甘蔗聯(lián)合收獲方法及遙控控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)收獲機械及控制技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種甘蔗聯(lián)合收獲方法及遙控控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]中國是一個農(nóng)業(yè)大國而非農(nóng)業(yè)強國，農(nóng)業(yè)機械化率極低，農(nóng)業(yè)勞動繁重。雖然在平原地區(qū)進行機械化耕種，但是由于傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)機械都需要人工操控，勞動力成本高，且部分收獲機結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操控方法不易掌控，例如，在丘陵地帶使用目標(biāo)甘蔗聯(lián)合收獲機，就很難保證在目標(biāo)甘蔗根部不受損的情況下準(zhǔn)確切到目標(biāo)甘蔗尾稍，且由于操控失誤在收獲機安全事故里的占比很大，且廣大農(nóng)村勞動力不足的情況在各地頻繁發(fā)生。
[0003]甘蔗收獲機目前是被公認農(nóng)機具中最復(fù)雜的機種，由于甘蔗倒伏的原因，目前甘蔗收獲機能投入使用的幾乎是從國外進口的切段式甘蔗收獲機，即收獲時把甘蔗切成每段20-40cm后，才收集輸送到另一部裝蔗車，這樣甘蔗破損率高，裝車噸位低于正常的70%，含雜率高達15%以上，并需要兩車配合收獲，效能低，甘蔗需當(dāng)日處理不能存放，造成糖廠、蔗農(nóng)、司機均受不同程度的影響和損失，迫切需要整桿式收獲的甘蔗收獲機，可傳統(tǒng)的整桿式甘蔗收獲機，由于有駕駛室及車輛高度的限制，甘蔗幾乎無法從機器正面上方通過，甘蔗聯(lián)合收獲機廣泛采用向前推壓甘蔗并根切后從機下通道進入后面的工序，造成甘蔗聯(lián)合收獲能耗高、產(chǎn)量受限、機形龐大、適應(yīng)性差等缺陷。
[0004]隨著無線網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)傳感識別技術(shù)、微電腦控制技術(shù)的發(fā)展，對傳統(tǒng)甘蔗聯(lián)合收獲機進行改造，實現(xiàn)甘蔗收獲、運輸?shù)茸鳂I(yè)的智能化、無人化，將處于環(huán)境惡劣的、繁重的體力工作轉(zhuǎn)為室內(nèi)安全舒適的工作，能夠解決由于人為誤操控導(dǎo)致的安全事故且徹底改善廣大農(nóng)村勞力短缺、無青壯年等現(xiàn)狀。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種甘蔗聯(lián)合收獲方法及遙控控制系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的收獲機產(chǎn)能低、能耗高、操作勞動強度大、甘蔗破頭率高等問題。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
本發(fā)明的甘蔗聯(lián)合收獲方法及遙控控制系統(tǒng)，收獲方法包括甘蔗的扶蔗、切割、輸送、剝?nèi)~和斷尾的步驟，其特征在于:在甘蔗的扶蔗前增加甘蔗預(yù)打葉步驟，預(yù)打葉以后甘蔗進入切割、夾持輸送、剝?nèi)~和斷尾，最后將修整好的甘蔗進入甘蔗后處理；所述的甘蔗預(yù)打葉是將打葉裝置從甘蔗上方對甘蔗葉向下進行打擊。
[0007]所述的步驟還包括切割后將甘蔗的上部倒向收獲機的輸送機構(gòu)，所述的將甘蔗的上部倒向收獲機的輸送機構(gòu)是將切割后的甘蔗通過機械手向上送到輸送機構(gòu)后進行剝?nèi)~的結(jié)構(gòu)。
[0008]甘蔗聯(lián)合收獲方法采用遙控自動甘蔗聯(lián)合收獲機系統(tǒng)，它由遙控自動控制系統(tǒng)和收獲機作業(yè)部分構(gòu)成。
[0009]所述的遙控自動控制系統(tǒng)包括遠程遙控終端、機上數(shù)據(jù)處理及控制系統(tǒng)、機上通信終端和感知組件；所述的感知組件包括對方向、地形、甘蔗狀態(tài)和控制狀態(tài)、車輛狀態(tài)的測量。
