本發(fā)明專利屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械,特別涉及一種大型牽引式農(nóng)機(jī)具柔性調(diào)偏裝置及控制系統(tǒng)。
背景技術(shù):
1、玉米免耕播種是新疆維吾爾自治區(qū)滴灌區(qū)實(shí)施保護(hù)性耕作的關(guān)鍵技術(shù)之一,主要將保護(hù)性耕作技術(shù)和寬窄行種植模式相結(jié)合,在秸稈覆蓋地表進(jìn)行免耕播種,可以實(shí)現(xiàn)節(jié)本增效。大型牽引式玉米免耕播種機(jī)作為新疆維吾爾自治區(qū)土地連片集中區(qū)域大規(guī)模作業(yè)的主要機(jī)具,得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。但是新疆維吾爾自治區(qū)滴灌區(qū)玉米收獲后,玉米根茬留存高,秸稈覆蓋量大,地表起伏不平,拖拉機(jī)無法精確約束大型牽引式播種機(jī)行走路徑,易導(dǎo)致播種機(jī)偏離行間播種路徑,發(fā)生橫向和航向偏差,入土開溝播種部件觸碰玉米根茬,進(jìn)而導(dǎo)致播種質(zhì)量下降。因此,在不改變拖拉機(jī)前進(jìn)方向前提下,為降低大型牽引式玉米免耕播種機(jī)與拖拉機(jī)之間靈活性,通過在拖拉機(jī)與播種機(jī)之間加裝一種柔性調(diào)偏裝置,用于約束播種機(jī)的播種路徑,進(jìn)而補(bǔ)償播種機(jī)橫向和航向偏差。
2、傳統(tǒng)大型牽引式玉米免耕播種機(jī)的偏差補(bǔ)償主要由自身重量較大的拖拉機(jī)帶動播種機(jī)完成,尚不能完全滿足精準(zhǔn)約束播種機(jī)靈活性、精準(zhǔn)調(diào)節(jié)播種路徑。雖然現(xiàn)階段存在一些機(jī)具路徑調(diào)偏裝置,但是仍存在以下問題:
3、(1)在適配大型牽引式農(nóng)機(jī)具方面,現(xiàn)有調(diào)偏裝置大多數(shù)適用于中小型懸掛播種機(jī),且多采用剛性調(diào)節(jié),無法實(shí)現(xiàn)柔性調(diào)節(jié)補(bǔ)償播種機(jī)的橫向和航向偏差,造成動力消耗大、效率低等;專利申請“主動導(dǎo)航轉(zhuǎn)向可調(diào)平通用懸掛裝置”(專利號:cn?111226524?b)、“免耕作業(yè)機(jī)前后同步轉(zhuǎn)向主動對行及姿態(tài)調(diào)整裝置”(專利號:cn?112154749?b),后端掛接中小型懸掛式機(jī)具,并采用剛性調(diào)節(jié),液壓執(zhí)行裝置瞬間施加拉拽力,使開溝入土播種部件直接觸碰土壤,造成機(jī)具開溝部件極易損壞等問題,上述專利裝置不適用大型牽引式播種機(jī)作業(yè),影響播種效率和質(zhì)量。(2)在大型牽引式農(nóng)機(jī)具調(diào)偏裝置自動控制方面,現(xiàn)有裝置自動控制精度低,由于田間地表起伏不平時大多憑借駕駛員的經(jīng)驗(yàn)對橫向和航向偏差進(jìn)行大致調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)精度和響應(yīng)時間均不高;專利申請“多信息融合導(dǎo)航的牽引式農(nóng)機(jī)具路徑跟蹤裝置及控制方法(專利號:cn115792999a)”,該裝置采用單點(diǎn)牽引,結(jié)構(gòu)簡單,移動范圍較小,控制系統(tǒng)缺少相關(guān)算法優(yōu)化機(jī)具橫向和航向誤差,無法保證大型牽引式農(nóng)機(jī)具調(diào)節(jié)誤差范圍和實(shí)際精度。?