[发明专利]一种多功能果园管理机的智能控制系统与方法

说明书

所属技术领域

    本发明涉及农业装备领域，特别涉及一种多功能果园管理机的智能控制系统与方法。

背景技术

针对果园生产环节众多、作业季节性强的特点，多功能果园管理机成为中小型果园机械发展的方向。新疆机械研究院开发的LG-1型多功能果园作业机（朱海涛. LG_1多功能果园作业机的改进设计. 新疆农机化, 2011,(5):44,62）。）、新疆农垦科学院开发的多功能果园作业机（授权公告号：CN202653062U）、姜年坤提出的多功能果园管理机（授权公告号：CN202285496 U）等机型，实现土壤管理、灌溉、剪枝、物资运输等功能的一机多用，但均通过在底盘上简单附加不同的作业部件来达到扩充功能的目的，各个功能模块之间缺乏有机集成，多数功能可由用户在常用作业机甚至拖拉机上挂接相应装置即可实现。 同时，各功能均由人工进行部件更换和分别操作，其操作复杂不便，远远无法满足果园多功能管理的需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多功能果园管理机的智能控制系统与方法，以实现多功能果园管理机开沟、施肥、施药作业的智能控制与状态监测报警，有效提高多功能果园管理机的易操纵性与可靠性。

为了解决以上技术问题，本发明采用的具体技术技术方案如下：

一种多功能果园管理机的智能控制系统，其特征在于：包括控制器（6）、触摸屏（5）行驶速度监测控制部分、开沟速度监测控制部分、施药监测控制部分和施肥监测控制部分；行驶速度监测控制部分、开沟速度监测控制部分、施药监测控制部分和施肥监测控制部分分别通过I/O口与控制器（6）相连，触摸屏（5）通过通讯接口与控制器（6）相连。

根据所述的一种多功能果园管理机的智能控制系统的控制方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一，初始化系统，驾驶人员操纵底盘（1）前进；

步骤二，如按触摸屏（5）的施药键(34)，则电磁离合器（15）分离使开沟器（2）处于停止作业状态，排肥步进电机（30）使排肥口（32）处于关闭状态；控制器（6）首先控制微型隔膜泵（19）工作将油箱（20）内的燃油抽入油路；而后油箱电磁阀（21）打开，燃油进入施药发动机（24）；随后电子开关（23）打火使施药发动机（24）启动；打开药箱电磁阀25，药液喷出实现施药作业；

如按开沟施肥键（35），则微型隔膜泵（19）停止，油箱电磁阀（21）与药箱电磁阀（25）关闭，电子开关（23）断开，施药系统（4）处于停止作业状态；电磁离合器（15）接合使开沟器轴（13）转动，开沟器（2）进行开沟作业；同时排肥步进电机（30）带动排肥口（32）打开，施肥器（3）进行施肥作业；

如按全作业键（36），则微型隔膜泵（19）工作，油箱电磁阀（21）打开，电子开关（23）打火，药箱电磁阀（25）打开，施药系统（4）进行施药作业；同时电磁离合器（15）接合使开沟器轴（13）转动，开沟器（2）进行开沟作业；同时排肥步进电机（30）带动排肥口（32）打开，施肥器（3）进行施肥作业；

步骤三，如按智能模式键（37），则进入负荷反馈作业状态；否则维持无反馈的开环控制作业状态；

步骤四，在负荷反馈作业状态，如开沟器轴（13）的实时转速n_s小于开沟器轴（13）稳定转速n₀的0.6倍，表明开沟载荷增加明显，将实时转速n_s从稳定转速n₀减小到0.6n₀的时间t与时间阈值t₀比较，进行区分：

如t<t₀，表明载荷急剧增加，前方存在大石块等障碍物，则控制器（6）发出命令，电磁离合器（15）迅速分离，使开沟器轴（13）不再有动力输入；同时电磁制动器（7）迅速制动使底盘（1）停止行进，过载报警灯（38）发出报警，提示驾驶员下车检查；

如t>t₀，表明由于排土不畅等造成开沟载荷持续增加，则控制器（6）发出命令，调速步进电机（11）转动，带动HST无极变速系统（9）自动调整底盘（1）的前进速度，使开沟载荷下降至最佳状态；

步骤五，如肥量传感器（28）检测到肥箱（31）内的肥量不足，则肥量报警灯（39）亮，驾驶人员操纵底盘（1）停止，人工补充肥料；否则表示肥量充足，继续目前的作业状态；

步骤六，如药箱液位传感器（27）检测到药箱（26）内的药量不足，则药量报警灯（40）亮，驾驶人员操纵底盘（1）停止，人工补充药液；否则表示药量充足，继续目前的作业状态；