[发明专利]基于成熟作物属性信息实时探测的联合收获机喂入量稳定控制系统

说明书

本发明公开了一种基于成熟作物属性信息实时探测的联合收获机喂入量稳定控制系统，包括割茬高度控制模块、作物属性信息探测模块和作业速度调控模块，通过组合式传感器测量割刀的离地高度，利用液压控制系统保持稳定的割茬高度，通过视觉传感器和激光雷达传感器获取待收获作物的密度、株高和穗层高度，再根据联合收获机作业时的割幅、作业速度和割茬高度计算进入联合收获机内作物的喂入量，当喂入量大小超出设定的范围时，作业速度调控模块激活，调节作业速度，并实时反馈至作业速度控制器形成闭环，使联合收获机的喂入量保持稳定。本发明应用于联合收获机作业时前方待收获作物属性信息的探测，通过控制作业速度保持作业过程中喂入量的稳定。

技术领域

本发明涉及农业机械领域，特别涉及一种基于成熟作物属性信息实时探测的联合收获机喂入量稳定控制系统。

背景技术

联合收获机在田间作业时，喂入量的大小与联合收获机的作业性能和效率密切相关，在作业速度、割幅和割茬信息不变的情况下，作物的株高、密度、穗层高度等属性参数直接影响作业过程中喂入量大小的变化，而在作业过程中，机手通常根据肉眼观察经验判断机器的负荷，操控作业速度，以保持喂入量的稳定。而人工调速方式对驾驶员的操作水平要求高、劳动强度大、作业性能和效率不稳定。

现有技术根据联合收获机的脱粒滚筒负荷大小对作业速度进行自动调控，保持喂入量的稳定，但脱粒滚筒负荷的变化反映的是已进入联合收获机内部的作物质量，是喂入量的间接测量方法，存在信息滞后性、测量精度不高等问题；现有技术通过在线图像处理方法计算小麦的密度，根据密度大小实现联合收获机作业速度的实时调节，但图像处理方法只能获取作物表层信息，容易受到光照和天气等因素的影响，探测精度波动较大，更缺少穿透能力，无法实现株高、穗层和地表形貌的精确探测。

发明内容

本发明提供了一种基于成熟作物属性信息实时探测的联合收获机喂入量稳定控制系统，在线获得作物株高、穗层高度和密度等属性信息，在作物进入收割机之前计算出喂入量，并在割茬和割幅稳定的条件下，通过改变机器作业速度保持整机喂入量的稳定，获得优异的作业性能和较高的作业效率。

本发明的目的是这样实现的：

基于成熟作物属性信息实时探测的联合收获机喂入量稳定控制系统，包括割茬高度控制模块、作物属性信息探测模块和作业速度调控模块，割茬高度控制模块测量割刀的离地高度，利用液压控制系统保持稳定的割茬高度，作物属性信息探测模块获取作物属性信息，作业速度调控模块通过作物属性信息、割幅、割茬高度和前进速度计算进入联合收获机内作物的喂入量，当喂入量大小超出设定范围时，作业速度控制器调节作业速度，保证联合收获机喂入量稳定。

上述方案中，所述割刀的离地高度是通过组合式传感器测量的。

上述方案中，所述组合式传感器包括机械接触式传感器，械接触式传感器包括仿形板、角度传感器，仿形板一端通过连接板套在角度传感器转动轴上，角度传感器固定于连接件上，连接件一端通过轴承安装于壳体上，另一端设有长杆，壳体前后两端分别安装有固定轴，其中一固定轴安装有扭簧，扭簧固定在壳体上的圆柱体上。

上述方案中，所述作物属性信息包括密度、茎秆质量和籽粒质量。

上述方案中，所述茎秆质量由作物的株高结合作物属性信息库得到，籽粒质量由作物的穗层高度结合作物属性信息库得到。

上述方案中，所述株高和穗层高度由点云数据处理获取的。

上述方案中，所述喂入量其中H为割幅宽度，ρ为作物的密度，a₁、a₂、b₁、b₂为常数，h₁为株高，h₂为穗层高度，μ为去除割茬部分的茎秆高度占总株高的百分比，λ为去除割茬部分茎秆的质量系数，V为作业速度。

上述方案中，所述去除割茬部分的茎秆高度占总株高的百分比其中l₁为割茬高度。