此外,現(xiàn)有裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計存在不合理之處,未考慮機(jī)具掛接方便、電線油管布置、裝置自身零部件載重以及裝置拆卸、衛(wèi)生清理等問題,仍需進(jìn)一步完善。因此,為滿足大型牽引式農(nóng)機(jī)具精準(zhǔn)行間調(diào)偏作業(yè)的實(shí)際需求,亟需開發(fā)一種大型牽引式農(nóng)機(jī)具柔性調(diào)偏裝置及控制系統(tǒng)。。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對上述問題,本發(fā)明提供一種大型牽引式農(nóng)機(jī)具柔性調(diào)偏裝置及控制系統(tǒng),該柔性調(diào)偏裝置安裝在拖拉機(jī)與機(jī)具之間,能夠左右偏轉(zhuǎn)帶動機(jī)具,補(bǔ)償機(jī)具橫向與航向偏差,使偏轉(zhuǎn)后的牽引式機(jī)具快速回歸設(shè)定的播種作業(yè)路徑。并搭建基于bp-pid算法的橫向偏差控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)大型牽引式機(jī)具進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)偏控制,保證大型牽引式農(nóng)機(jī)具調(diào)偏播種性能,提高農(nóng)機(jī)具調(diào)偏免耕播種質(zhì)量。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案:
3、一種大型牽引式農(nóng)機(jī)具柔性調(diào)偏裝置,其特征在于,所述大型牽引式農(nóng)機(jī)具柔性調(diào)偏裝置包括懸掛-牽引承載連接機(jī)構(gòu)1、多層推-拉偏差調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)2、雙點(diǎn)快速掛接平衡機(jī)構(gòu)3、分布式控制系統(tǒng)4;所述農(nóng)機(jī)具包括拖拉機(jī)5、機(jī)具6。
4、所述多層推-拉偏差調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)2和分布式控制系統(tǒng)4分別與懸掛-牽引承載連接機(jī)構(gòu)1配合安裝,雙點(diǎn)快速掛接平衡機(jī)構(gòu)3由多層推-拉偏差調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)2夾持固定,安裝在懸掛-牽引承載連接機(jī)構(gòu)1正后方。所述柔性調(diào)偏裝置前端與拖拉機(jī)5三點(diǎn)懸掛連接,后端通過雙點(diǎn)快速掛接平衡機(jī)構(gòu)3與機(jī)具6牽引式連接。
5、所述懸掛-牽引承載連接機(jī)構(gòu)1包括左掛接軸1-1、左側(cè)板1-2、上掛接軸1-3、“v”字型上頂板1-4、右側(cè)板1-5、右掛接軸1-6、下底板1-7。
6、所述“v”字型上頂板1-4外形呈“v”字型,左側(cè)板1-2、右側(cè)板1-5分別位于“v”字型上頂板1-4、下底板1-7左右兩側(cè),左側(cè)板1-2、右側(cè)板1-5通過焊接固定支撐“v”字型上頂板1-4、下底板1-7,提高懸掛-牽引承載連接機(jī)構(gòu)1穩(wěn)定能力。
