本發(fā)明涉及農(nóng)用機(jī)械，具體而言，涉及一種農(nóng)用收獲機(jī)械的負(fù)荷控制方法、裝置和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、農(nóng)用收獲機(jī)械屬于一種常規(guī)且已經(jīng)得到大規(guī)模應(yīng)用的農(nóng)用機(jī)械，包括但不限于農(nóng)用收割機(jī)、農(nóng)用割曬機(jī)等，實(shí)際生產(chǎn)中還涉及大量的針對(duì)特定農(nóng)作物的特種收獲機(jī)，如玉米割曬機(jī)、稻麥?zhǔn)崭顧C(jī)等等，或是針對(duì)根莖作物、谷物作物、花卉作物等不同作物類型和收獲需求進(jìn)行作業(yè)的特種收獲機(jī)。

2、智能化的農(nóng)用機(jī)械得益于日漸發(fā)展的人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，其作業(yè)運(yùn)行更加自動(dòng)化、精準(zhǔn)化和高效化，能夠獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)犁地、耕種、播種、施肥、灌溉、收獲等一系列生產(chǎn)行為，有效地提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量與效率，同時(shí)還大大降低了對(duì)人力的需求以及人工操作的工作強(qiáng)度。從現(xiàn)行研究發(fā)展看，智能化的農(nóng)用收獲機(jī)械也得到了發(fā)展進(jìn)步與應(yīng)用。

3、目前多數(shù)收獲機(jī)械的負(fù)荷控制系統(tǒng)主要依靠已發(fā)生事件建立控制模型，如滾筒轉(zhuǎn)速、收獲倉內(nèi)剩余容量或質(zhì)量等，基于已發(fā)生事件所獲取的參量進(jìn)行收獲機(jī)械的負(fù)荷控制的構(gòu)件并控制收獲機(jī)械的運(yùn)行模式。舉例而言，某收獲機(jī)械的負(fù)荷控制系統(tǒng)中在軸流滾筒處設(shè)置有轉(zhuǎn)速傳感器，實(shí)時(shí)測(cè)量軸流滾筒轉(zhuǎn)速spd，當(dāng)spd≥spd0(設(shè)定的閾值轉(zhuǎn)速)時(shí)，控制器則認(rèn)為收割負(fù)荷過大，有堵塞風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而輸出控制信號(hào)控制行走泵分級(jí)降低電流輸出；反之當(dāng)spd＜spd0時(shí)，控制器則解除限制，行走泵逐步恢復(fù)電流輸出。

4、但是，在實(shí)際收獲作業(yè)的過程中，在未根據(jù)待收獲作物的長(zhǎng)勢(shì)、密度、含水率等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋調(diào)控時(shí)，僅憑已發(fā)生事件的參量進(jìn)行控制，面對(duì)聯(lián)合收獲機(jī)非線性與大時(shí)滯性的作業(yè)過程,明顯存在控制效果不夠理想的缺陷。仍以上文中的以轉(zhuǎn)速傳感器為實(shí)時(shí)變量的負(fù)荷控制系統(tǒng)為例，該負(fù)荷控制系統(tǒng)通過監(jiān)控滾筒轉(zhuǎn)速的變化來判斷車輛負(fù)荷，具有較大遲滯性與突變性，很難做到線性地、及時(shí)地對(duì)作業(yè)單元進(jìn)行控制；同時(shí)地，該負(fù)荷控制系統(tǒng)存在喂入量突然過大而導(dǎo)致的堵塞熄火的風(fēng)險(xiǎn)，這容易導(dǎo)致收獲機(jī)器的動(dòng)力模塊或作業(yè)單元的損耗乃至損壞。

5、有鑒于此，特提出本發(fā)明。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的第一目的在于提供一種農(nóng)用收獲機(jī)械的負(fù)荷控制方法，通過估算作物種植密度以及通過水分檢測(cè)傳感器測(cè)得作物含水率后，經(jīng)由數(shù)據(jù)計(jì)算依次獲取作物質(zhì)量和收獲機(jī)械的通行速度，進(jìn)而保持收獲負(fù)荷的穩(wěn)定性。

2、本發(fā)明的第二目的在于提供一種農(nóng)用收獲機(jī)械的負(fù)荷控制裝置。

3、本發(fā)明的第三目的在于提供一種農(nóng)用收獲機(jī)械。

4、為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術(shù)方案：

5、一種農(nóng)用收獲機(jī)械的負(fù)荷控制方法，包括：

6、實(shí)時(shí)獲取單位空間內(nèi)的待收獲作物的圖像和水分值，并同步轉(zhuǎn)換為待收獲作物的數(shù)量和含水率；

7、通過所述數(shù)量和所述含水率計(jì)算獲取對(duì)應(yīng)單位空間內(nèi)的待收獲作物的重量；

8、通過所述待收獲作物的重量與所述農(nóng)用收獲機(jī)械的標(biāo)定喂入量計(jì)算獲取對(duì)應(yīng)單位空間內(nèi)所述農(nóng)用收獲機(jī)械的通行速度，以控制所述農(nóng)用收獲機(jī)械的負(fù)荷。

