[发明专利]一种横向甘蔗种植机供种机构的自动控制方法及系统

权利要求书

1.一种横向甘蔗种植机供种机构的自动控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤1：采用超声波传感器同时获取供种箱两出口的蔗种厚度及运动信息，并判断蔗种量状态是否需要调整；

步骤2：如需要调整，则对两个传感器的数据比较，并保留较小的数值；

步骤3：选取若干次实验后得到高低临界厚度数据作为供种箱的蔗种厚度阈值参考，若蔗种量大于高临界阈值，则液压缸收回，若不足于高阈值，则液压缸动作使得蔗种状态更加集中，若蔗种量不足于低阈值，则蜂鸣器报警，并人工对供种箱进行大量补种，同时基于前期拟合的提升高度与蔗量厚度关系式，将实测超声波所测蔗种厚度代入关系式得到提升高度，用于与实测激光传感器所测液压缸提升高度比较，作为反馈量，以此来检测提升高度是否达标；

步骤4：若供种箱蔗量不需要调整，判断集蔗箱蔗量是否需要调整；

步骤5：若集蔗箱种量需要调整，则用双光电传感器做高低阈值去直接获取箱内蔗种量状态和输送状态；

步骤6：若箱内蔗种量超过高阈值，则液压马达停止工作，切断供种箱对其的蔗种供应，若蔗种量不足于低阈值，则液压马达动作，恢复蔗种供应；

步骤7：若集蔗箱蔗量不需要改变，则继续步骤1；

步骤5中，在实现对集蔗箱蔗种识别时，首先，将甘蔗的有无转换成光电传感器高低电平的跳变信号，其次，由于是双行播种，具有两个独立工作的集蔗箱，两箱并行识别工作；

步骤6中，在实现对播种输送液压马达调整时，对于单个集蔗箱，实时获取蔗种量之后，采用光电开关来实现阈值控制，具体分为以下情况：一是若是超过高阈值， 则液压马达停止转动，二是若是低于低阈值，则液压马达又重新转动；

在实现液压马达的调整过程中，提高供种输送回路的可靠性，采用双 控制方案，具体如下：一是用电磁阀实现对马达的自动控制，二是用手动阀实现控制，同时，两方案的关系是自动控制为主，在电磁阀出现故障特殊情况下，才启动手动控制；

步骤1中，在对供种箱两分支出口蔗种识别中，采用若干个超声波传感器测量和传感器若干次测量的方法，并且对于原始数据采用了最小二乘法处理；

步骤3中，在实现对动力机构液压缸调整的过程中，采用超声波传感器实时获取蔗种量，采用阈值法来进行控制，由于箱体的出口是两分支，在阈值判断之前，首先，对两路数据进行对比，并选择更具有代表性的较小数据，然后进行阈值区分判断，具体分为以下两种情况：一是若是低于高阈值，则提升液压缸供种，使得蔗种集中在箱体前部，二是若是低于低阈值，则报警模块报警提醒人工对供种箱补充蔗种；

步骤6中，动力执行机构液压马达对蔗种量的调整中，实时监测集蔗箱内种量是否达到阈值，若超出最大阈值，则停止转动，以免造成蔗种量超量，若不足最小阈值，则恢复转动，以免造成漏种现象，影响种植质量；

上述一种横向甘蔗种植机供种机构的自动控制方法所使用的系统，包括：

超声波传感器，用于获取供种箱蔗种量信息；

光电传感器，用于获取集蔗箱蔗种量信息；

激光传感器，用于获取液压缸行程信息；

控制单元，用于接收到的各个传感器信息控制对应的执行单元工作；

执行单元，用于执行集蔗箱和供种箱的蔗种量调整，具体过程如下：

首先设置MOS触发开关，用于接收来自控制单元的电平信号，设置在供种箱上的液压升降装置，用于完成供种箱的提升和收回，设置在供种箱与集蔗箱间的传送链上的液压马达，用于完成蔗种的输送；

控制单元实时获取传感器的数据信息，根据蔗种量多少的信息通过PID处理后输出频率不同的PWM信号，通过MOS触发开关驱动模块进行脉冲调制，在电感作用下控制电磁铁的电流大小从而改变电磁阀的开度，来控制液压缸的运行速度和液压马达的工作转速；

还包括安装于司机驾驶室的蔗种状态量实时检测系统，可实时地将种植机工作状态、工作环境温度、供种箱和集蔗箱的蔗种量状态反馈于可触摸液晶屏显示装置上，通过自动控制系统可实现实时检测与调整控制，并通过触摸屏虚拟按键控制所需要的工作。