7、所述多層推-拉偏差調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)2包括“魚尾”型多層支撐板2-1、柔性牽引驅(qū)動機(jī)構(gòu)2-2、平行四桿夾持機(jī)構(gòu)2-3。
8、所述“魚尾”型多層支撐板2-1包括頂層支撐板2-1-1、中層支撐板2-1-2、底層支撐板2-1-3。所述柔性牽引驅(qū)動機(jī)構(gòu)2-2、平行四桿夾持機(jī)構(gòu)2-3依次安裝于底層支撐板2-1-3、中層支撐板2-1-2上端面。
9、所述頂層支撐板2-1-1包括頂板螺紋孔2-1-1-1、油管連通凹槽2-1-1-2、電線2-1-1-3、電線連通凹槽2-1-1-4、油管2-1-1-5。所述中層支撐板2-1-2包括中層板螺紋孔2-1-2-1、左搖桿連接孔2-1-2-2、旋轉(zhuǎn)臂角度傳感器連接孔2-1-2-3、右搖桿連接孔2-1-2-4、中層板螺紋孔2-1-2-5。所述底層支撐板2-1-3包括右牽引油缸連接孔2-1-3-1、左牽引油缸連接孔2-1-3-2、底板螺紋孔2-1-3-3。
10、所述柔性牽引驅(qū)動機(jī)構(gòu)2-2通過支撐軸承安裝在底層支撐板2-1-3上端面,底層支撐板2-1-3通過底板螺紋孔2-1-3-3與下底板1-7固定螺釘連接。所述平行四桿夾持機(jī)構(gòu)2-3對稱安裝于“魚尾”型中層支撐板2-1-2左右兩側(cè),通過左搖桿連接孔2-1-2-2、右搖桿連接孔2-1-2-4進(jìn)行固定螺釘連接,“魚尾”型中層支撐板2-1-2通過中層板螺紋孔2-1-2-1與“魚尾”型底層支撐板2-1-3固定螺釘連接。所述“魚尾”型頂層支撐板2-1-1通過頂板螺紋孔2-1-1-1與“魚尾”型中層支撐板2-1-2固定螺釘連接。
11、所述柔性牽引驅(qū)動機(jī)構(gòu)2-2包括柔性支撐旋轉(zhuǎn)臂2-2-1、圓形石棉填充墊片2-2-2、尼龍減阻墊片2-2-3、右糾偏牽引油缸2-2-4、支撐軸連接孔2-2-5、進(jìn)出油路傳輸管2-2-6、左糾偏牽引油缸2-2-7、“u”字型夾持塊2-2-8、連接吊耳2-2-9。
12、所述右糾偏牽引油缸2-2-4、左糾偏牽引油缸2-2-7采用左右對稱設(shè)置,分別通過連接吊耳2-2-9固接至柔性支撐旋轉(zhuǎn)臂2-2-1中前端1/3處,“u”字型夾持塊2-2-8通過螺釘固接至柔性支撐旋轉(zhuǎn)臂2-2-1前端。進(jìn)出油路傳輸管2-2-6分別通過螺紋連接至左糾偏牽引油缸2-2-7、右糾偏牽引油缸2-2-4后端中部。所述尼龍減阻墊片2-2-3位于柔性支撐旋轉(zhuǎn)臂2-2-1下端面。所述圓形石棉填充墊片2-2-2位于“u”字型夾持塊2-2-8上端面。
13、所述平行四桿夾持機(jī)構(gòu)2-3包括右連桿夾持機(jī)構(gòu)2-3-1、左連桿夾持機(jī)構(gòu)2-3-2。所述右連桿夾持機(jī)構(gòu)2-3-1、左連桿夾持機(jī)構(gòu)2-3-2具有相同結(jié)構(gòu),均包括夾持連接頭2-3-1-1、螺紋連接套筒2-3-1-2、轉(zhuǎn)向連接拉桿2-3-1-3和緊固連接軸2-3-1-4。
14、所述夾持連接頭2-3-1-1利用螺紋連接套筒2-3-1-2與轉(zhuǎn)向連接拉桿2-3-1-3螺紋連接,右連桿夾持機(jī)構(gòu)2-3-1、左連桿夾持機(jī)構(gòu)2-3-2分別通過緊固連接軸緊固連接軸2-3-1-4與“魚尾”型底層支撐板2-3連接軸固接。
