[发明专利]一种高地隙植保机车身姿态平衡控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种高地隙植保机车身姿态平衡控制系统及方法，属于植保机控制领域。控制系统与方法相匹配，其方法包括以下步骤：S1、根据经验输入平台标准倾斜角区间[a，b]，路面平整度区间[c,d]；S2、获取车辆的速度V和行驶方向上的路面信息；S3、预测车辆通过路面的平整度、坑深参数以及位置信息；S4、发现目标物，计算出到达时间t、坑深H、液压缸的高度控制量ΔH；S5、位移传感器实时将液压缸高度值反馈给控制系统，判断是否超出量程；S6、发出调控指令，使平台趋于水平，防止侧翻；S7、采集震动时底盘倾角值进行微调，姿态回正，再次进入S2，形成闭环控制。本发明解决了现有大型植保机作业平台不能根据实地路面平整度不同自动调节的问题。

技术领域

本发明涉及农业机械技术领域，特别是涉及一种高地隙植保机车身姿态平衡控制系统及方法。

背景技术

自走式植保机作为农业生产的重要组成部分，已越来越受到我国的重视，我国虽然对高地隙植保机展开了一些研究，但是主要机型仍然难以满足高和作物生长后期施药作业和在复杂地形作业等要求，只能单一的对低茎作物进行施药作业；就连高地隙植保机的核心部件—自走式底盘机架也只是粗略地模仿国外的机型，机架与底盘刚性连接，减少了空气弹簧、减震系统等驾驶舒适性部件，并且存在喷雾机自走式底盘机架装置笨重、振动和噪音巨大、效率低下以及稳定性差等问题，为了解决上述问题，本发明提出了一种高地隙植保机车身姿态平衡调整控制系统及控制方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、控制性能好、具有较高的通过效率和地形适应性、底盘高度可调的高地隙自走式植保机及其车身姿态平衡控制系统和控制方法，以解决或者部分解决目前的市面上植保机舒适性差、通过性差，且目前国内水田植保机大多是刚性连接的悬架，其是在车辆出现震动之后再进行被动调节，因此无法准确适应各种路况，造成避震调节存在延迟的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种高地隙植保机车身姿态平衡调整控制系统，包括植保机本体，所述植保机本体包括有车架，所述车架上固定安装有植保机底盘姿态调平系统，所述植保机调平系统包括有输入模块，所述输入模块固定安装在植保机本体的车身平台上，所述车架中心位置上还固定安装有倾角传感器，所述车架的四角处安装有底盘悬架，所述植保机本体的底盘悬架与车桥总成采用多连杆式非独立悬架结构，所述多连杆式非独立悬架结构上的连杆的铰接端两侧均安装有橡胶套，所述底盘悬挂上还铰接有双作用液压缸，所述双作用液压缸上固定安装有位移传感器，所述双作用液压缸的底端通过管路固定连接有无级变速器，所述无级变速器的机械动力输出端固定连接有车轮，所述车轮上固定安装有轮速传感器；所述车架的前部固定连接有安装支架，所述安装支架的末端固定连接有激光雷达和深度相机。

一种高地隙植保机车身姿态平衡调整控制方法，包括以下步骤：

S1、用户根据经验输入设定平面倾斜倾角标准区间[a，b]，标准平整度区间[c,d]，植保机开始工作，进入下步操作，否则进入被动蓄能器补充调节状态；

S2、通过轮速传感器来获取车辆的行进速度V，通过深度相机获取植保机在当前行驶方向上的田间路面信息，通过激光雷达实时获取植保机通过路面平整度；

S3、进行田间路面信息融合处理，提取两侧车轮运动轨迹路线，预判车辆将通过的路线轨迹中路面的不平整度、目标物位置坐标信息及空间形状数据；

S4、若前方发现目标物，则计算预计到达时间t、坑深H和每个双作用液压缸的高度控制量ΔH，否则进行单一信息调整状态，靠实时采集车身倾角值X、Y，判断X、Y是否在区间[a,b]内，在则无需微调，不在则进行微调控制；

S5、通过位移传感器分别将四个双作用液压缸高度值h₁、h₂、h₃、h₄反馈给控制系统，判断是否超出双作用液压缸量程；