[0010]所述的收獲機作業(yè)部分包括甘蔗預(yù)打葉裝置、割臺、甘蔗夾持輸送裝置、剝?nèi)~斷尾機、甘蔗提升輸送裝置、電控動力行走機構(gòu)和甘蔗后處理裝置；所述的甘蔗預(yù)打葉裝置安裝在收獲機的前端；割臺安置在收獲機的前部；甘蔗夾持輸送裝置和剝?nèi)~斷尾機安裝在電控動力行走機構(gòu)上方；甘蔗夾持輸送裝置及割臺中的甘蔗提升輸送裝置所構(gòu)成的甘蔗輸送通道位于電控動力行走機構(gòu)輪軸前上方及上方；甘蔗后處理裝置安裝在收獲機的后部或后面的拖車上。收獲機作業(yè)部分為I個或多個組合安裝。
[0011]所述的遙控自動控制系統(tǒng)為遠程遙控或控制人員在收獲機上對機上數(shù)據(jù)處理及控制系統(tǒng)的操作。
[0012]所述機上數(shù)據(jù)處理及控制系統(tǒng)，用于對所述感知組件采集的所述收獲機運行時的數(shù)據(jù)和視頻信息進行處理，并根據(jù)預(yù)設(shè)的控制規(guī)則生成控制指令或遠程遙控終端下發(fā)的控制指令控制所述割臺、甘蔗預(yù)打葉裝置、甘蔗夾持輸送裝置、剝?nèi)~斷尾機、電控動力及行走機構(gòu)。
[0013]所述遠程遙控終端，用于通過無線網(wǎng)絡(luò)或現(xiàn)場無線通信與機上通信終端進行數(shù)據(jù)交換，實時監(jiān)測并通過所述機上數(shù)據(jù)處理及控制系統(tǒng)下發(fā)遠程遙控指令控制所述收獲機本體的工作。
[0014]所述的割臺包括:扶蔗器、甘蔗根部切割器、電控調(diào)整裝置、甘蔗提升輸送裝置；所述的扶蔗器安裝在甘蔗根部切割器的前部；甘蔗提升輸送裝置安裝在甘蔗根部切割器的后部O
[0015]所述割臺的運動位置，割臺與割臺之間的距離和甘蔗根部切割器的離地高度，或者行走機構(gòu)的車輪輪距由機上數(shù)據(jù)處理及控制系統(tǒng)通過所述電控調(diào)整裝置進行控制。
[0016]所述的電控調(diào)整裝置為甘蔗根部切割器位置電控調(diào)整裝置和割臺之間相對位置電控調(diào)整裝置。
[0017]所述甘蔗預(yù)打葉裝置包括:至少有兩組相互交叉或平行并可上下往復(fù)或圓周運動的小長硬片或小長棍。
[0018]所述割臺、甘蔗夾持輸送裝置、剝?nèi)~斷尾機采用功能模塊化設(shè)計，用于根據(jù)收獲機本體的工作規(guī)模對所述割臺、甘蔗夾持輸送裝置、剝?nèi)~斷尾機進行增減組合，同時對至少一垅甘蔗進行收割、運輸及剝?nèi)~斷尾。
[0019]所述割臺、甘蔗夾持輸送裝置、剝?nèi)~斷尾機的動力由所述電控動力及行走機構(gòu)提供。
[0020]所述機上數(shù)據(jù)處理及控制子系統(tǒng)，還用于對感知組件的數(shù)據(jù)和視頻信息進行采集及處理。
[0021]所述甘蔗后處理裝置，包括:車廂、自卸裝置、可選的稱重裝置和可選的捆扎機構(gòu)。
[0022]所述遠程遙控終端包括:上位機、顯示器、操控裝置及通訊網(wǎng)絡(luò)裝置。
[0023]所述顯示器，用于顯示所述收獲機本體的工位、視頻信息及工況參數(shù)。
[0024]所述操控裝置包括:觸摸屏、控制桿、鍵盤和/或鼠標(biāo)，用于由操作人員根據(jù)顯示器的信息輸入遠程遙控指令控制所述收獲機本體的行走線路、設(shè)定收獲機本體的運行參數(shù)。
[0025]所述上位機，用于將所述遠程遙控指令通過所述通訊網(wǎng)絡(luò)裝置發(fā)送至收獲機本體的機上數(shù)據(jù)處理及控制子系統(tǒng)，由機上數(shù)據(jù)處理及控制子系統(tǒng)根據(jù)接收到的遠程遙控指令控制收獲機本體的工作。
[0026]本發(fā)明的有益效果為:
1、本發(fā)明的甘蔗聯(lián)合收獲方法，在甘蔗的扶蔗前增加甘蔗預(yù)打葉步驟，預(yù)打葉以后甘蔗進入切割、夾持輸送、剝?nèi)~和斷尾，最后將修整好的甘蔗進入甘蔗后處理；所述的甘蔗預(yù)打葉是將打葉裝置從甘蔗上方對甘蔗葉進行上下打擊，使得在切割前甘蔗葉不會影響夾持輸送、剝?nèi)~和斷尾的作業(yè)并提高了甘蔗的剝凈率。
[0027]2、本發(fā)明所述的甘蔗聯(lián)合收獲方法，所述的步驟還包括切割后將甘蔗的上部倒向收獲機的輸送機構(gòu)，所述的將甘蔗的上部倒向收獲機的輸送機構(gòu)是將切割后的甘蔗通過機械手向上送到輸送機構(gòu)后進行剝?nèi)~的結(jié)構(gòu)，克服了現(xiàn)有甘蔗聯(lián)合收獲方法甘蔗頭部直接送到剝?nèi)~機構(gòu)而造成能耗高、產(chǎn)量受限、機形龐大、農(nóng)藝適應(yīng)性差等缺點。