15、所述雙點(diǎn)快速掛接平衡機(jī)構(gòu)3包括“凹”字型雙層掛接板3-1、連接通孔3-2、快速夾持組件3-4。所述快速夾持組件3-4包括前操縱桿3-4-1、后搖桿3-4-2。
16、所述雙點(diǎn)快速掛接平衡機(jī)構(gòu)3通過連接通孔3-2與右連桿夾持機(jī)構(gòu)2-3-1、柔性牽引驅(qū)動機(jī)構(gòu)2-2、左連桿夾持機(jī)構(gòu)2-3-2進(jìn)行銷軸固接。所述“凹”字型雙層掛接板3-1通過焊接固定在懸掛橫梁3-3左右兩端。所述搖桿3-4-1、后操作桿3-4-2通過螺釘固接在“凹”字型雙層掛接板3-1內(nèi)部。
17、所述分布式控制系統(tǒng)4包括bp-pid控制器4-1、信號接收機(jī)4-2、電液比例閥4-3、旋轉(zhuǎn)臂角度傳感器4-4、拖拉機(jī)衛(wèi)星天線4-5、機(jī)具衛(wèi)星天線4-6。
18、所述bp-pid控制器4-1、信號接收機(jī)4-2分別通過焊接固接至“魚尾”型頂層支撐板2-1-1上端面。旋轉(zhuǎn)臂角度傳感器4-4用于檢測柔性支撐旋轉(zhuǎn)臂2-2-1的擺動角,旋轉(zhuǎn)臂角度傳感器4-4的安裝座與“魚尾”型中層支撐板2-1-2通過螺栓固定,旋轉(zhuǎn)臂角度傳感器4-4的內(nèi)軸心通過聯(lián)軸器與柔性支撐旋轉(zhuǎn)臂2-2-1的安裝軸連接,柔性支撐旋轉(zhuǎn)臂2-2-1的左右擺動帶動其以安裝軸為中心擺動,從而帶動旋轉(zhuǎn)臂角度傳感器4-4的擺動,以此實(shí)現(xiàn)柔性牽引驅(qū)動機(jī)構(gòu)擺動距離的檢測。所述拖拉機(jī)衛(wèi)星天線4-5、機(jī)具衛(wèi)星天線4-6分別安裝在拖拉機(jī)5、機(jī)具6頂端中心處。
19、所述上頂板1-3采用“v”字型鑄造設(shè)計結(jié)構(gòu),使裝置重心后移、避免與拖拉機(jī)觸碰。所述上頂板1-3彎曲角度為 α1,彎曲角度 α1范圍為120°~150°。
20、所述“魚尾”型多層支撐板2-1整體為疊加結(jié)構(gòu),依次疊加并通過螺釘固定連接;所述“魚尾”型支撐板2-1采用“魚尾型”結(jié)構(gòu)設(shè)計,左、右后端設(shè)有油管連通凹槽2-1-1-2,正后端設(shè)有電線連通凹槽2-1-1-4。
21、所述油管連通凹槽2-1-1-2半徑為r1,油管2-1-1-5半徑為r4,電線連通凹槽2-1-1-4半徑為r2,電線2-1-1-3半徑為r3;所述油管連通凹槽2-1-1-2半徑r1為油管半徑r4的2~3倍,電線連通凹槽半徑r2為電線半徑r3的5~6倍;所述電線連通凹槽半徑r1、油管連通凹槽半徑r4設(shè)定為不同尺寸。
22、所述柔性牽引驅(qū)動機(jī)構(gòu)2-2通過左右對稱放置左糾偏牽引油缸2-2-7、右糾偏牽引油缸2-2-4固接至“魚尾”型底層支撐板2-1-3上端面,可沿著以支撐軸連接孔2-2-5為中心左右轉(zhuǎn)動。
23、根據(jù)權(quán)利要求1所述大型牽引式農(nóng)機(jī)具柔性調(diào)偏裝置,其特征在于,所述柔性牽引驅(qū)動機(jī)構(gòu)(2-2)通過左右對稱放置左糾偏牽引油缸(2-2-7)、右糾偏牽引油缸(2-2-4)固接至“魚尾”型底層支撐板(2-1-3)上端面,可沿著以支撐軸連接孔(2-2-5)為中心左右轉(zhuǎn)動;
24、所述柔性支撐旋轉(zhuǎn)臂支撐軸連接孔(2-2-5)圓心至石棉填充墊片(2-2-2)圓心距離為 l10,柔性牽引驅(qū)動機(jī)構(gòu)(2-2)擺動角度為 α3,由公式1可得柔性牽引驅(qū)動機(jī)構(gòu)(2-2)擺動距離 l11為:
