CN118489426A - 一种用于调节自动收割机割台高度的装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于调整自动收割机割台高度的装置及控制方法，包括收割机本体、收割装置、控制系统、液压油缸和控制系统；所述收割装置包括若干并联的柔性割台单元，至少间隔一个柔性割台单元两侧的柔性割台单元之间通过伸缩杆连接，两侧的柔性割台单元底部分别通过固定板与液压油缸的拉伸杆连接；伸缩杆两端分别与两侧的柔性割台单元底部的固定板铰接；所述液压油缸的另一端连接碎土轮；每个柔性割台单元上均安装感应装置；所述控制系统根据柔性割台单元前方的地表高度判断控制对应的液压油缸拉伸或整体收割装置的提升。本发明既可以调节局部割台高度，又可以调节整体割台高度，适用于多种工作环境。

Description

一种用于调节自动收割机割台高度的装置及控制方法

技术领域

本发明涉及智能农业管理领域，尤其涉及一种用于调节自动收割机割台高度的装置及控制方法。

背景技术

我国是一个农业大国，不仅仅是小麦、水稻是主要粮食作物，食用豆也已经成为我国农民必不可少的一项经济来源，如何能够更高效地进行食用豆的收割对我国的农业发展起到至关重要的作用。

随着科技的进步，以及将科技应用于农业上，以不断的改良各种的农用机具。换言之，随着科学技术不断进步，人们也不断的改良农业的发展，以改变农业的耕种方式，从而达到更佳的农业生产效率。进一步地说，现今的农业摆脱了完全依靠人力来耕作的落后方式，现今农业从播种、植保到收割等各个环节几乎都完全依靠农机设备来完成，现代农业可以说已经进入了机械化时代。特别地，现今农业机械除了改善农业耕种生产条件外，同时可代替人们进行繁重的劳动，并且在不适合人们工作的环境下，亦可利用农用机械来进行工作。换言之，农业的机械化提高了农业生产的效率，为农民带来了极大的便利，在农业快速发展的进程中发挥了重要作用。

收割机作为我国乃至世界农地的主要收割机械，收割机的效率决定了农业能否更快的收割农作物，解放人力的同时能够节省一定的人力成本。然而，目前的该收割机仍处于完全依靠驾驶人员操控阶段。特别是用于水田的收割机，面对复杂的作业环境，驾驶人员需要时时改变机器的前进速度和割台高度。这样操作难度大，驾驶员负担重。可能因操作不及时或操作错误而造成机器和人员的伤害；此外，现有技术提出的收割机在调整割台高度时需将割台整体调节，无法根据工作环境灵活调节局部割台高度。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种用于调节自动收割机割台高度的装置及控制方法，感应装置能够实时感测地表高度，控制系统根据柔性割台单元前方的地表高度判断控制对应的液压油缸拉伸或整体收割装置的提升，可根据实际情况调节局部割台高度或调节整体割台高度，保证割台割刀不被损坏。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种用于调整自动收割机割台高度的装置，包括收割机本体、收割装置、控制系统、液压油缸和控制系统；所述收割机本体一端设有可升降的收割装置，

所述收割装置包括若干并联的柔性割台单元，每个柔性割台单元可独立的切割；至少间隔一个柔性割台单元两侧的柔性割台单元之间通过伸缩杆连接，两侧的柔性割台单元底部分别通过固定板与液压油缸的拉伸杆连接；伸缩杆两端分别与两侧的柔性割台单元底部的固定板铰接；所述液压油缸的另一端连接碎土轮；

每个柔性割台单元上均安装感应装置，用于测量其对应的柔性割台单元前方的地表高度；所述控制系统根据柔性割台单元前方的地表高度判断控制对应的液压油缸拉伸或整体收割装置的提升。

进一步，所述感应装置包括摄影机、红外测距传感器和探针，所述摄影机用于识别障碍物的种类和高度，所述红外测距传感器测量柔性割台单元到地面的距离；所述探针用于确定障碍物的硬度，辅助识别障碍物的种类。

