申请/专利权人：广西民族大学

申请日：2021-11-15

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN114165502B

主分类号：F15B21/08

分类号：F15B21/08;F15B11/16;F15B13/06;F15B19/00;A01C7/00;A01C7/20

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.02#授权;2022.03.29#实质审查的生效;2022.03.11#公开

摘要：本发明提供一种双芽蔗段横向种植机耕深自动控制方法与系统，属于农业机械自动化技术领域，方法包括以下步骤：设置负载压力阈值，耕深作业阈值，获取悬挂机组的的姿态信息，根据获取的种植机油缸压力信息，判断悬挂机组液压油缸受力是否在负载阈值内，激光传感器实时测距，计算出悬挂机组整体下放高度，控制力执行机构对液压缸的三点悬挂下放点进行匀速调整，耕深达到设定值以后，发送开始耕种指令，实时反馈耕深，以及后犁的入土角度。在双芽蔗段横向种植机开始工作时，通过传感器实时检测耕深，从而依据实验平台提前算好的系数k间接得到油缸伸长量。能够极大程度上减少因人的误判导致的耕深不够而使覆土浅，使种植达不到最佳效果的情况。

主权项：1.一种双芽蔗段横向种植机耕深自动控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1：设置种植机的负载压力阈值和种植机的耕深作业阈值；步骤2：获取悬挂机组车身姿态信息；步骤3：在往悬挂机组上放蔗种时，根据获取的拖拉机油缸压力信息，判断悬挂机组液压油缸受力是否在负载阈值内；步骤4：达到负载阈值则发出警报，确保蔗种负载量在压力阈值内；步骤5：根据获取的姿态角度传感器信息、压力传感器信息，判断后犁是否触地，如果悬挂机组触地则激光测距传感器开始与固定位置测距，实时传输数据，同时动力机构进行实时匀速调整；步骤6：在压力和耕深的持续并行监控下，耕深达到阈值内，则发送可以耕种信息给位于驾驶室内的液晶显示器上；步骤7：在调整悬挂机组下放过程中，所有测得的数据均在驾驶室的液晶显示器上实时显示；步骤1中，设置负载压力阈值为种植机油缸在负载最大量的蔗种时提升下放的最大压力阈值，耕深作业阈值为当前耕作田间的理想耕深阈值；步骤2中，悬挂机组车身姿态信息包括悬挂机组下放时与地理水平地面的实时角度，用动态卡尔曼滤波的方法实时解算传回的角度数据，以前一时刻的角度信息，估算出当前时刻的角度信息，再以当前的估算值与实际值计算得到最优值，以得到准确的实时角度信息；步骤3中，当种植机负载蔗种下放未耕深调节时，压力变送器实时获取油缸压力数据，判断是否在负载阈值内；步骤5中，判断悬挂机组是否触地，在悬挂机组自重固定的情况下，在下放未触地过程中，压力的波形变化为规律波形，在触碰地面的同时，受到土壤阻力作用，压力波形产生变化，与下放波形不同，由压力传感器测得数据由控制器计算出当前状态即为触地状态，同时角度传感器在触地同时刻返回入土切深角度和角速度，控制力执行机构以固定角速度对液压缸进行下放控制；步骤5中，后犁为触地情况下时，由固定在后犁支架之间的激光传感器测得固定点距离后犁入土地面的距离，通过控制器计算得到耕深距离为固定传感器位置到平行于后犁尖的位置距离减去传感器测得的距离，在耕深达到耕深作业阈值后，发送开始耕种的信息于驾驶室液晶显示平台，耕深达到设定阈值范围内，即由模数转换信号发送指令给控制器发出控制力机构停止信息；步骤2中，获取悬挂机组车身姿态信息的具体过程为，获取角速度和角度，获取角速度的过程为，传感器接收控制单元发出的指令后，返回数据帧，数据帧包括0x55和0x52两个接收头帧、八个数据帧和最后一位校验码，八个数据帧包括X轴角速度低字节wxL、X轴角速度高字节wxH、Y轴角速度低字节wyL、Y轴角速度高字节wyH、z轴角速度低字节wzL、z轴角速度高字节wzH、温度低字节TL和温度高字节TH，在控制器接收到返回的数据帧后对数据进行解算，X轴角速度wx＝wxH8|wxL32768*2000°s，Y轴角速度wy＝wyH8|wyL32768*2000°s，Z轴角速度wz＝wzH8|wzL32768*2000°s，获取角度的过程为，传感器接收控制单元发出的指令后，返回数据帧，数据帧包括0x55和0x53两个接收头帧、八个角度数据帧和最后一位角度校验码，八个角度数据帧包括X轴角度低字节RollL、X轴角度高字节RollH、Y轴角度低字节PitchL、Y轴角度高字节PitchH、Z轴角度低字节YawL、Z轴角度高字节YawH、温度低字节TL和温度高字节TH，在控制器接收到返回的数据帧后对数据进行解算，x轴滚转角Roll＝RollH8|RollL32768*180°，y轴俯仰角Pitch＝PitchH8|PitchL32768*180°，z轴偏航角Yaw＝YawH8|YawL32768*180°。

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