25、??????????????????????????????公式1
26、所述擺動角度轉(zhuǎn)動角度 α3轉(zhuǎn)動范圍為0?~60°,搖桿夾持機(jī)構(gòu)擺動距離 l11范圍為0~?640?mm。
27、根據(jù)權(quán)利要求1所述大型牽引式農(nóng)機(jī)具柔性調(diào)偏裝置,其特征在于,所述右連桿夾持機(jī)構(gòu)(2-3-1)、左連桿夾持機(jī)構(gòu)(2-3-2)組成平行四邊形雙連桿結(jié)構(gòu),可沿中層支撐板(2-1-2)上端面轉(zhuǎn)動;
28、所述右連桿夾持機(jī)構(gòu)(2-3-1)、左連桿夾持機(jī)構(gòu)(2-3-2)轉(zhuǎn)動角度為 α2,平行四桿夾持機(jī)構(gòu)的長度為 l3,由公式2可得平行四桿夾持機(jī)構(gòu)的擺動距離 l2為:
29、???????????????公式2
30、所述轉(zhuǎn)動角度 α2轉(zhuǎn)動范圍為0?~65°,平行四桿夾持機(jī)構(gòu)擺動距離 l2范圍為0?mm?~650?mm。
31、根據(jù)權(quán)利要求1所述大型牽引式農(nóng)機(jī)具柔性調(diào)偏裝置,其特征在于,所述尼龍減阻墊片(2-2-3)位于柔性支撐旋轉(zhuǎn)臂(2-2-1)下端面,用于減小柔性牽引驅(qū)動機(jī)構(gòu)(2-2)轉(zhuǎn)動摩擦力;所述圓形石棉填充墊片(2-2-2)位于柔性支撐旋轉(zhuǎn)臂(2-2-1)前端,增大雙點(diǎn)快速掛接平衡機(jī)構(gòu)(3)夾持摩擦力;
32、所述支撐軸(2-2-5)的凸出距離為 l6,尼龍減阻墊片(2-2-3)的高度為 l7,柔性支撐旋轉(zhuǎn)臂(2-2-1)的寬度為 l8,尼龍減阻墊片(2-2-3)的寬度為 l9;所述尼龍減阻墊片(2-2-3)的高度 l7為支撐軸(2-2-5)的凸出距離 l6的1.1~1.2倍,尼龍減阻墊片(2-2-3)的寬度 l9為柔性支撐旋轉(zhuǎn)臂(2-2-1)的寬度 l8的1.3~1.5倍。
33、根據(jù)權(quán)利要求1所述大型牽引式農(nóng)機(jī)具柔性調(diào)偏裝置,其特征在于,所述雙點(diǎn)快速掛接平衡機(jī)構(gòu)(3)由多層推-拉偏差調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(2)夾持固定,安裝在懸掛-牽引承載連接機(jī)構(gòu)(1)正后方;
34、所述平行四桿夾持機(jī)構(gòu)夾持連接頭(2-3-1-1)夾持范圍為 l1,“u”字型夾持塊(2-2-8)最大夾持距離為 l4,“u”字型夾持塊(2-2-8)最小夾持距離為 l5,懸掛橫梁(3-3)高度為 l12;所述“u”字型夾持塊(2-2-8)最大夾持距離 l4為“u”字型夾持塊(2-2-8)最小夾持距離 l5的1.3~1.5倍,平行四桿夾持機(jī)構(gòu)夾持連接頭(2-3-1-1)夾持范圍 l1、“u”字型夾持塊(2-2-8)最小夾持距離 l5為懸掛橫梁(3-3)高度 l12的1.2~1.4倍。
35、根據(jù)權(quán)利要求1所述大型牽引式農(nóng)機(jī)具柔性調(diào)偏裝置,其特征在于,所述“凹”字型雙層掛接板(3-1)整體成掛鉤形狀,所述“凹”字型雙層掛接板(3-1)的凹槽直徑 d1能夠完全配合機(jī)具掛接軸的直徑 d2;