进一步，当液压油缸向上伸长抬高柔性割台单元高度时，所述伸缩杆沿固定板抬高方向延伸；当液压油缸向下缩短降低柔性割台单元高度时，所述伸缩杆同步收缩。

进一步，当一个柔性割台单元上的感应装置测量并识别出前方具有凸出的障碍物，障碍物为非岩石类土块，且高度小于设计值时，若该柔性割台单元底部具有液压油缸，则通过对液压油缸施加背压，利用碎土轮5将障碍物压碎；若该柔性割台单元底部没有液压油缸，那么控制靠近柔性割台单元两侧的液压油缸的拉伸杆提升，用于使该柔性割台单元呈倾斜状。

进一步，当一个柔性割台单元上的感应装置测量并识别出前方具有凸出的障碍物，障碍物为岩石或硬岩，或障碍物的高度大于设计值时，若该柔性割台单元底部具有液压油缸，则控制液压油缸的拉伸杆提升，用于避免该柔性割台单元与障碍物碰撞，且控制收割机本体向一侧偏移，用于该柔性割台单元底部的液压油缸避开障碍物；若该柔性割台单元底部没有液压油缸，那么控制靠近柔性割台单元两侧的液压油缸提升，用于避免该柔性割台单元与障碍物碰撞；若柔性割台单元高度与障碍物高度的差超过液压油缸的行程，则控制收割装置3整体提升。

进一步，所述设计值为0.5～0.6的障碍物垂直高度。

一种用于调整自动收割机割台高度的装置的控制方法，包括如下步骤：

一个柔性割台单元上的感应装置获取障碍物的图像和障碍物的硬度，所述控制系统利用图像技术结合障碍物的硬度确定障碍物的种类和垂直高度h；所述感应装置测量柔性割台单元到地面的距离D；

若障碍物的种类为非岩石类土块，且障碍物垂直高度h小于等于0.5～0.6D时，当该柔性割台单元上底部具有液压油缸，则通过对液压油缸施加背压，利用碎土轮将障碍物压碎；若该柔性割台单元底部没有液压油缸，那么控制靠近柔性割台单元两侧的液压油缸的拉伸杆提升，用于使该柔性割台单元呈倾斜状；

若障碍物的种类为岩石或硬岩，或仅障碍物垂直高度h大于0.5～0.6D时，若该柔性割台单元底部具有液压油缸，则控制液压油缸的拉伸杆提升，避免该柔性割台单元与障碍物碰撞，且控制收割机本体向一侧偏移；若该柔性割台单元底部没有液压油缸，那么控制靠近柔性割台单元两侧的液压油缸提升，避免该柔性割台单元与障碍物碰撞；若D-h大于液压油缸行程，则控制收割装置整体提升。

当越过障碍物，对应升高的液压油缸复位。

本发明的有益效果在于：

1.本发明所述的用于调整自动收割机割台高度的装置，感应装置能够实时感测地表高度，控制系统根据柔性割台单元前方的地表高度判断控制对应的液压油缸拉伸或整体收割装置的提升，可根据实际情况调节局部割台高度或调节整体割台高度，保证割台割刀不被损坏。

2.本发明所述的用于调整自动收割机割台高度的装置，通过设置金属材质且表面带有凸起纹路的碎土轮，可以对收割机行进路线上的较小土块进行破碎，保证收割机行进过程中的稳定性。

3.本发明所述的用于调整自动收割机割台高度的装置，无需人为操作，可以实现自动化操作，有效解放人工劳动。

4.本发明所述的用于调整自动收割机割台高度的装置，既可以调节局部割台高度，又可以调节整体割台高度，适用于多种工作环境。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例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简单地介绍，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，显而易见地还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所述自动收割机结构示意图；

图2为本发明所述割台初始状态示意图；

图3为本发明所述割台状态1示意图；

图4为本发明所述割台状态2示意图；

图5为本发明所述割台调节系统工作原理图；

图中：

1-收割机本体；2-控制系统；3-收割装置；3-1-柔性割台单元；3-2-固定板；4-液压油缸；5-碎土轮；6-感应装置。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本发明所述的用于调节自动收割机割台高度的装置包括收割机本体1、控制系统2、收割装置3和液压油缸4；所述控制系统2与收割装置3连接，自动收割机通过控制系统2自动调节收割装置3的割台位置，以降低操作难度和驾驶员负担，并确保所述收割机和相关元件不会因为操作不及时或操作失误而造成机器和人员的伤害，通过感应装置6测量地表高度变化，并将检测结果反馈至控制系统2，控制系统2根据反馈结果在收割机行进过程中调节收割装置3的割台高度，避免由于地面高低起伏的地势对割台造成损伤。

