CN111903317A - 一种联合收获机割台高度自动控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种联合收获机割台高度自动控制系统，包括割茬高度检测单元、高度控制单元和提升单元，割茬高度检测单元能够检测割茬高度，高度控制单元能够控制提升单元运动，提升单元与联合收获机的割台相连，提升单元能够带动割台沿竖直方向往复运动。本发明的联合收获机割台高度自动控制系统中，割茬高度检测单元检测到割茬高度后，将割茬高度信息输入高度控制单元，高度控制单元将割茬高度信息与预先输入的设置高度比较后，控制提升单元的工作状态，提升单元能够带动联合收获机的割台上升或下降或维持原位，提高了联合收获机的割台高度调节的自动化程度，减轻了操作人员的劳动强度。
Description
技术领域
本发明涉及农业机械自动控制技术领域，特别是涉及一种联合收获机割台高度自动控制系统。
背景技术
随着精准农业与智慧农业的不断发展，农业机械在自动化、智慧化方面有了很大的提高，不仅提升了机械的作业效率，增加了粮食收获量，更减轻了操作人员的劳动强度。
联合收获机在进行作业收获时，割台高度是由操作员手动操作，由于地形波动，操作员往往不能准确及时的操作割台升降，这样的作业模式，易出现割茬过高或过低，割茬过高，农作物收获损失过大，且不易下次耕种；割茬过低，易造成割台前端入土以及消耗功率增加。在传统人工操控割台升降的过程中，控制精度不高，收获效果依赖于操作者的操作经验，制约了农业机械化的广泛应用，影响生产效率。
因此，如何改变现有技术中，联合收获机的割台高度控制精确度和及时性不佳的现状，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种联合收获机割台高度自动控制系统，以解决上述现有技术存在的问题，提高联合收获机的割台高度升降调节的自动化程度。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种联合收获机割台高度自动控制系统，包括割茬高度检测单元、高度控制单元和提升单元，所述割茬高度检测单元能够检测割茬高度，所述高度控制单元能够控制所述提升单元运动，所述提升单元与联合收获机的割台相连，所述提升单元能够带动割台沿竖直方向往复运动。
优选地，所述高度控制单元包括PIC单片机，所述PIC单片机能够控制所述提升单元的工作状态。
优选地，所述提升单元包括三位四通电磁换向阀、单向阀、液压泵、液压油缸，所述PIC单片机与所述三位四通电磁换向阀相连，所述液压泵、所述液压油缸均与所述三位四通电磁换向阀相连，所述液压油缸的液压杆与联合收获机的割台相连，所述液压油缸能够带动联合收获机的割台往复运动，所述单向阀设置于所述液压油缸的回油口与所述三位四通电磁换向阀之间。
优选地，所述液压泵与联合收获机的液压油箱相连通，所述液压泵与联合收获机的液压油箱之间设置过滤器。
优选地，所述PIC单片机与所述三位四通电磁换向阀之间设置电磁阀驱动器，所述电磁阀驱动器为MOS管。
优选地，所述割茬高度检测单元包括仿形托板、旋转轴、传感器摆臂和角度传感器，所述仿形托板与所述旋转轴相连，所述仿形托板和所述旋转轴均位于联合收获机的割台底部，所述仿形托板能够与割茬相抵，所述仿形托板与联合收获机的割台之间设置弹性件，所述弹性件处于被压缩状态，所述旋转轴可转动地与联合收获机的割台相连，所述旋转轴与所述传感器摆臂传动相连，所述旋转轴能够带动所述传感器转动，所述传感器摆臂与所述角度传感器相连，所述角度传感器能够检测所述传感器摆臂的转动角度。
优选地，所述角度传感器的输出端与所述PIC单片机的输入端相连。
优选地，所述旋转轴通过曲柄滑块机构与所述传感器摆臂传动相连。
优选地，所述高度控制单元的电源为12V蓄电池。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：本发明的联合收获机割台高度自动控制系统，包括割茬高度检测单元、高度控制单元和提升单元，割茬高度检测单元能够检测割茬高度，高度控制单元能够控制提升单元运动，提升单元与联合收获机的割台相连，提升单元能够带动割台沿竖直方向往复运动。本发明的联合收获机割台高度自动控制系统中，割茬高度检测单元检测到割茬高度后，将割茬高度信息输入高度控制单元，高度控制单元将割茬高度信息与预先输入的设置高度比较后，控制提升单元的工作状态，提升单元能够带动联合收获机的割台上升或下降或维持原位，提高了联合收获机的割台高度调节的自动化程度，减轻了操作人员的劳动强度，同时减少了联合收获机的割台前端入土或割茬过高的现象，在提高联合收获机的作业效率、增加粮食产量方面有积极意义。