36、所述“凹”字型雙層掛接板(3-1)的凹槽直徑 d1設(shè)為機(jī)具掛接軸直徑 d2的1.2~1.5倍。
37、一種利用權(quán)利要求1-8任意一項(xiàng)所述大型牽引式農(nóng)機(jī)具柔性調(diào)偏裝置的控制系統(tǒng),其特征在于,所述分布式控制系統(tǒng)(4)將信息采集、處理、執(zhí)行等模塊進(jìn)行分層布置,搭建bp-pid控制器(4-1),增強(qiáng)分布式控制系統(tǒng)(4)可靠性與精準(zhǔn)性;所述bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)包括輸入層、隱含層和輸出層,當(dāng)輸出層沒有輸出目標(biāo)位置時,則進(jìn)行反向傳播,將誤差信號返回通路,通過修改各層神經(jīng)元的連接權(quán)值使得最終實(shí)際輸出與目標(biāo)輸出位置之間的誤差最小,進(jìn)而確定bp-pid控制器(4-1)比例系數(shù)k p、積分系數(shù)k i、微分系數(shù)k d三個主要參數(shù),實(shí)時調(diào)整橫向調(diào)偏值 δl以適應(yīng)田間環(huán)境;由公式3可得神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸人層輸出選定為:
38、
39、???????????????????????????????公式3
40、其中:為輸入層的輸出;
41、由公式4可得神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)隱含層輸入、輸出分別為:
42、
43、
44、??????????????????????????????????公式4
45、其中:為隱含層輸入;為隱含層輸出;為隱含層激活函數(shù);
46、由公式5可得神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出層輸入、輸出分別為:
47、
48、???????公式5
49、其中:為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出層輸入;神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出層輸出;為隱含層權(quán)值系數(shù);為輸出層權(quán)值系數(shù);
50、?
51、 k p、 k i、 k d即為bp-pid控制器(4-1)的3個可調(diào)參數(shù),進(jìn)而確定bp-pid控制器(4-1)主要參數(shù),優(yōu)化橫向調(diào)偏值。
52、一種大型牽引式農(nóng)機(jī)具柔性調(diào)偏裝置的控制系統(tǒng)工作過程,包括以下步驟:
53、s1、柔性調(diào)偏裝置偏移信息獲取;分布式控制系統(tǒng)4程序初始化,電液比例閥4-3、旋轉(zhuǎn)臂角度傳感器4-4、拖拉機(jī)衛(wèi)星天線4-5、機(jī)具衛(wèi)星天線4-6與bp-pid控制器4-1進(jìn)行通訊連接,設(shè)定衛(wèi)星定位天線安裝位置,導(dǎo)航路徑ab線,整機(jī)開始作業(yè);信號接收機(jī)4-2獲得所述拖拉機(jī)衛(wèi)星天線4-5、機(jī)具衛(wèi)星天線4-6接收的差分信號。