如图2所示，本发明中的收割装置3包括若干并联的柔性割台单元，每个柔性割台单元可以实现独立的切割，每个柔性割台单元包括一对动定齿，通过动齿的移动实现切割。至少间隔一个柔性割台单元两侧的柔性割台单元之间通过伸缩杆连接，两侧的柔性割台单元底部分别通过固定板3-2与液压油缸4的拉伸杆连接；伸缩杆两端分别与两侧的柔性割台单元底部的固定板3-2铰接。液压油缸4的另一端连接碎土轮5；每个柔性割台单元上均安装感应装置6，用于测量其对应的柔性割台单元前方的地表高度。所述控制系统2根据柔性割台单元前方的地表高度判断控制对应的液压油缸4拉伸或整体收割装置3的提升。所述碎土轮5为金属材质且表面带有凸起纹路，可以很轻易的压碎非岩石类土块。

如图3和图4所示，当一个柔性割台单元安装的感应装置6测量并识别出前方具有凸出的障碍物(即障碍物位于行走路径上)，且障碍物为非岩石类土块，若该柔性割台单元底部具有液压油缸4，则通过对液压油缸4施加背压，利用碎土轮5将障碍物压碎；若该柔性割台单元底部没有液压油缸4，那么控制靠近柔性割台单元两侧的液压油缸4的拉伸杆提升，可以使该柔性割台单元呈倾斜状，可避开障碍物。

当一个柔性割台单元安装的感应装置6测量并识别出前方具有凸出的障碍物，且障碍物为岩石或硬岩。若该柔性割台单元底部具有液压油缸4，则控制液压油缸4的拉伸杆提升，避免该柔性割台单元与障碍物碰撞，且控制收割机本体1向一侧偏移，让液压油缸4避开障碍物；若该柔性割台单元底部没有液压油缸4，那么控制靠近柔性割台单元两侧的液压油缸4提升，避免该柔性割台单元与障碍物碰撞。若柔性割台单元高度与障碍物高度的差超过液压油缸4的行程，则控制收割装置3整体提升。

实施例中感应装置6包括摄影机、红外测距传感器和探针，所述摄影机用于识别障碍物的种类和高度，所述红外测距传感器测量柔性割台单元到地面的距离；所述探针用于确定障碍物的硬度，辅助识别种类。

如图2、图3所示，当液压油缸4向上伸长抬高柔性割台单元高度时，伸缩杆沿固定板3-2抬高方向延伸；当液压油缸4向下缩短降低柔性割台单元高度时，所述伸缩杆同步收缩。

控制方法，具体为：

一个柔性割台单元上的感应装置6获取障碍物的图像和障碍物的硬度，所述控制系统2利用图像技术结合障碍物的硬度确定障碍物的种类和垂直高度h；感应装置6测量柔性割台单元到地面的距离D。

若障碍物的种类为非岩石类土块，且障碍物垂直高度h小于等于0.5～0.6D时，当该柔性割台单元上底部具有液压油缸4，则通过对液压油缸4施加背压，利用碎土轮5将障碍物压碎；若该柔性割台单元底部没有液压油缸4，那么控制靠近柔性割台单元两侧的液压油缸4的拉伸杆提升，可以使该柔性割台单元呈倾斜状，可避开障碍物。

若障碍物的种类为岩石或硬岩，或仅障碍物垂直高度h大于0.5～0.6D时，若该柔性割台单元底部具有液压油缸4，则控制液压油缸4的拉伸杆提升，避免该柔性割台单元与障碍物碰撞，且控制收割机本体1向一侧偏移，让液压油缸4避开障碍物；若该柔性割台单元底部没有液压油缸4，那么控制靠近柔性割台单元两侧的液压油缸4提升，避免该柔性割台单元与障碍物碰撞。若D-h大于液压油缸4行程，则控制收割装置3整体提升。

当越过障碍物，对应升高的液压油缸4复位。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于调整自动收割机割台高度的装置，其特征在于，包括收割机本体(1)、收割装置(3)、控制系统(2)、液压油缸(4)和控制系统(2)；所述收割机本体(1)一端设有可升降的收割装置(3)，