9、一種農(nóng)用收獲機(jī)械的負(fù)荷控制裝置，包括：

10、影像設(shè)備，以獲取待收獲作物的圖像；

11、水分測(cè)定設(shè)備，以獲取待收獲作物的水分值；

12、處理模塊，用于執(zhí)行所述的負(fù)荷控制方法中的數(shù)據(jù)處理；

13、控制模塊，基于所述處理模塊的數(shù)據(jù)處理結(jié)果，控制所述農(nóng)用收獲機(jī)械的工作信號(hào)。

14、一種農(nóng)用收獲機(jī)械，包括所述的負(fù)荷控制裝置。

15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

16、(1)本發(fā)明提供了一種基于視覺技術(shù)的收獲機(jī)械的負(fù)荷控制系統(tǒng)，通過影像設(shè)備拍攝車輛正前方一定空間內(nèi)的作物圖像，獲取待收獲作物的數(shù)量；同時(shí)基于水分值以及標(biāo)定的作物平均干重，得出收割寬幅內(nèi)作物的質(zhì)量分布曲線，進(jìn)而根據(jù)收獲機(jī)械的標(biāo)定喂入量計(jì)算出一個(gè)較為平滑的車速，最終控制行走泵輸出驅(qū)動(dòng)電流以實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)車速進(jìn)行收割作業(yè)。此外本發(fā)明的負(fù)荷控制方法還能監(jiān)測(cè)視野內(nèi)是否有足夠的作物，當(dāng)即將到達(dá)地頭時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)減速停車。

17、(2)本發(fā)明的負(fù)荷控制方法調(diào)整效果更精準(zhǔn)平滑，通過車速曲線預(yù)計(jì)算，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)預(yù)調(diào)，避免了現(xiàn)有控制系統(tǒng)的遲滯性、或調(diào)整效果不好的缺陷；本發(fā)明的負(fù)荷控制算法模型精準(zhǔn)、簡(jiǎn)潔、可靠，同時(shí)實(shí)施所需的成本低，可以基于常規(guī)農(nóng)用收貨機(jī)械進(jìn)行影像設(shè)備和水分測(cè)定設(shè)備即可投入生產(chǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種農(nóng)用收獲機(jī)械的負(fù)荷控制方法，其特征在于，所述負(fù)荷控制方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)用收獲機(jī)械的負(fù)荷控制方法，其特征在于，所述單位空間為：以所述農(nóng)用收獲機(jī)械正前方0～20m為長(zhǎng)度、以所述農(nóng)用收獲機(jī)械的收獲作業(yè)為寬度、以所述待收獲作物的最高高度為高度所構(gòu)成的空間。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)用收獲機(jī)械的負(fù)荷控制方法，其特征在于，所述待收獲作物的重量的計(jì)算方法為：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的農(nóng)用收獲機(jī)械的負(fù)荷控制方法，其特征在于，所述通行速度的計(jì)算方法為：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)用收獲機(jī)械的負(fù)荷控制方法，其特征在于，所述圖像和所述水分值的獲取頻率為0.05秒/次～0.2秒/次。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)用收獲機(jī)械的負(fù)荷控制方法，其特征在于，以連續(xù)的n次所獲取的所述圖像和所述水分值作為一個(gè)檢測(cè)周期，n＝3～10；

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)用收獲機(jī)械的負(fù)荷控制方法，其特征在于，所述圖像通過影像設(shè)備獲取；

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)用收獲機(jī)械的負(fù)荷控制方法，其特征在于，所述水分值通過水分測(cè)定設(shè)備獲??；

9.一種農(nóng)用收獲機(jī)械的負(fù)荷控制裝置，其特征在于，包括：

10.一種農(nóng)用收獲機(jī)械，其特征在于，包括如權(quán)利要求9所述的負(fù)荷控制裝置。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種農(nóng)用收獲機(jī)械的負(fù)荷控制方法、裝置和應(yīng)用，涉及農(nóng)用機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。具體而言，實(shí)時(shí)獲取單位空間內(nèi)的待收獲作物的圖像和水分值，并同步轉(zhuǎn)換為待收獲作物的數(shù)量和含水率；通過所述數(shù)量和所述含水率計(jì)算獲取對(duì)應(yīng)單位空間內(nèi)的待收獲作物的重量；通過所述待收獲作物的重量與所述農(nóng)用收獲機(jī)械的標(biāo)定喂入量計(jì)算獲取對(duì)應(yīng)單位空間內(nèi)所述農(nóng)用收獲機(jī)械的通行速度，以控制所述農(nóng)用收獲機(jī)械的負(fù)荷。本發(fā)明能夠解決現(xiàn)行控制工藝具有較大遲滯性與突變性的缺陷，所提供的負(fù)荷控制方法調(diào)整效果更精準(zhǔn)平滑，通過車速曲線預(yù)計(jì)算實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)預(yù)調(diào)，控制算法模型精準(zhǔn)、簡(jiǎn)潔、可靠，具有良好的應(yīng)用前景。

技術(shù)研發(fā)人員：李博偉,倪云龍,溫讀夫,魏莉莉,孫凌云,王吉武,姜慧敏,楊玉濤,肖大陸
受保護(hù)的技術(shù)使用者：濰柴雷沃智慧農(nóng)業(yè)科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/9