54、s2、柔性調(diào)偏裝置動作調(diào)節(jié);由所述bp-pid控制器4-1對所述信號進(jìn)行處理以提取所述機(jī)具衛(wèi)星天線4-6到設(shè)有的目標(biāo)位置的差值,獲得作業(yè)過程中機(jī)具實(shí)時橫向調(diào)偏值 δ l;當(dāng)機(jī)具的橫向偏差 δl不等于目標(biāo)值時,分布式控制系統(tǒng)4通過電液比例閥4-3控制右糾偏牽引油缸2-5-4和左糾偏牽引油缸2-5-7伸縮,雙點(diǎn)快速掛接平衡機(jī)構(gòu)3開始偏轉(zhuǎn),進(jìn)而帶動機(jī)具左右移動;同時旋轉(zhuǎn)臂角度傳感器4-4實(shí)時檢測并反饋柔性調(diào)偏裝置實(shí)際偏轉(zhuǎn)角度,形成閉環(huán)信息反饋,調(diào)節(jié)機(jī)具的調(diào)偏播種作業(yè)路徑。此時,柔性調(diào)偏裝置動作調(diào)節(jié)存在3種狀態(tài):
55、狀態(tài)1: δl大于0,bp-pid控制器4-1發(fā)送調(diào)偏指令給電液比例閥4-3,右糾偏牽引油缸2-5-4收縮和左糾偏牽引油缸2-5-7伸出,柔性牽引驅(qū)動機(jī)構(gòu)2-2帶動雙點(diǎn)快速掛接平衡機(jī)構(gòu)3朝右橫移,旋轉(zhuǎn)臂角度傳感器4-4反饋橫移信息。
56、狀態(tài)2: δl小于0,bp-pid控制器4-1發(fā)送調(diào)偏指令給電液比例閥4-3,右糾偏牽引油缸2-5-4伸出和左糾偏牽引油缸2-5-7收縮,柔性牽引驅(qū)動機(jī)構(gòu)2-2帶動雙點(diǎn)快速掛接平衡機(jī)構(gòu)3朝左橫移,旋轉(zhuǎn)臂角度傳感器4-4反饋橫移信息。
57、狀態(tài)3: δl等于0,bp-pid控制器4-1停止發(fā)送指令,電液比例閥4-3閥口關(guān)閉,右糾偏牽引油缸2-5-4、左糾偏牽引油缸2-5-7停止伸縮,柔性調(diào)偏裝置結(jié)束作業(yè)。
58、s3、柔性調(diào)偏裝置作業(yè)結(jié)束:信號接收機(jī)(4-2)獲得所述拖拉機(jī)衛(wèi)星天線(4-5)、機(jī)具衛(wèi)星天線(4-6)接收的差分信號,獲取玉米免耕播種機(jī)實(shí)時運(yùn)動狀態(tài),判斷拖拉機(jī)(5)、機(jī)具(6)是否處于同一直線,重復(fù)步驟s1~s2,直至機(jī)具(6)避開玉米根茬,bp-pid控制器(4-1)和電液比例閥(4-3)停止工作,柔性調(diào)偏裝置作業(yè)任務(wù)完成。
59、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果在于:
60、1、針對現(xiàn)有調(diào)偏裝置不適用于大型牽引式農(nóng)機(jī)具,造成效率低下的問題,本裝置懸掛-牽引承載連接機(jī)構(gòu)改變拖拉機(jī)與機(jī)具連接方式,保留三點(diǎn)懸掛式精準(zhǔn)連接特點(diǎn),發(fā)揮牽引式連接承載較大牽引力的優(yōu)勢。柔性調(diào)偏裝置前端通過左掛接軸、上掛接軸、右掛接軸與拖拉機(jī)三點(diǎn)懸掛連接,后端通過雙點(diǎn)快速掛接平衡機(jī)構(gòu)與機(jī)具牽引式連接;在不改變拖拉機(jī)前進(jìn)方向前提下,柔性調(diào)偏裝置可以牽引機(jī)具進(jìn)行左右偏移,快速補(bǔ)償機(jī)具橫向和航向偏差。
