的缝隙大小，为判断草捆成型提供依据。其中，后门缝隙传感器11可以通过螺栓固定在后门9上，后门缝隙传感器11可以为后门缝隙接近开关。

如图1所示，网刀位置传感器13用于检测缠网机构的网刀位置，卸捆器状态传感器7用于检测卸捆器8的工作状态。卸捆器状态传感器7可以固定在卸捆器8交接点附近的机主体上，监测卸捆器8的工作状态，用来判断草捆是否弹开，给卸捆后的后门9关闭提供判断依据。而网刀位置传感器13安装在网刀抬起的位置，主要用来监测网刀位置，判断缠网后是否切网和捡拾作业前网刀是否抬起。

如图1和图4所示，驱动调节机构用于开合后门9、以及驱动缠网机构和卸捆器8。具体地，如图1所示，在本实施例中，驱动调节机构包括缠网离合器12和打捆机液压阀组17，缠网离合器12设于缠网机构的动力输入轴上，主要用来断开和连接动力输入轴的动力来源，缠网离合器12通常为电磁离合器；打捆机液压阀组17设于机主体，打捆机液压阀组17集成了系统加载阀、后门电磁阀、底门电磁阀、捡拾器电磁阀，主要打捆控制器16下发的控制后门9、底门4、捡拾器3的动作指令。

如图1和图4所示，打捆控制器16电性连接驱动调节机构、后门缝隙传感器11、网刀位置传感器13和卸捆器状态传感器7。打捆控制器16可以固定在打捆机100的前仓外壁上，主要用来处理作业状态信息参数和控制打捆作业动作。

可选地，如图1和图3所示，打捆机全自动作业系统还包括智能拖拉机200，智能拖拉机200通过后动力输出装置1连接机主体的前端，用于向打捆机100提供后输出动力，智能拖拉机200设有控制器，控制器电性连接打捆控制器16，其中，打捆控制器16包括智能拖拉机控制器21(VCU)。智能拖拉机200通过后动力输出装置1牵引打捆机100行走和输送打捆动力，自身带有车速传感和后动力输出反馈功能，可以通过智能拖拉机控制器21控制作业速度、行走启停以及后动力输出等，智能拖拉机200配置无人驾驶导航系统18，支持自动和手动两种驾驶模式，并且，驾驶室内有拖拉机操作平台19，可以通过拖拉机操作平台19手动操控智能拖拉机200。

本发明提供的打捆机全自动作业系统，先根据后门的缝隙大小确定成捆室10内草料2是否成捆，成捆后驱动缠网机构进行缠网落刀，再根据网刀位置传感器13的检测信号打开后门9放草捆，草捆经卸捆器8弹出后，最后根据卸捆器状态传感器7的检测信号关闭后门9，如此，既能实时监测打捆作业作业状态，又能实现全程无人操作自动化打捆作业，既可以提高作业效率，保障作业质量，又可以节省人力成本。

如图1、图2和图4所示，在本实施例中，打捆机100还包括喂料监测传感器6；喂入机构15用于将草料2送入成捆室10；喂料监测传感器6用于检测喂入机构15的工作状态，喂料监测传感器6电性连接打捆控制器16。通过喂料监测传感器6能实时监测喂入机构15的工作状态，为打捆控制器16提供判断喂入状态的参数，以让智能拖拉机200匹配合理的作业前进速度。

具体地，在本实施例中，喂入机构15包括与机主体转动连接的转轴，喂料监测传感器6为扭矩转速传感器，用于监测转轴的转速和扭矩。进一步，如图3所示，在本实施例中，扭矩转速传感器固定连接机主体，扭矩转速传感器固定连接机主体，扭矩转速传感器与转轴的一端通过联轴器25连接，其中，扭矩转速传感器与机主体可以通过螺接件或者焊接等方式固定，并且，转轴靠近联轴器25的一端设置有齿轮24，通过齿轮24来驱动转轴转动。

如图1、图2和图4所示，在本实施例中，机主体设有与成捆室10连通的放料口，放料口位于喂入机构15的正下方，放料口处设有可开合的底门4；驱动调节机构还用于开合底门4。必要时捆控制器16驱动底门驱动机构，来打开底门4，以从放料口处放出一些草料来缓解喂入机构15的负载。其中，放料口通常为朝下设置。

具体地，如图1、图2和图4所示，在本实施例中，打捆机100还包括底门监测传感器5，底门监测传感器5用于监测底门4的开关状态，底门监测传感器5电性连接打捆控制器16，底门位置传感器5采集的信息可以通过打捆控制器16告诉机手底门4的开闭状态，以防止出现漏草现象。其中，底门位置传感器5可为接近开关传感器等。

如图1和图2所示，在本实施例中，放料口处固定安装有固定连接板23，底门位置传感器5与固定连接板23通过螺接件固定。这样底门位置传感器5拆装较为容易。

如图1和图2所示，在本实施例中，底门4具有转动端、以及远离转动端的自由端，底门4的转动端转动连接机主体；底门位置传感器5呈朝向底门4的自由端设置。通过底门驱动机构驱动底门4转动，即可开闭底门4，底门驱动机构可以为与底门电磁阀连接的液压系统。