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，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的联合收获机割台高度自动控制系统的割茬高度检测单元的结构示意图；
图2为本发明的联合收获机割台高度自动控制系统的高度控制单元和提升单元的结构示意图；
图3为本发明的联合收获机割台高度自动控制系统的控制原理图；
图4为本发明的联合收获机割台高度自动控制系统的工作流程图；
其中，1为割茬高度检测单元，101为仿形托板，102为旋转轴，103为传感器摆臂，104为角度传感器，105为弹性件，2为PIC单片机，3为三位四通电磁换向阀，4为单向阀，5为液压泵，6为液压油缸，7为液压油箱，8为过滤器，9为电磁阀驱动器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。
本发明的目的是提供一种联合收获机割台高度自动控制系统，以解决上述现有技术存在的问题，提高联合收获机的割台高度升降调节的自动化程度。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
请参考图1-4，其中，图1为本发明的联合收获机割台高度自动控制系统的割茬高度检测单元的结构示意图，图2为本发明的联合收获机割台高度自动控制系统的高度控制单元和提升单元的结构示意图，图3为本发明的联合收获机割台高度自动控制系统的控制原理图，图4为本发明的联合收获机割台高度自动控制系统的工作流程图。
本发明提供一种联合收获机割台高度自动控制系统，包括割茬高度检测单元1、高度控制单元和提升单元，割茬高度检测单元1能够检测割茬高度，高度控制单元能够控制提升单元运动，提升单元与联合收获机的割台相连，提升单元能够带动割台沿竖直方向往复运动。
本发明的联合收获机割台高度自动控制系统中，割茬高度检测单元1检测到割茬高度后，将割茬高度信息输入高度控制单元，高度控制单元将割茬高度信息与预先输入的设置高度比较后，控制提升单元的工作状态，提升单元能够带动联合收获机的割台上升或下降或维持原位，提高了联合收获机的割台高度调节的自动化程度，减轻了操作人员的劳动强度，同时减少了联合收获机的割台前端入土或割茬过高的现象，在提高联合收获机的作业效率、增加粮食产量方面有积极意义。
具体地，高度控制单元包括PIC单片机2，PIC单片机2能够控制提升单元的工作状态，PIC单片机2与提升单元相连，为了方便操作，高度控制单元还设置触摸屏，触摸屏能够显示割茬高度。
更具体地，提升单元包括三位四通电磁换向阀3、单向阀4、液压泵5、液压油缸6，PIC单片机2与三位四通电磁换向阀3相连，液压泵5、液压油缸6均与三位四通电磁换向阀3相连，液压油缸6的液压杆与联合收获机的割台相连，液压油缸6能够带动联合收获机的割台往复运动，单向阀4设置于液压油缸6的回油口与三位四通电磁换向阀3之间。三位四通电磁换向阀3的阀芯位置变换，能够实现联合收获机的割台上升、下降以及保持原位。
其中，液压泵5与联合收获机的液压油箱7相连通，液压泵5与联合收获机的液压油箱7之间设置过滤器8，防止油液污染，保证系统正常工作。
另外，PIC单片机2与三位四通电磁换向阀3之间设置电磁阀驱动器9，电磁阀驱动器9为MOS管，PIC单片机2利用电磁阀驱动器9驱动三位四通电磁换向阀3。
进一步地，割茬高度检测单元1包括仿形托板101、旋转轴102、传感器摆臂103和角度传感器104，仿形托板101与旋转轴102相连，仿形托板101和旋转轴102均位于联合收获机的割台底部，仿形托板101能够与割茬相抵，仿形托板101与联合收获机的割台之间设置弹性件105，弹性件105处于被压缩状态，旋转轴102可转动地与联合收获机的割台相连，旋转轴102与传感器摆臂103传动相连，旋转轴102能够带动传感器转动，传感器摆臂103与角度传感器104相连，角度传感器104能够检测传感器摆臂103的转动角度。仿形托板101与割茬相抵接，仿形托板101随着割茬高度的变化进而带动旋转轴102转动，旋转轴102将角度变化通过传感器摆臂103传递给角度传感器104。