[0028]3、通過所述機上數(shù)據(jù)處理及控制子系統(tǒng)對獲取的數(shù)據(jù)和視頻信息進行處理，并根據(jù)預(yù)設(shè)在收獲機本體中的控制規(guī)則，由收獲機本體自行控制所述割臺、甘蔗預(yù)打葉裝置、甘蔗夾持輸送裝置、剝?nèi)~斷尾機、電控動力行走機構(gòu)、動力機構(gòu)和甘蔗后處理裝置的工作；或者，還可以將獲取的數(shù)據(jù)和視頻信息通過機上通信終端上傳至所述遠程遙控終端，由遠程遙控終端實施監(jiān)督并下發(fā)控制指令控制所述機上數(shù)據(jù)處理及控制子系統(tǒng)，進而控制所述收獲機本體的動作。收獲機作業(yè)自動化程度高，操作勞動強度低，實現(xiàn)多垅甘蔗同時收割。
[0029]4、收獲機作業(yè)部分為I個或多個組合安裝方式，這樣，通過多個割臺能同時對多垅甘蔗進行收獲，能夠減少收獲機本體的行走次數(shù)及距離，從而大大提高了收獲機的產(chǎn)能，同時降低能耗，且當(dāng)遠程遙控終端與收獲機本體之間的網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時，還可以通過收獲機本體根據(jù)預(yù)設(shè)的控制規(guī)則自行控制所述收獲機本體的動作，增加了收獲機控制系統(tǒng)的可靠性和安全性，并通過感知組件采集所述收獲機本體運行時的數(shù)據(jù)和視頻信息為所述收獲機構(gòu)的相關(guān)作業(yè)提供依據(jù)，及時、準(zhǔn)確控制各收獲機本體的動作，從而能夠降低甘蔗破頭率，減少人工操作強度，提高工作效率改善目前繁重的甘蔗生產(chǎn)狀況，降低日益高漲的勞動力成本。
[0030]5、避免了切段式收獲機所帶來的跑糖、虧噸、雜質(zhì)多等問題，本收獲機在雨天也能下地作業(yè)，保證糖廠正常生產(chǎn)糖。
[0031]6、本發(fā)明采用無人遙控駕駛，不需要駕駛室，正面駕駛室騰出的空間能夠直接讓甘蔗從收獲機本體的上方通過，讓甘蔗能順利進行后續(xù)的剝?nèi)~斷尾處理，也使切割后的甘蔗自然倒向收獲機后方，減少了前進的阻力，從而大大節(jié)省了動力，并大大降低了收獲機本體的重量和30%能耗，實現(xiàn)甘蔗整桿式收獲。
【附圖說明】
[0032]圖1為本發(fā)明采用的收獲機的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1的左視圖；
圖3為收獲機的割臺的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中的名稱及序號為: 割臺1、甘蔗預(yù)打葉裝置2、甘蔗夾持輸送裝置3、剝?nèi)~斷尾機4、電控動力及行走機構(gòu)5、機上數(shù)據(jù)處理及控制子系統(tǒng)6、機上通信終端7、甘蔗根部切割器8、甘蔗提升輸送裝置9、甘蔗根部切割器位置電控調(diào)整裝置10、割臺之間相對位置電控調(diào)整裝置11、扶蔗器12。
【具體實施方式】
[0033]為了更加詳細的介紹本發(fā)明，下面結(jié)合實施例和附圖，對本發(fā)明做進一步說明。
[0034]本發(fā)明的甘蔗聯(lián)合收獲方法及遙控控制系統(tǒng)，收獲方法包括甘蔗的扶蔗、切割、輸送、剝?nèi)~和斷尾的步驟，其特征在于:在甘蔗的扶蔗前增加甘蔗預(yù)打葉步驟，預(yù)打葉以后，如果甘蔗有倒伏或彎曲時，需要扶蔗，然后甘蔗進入切割、夾持輸送、剝?nèi)~和斷尾，最后將修整好的甘蔗進入甘蔗后處理；所述的甘蔗預(yù)打葉是將打葉裝置從甘蔗上方對甘蔗葉進行上下打擊。
[0035]所述的步驟還包括切割后將甘蔗的上部倒向收獲機的輸送機構(gòu)，所述的將甘蔗的上部倒向收獲機的輸送機構(gòu)是將切割后的甘蔗通過機械手向上送到輸送機構(gòu)后進行剝?nèi)~的結(jié)構(gòu)。
[0036]該方法采用遙控自動甘蔗聯(lián)合收獲機系統(tǒng)，它由遙控自動控制系統(tǒng)和收獲機作業(yè)部分構(gòu)成。
[0037]所述的遙控自動控制系統(tǒng)包括遠程遙控終端、機上數(shù)據(jù)處理及控制系統(tǒng)6、機上通信終端7和感知組件；所述的感知組件包括對方向、地形、甘蔗狀態(tài)和控