[发明专利]一种柔性扶夹自适应根切装置及控制方法和收获机

权利要求书

1.一种柔性扶夹自适应根切装置，其特征在于，包括柔性扶夹装置(1)、根切装置(2)和控制系统(3)；

所述柔性扶夹装置(1)位于根切装置(2)收获方向前侧；所述柔性扶夹装置(1)为两组对称布置的扶夹装置，每个扶夹装置均包括一个平行四杆机构、驱动机构和检测机构，所述驱动机构与平行四杆机构连接，平行四杆机构与根切装置(2)通过连接件连接，驱动机构用于推动平行四杆机构和根切装置(2)同步左右移动，所述检测机构用于测量平行四杆机构的旋转偏移量；所述平行四杆机构包括浮行夹板(101)、连架杆A(103)、安装板(105)、连架杆B(113)和弹性支撑单元；所述浮行夹板(101)的一端与所述连架杆B(113)一端铰接，另一端与所述连架杆A(103)一端铰接；连架杆A(103)另一端与检测机构连接，所述检测机构安装在安装板(105)上；所述连架杆B(113)另一端与安装板(105)铰接，安装板(105)与驱动机构连接；所述弹性支撑单元的一端与连架杆B(113)连接，另一端与安装板(105)连接；所述浮行夹板(101)前端为弧状，两侧的浮行夹板(101)前端构成的空间自收获方向前端往后呈收口状；

所述控制系统(3)分别与驱动机构、检测机构和根切装置(2)连接，控制系统(3)根据检测机构测得的旋转偏移量计算得到扭力值，并计算得到左右两侧驱动机构的控制量，控制驱动机构推动平行四杆机构和根切装置(2)同步左右移动，待两侧扶夹装置的扭力值相同后，所述控制系统(3)控制根切装置(2)进行根切。

2.根据权利要求1所述的柔性扶夹自适应根切装置，其特征在于，所述根切装置(2)为两组对称布置的切割装置，每一组切割装置均包括圆盘割刀(201)、割刀驱动器(202)、伸缩杆(203)和伸缩杆架(204)；所述圆盘割刀(201)与所述割刀驱动器(202)连接，所述割刀驱动器(202)与所述伸缩杆(203)的一端 连接，所述伸缩杆(203)的另一端与所述伸缩杆架(204)滑动连接。

3.根据权利要求1所述的柔性扶夹自适应根切装置，其特征在于，还包括弹性挡板(102)；所述弹性挡板(102)设置在所述浮行夹板(101)上部。

4.根据权利要求1所述的柔性扶夹自适应根切装置，其特征在于，所述弹性支撑单元包括滑套(109)、滑杆(110)、张紧调节机构(111)；所述滑杆(110)一端与连架杆B(113)铰接，滑杆(110)另一端与滑套(109)连接，滑套(109)与所述安装板(105)铰接，所述张紧调节机构(111)连接于所述滑杆(110)上。

5.根据权利要求4所述的柔性扶夹自适应根切装置，其特征在于，所述张紧调节机构(111)包括压簧(11101)和调节螺母(11102)；所述压簧(11101)套在所述滑杆(110)上，所述调节螺母(11102)设在滑杆(110)的螺纹段上并将压簧(11101)压在滑套(109)一端。

6.根据权利要求1所述的柔性扶夹自适应根切装置，其特征在于，还包括挡块(112)：所述挡块(112)设在安装板(105)上，用于限制所述连架杆B(113)的转动范围。

7.一种收获机，其特征在于，包括权利要求1-6任意一项所述柔性扶夹自适应根切装置。

8.一种根据权利要求1-6任意一项所述柔性扶夹自适应根切装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

测量两侧扶夹装置平行四杆机构的旋转偏移量，并传递到控制系统(3)；

所述控制系统(3)根据旋转偏移量计算得到扭力值，并计算两侧扭力值与两侧扭力值平均数的差值e及差值变化率ec，当差值的绝对值大于或等于预设值A时，或差值变化率ec的绝对值大于或等于预设值B时，控制系统(3)计算得到左右两侧驱动机构的控制量，根据控制量控制驱动机构推动平行四杆机构和根切装置(2)同步左右移动，待两侧扶夹装置的扭力值相同后，所述控制系统(3)控制根切装置(2)进行根切。

9.根据权利要求8所述的柔性扶夹自适应根切装置的控制方法，其特征在于，所述控制量通过以下公式计算：

式中，U(x)为输出的驱动机构的控制量，x为采样时刻，T为控制系统(3)采样时间，k_p为模糊控制器的比例调节系数、k_i为模糊控制器的积分调节系数、k_d为模糊控制器的微分调节系数。