本實(shí)用新型涉及一種機(jī)械傳感避樁控制電路。

背景技術(shù)：

我國是農(nóng)業(yè)大國，水稻是我國三大糧食作物之一。再生稻是水稻的一類品種。通常,再生稻兩季總產(chǎn)值比其一季稻的產(chǎn)量要增加50%（福建省尤溪縣近些年的數(shù)據(jù)是每年種植再生稻近10萬畝，頭季平均畝產(chǎn)約600 kg，再生季平均畝產(chǎn)約300 kg）對糧食增產(chǎn)起到重要作用。但是目前再生稻收獲機(jī)械化自動化程度仍然很低，特別是機(jī)收頭季再生稻，制約了再生稻的推廣與發(fā)展。21世紀(jì)農(nóng)業(yè)勞動力逐漸向社會其它產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，我國面臨著人口老齡化、勞動力資源不足的嚴(yán)峻形勢。同時(shí)，農(nóng)業(yè)部要求將推進(jìn)水稻生產(chǎn)機(jī)械化自動化擺在重要位置，大力推進(jìn)水稻生產(chǎn)全程機(jī)械化自動化。這些對于再生稻收獲機(jī)械化自動化的發(fā)展具有極為重要的意義。

再生稻的特點(diǎn)是在一季稻成熟之后，大約只割下植株上2/3的部位，收取稻穗，保留下面的1/3植株，讓其再長出一季稻子，此特點(diǎn)對機(jī)收頭季再生稻提出嚴(yán)格的技術(shù)要求：收割機(jī)作業(yè)時(shí)行走輪必須盡量減少對再生季稻荘的碾壓，以減少對再生季產(chǎn)量的影響。

重點(diǎn)研制頭季稻收割機(jī)械，提高再生稻機(jī)械化自動化生產(chǎn)水平，必須將農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備與現(xiàn)代化信息技術(shù)相融合。隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)、通訊技術(shù)以及圖像識別技術(shù)的快速發(fā)展，給再生稻收割機(jī)的自動化發(fā)展提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐，有助于發(fā)展收割機(jī)避荘技術(shù)，減少行走輪對稻樁碾壓率，提高再生稻生產(chǎn)水平。通常，農(nóng)田作物是整齊地按直線、平行的方式規(guī)則育秧。為了使收割機(jī)能夠在稻田中自主規(guī)劃路徑，環(huán)境感知是實(shí)現(xiàn)避障和導(dǎo)航的關(guān)鍵技術(shù)。自主導(dǎo)航路徑規(guī)劃技術(shù)的發(fā)展，為頭季再生稻收割機(jī)避樁的研究指明了另一新的方向。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種機(jī)械傳感避樁控制電路及控制方法，實(shí)現(xiàn)智能避樁。

本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種機(jī)械傳感避樁控制系統(tǒng)，其包括一微處理器及與其相連接的供電模塊、信號采集裝置、測速模塊、移位機(jī)構(gòu)；信號采集裝置均包括探測桿及安裝在探測桿上的左碰撞檢測傳感器模塊、右碰撞檢測傳感器模塊、測角器；左碰撞檢測傳感器模塊、右碰撞檢測傳感器模塊測角器分別與所述微處理器連接；左碰撞檢測傳感器模塊、右碰撞檢測傳感器模塊分別安裝探測桿的兩端；測角器安裝在所述探測桿的左端或右端；所述探測桿的中心位置與輔助輪的前方鉸接；所述移位機(jī)構(gòu)安裝在收割機(jī)的輔助輪上；所述移位機(jī)構(gòu)包括移位電機(jī)及與所述連接的移位電機(jī)驅(qū)動模塊；所述移位電機(jī)驅(qū)動模塊分別與所述微處理器、移位電機(jī)連接；所述移位電機(jī)與輔助輪連接。

在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述左碰撞檢測傳感器模塊、右碰撞檢測傳感器模塊均包括依次連接的碰撞檢測傳感器、濾波模塊及信號放大電路；所述信號放大電路與微處理器連接。

在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，還包括一與所述微處理器連接的報(bào)警系統(tǒng)。

在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述測速模塊為霍爾傳感器脈沖測速模塊、雷達(dá)跟蹤測速模塊或GPS測速模塊。