61、2、針對現(xiàn)有大型牽引式農(nóng)機(jī)具剛性調(diào)節(jié)補(bǔ)償機(jī)具的橫向和航向偏差,執(zhí)行裝置瞬間施加拉拽力,致使機(jī)具開溝入土播種部件損壞,造成動力消耗增大。本裝置采用柔性牽引驅(qū)動機(jī)構(gòu)進(jìn)行雙缸動力輸出,右糾偏牽引油缸、左糾偏牽引油缸以60°夾角對稱安裝在柔性支撐旋轉(zhuǎn)臂左右兩側(cè),作業(yè)時精確調(diào)整雙缸伸縮距離,驅(qū)動柔性牽引驅(qū)動機(jī)構(gòu)左右扭轉(zhuǎn)帶動機(jī)具,緩慢增加機(jī)具入土開溝部件拉拽力,進(jìn)而補(bǔ)償機(jī)具的橫向和航向偏差,解決了剛性拉拽導(dǎo)致的機(jī)具開溝入土播種部件易損壞的問題,達(dá)到增加機(jī)具使用壽命的目的。
62、3、針對目前大型牽引式農(nóng)機(jī)具出現(xiàn)橫向和航向偏差時需要進(jìn)行頻繁調(diào)節(jié),進(jìn)而造成調(diào)節(jié)精度和響應(yīng)時間較低的問題,本裝置搭建分布式控制系統(tǒng),將信息采集、處理、執(zhí)行等模塊進(jìn)行分層布置,bp-pid控制器根據(jù)導(dǎo)航定位傳送的橫向偏差信息,采用bp-pid控制算法,優(yōu)化主要參數(shù),制定調(diào)偏控制策略,實(shí)時自動補(bǔ)償播種機(jī)橫向和航向偏差,提高調(diào)節(jié)精度和響應(yīng)時間。分布式控制系統(tǒng)根據(jù)導(dǎo)航確定拖拉機(jī)和播種機(jī)之間的相對位置信息,當(dāng)播種機(jī)偏離導(dǎo)航線時,系統(tǒng)控制糾偏牽引油缸進(jìn)行伸縮,從而帶動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)開始偏轉(zhuǎn),補(bǔ)償播種機(jī)橫向和航向偏差,保證了良好的播種效果和效率。
63、4、針對現(xiàn)有調(diào)偏裝置未考慮機(jī)具掛接方便、電線油管布置、裝置自身零部件載重以及裝置拆卸難度等造成機(jī)具調(diào)偏作業(yè)效率低下的問題,本裝置的“魚尾”型多層支撐板采用分層承重結(jié)構(gòu),合理布置各機(jī)構(gòu)安裝位置,節(jié)省空間,防止互相擠壓,確保裝置穩(wěn)定運(yùn)行,提高調(diào)偏準(zhǔn)確性。分布式控制系統(tǒng)、平行四桿夾持機(jī)構(gòu)、柔性牽引驅(qū)動機(jī)構(gòu)依次安裝在頂層、中層、底層支撐板之上,相對于單層結(jié)構(gòu)設(shè)計,運(yùn)動空間增大,分散裝置重量,使裝置更加安全。支撐板前端設(shè)有六個通孔,且后端設(shè)計為“魚尾”型凹槽結(jié)構(gòu),節(jié)省安裝空間,避免作業(yè)時油管、電線與農(nóng)機(jī)具碰撞,降低裝置拆卸難度。
64、5、針對現(xiàn)有裝置與機(jī)具連接機(jī)構(gòu)裝配誤差較大,造成機(jī)具穩(wěn)定性下降影響調(diào)節(jié)精度的問題,本裝置平行四桿夾持機(jī)構(gòu)各平行桿件受力相對均勻,能夠提供平滑的運(yùn)動軌跡和動力傳遞,減小各桿件振動和擺動的幅度,提高了柔性調(diào)偏裝置的運(yùn)動精度。在左右調(diào)偏過程中,右連桿夾持機(jī)構(gòu)和左連桿夾持機(jī)構(gòu)始終保持平行,從而使安裝在多層推-拉偏差調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上的雙點(diǎn)快速掛接平衡機(jī)構(gòu)在工作過程中的水平方向恒定,保證作業(yè)時裝置各部件運(yùn)動平穩(wěn),減少裝配誤差。