一種旋耕機智能控制系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種旋耕機智能控制系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，市場上使用的輪式或者履帶式旋耕機主要由機頭和旋耕機組成，兩者通過機械方式連接在一起屬剛性連接，旋耕機在機頭的液壓系統(tǒng)的控制下，可實現(xiàn)上下運動或者是既能夠?qū)崿F(xiàn)上下運動又能夠?qū)崿F(xiàn)左右傾斜運動，機頭負責(zé)提供牽引力及轉(zhuǎn)向等，旋耕機負責(zé)耕地。因土地的耕作面前后左右會高低不平，土地的底基也會深淺不同，旋耕機工作時，會上下起伏或者傾斜，為了保證耕地的平整和深度，一般是通過人工手動操控手柄控制液壓系統(tǒng)，進行上下運動或者左右運動控制來調(diào)節(jié)旋耕機的耕作深度和機身的水平度，操作繁瑣。因人的判斷和操作失誤，耕作后的土地深度可能會有深有淺，會高低不平，耕地效果不理想，且工作效率低，人的勞動強度相當(dāng)大。
[0003]此外，旋耕機在耕作過程中常常還需要不斷抬起旋耕機，如倒車時需要將旋耕機抬起，轉(zhuǎn)彎時也需要將旋耕機抬起一定高度，當(dāng)旋耕機抬起后再放下時，下降的深度位置也需要靠人來控制，也會因失誤導(dǎo)致耕地深度不理想。另外在耕作過程中，土地土質(zhì)的松緊不一，給旋耕機帶來的阻力也不同，當(dāng)旋耕機耕作深度太深尤其在土質(zhì)比較硬時，阻力變大會使變速箱等機件受力變大，機頭牽引力不足，從而導(dǎo)致發(fā)動機熄火或者出現(xiàn)機頭輪胎打滑的現(xiàn)象，如果處理不及時，甚至?xí)?dǎo)致變速箱損壞，嚴重影響設(shè)備的使用壽命。
[0004]CN104756628A所公開的旋耕機旋耕刀具工作高度調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，無法識別耕地面(不是以耕地面為參考基準)，而耕作深度是以耕地面作為參考基準的，無法識別耕地面就無法控制耕作深度，滿足不了市場需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種可改善耕地效果，提高工作效率，降低勞動強度的旋耕機智能控制系統(tǒng)和方法。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采的技術(shù)方案是:
本發(fā)明之旋耕機智能控制系統(tǒng)，包括基準面監(jiān)測裝置、基準面監(jiān)測單元、操作面板、控制單元、位置控制上升電控閥和位置控制下降電控閥，所述基準面監(jiān)測單元、操作面板與控制單元相連，所述控制單元與位置控制上升電控閥、位置控制下降電控閥相連。
[0007]進一步，還設(shè)有平衡監(jiān)測單元、平衡控制上升電控閥和平衡控制下降電控閥，所述平衡監(jiān)測單元與控制單元相連，所述控制單元與平衡控制上升電控閥、平衡控制下降電控閥相連。
[0008]進一步，還設(shè)有負載監(jiān)測單元，所述負載監(jiān)測單元與控制單元相連。
[0009]進一步，還設(shè)有變速箱檔位監(jiān)測單元，所述變速箱檔位監(jiān)測單元與控制單元相連。
[0010]進一步，所述基準面監(jiān)測裝置為拖板，所述拖板的一端與旋耕機活動連接，另一端位于耕地面上，當(dāng)所述旋耕機耕作深度發(fā)生變化時，所述旋耕機旋耕輪圓心與所述耕地面的高度差會發(fā)生變化，從而導(dǎo)致所述拖板與所述旋耕機的相對位置發(fā)生變化，進而導(dǎo)致拖板的位置發(fā)生變化。
[0011]進一步，所述基準面監(jiān)測單元可為傾角傳感器、旋轉(zhuǎn)編碼器或位移傳感器等。
[0012]進一步，所述平衡監(jiān)測單元可為傾角傳感器、旋轉(zhuǎn)編碼器或位移傳感器等。
[0013]進一步，所述負載監(jiān)測單元可為轉(zhuǎn)速傳感器。
[0014]進一步，所述變速箱檔位監(jiān)測單元可為接近開關(guān)或限位開關(guān)等位置開關(guān)。
[0015]進一步，所述控制單元為控制器或單片機等。所述控制單元主要是進行監(jiān)測信號和控制信號的采集運算判斷、向執(zhí)行單元輸出控制信號。
[0016]進一步，所述操作面板上設(shè)有調(diào)節(jié)手柄、電源指示燈、工作模式切換按鈕、顯示屏、左右平衡調(diào)節(jié)鈕子開關(guān)、位置記憶按鈕、一鍵抬升開關(guān)、自診斷指示燈、轉(zhuǎn)彎抬起開關(guān)。其中，調(diào)節(jié)手柄用來設(shè)置所述旋耕機的位置，當(dāng)所述調(diào)節(jié)手柄將所述旋耕機的位置調(diào)節(jié)完畢后，按下位置記憶按鈕，所述控制單元接收位置記憶按鈕的信號，將所述旋耕機所處的位置記住，并設(shè)為參考值。通電時，所述電源指示燈亮。工作模式切換按鈕，有行走模式和工作模式兩種模式，當(dāng)控制系統(tǒng)處于行走模式時，所述旋耕機上抬至最高位置且不能對所述旋耕機進行任何操作，在田間工作時必須將系統(tǒng)切換至工作模式。