在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述收割機(jī)包括機(jī)架和控制系統(tǒng)，所述機(jī)架底部兩端設(shè)置有位于同一直線上的驅(qū)動輪和導(dǎo)向輪，所述驅(qū)動輪位于前端，導(dǎo)向輪位于后端，或驅(qū)動輪位于后端，導(dǎo)向輪位于前端；所述機(jī)架底部兩側(cè)分別設(shè)置有位于同一直線上的輔助輪，以使驅(qū)動輪、導(dǎo)向輪和兩個(gè)輔助輪呈菱形布置，所述機(jī)架底部兩側(cè)分別設(shè)置有外套筒，所述外套筒外設(shè)置有電機(jī)，所述外套筒內(nèi)設(shè)置有內(nèi)套筒，所述內(nèi)套筒內(nèi)設(shè)置有齒條，所述電機(jī)的輸出端設(shè)置有與該齒條相嚙合的齒輪，所述內(nèi)套筒一端設(shè)置有連桿，所述輔助輪連接在該連桿的端部；所述機(jī)架上部設(shè)置有為驅(qū)動輪提供動力的發(fā)動機(jī)，所述發(fā)動機(jī)的輸出端連接有變速箱；所述機(jī)架上部后端設(shè)置有座椅；所述外套筒和外套筒遠(yuǎn)離連桿的端部上均設(shè)置有端蓋，所述外套筒的另一端設(shè)置有橡膠密封圈，所述連桿從橡膠密封圈穿出；所述信號采集裝置個(gè)數(shù)為2，分別安裝在兩個(gè)輔助輪上；移位機(jī)構(gòu)個(gè)數(shù)為2，分別安裝在兩個(gè)輔助輪上。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、以機(jī)械探測桿作為感知稻樁的傳感器，具有信號穩(wěn)定，可靠的特點(diǎn)；

2、通過收割機(jī)的速度和探桿的轉(zhuǎn)角計(jì)算稻樁的位置，同時(shí)通過轉(zhuǎn)角的方向確定稻樁的方位得出避讓參數(shù)，并傳遞給傳動系統(tǒng)進(jìn)行移位避讓。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的主要原理圖。

圖2為本實(shí)用新型一實(shí)施例的收割機(jī)構(gòu)造示意主視圖。

圖3為本實(shí)用新型一實(shí)施例的收割機(jī)的構(gòu)造示意俯視圖。

圖4為本實(shí)用新型一實(shí)施例的收割機(jī)中伸縮機(jī)構(gòu)的構(gòu)造示意圖。

圖5為本實(shí)用新型一實(shí)施例的主要流程圖。

圖6為本實(shí)用新型一實(shí)施例的稻樁檢測示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步解釋說明。

本實(shí)用新型的目的是提供一種機(jī)械傳感避樁控制電路及控制方法，實(shí)現(xiàn)智能避樁。

本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種機(jī)械傳感避樁控制系統(tǒng)，其包括一微處理器及與其相連接的供電模塊、信號采集裝置、測速模塊、移位機(jī)構(gòu)；所述信號采集裝置包括探測桿及安裝在探測桿上的左碰撞檢測傳感器模塊、右碰撞檢測傳感器模塊、測角器；左碰撞檢測傳感器模塊、右碰撞檢測傳感器模塊測角器分別與所述微處理器連接；左碰撞檢測傳感器模塊、右碰撞檢測傳感器模塊分別安裝探測桿的兩端；測角器安裝在所述探測桿的左端或右端；所述探測桿的中心位置與輔助輪的前方鉸接；所述移位機(jī)構(gòu)安裝在收割機(jī)的輔助輪上；所述移位機(jī)構(gòu)包括一移位電機(jī)及與所述連接的移位電機(jī)驅(qū)動模塊；所述移位電機(jī)驅(qū)動模塊分別與所述微處理器、移位電機(jī)連接；所述移位電機(jī)與輔助輪連接。

在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述左碰撞檢測傳感器模塊、右碰撞檢測傳感器模塊均包括依次連接的碰撞檢測傳感器、濾波模塊及信號放大電路；所述信號放大電路與微處理器連接。

在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，還包括一與所述微處理器連接的報(bào)警系統(tǒng)。

在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述測速模塊為霍爾傳感器脈沖測速模塊、雷達(dá)跟蹤測速模塊或GPS測速模塊。