所述收割装置(3)包括若干并联的柔性割台单元(3-1)，每个柔性割台单元(3-1)可独立的切割；至少间隔一个柔性割台单元(3-1)两侧的柔性割台单元(3-1)之间通过伸缩杆连接，两侧的柔性割台单元底部分别通过固定板(3-2)与液压油缸(4)的拉伸杆连接；伸缩杆两端分别与两侧的柔性割台单元(3-1)底部的固定板(3-2)铰接；所述液压油缸(4)的另一端连接碎土轮(5)；

每个柔性割台单元(3-1)上均安装感应装置(6)，用于测量其对应的柔性割台单元(3-1)前方的地表高度；所述控制系统(2)根据柔性割台单元(3-1)前方的地表高度判断控制对应的液压油缸(4)拉伸或整体收割装置(3)的提升。

2.根据权利要求1所述的用于调整自动收割机割台高度的装置，其特征在于，所述感应装置(6)包括摄影机、红外测距传感器和探针，所述摄影机用于识别障碍物的种类和高度，所述红外测距传感器测量柔性割台单元到地面的距离；所述探针用于确定障碍物的硬度，辅助识别障碍物的种类。

3.根据权利要求1所述的用于调整自动收割机割台高度的装置，其特征在于，当液压油缸(4)向上伸长抬高柔性割台单元高度时，所述伸缩杆沿固定板(3-2)抬高方向延伸；当液压油缸(4)向下缩短降低柔性割台单元高度时，所述伸缩杆同步收缩。

4.根据权利要求1所述的用于调整自动收割机割台高度的装置，其特征在于，当一个柔性割台单元(3-1)上的感应装置(6)测量并识别出前方具有凸出的障碍物，障碍物为非岩石类土块，且高度小于设计值时，若该柔性割台单元底部具有液压油缸(4)，则通过对液压油缸(4)施加背压，利用碎土轮5将障碍物压碎；若该柔性割台单元底部没有液压油缸(4)，那么控制靠近柔性割台单元两侧的液压油缸(4)的拉伸杆提升，用于使该柔性割台单元呈倾斜状。

5.根据权利要求1所述的用于调整自动收割机割台高度的装置，其特征在于，当一个柔性割台单元(3-1)上的感应装置(6)测量并识别出前方具有凸出的障碍物，障碍物为岩石或硬岩，或障碍物的高度大于设计值时，若该柔性割台单元底部具有液压油缸(4)，则控制液压油缸(4)的拉伸杆提升，用于避免该柔性割台单元与障碍物碰撞，且控制收割机本体(1)向一侧偏移，用于该柔性割台单元底部的液压油缸(4)避开障碍物；若该柔性割台单元底部没有液压油缸(4)，那么控制靠近柔性割台单元两侧的液压油缸(4)提升，用于避免该柔性割台单元与障碍物碰撞；若柔性割台单元(3-1)高度与障碍物高度的差超过液压油缸(4)的行程，则控制收割装置3整体提升。

6.根据权利要求4或5所述的用于调整自动收割机割台高度的装置，其特征在于，所述设计值为0.5～0.6的障碍物垂直高度。

7.一种用于调整自动收割机割台高度的装置的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

一个柔性割台单元上的感应装置(6)获取障碍物的图像和障碍物的硬度，所述控制系统(2)利用图像技术结合障碍物的硬度确定障碍物的种类和垂直高度h；所述感应装置(6)测量柔性割台单元到地面的距离D；

若障碍物的种类为非岩石类土块，且障碍物垂直高度h小于等于0.5～0.6D时，当该柔性割台单元上底部具有液压油缸(4)，则通过对液压油缸(4)施加背压，利用碎土轮(5)将障碍物压碎；若该柔性割台单元底部没有液压油缸(4)，那么控制靠近柔性割台单元两侧的液压油缸(4)的拉伸杆提升，用于使该柔性割台单元呈倾斜状；

若障碍物的种类为岩石或硬岩，或仅障碍物垂直高度h大于0.5～0.6D时，若该柔性割台单元底部具有液压油缸(4)，则控制液压油缸(4)的拉伸杆提升，避免该柔性割台单元与障碍物碰撞，且控制收割机本体(1)向一侧偏移；若该柔性割台单元底部没有液压油缸(4)，那么控制靠近柔性割台单元两侧的液压油缸(4)提升，避免该柔性割台单元与障碍物碰撞；若D-h大于液压油缸(4)行程，则控制收割装置(3)整体提升。

当越过障碍物，对应升高的液压油缸(4)复位。