顯示屏用來顯示控制系統(tǒng)狀態(tài)和參數(shù)。左右平衡調(diào)節(jié)鈕子開關(guān)用于調(diào)節(jié)所述旋耕機的左右平衡傾斜度，所述旋耕機平衡系統(tǒng)默認值是水平面，但是有些土地是要將地耕作成斜面的，當(dāng)需要耕作成斜面時，通過所述左右平衡調(diào)節(jié)鈕子開關(guān)來調(diào)節(jié)所述旋耕機與水平面的夾角，所述控制單元會實時記錄其夾角值，并自動設(shè)置成參考值。當(dāng)需要恢復(fù)成水平時，只需重啟系統(tǒng)，系統(tǒng)關(guān)于所述旋耕機機身的默認值會恢復(fù)到默認水平面值0°，也就是所述旋耕機機身與水平面平行。一鍵抬升開關(guān)，在工作模式下的任何時候只要所述控制單元接收到所述一鍵抬升開關(guān)給出的抬升信號時，所述旋耕機會被抬起至最高位置，當(dāng)所述控制單元接收到所述一鍵抬升開關(guān)給出的復(fù)位信號時，系統(tǒng)會自動切換至耕深自動控制模式，如果沒有設(shè)置所述旋耕機的位置，當(dāng)所述控制單元接收到所述一鍵抬升開關(guān)給出的復(fù)位信號時，所述旋耕機不會下降，仍然維持在最尚位置。自診斷指不燈，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，相對應(yīng)的指不燈將殼起；轉(zhuǎn)彎抬起開關(guān)，當(dāng)所述控制單元收到所述轉(zhuǎn)彎抬起開關(guān)給出的上抬信號時，所述旋耕機會上抬高度，上抬高度為設(shè)置深度的一半，當(dāng)所述控制單元接收到所述轉(zhuǎn)彎抬起一定開關(guān)給出的復(fù)位信號時，所述旋耕機會恢復(fù)到設(shè)置深度。
[0017]本發(fā)明之利用上述智能控制系統(tǒng)對旋耕機進行控制的方法是:將所述基準面監(jiān)測裝置與旋耕機活動連接；當(dāng)整機出現(xiàn)起伏、下沉或者其他工作狀況導(dǎo)致所述旋耕機位置發(fā)生變化時，所述基準面監(jiān)測裝置的位置也會發(fā)生變化，所述基準面監(jiān)測單元監(jiān)測到所述基準面監(jiān)測裝置位置發(fā)生變化時，所述基準面監(jiān)測單元將所述基準面監(jiān)測裝置位置變化的電信號通過電纜線傳輸給所述控制單元，所述控制單元對輸入信號進行運算判斷通過連接電纜發(fā)送控制電信號給所述位置控制上升電控閥或者位置控制下降電控閥，所述位置控制上升電控閥或者位置控制下降電控閥接收到所述控制單元的信號后，對液壓系統(tǒng)做出控制，使所述旋耕機上升或者下降以恢復(fù)到設(shè)置位置，當(dāng)所述旋耕機恢復(fù)到設(shè)置位置后，所述基準面監(jiān)測裝置也會回復(fù)到設(shè)置位置。
[0018]進一步，所述平衡監(jiān)測單元安裝在所述旋耕機上，處于水平位置，默認參考基準是水平面(也可以調(diào)節(jié)設(shè)定)，通過電纜線與控制單元連接；當(dāng)所述旋耕機與水平面不平行時，也就是所述旋耕機發(fā)生傾斜時，所述平衡監(jiān)測單元監(jiān)測到所述旋耕機左右方向水平變化，將電信號傳輸給所述控制單元，所述控制單元接收到輸入電信號后經(jīng)過運算判斷通過電纜線發(fā)出通斷指令給所述平衡控制上升電控閥或者所述平衡控制下降電控閥，所述平衡控制上升電控閥或者所述平衡控制下降電控閥接收到所述控制單元的指令后，控制液壓系統(tǒng)，使所述旋耕機回復(fù)到水平位置，只要所述旋耕機左右傾斜，所述控制單元就會發(fā)出指令讓所述旋耕機恢復(fù)到水平狀態(tài)。
[0019]進一步，所述負載監(jiān)測單元安裝在機頭發(fā)動機上，用來檢測發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，通過電纜線與控制單元連接；當(dāng)所述負載監(jiān)測單元監(jiān)測到所述機頭發(fā)動機在功率不變時，轉(zhuǎn)速下降，即旋耕機阻力變大時或者所述機頭牽引力不足時，所述負載監(jiān)測單元會將轉(zhuǎn)速信號傳輸給所述控制單元，所述控制單元接收到信號后經(jīng)運算向所述位置控制上升電控閥發(fā)出上升控制指令，所述位置控制上升電控閥會控制所述液壓系統(tǒng)使所述旋耕機上升以釋放載荷，使阻力或者牽引力恢復(fù)到能正常工作的值(正常工作的值設(shè)置在所述控制單元內(nèi)，作為參考值)，來保證工作的正常進行；當(dāng)所述機頭牽引力低于設(shè)置值或者所述機頭的阻力高于設(shè)置值時，耕深自動控制功能將失效，此時所述旋耕機上升來減少旋耕深度釋放載荷；當(dāng)牽引力或者阻力恢復(fù)到正常值后，耕深自動控制功能恢復(fù)，所述控制單元給出指令讓所述旋耕機恢復(fù)到設(shè)置深度。
[0020]進一步，所述變速箱檔位監(jiān)測單元安裝在變速箱控制手柄倒檔位置旁，通過電纜線與控制單元連接；當(dāng)檔位控制手柄位置變化時，所述變速箱檔位監(jiān)測單元將信號輸出給控制單元進行運算判斷:當(dāng)檔位控制手柄在倒檔位置，啟動倒檔自動上抬功能，所述旋耕機上抬到