[发明专利]一种深松机及其深松入土角实时控制系统和控制方法

权利要求书

1.一种深松机的深松入土角实时控制系统，包括深松机架、上悬挂、下悬挂、多组深松机作业单体；多组深松机作业单体依次并列固定在深松机架上；所述深松机作业单体包括液压缸及仿生指爪机构，液压缸与仿生指爪机构铰接，通过控制液压缸缸体伸缩可带动仿生指爪机构运动；所述仿生指爪机构包括连接架、四连杆机构及深松铲，所述连接架一端固定在深松机架上，连接架另一端与四连杆机构铰接；液压缸一端通过液压支架与连接架铰接，液压缸另一端与四连杆机构铰接，四连杆机构与深松铲的深松铲柄铰接，其特征在于，它包括主控制器、触屏显示器、多个单体控制器、多个传感器组；所述单体控制器及传感器组的数量与所述深松机作业单体的数量一致；触屏显示器与主控制器通过电路连接；多个单体控制器分别与主控制器通过电路连接；每个单体控制器与一组传感器组连接，传感器组安装在对应的深松机作业单体上，传感器组包括三位四通电磁比例换向阀、轴销传感器、深松铲柄角度传感器、超声波传感器；三位四通电磁比例换向阀分别与所述液压缸的进油油路和回油油路连接，轴销传感器置于液压缸与所述四连杆机构的铰接处，深松铲柄角度传感器固定在深松铲柄上，超声波传感器固定在深松铲柄角度传感器两侧；角度传感器将深松铲的倾角传送给主控制器；超声波传感器将测得距离传送给主控制器用于计算深松作业深度；轴销传感器将液压缸所受压力传送给主控制器；主控制器综合处理接收的数据，并向各单体控制器发送指令，分别控制对应的深松机作业单体的液压缸缸体伸缩，进而控制所述仿生指爪机构的深松铲的入土角，所述角度传感器置于深松铲柄上端，深松铲柄上端与地面平齐时，角度传感器置零，所述超声波传感器置于深松铲柄上端并与水平面呈45°，通过超声波传感器采集的距离S₁及深松铲柄角度传感器采集到的倾角θ，结合深松铲的尺寸参数L₁,L₂:

H₂＝H₃-H₁

H₁＝S₁*sin(θ+45°)

H₃＝L₁*cosθ+L₂*sinθ。

2.如权利要求1所述的深松入土角实时控制系统，其特征在于，所述液压缸缸体的伸缩长度决定了深松铲入土角a的大小，入土角a的大小与深松铲柄角度传感器采集度数θ满足如下方程：a＝θ+23°。

3.一种如权利要求1所述的深松入土角实时控制系统的控制方法，包括如下步骤：

一、作业前，通过触摸显示屏对控制系统进行初始化，将各深松机作业单体的液压缸缸体收回，控制仿生指爪机构，并使深松铲柄入土角置于最大值；

二、作业时，通过触摸显示屏输入深松作业单体仿生指爪机构的作业入土角的大小，主控制器根据入土角的大小设定值控制三位四通电磁比例换向阀使得液压缸的缸体伸长，并通过仿生指爪机构控制深松铲入土角变化，当达到设定值时，主控制器控制三位四通电磁比例换向阀使其置于中位；

三、主控制器计算出的各深松单体的轴销压力在水平方向和竖直方向上的分力，入土角的大小以及深松作业深度，并通过触摸显示屏显示；

四、作业时，当轴销传感器采集到的轴销传感器水平方向的分力超过限定值时，意味着单体耕作受阻，则控制器控制三位四通电磁比例换向阀，使其控制液压缸收缩，深松入土角变大，躲避耕作比阻较大区域，其后，控制器控制三位四通电磁比例换向阀换向，使其控制液压缸伸长，恢复入土角到设定值；

五、作业结束后，点击触摸显示屏，通过主控制器控制三位四通电磁比例换向阀，将液压缸缸体收回，控制仿生指爪机构，并使深松铲柄入土角置于相对最大值；

六、运输状态下，点击触摸显示屏，通过主控制器控制三位四通电磁比例换向阀，将液压缸缸体伸到最长，控制仿生指爪机构，并使深松铲柄入土角置于最小值，将深松铲收回。