如图1和图3所示，在本实施例中，智能拖拉机200的控制器还包括与智能拖拉机控制器21电性连接的打捆机人机交互终端20，打捆控制器16电性连接智能拖拉机控制器21和打捆机人机交互终端20。如图3所示，打捆控制器采集处理打捆作业状态参数，通过CAN总线传输给打捆机人机交互终端和智能拖拉机控制器VCU，打捆机人机交互终端通过参数和画面呈现作业状态并设置报警功能，打捆控制器根据系统所设置的打捆流程和作业状态下发打捆作业动作指令，智能拖拉机控制器VCU根据打捆作业参数控制智能拖拉机的行走启停、作业速度以及后动力输出等。

可选地，如图5所示，打捆机全自动作业系统的作业流程为：

第一步，拖拉机点火。

具体的说，启动智能拖拉机。

第二步，启动打捆机控制系统。

第三步，PTO输出后液压输出。

具体的说，智能拖拉机给打捆机提供后动力输出和液压输出动力。

第四步，放下捡拾器。

第五步，拖拉机行走捡拾草料。

具体的说，触发智能拖拉机前进，以通过捡拾器捡拾草料，经过喂入机构送入成捆室，在旋转滚筒的作用下，物料旋转成草芯，持续不断的捡拾，越来越多的物料进入成捆室并不断旋转逐渐形成外紧内松的圆；

第六步，草捆成型触发停车。

第七步，执行缠网落刀切网。

第八步，开后门放草捆。

第九步，关后门触发拖拉机行走。

第十步，继续下一轮作业。

具体的说，草捆成型后胀仓压力大于设定的关仓压力后后门缝隙就会逐渐胀大，直至达到设定胀仓缝隙触发拖拉机停车和缠网离合器闭合，随后进行缠网落刀，触发后门打开放草捆，草捆经过卸捆器弹出，触发后门关闭，后门关闭后智能拖拉机继续前进，进行下一轮打捆作业。

与现有的技术比较，本发明提供的打捆机全自动作业系统具有以下优点：

1、能在线监测打捆机整个作业环节工作状态；

2、能实现打捆全部环节自动化作业；

3、智能牵引拖拉机可根据获取的打捆作业状态参数自动控制车辆工作，从而实现无人操作的打捆机器人作业；

4、通过打捆机人机交互终端可以设置智能牵引拖拉机和打捆作业参数，也可切换自动和手动作业；

5、打捆机人机交互终端有打捆作业状态反馈和报警功能。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种打捆机全自动作业系统，其特征在于，包括打捆机；

所述打捆机包括机主体、缠网机构、卸捆器、卸捆器状态传感器、后门缝隙传感器、驱动调节机构、网刀位置传感器和打捆控制器；

所述机主体形成有成捆室，所述机主体的后端设有可开合的后门，所述后门用于开合所述成捆室；

所述缠网机构和所述卸捆器分设于所述机主体的上前端和后端；

所述驱动调节机构用于开合所述后门、以及驱动所述缠网机构和所述卸捆器；

所述后门缝隙传感器用于检测所述后门的缝隙大小，所述网刀位置传感器用于检测所述缠网机构的网刀位置，所述卸捆器状态传感器用于检测所述卸捆器的工作状态；

所述打捆控制器电性连接所述驱动调节机构、所述后门缝隙传感器、所述网刀位置传感器和所述卸捆器状态传感器。

2.根据权利要求1所述的打捆机全自动作业系统，其特征在于，所述打捆机全自动作业系统还包括智能拖拉机，所述智能拖拉机通过后动力输出装置连接所述机主体的前端，用于向所述打捆机提供后输出动力，所述智能拖拉机设有控制器，所述控制器电性连接所述打捆控制器。

3.根据权利要求2所述的打捆机全自动作业系统，其特征在于，所述打捆机还包括喂入机构和喂料监测传感器；

所述喂入机构设于所述机主体，用于将草料送入所述成捆室；

所述喂料监测传感器用于检测所述喂入机构的工作状态，所述喂料监测传感器电性连接所述打捆控制器。

4.根据权利要求3所述的打捆机全自动作业系统，其特征在于，所述喂入机构包括与所述机主体转动连接的转轴，所述喂料监测传感器为扭矩转速传感器，用于监测所述转轴的转速和扭矩。

5.根据权利要求3所述的打捆机全自动作业系统，其特征在于，所述机主体设有与所述成捆室连通的放料口，所述放料口位于所述喂入机构的正下方，所述放料口处设有可开合的底门；

所述驱动调节机构还用于开合所述底门。

6.根据权利要求5所述的打捆机全自动作业系统，其特征在于，所述打捆机还包括底门监测传感器，所述底门监测传感器用于监测所述底门的开关状态，所述底门监测传感器电性连接所述打捆控制器。

7.根据权利要求2所述的打捆机全自动作业系统，其特征在于，所述控制器包括电性连接的智能拖拉机控制器和打捆机人机交互终端，所述打捆控制器电性连接所述智能拖拉机控制器和打捆机人机交互终端。

8.根据权利要求1-7任一项所述的打捆机全自动作业系统，其特征在于，所述驱动调节机构包括缠网离合器；

所述缠网离合器设于所述缠网机构的动力输入轴上。

9.根据权利要求1-7任一项所述的打捆机全自动作业系统，其特征在于，所述驱动调节机构包括打捆机液压阀组，所述打捆机液压阀组设于所述机主体。

10.根据权利要求1-7任一项所述的打捆机全自动作业系统，其特征在于，所述后门缝隙传感器设于所述后门。

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