[发明专利]联合收获机割茬高度自动调控系统及调控方法

说明书

本发明公开了联合收获机割茬高度自动调控系统及调控方法，包括机械接触式传感器、超声波传感器、用于调节割茬高度的液压系统和控制器。机械接触式传感器和超声波传感器组合检测割台离地高度，以提高检测的准确性、降低单一传感器检测时的误差。其中机械接触式传感器通过仿形板带动角度传感器转动，进而计算出离地高度，并且机械接触式传感器在联合收获机倒退和转向时可实现转动，从而保证仿形板不会卡死折断。机械接触式传感器和超声波传感器检测信号后传输给控制器，控制器运算处理后通过比例阀调节液压缸伸缩使割台进行升降，最终确保割茬高度保持在一定范围内。

技术领域

本发明属于农业机械自动化领域，具体地涉及联合收获机割茬高度自动调控系统及调控方法。

背景技术

我国联合收获机产量大但自动化水平不高，近年来我国联合收获机自动化正在不断发展。实现联合联合收获机割茬高度自动调控确保获得稳定留茬将有利于获得稳定的喂入量减少粮食损失，也方便下一次耕作。目前割茬高度的调控主要是通过驾驶员根据经验手动操作来完成的，驾驶员劳动强度大。现有技术中，有利用仿形板来控制割茬高度的装置，但仿形板在柔软的水田里易下陷，遇到秸秆时会产生较大误差，且在收割机转弯时仿形板受到侧向力影响仿形板性能；也存在利用超声波传感器来控制割茬高度的系统，但超声波传感器易受秸秆、土块等杂物的影响。所以使用单一传感器来检测割茬高度存在较大误差且可靠度低，目前没有一套可靠的系统来调控割茬高度。

发明内容

本发明的目的是提供联合收获机割茬高度自动调控系统及调控方法，以解决当前单一传感器对割茬高度控制的可靠性差的问题，减轻驾驶员的作业强度，提高割茬高度控制的准确性。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

联合收获机割茬高度自动调控系统，包括超声波传感器、机械接触式传感器、液压系统以及控制器，机械接触式传感器安装于联合收获机割台两侧，且位于割刀的后方，超声波传感器安装于联合收获机两边的分禾器内部，超声波传感器和机械接触式传感器将采集的信息传输给控制器，控制器通过液压系统调整割台高度。

上述方案中，所述机械接触式传感器包括仿形板、角度传感器，仿形板一端套在角度传感器的传感轴上，角度传感器安装在连接件的薄板上，连接件的阶梯轴安装于壳体上，壳体安装在安装支架上，薄板远离阶梯轴的一侧设有方杆，壳体与安装支架前后侧面之间设有复位扭簧，角度传感器的传感轴上套有扭簧。

上述方案中，所述壳体前后端设两根第一圆柱体，安装支架前后端设有第二圆柱体，复位扭簧中间安装在第二圆柱体上，两端卡在壳体的第一圆柱体上。

上述方案中，所述扭簧下端卡在仿形板上表面，两末端卡在连接件的阶梯轴上。

上述方案中，所述仿形板为弓形的曲面窄薄板。

联合收获机割茬高度自动调控方法，超声波传感器和机械接触式传感器检测自身离地高度，并输送给控制器，控制器将接收的信号转换为留茬高度值，计算有效数据的平均值作为当前留茬高度，判断当前留茬高度是否在设定留茬高度范围内，如果不在，控制器由当前留茬高度值计算出液压缸伸缩量，通过调节比例阀驱动液压缸控制割台升降。

进一步，所述机械接触式传感器检测的结果转换为留茬高度的公式为：H＝S*cosα-h，其中α为角度传感器测出的角度值，H为割刀离地高度，h为机械接触式传感器安装位置距割刀垂直距离，S为机械接触式传感器上传感轴的旋转中心到仿形板与地面接触点的距离。

进一步，所述液压缸伸缩量的公式为：其中L为液压缸伸缩量，A为割台回转中心到割刀位置的距离，B为割台回转中心到液压缸与割台接触点的距离，C为割台回转中心到液压缸回转中心的距离，D为割台回转中心与地面的垂直距离，E为液压缸初始位置的长度，γ为割刀位置到割台回转中心的连线和液压缸与割台接触点到割台回转中心的连线之间的夹角，θ为液压缸与割台接触点到割台回转中心的连线和液压缸回转中心到割台回转中心的连线之间的夹角，β为液压缸回转中心到割台回转中心的连线和竖直方向的夹角。