[发明专利]甘蔗收获机的自动仿形随动系统及其控制方法

权利要求书

1.一种用于甘蔗收获机的自动仿形随动系统，包括位移传感器装置（9），其特征在于：位移传感器装置（9）为密封结构，安装在扶蔗机构（5）正后方，其内设置有半导体角度传感器（11）、扭转弹簧（12）、定位螺栓（10）和转轴（23），连接杆（13）另一端安装有高度检测轮（14），高度检测轮（14）可随甘蔗渠（7）的高度变化进行升降，并由扭转弹簧（12）产生的扭力将其贴合地面，所述位移传感器装置（9）的中心设置有转轴（23），转轴一端固定在连接杆（13）上，另一端安装有扭转弹簧（12），扭转弹簧（12）的扭力方向为顺时针，用于将连接杆（13）压紧至定位螺栓（10）处，所述连接杆（13）与转轴垂直度之间的角度大于10°，其偏离转轴垂直度的方向与甘蔗收获机行进方向相反，所述半导体角度传感器（11）固定在位移传感器装置（9）内侧，当高度检测轮（14）随甘蔗渠（7）地面变化进行升降时，带动连接杆（13）围绕转轴转动，所述半导体角度传感器（11）检测其角度变化值并将信号传输给控制系统（2），所述位移传感器装置（9）为左右2个，其安装的高度检测轮（14）宽度与甘蔗收获机轮距宽度一致，扶蔗机构（5）固定在扶蔗机构升降装置（15）前端，扶蔗机构升降装置（15）安装在车体（1）前端并连接扶蔗液压控制装置（4），车体（1）前下方居中安装有根部切割装置（16），根部切割装置（16）连接根切液压控制装置（3），车体（1）中间底部安装有垄渠高度检测装置（18），用于实时检测根部切割装置（16）底部的切割刀与甘蔗垄（6）之间的高度变化、甘蔗渠（7）和车轮（22）碾压后的高度变化以及甘蔗切割后宿根高度的变化数值，垄渠高度检测装置（18）设置有三维激光雷达传感器（19）、风扇（20）和直流照明灯（21），车体（1）还安装有控制系统（2）和车轮（22）。

2.根据权利要求1所述的一种自动仿形随动系统，其特征在于，所述垄渠高度检测装置（18）安装在甘蔗收获机底盘内居中且位于根部切割装置（16）后方，所述垄渠高度检测装置（18）内部安装有风扇（20），风扇（20）出口向下，用来防止灰尘进入并将底部杂叶吹开，垄渠高度检测装置（18）左右两侧安装有直流照明灯（21）、其中间位置安装有三维激光雷达传感器（19），三维激光雷达传感器（19）为固态激光雷达，发射和接收探头朝向下方进行高度检测并形成三维图像，能够实时检测甘蔗垄（6）高度、切割后的宿根高度、车轮（22）碾压后的甘蔗渠（7）高度变化，并将信息传输给控制系统（2）。

3.根据权利要求1所述的一种自动仿形随动系统，其特征在于，所述控制系统（2）连接位移传感器装置（9）、垄渠高度检测装置（18）、根切液压控制装置（3）和扶蔗液压控制装置（4），形成闭环控制系统，可以自动仿形进行甘蔗收割作业。

4.根据权利要求1所述的一种自动仿形随动系统，其特征在于，所述位移传感器装置（9）和所述垄渠高度检测装置（18）将检测的甘蔗垄渠变化信号传输给控制系统（2），控制系统（2）根据设定的条件和程序进行运算后，分别给扶蔗液压控制装置（4）和根切液压控制装置（3）发出指令，扶蔗液压控制装置（4）和根切液压控制装置（3）根据接收到的指令，分别控制扶蔗机构（5）和根部切割装置（16）上升或下降。

5.根据权利要求1所述的一种自动仿形随动系统，其特征在于，所述控制系统（2）的控制程序设定中，为了剔除小石块、硬土块或甘蔗茎秆对高度检测轮（14）造成的误判断，对接收到的位移传感器装置（9）传输的信号进行甄别设定，高度检测轮（14）在0.5秒至1秒内完成的一升一降或一降一升动作，控制系统（2）不对扶蔗液压控制装置（4）和根切液压控制装置（3）发出升降指令。

6.根据权利要求1所述的一种自动仿形随动系统，其特征在于，所述位移传感器装置主要检测甘蔗渠（7）的高度变化，所述垄渠高度检测装置（18）主要检测的甘蔗垄（6）高度变化及车辙高度变化，所述控制系统（2）根据数据变化情况，控制扶蔗机构（5）的底部锥形扶蔗件（8）和根部切割装置（16）的切割刀自动仿地形作业。