本實(shí)用新型的主要原理圖參見圖1。

如圖2～4所示，本實(shí)用新型的收割機(jī)包括機(jī)架1和控制系統(tǒng)，所述機(jī)架1前端設(shè)置有收割稻穗的割臺2和對稻穗進(jìn)行脫粒的脫粒裝置3，所述機(jī)架1底部兩端設(shè)置有位于同一直線上的驅(qū)動輪4和導(dǎo)向輪5，所述驅(qū)動輪4位于前端，導(dǎo)向輪5位于后端，所述機(jī)架1底部兩側(cè)分別設(shè)置有位于同一直線上的輔助輪6，以使驅(qū)動輪4、導(dǎo)向輪5和兩個(gè)輔助輪6呈菱形布置，所述機(jī)架1底部兩側(cè)分別設(shè)置有外套筒7，所述外套筒外設(shè)置有電機(jī)，所述外套筒7內(nèi)設(shè)置有內(nèi)套筒8，所述內(nèi)套筒8內(nèi)設(shè)置有齒條81，所述電機(jī)的輸出端設(shè)置有與該齒條相嚙合的齒輪9，所述內(nèi)套筒一端設(shè)置有連桿82，所述輔助輪6連接在該連桿82的端部，所述機(jī)架上部還設(shè)置有控制導(dǎo)向輪5轉(zhuǎn)向的方向盤13。所述驅(qū)動輪和導(dǎo)向輪均為大直徑車輪，使得機(jī)架離地更高。所述機(jī)架上部設(shè)置有為割臺2、脫粒裝置3和驅(qū)動輪4提供動力的發(fā)動機(jī)11，所述發(fā)動機(jī)的輸出端連接有變速箱12，所述驅(qū)動輪與變速箱輸出端通道帶傳動進(jìn)行傳動連接。所述機(jī)架上部后端設(shè)置有座椅14，方便駕駛員坐在上面。所述機(jī)架上還設(shè)置有控制割臺升降的液壓推桿15，使割臺能夠?qū)Σ煌叨鹊乃具M(jìn)行收割。所述信號采集裝置個(gè)數(shù)為2，分別安裝在兩個(gè)輔助輪上；移位機(jī)構(gòu)個(gè)數(shù)為2，分別安裝在兩個(gè)輔助輪上。圖2-5中信號采集裝置和移位機(jī)構(gòu)未畫出。

本實(shí)施例中，所述外套筒和外套筒遠(yuǎn)離連桿的端部上均設(shè)置有端蓋71，該些端蓋起到限位和防止泥漿進(jìn)入套筒內(nèi)的作用，所述外套筒的另一端設(shè)置有橡膠密封圈72，所述連桿82從橡膠密封圈穿出，該橡膠密封圈起到防止泥漿進(jìn)入套筒內(nèi)的作用。

以下簡要闡述上述的機(jī)械傳感避樁控制系統(tǒng)的控制方法，主要流程圖參見圖5。其包括以下步驟：步驟S1：收割機(jī)行進(jìn)過程中探測桿探測到稻樁；若探測桿碰觸到稻樁則進(jìn)入步驟S2；步驟S2：微處理器接收到左碰撞檢測傳感器模塊或右碰撞檢測傳感器模塊傳送到信號后開始計(jì)時(shí)，由測角器測量探測桿的旋轉(zhuǎn)角度；由測速模塊測量收割機(jī)的行進(jìn)速度；則稻樁距離探測桿中心位置的水平距離D為：；其中V為收割機(jī)的行進(jìn)速度，A為探測桿碰到稻茬發(fā)生轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動角度，T為探測桿從水平狀態(tài)轉(zhuǎn)到A角度用時(shí)；當(dāng)探測桿左碰撞檢測傳感器模塊檢測到信號時(shí)表示稻樁在輔助輪左側(cè)，反之表示稻樁在輔助輪右側(cè)；步驟S3：由微處理器計(jì)算出避讓參數(shù)，將該避讓參數(shù)發(fā)送至移位電機(jī)驅(qū)動模塊；由移位電機(jī)驅(qū)動模塊控制輔助輪橫向移動，即控制輔助輪向右或向左移動D。當(dāng)探測桿探測到稻樁、輔助輪橫向移動時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)均進(jìn)行語音報(bào)警。多個(gè)輔助輪單獨(dú)控制。探測桿的長度要略長于輔助輪的寬度。

該控制方法非本實(shí)用新型要保護(hù)內(nèi)容。

以圖6為例，測角器若安裝在探測桿的右端，則測得的角度為A，若安裝在探測桿的左端，則測得的角度為180-A，由于ctgA等于ctg(180-A),因此測角器可以安裝在探測桿的任意一端。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，凡依本實(shí)用新型申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本實(shí)用新型的涵蓋范圍。