[发明专利]甘蔗收获机及其前悬挂割台根切深度控制装置与方法

权利要求书

1.一种甘蔗收获机的前悬挂割台根切深度控制装置，安装在甘蔗收获机的前悬挂割台上，所述前悬挂割台上设置有左扶蔗器、右扶蔗器、扶蔗器升降油缸、前悬挂割台升降油缸、甘蔗切段液压马达和甘蔗根切液压马达，所述左扶蔗器和右扶蔗器分别与前悬挂割台连接，所述扶蔗器升降油缸的一端与所述前悬挂割台连接，所述扶蔗器升降油缸的另一端与所述左、右扶蔗器连接；所述前悬挂割台升降油缸的一端与所述前悬挂割台连接，所述前悬挂割台升降油缸的另一端与所述甘蔗收获机的机架连接，其特征在于，所述前悬挂割台根切深度控制装置包括：

仿形轮，分别与所述左、右扶蔗器连接，所述仿形轮设置有转角传感器，用于测量甘蔗地沟底地形变化并得到仿形轮参数θ；

液压电控比例阀，与所述扶蔗器升降油缸、前悬挂割台升降油缸、甘蔗切段液压马达和甘蔗根切液压马达连接，所述液压电控比例阀上安装有压力传感器和流量传感器，用于测量所述甘蔗根切液压马达功率消耗变化并得到根切马达功耗参数N；以及

根切深度自动调节控制器，与所述转角传感器和液压电控比例阀连接，用于接收所述仿形轮参数θ和根切马达功耗参数N，并通过PID模糊控制算法得到相应结果指令，并根据所述结果指令控制所述扶蔗器升降油缸和/或前悬挂割台升降油缸相应调整所述左、右扶蔗器和前悬挂割台的升降，实现甘蔗根切深度自动调控。

2.如权利要求1所述的前悬挂割台根切深度控制装置，其特征在于，所述仿形轮包括仿形轮体、仿形轮臂和仿形轮连接销轴，所述仿形轮臂的一端通过轮体连接销轴安装在所述仿形轮体上，所述仿形轮连接销轴安装在所述仿形轮臂的另一端，所述转角传感器安装在所述仿形轮连接销轴上。

3.如权利要求2所述的前悬挂割台根切深度控制装置，其特征在于，所述仿形轮连接销轴的端面上设置有安装孔，所述转角传感器安装在所述安装孔内。

4.如权利要求1、2或3所述的前悬挂割台根切深度控制装置，其特征在于，所述左扶蔗器分别通过扶蔗器上连接杆和扶蔗器下连接杆与所述前悬挂割台连接并构成四杆机构，所述右扶蔗器分别通过另一扶蔗器上连接杆和扶蔗器下连接杆与所述前悬挂割台连接并构成四杆机构。

5.如权利要求4所述的前悬挂割台根切深度控制装置，其特征在于，所述扶蔗器升降油缸为双作用油缸，所述扶蔗器升降油缸的一端与所述前悬挂割台连接，所述扶蔗器升降油缸的另一端与所述扶蔗器下连接杆连接，通过所述扶蔗器升降油缸的伸缩控制所述左、右扶蔗器的升降。

6.一种甘蔗收获机的前悬挂割台根切深度控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S100、获取垄高参数H、仿形轮参数θ和根切马达功耗参数N，并分别设定初始化垄高参数H₀、初始化仿形轮参数θ₀和初始化根切马达功耗参数N₀；

S200、实时接收仿形轮参数θ和根切马达功耗参数N，并与设定的所述初始化参数进行比较运算，通过PID模糊控制算法得到相应结果指令；以及

S300、根据所述结果指令控制所述扶蔗器升降油缸和/或前悬挂割台升降油缸相应调整所述左、右扶蔗器和前悬挂割台的升降，实现甘蔗根切深度自动调控。

7.如权利要求6所述的前悬挂割台根切深度控制方法，其特征在于，步骤S100中，进一步包括：

S101、获取垄高参数H，测定甘蔗收获机作业地块甘蔗种植垄高参数H并求均值作为所述初始化垄高参数H₀；

S102、获取仿形轮参数θ，在前悬挂割台降到割刀达到农艺要求的甘蔗宿根切割高度h₀位置，扶蔗器升降油缸动作使割刀前端与扶蔗器底板距离调整到H₀-h₀，此时仿形轮所处位置的θ角作为所述初始化仿形轮参数θ₀；以及

S103、获取根切马达功耗参数N，在所述甘蔗收获机处于垄高参数H₀和仿形轮参数θ₀调控范围状态下连续作业10-20米，测定所述根切马达功耗参数N，并计算平均功耗作为所述初始化根切马达功耗参数N₀。