[发明专利]根茎类作物收获机自动对行控制系统及方法

说明书

本发明提供一种根茎类作物收获机自动对行控制系统及方法，实现收获机作业路线实时调整，从而实现收获机行进过程中的自动对行功能。根茎类作物收获机自动对行控制系统包括信号采集模块、比例阀驱动模块、车载控制器和监控终端，其中信号采集模块包括左角度传感器、右角度传感器和位移传感器，左角度传感器及右角度传感器用于测量地垄处探测板偏移数据，位移传感器用于测量液压油缸伸缩数据；比例电磁换向阀驱动液压油缸的动作，液压油缸与收获机牵引座连接；监控终端和车载控制器之间通过无线通讯单元进行信号传递；车载控制器输入端与信号采集模块连接，输出端与比例阀驱动模块连接。

技术领域

本发明涉及一种根茎类作物收获机的控制技术，具体涉及一种根茎类作物收获机自动对行控制系统及方法。

背景技术

甜菜、花生、马铃薯、甘薯等根茎类作物是我国重要的经济作物，种植面积及产量均居世界首位。根茎类作物果实埋于地下，不同于稻麦、玉米等地上作物，收获时需要挖掘收获。挖掘收获时若挖掘铲前进方向出现偏差，就会漏挖、少挖，作业效率低。为了提高产量，根茎类作物主产区大量采用垄作方式，由于农艺不规范，各地垄作模式不统一，为了提高根茎类作物收获机械自动化水平和作业性能，自动对行控制技术的研究迫在眉睫。

自动对行是根茎类作物收获的关键作业环节，国内外科研人员在农业机械自动控制方面已经做了大量研究，也取得了很大进展。王申莹等在借鉴日本TBH45T型甜菜联合收获机导向系统的基础上，采用液压技术、传感器信号采集技术和微处理器控制技术设计了一套自动对行控制系统。王方艳等针对圆盘式甜菜收获机的结构特点和甜菜机械化双行移栽的种植方式，试制了一种机械式液压对行控制系统，提高了圆盘式甜菜收获机的对行收获质量。杨然兵等研制花生联合收获机活动底盘，运用自动化对行技术实现对正挖掘，有效提高挖掘效果。

上述几种自动对行控制系统不是一种完整的闭环控制系统，都缺少一个相对完善的算法，同时液压冲击高，结构复杂，造价成本较高，仅仅停留在研究探索阶段。 发明内容

为了克服现有根茎类作物收获机自动对行控制系统的不足，本发明提供一种根茎类作物收获机自动对行控制系统及方法，实现收获机作业路线实时调整，从而实现收获机行进过程中的自动对行功能。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种根茎类作物收获机自动对行控制系统，其特征在于：包括信号采集模块、比例阀驱动模块、车载控制器和监控终端，其中信号采集模块包括与收获机左仿形机构连接的左角度传感器、与收获机右仿形机构连接的右角度传感器和与收获机牵引座的液压油缸连接的位移传感器，左角度传感器及右角度传感器用于测量地垄处探测板偏移数据，位移传感器用于测量液压油缸伸缩数据；比例阀驱动模块包括比例电磁换向阀，比例电磁换向阀驱动液压油缸的动作，液压油缸与收获机牵引座连接；监控终端和车载控制器之间通过无线通讯单元进行信号传递；车载控制器输入端与信号采集模块连接，输出端与比例阀驱动模块连接，车载控制器制器根据实时检测的信号来判断牵引座偏转角度是否达到要求，构成对行闭环控制系统。

上述的根茎类作物收获机自动对行控制系统优选方案，比例阀驱动模块包括油箱、过滤器和比例电磁换向阀，比例电磁换向阀为三位四通电磁换向阀，三位四通电磁换向阀的进油口连接减压阀出口端，减压阀进口端连接过滤器出油一端，过滤器进油一端经球阀连接油箱，三位四通电磁换向阀的回油口连接油箱，三位四通电磁换向阀的两个工作油口连接液压油缸。

上述的根茎类作物收获机自动对行控制系统优选方案，无线通信单元用于监控终端和车载控制器之间的信号传递，通过433模块与监控终端交换信息，并通过RS232接口与车载控制器连接用于接收和发送控制指令。

一种利用所述根茎类作物收获机自动对行控制系统进行对行控制方法，包括以下步骤：

A、上电后，系统自动对车载控制器进行初始化，主要包括各模块、参数初始化，牵引座调整居中，工作标志置零；