需要说明的是，角度传感器104的输出端与PIC单片机2的输入端相连，角度传感器104把角度信号通过模拟I/O口传递到PIC单片机2，PIC单片机2进行计算后得到割茬真实高度，由触摸屏显示割茬实时高度，并设置想要高度与允许偏差高度范围，经PID算法将真实高度与设置高度相比较，如偏离所设置的高度范围，PIC单片机2向数字I/O口发送电信号，利用电磁阀驱动器9驱动三位四通电磁换向阀3，控制割台上升或下降。
更进一步地，旋转轴102通过曲柄滑块机构与传感器摆臂103传动相连，在本具体实施方式中，在联合收获机的割台的两侧各设置一组角度传感器104，可同时接收左右两端割茬高度数据，对两组数据进行比较分析，提高了测量结果的精准度。
另外，高度控制单元的电源为12V蓄电池，便于固定于联合收获机上。
本发明的联合收获机割台高度自动控制系统，仿形托板101与割茬相接触，仿形托板101随着割茬的高度变化而转动，通过弹性件105带动旋转轴102转动，再通过曲柄滑块机构将角度信号传递给角度传感器104，角度传感器104将角度信号通过模拟I/O口传递到PIC单片机2，PIC单片机2进行计算得到割茬真实高度，由触摸屏显示实时割茬高度，并设置想要高度与允许偏差高度范围，经PID算法将真实高度与设置高度相比较，如偏离所设置的高度范围，PIC单片机2向数字I/O口发送电信号，当电磁阀驱动器9接收PIC单片机2的电信号使三位四通电磁换向阀3的右侧通电，B口进油，割台上升；当三位四通电磁换向阀3的左侧通电，B口回油，割台下降。三位四通电磁换向阀3的两边电磁铁都不通电时，阀芯处于中位，割台不动作。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (9)
1.一种联合收获机割台高度自动控制系统，其特征在于：包括割茬高度检测单元、高度控制单元和提升单元，所述割茬高度检测单元能够检测割茬高度，所述高度控制单元能够控制所述提升单元运动，所述提升单元与联合收获机的割台相连，所述提升单元能够带动割台沿竖直方向往复运动。
2.根据权利要求1所述的联合收获机割台高度自动控制系统，其特征在于：所述高度控制单元包括PIC单片机，所述PIC单片机能够控制所述提升单元的工作状态。
3.根据权利要求2所述的联合收获机割台高度自动控制系统，其特征在于：所述提升单元包括三位四通电磁换向阀、单向阀、液压泵、液压油缸，所述PIC单片机与所述三位四通电磁换向阀相连，所述液压泵、所述液压油缸均与所述三位四通电磁换向阀相连，所述液压油缸的液压杆与联合收获机的割台相连，所述液压油缸能够带动联合收获机的割台往复运动，所述单向阀设置于所述液压油缸的回油口与所述三位四通电磁换向阀之间。
4.根据权利要求3所述的联合收获机割台高度自动控制系统，其特征在于：所述液压泵与联合收获机的液压油箱相连通，所述液压泵与联合收获机的液压油箱之间设置过滤器。
5.根据权利要求3所述的联合收获机割台高度自动控制系统，其特征在于：所述PIC单片机与所述三位四通电磁换向阀之间设置电磁阀驱动器，所述电磁阀驱动器为MOS管。
6.根据权利要求2所述的联合收获机割台高度自动控制系统，其特征在于：所述割茬高度检测单元包括仿形托板、旋转轴、传感器摆臂和角度传感器，所述仿形托板与所述旋转轴相连，所述仿形托板和所述旋转轴均位于联合收获机的割台底部，所述仿形托板能够与割茬相抵，所述仿形托板与联合收获机的割台之间设置弹性件，所述弹性件处于被压缩状态，所述旋转轴可转动地与联合收获机的割台相连，所述旋转轴与所述传感器摆臂传动相连，所述旋转轴能够带动所述传感器转动，所述传感器摆臂与所述角度传感器相连，所述角度传感器能够检测所述传感器摆臂的转动角度。
7.根据权利要求6所述的联合收获机割台高度自动控制系统，其特征在于：所述角度传感器的输出端与所述PIC单片机的输入端相连。
8.根据权利要求6所述的联合收获机割台高度自动控制系统，其特征在于：所述旋转轴通过曲柄滑块机构与所述传感器摆臂传动相连。
9.根据权利要求1所述的联合收获机割台高度自动控制系统，其特征在于：所述高度控制单元的电源为12V蓄电池。
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