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专利号: 2023105938953
申请人: 安徽农业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 农业;林业;畜牧业;狩猎;诱捕;捕鱼
更新日期:2024-04-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种自适应仿形双刀轴电动微耕机,其特征在于,包括:

机架(10),所述机架(10)上连接有把手,所述机架(10)两侧设有垂直于水平面的侧护板(11),所述机架(10)中央设有与所述侧护板(11)平行的安装室(12);

一对传动轴(20),所述传动轴(20)转动连接在所述安装室(12)上,所述传动轴(20)两端转动连接有第一万向轴(32),一对所述传动轴(20)由固定在所述机架(10)上的第一驱动结构(21)和第二驱动结构(22)分别驱动转动;

刀轴(30),所述刀轴(30)上固定有若干微耕刀片(31),所述刀轴(30)一端与所述第一万向轴(32)相连接,所述刀轴(30)另一端连接有伸缩万向轴(33);

移动滑块(13),所述移动滑块(13)上固定有所述伸缩万向轴(33),所述移动滑块(13)由设置在所述侧护板(11)上的动力件驱动上下滑动;

传感器模块,所述传感器模块包括设置于所述微耕刀片(31)上的压力传感器,以及设置在所述传动轴(20)上的转速传感器;

地形探测装置,固定在所述机架(10)前方,包括用于探测地形信息的雷达探头以及获取图像信息的摄像探头;

控制器,所述控制器固定在所述把手上,用于控制机架(10)的移动速度,以及一对所述传动轴(20)的转速,控制器的控制过程包括:控制器获得地形探测装置勘测的地形信息,并根据地形信息生成第一工作命令;

控制器根据第一工作命令在茶垄除草的行走过程中调整刀轴(30)与茶垄双边的夹角值;

控制器根据传感器模块和地形探测装置反馈的数据生成第二工作命令,并根据第二工作命令控制微耕机行走过程的移动速度。

2.根据权利要求1所述的一种自适应仿形双刀轴电动微耕机,其特征在于,所述微耕刀片(31)螺旋等间距阵列并通过螺栓固定在刀轴(30)上,相邻所述微耕刀片(31)角度间隔在20‑40度之间,且距离间隔在160‑190毫米之间,一个所述刀轴(30)的所述微耕刀片(31)数量在5‑9片之间,一对所述传动轴(20)上连接刀轴(30)的微耕刀片(31)安装方向相互相反。

3.一种自适应仿形双刀轴电动微耕机的控制方法,其特征在于,用于控制自适应仿形双刀轴电动微耕机,所述自适应仿形双刀轴电动微耕机包括:机架(10),所述机架(10)上连接有把手,所述机架(10)两侧设有垂直于水平面的侧护板(11),所述机架(10)中央设有与所述侧护板(11)平行的安装室(12);

一对传动轴(20),所述传动轴(20)转动连接在所述安装室(12)上,所述传动轴(20)两端转动连接有第一万向轴(32),一对所述传动轴(20)由固定在所述机架(10)上的第一驱动结构(21)和第二驱动结构(22)分别驱动转动;

刀轴(30),所述刀轴(30)上固定有若干微耕刀片(31),所述刀轴(30)一端与所述第一万向轴(32)相连接,所述刀轴(30)另一端连接有伸缩万向轴(33);

移动滑块(13),所述移动滑块(13)上固定有所述伸缩万向轴(33),所述移动滑块(13)由设置在所述侧护板(11)上的动力件驱动上下滑动;

传感器模块,所述传感器模块包括设置于所述微耕刀片(31)上的压力传感器,以及设置在所述传动轴(20)上的转速传感器;

地形探测装置,固定在所述机架(10)前方,包括用于探测地形信息的雷达探头以及获取图像信息的摄像探头;

控制器,所述控制器固定在所述把手上,用于控制机架(10)的移动速度,以及一对所述传动轴(20)的转速;

所述控制方法包括如下步骤:S1、控制器获得地形探测装置勘测的地形信息,并根据地形信息生成第一工作命令;

S2、控制器根据第一工作命令在茶垄除草的行走过程中调整刀轴(30)与茶垄双边的夹角值;

S3、控制器根据传感器模块和地形探测装置反馈的数据生成第二工作命令,并根据第二工作命令控制微耕机行走过程的移动速度。

4.根据权利要求3所述的一种自适应仿形双刀轴电动微耕机的控制方法,其特征在于,所述根据地形信息生成第一工作命令的过程包括:控制器按照地形信息将待除草的区域沿着微耕机移动方向划分为若干相同的分区;获取每个分区的茶垄斜面角度值;根据所述若干相同的分区的茶垄斜面角度值生成第一工作命令,所述第一工作命令用于控制微耕机在分区移动过程中所述刀轴(30)的角度。

5.根据权利要求3所述的一种自适应仿形双刀轴电动微耕机的控制方法,其特征在于,所述控制微耕机行走过程的移动速度的过程的方式包括:一对所述传动轴(20)反向转动;

所述控制器对微耕机一对所述传动轴(20)的速度比例进行控制调节,调整微耕机工作运动速度。

6.根据权利要求3所述的一种自适应仿形双刀轴电动微耕机的控制方法,其特征在于,所述控制微耕机行走过程的移动速度的过程包括:对微耕机即将进入的分区进行分析,判断是否需要进行仔细除草;

对需要仔细除草的分区,其根据茶垄除草作业以及微耕机作业相关要求确定第一速度,使机架(10)以第一速度进行移动;

对不需要仔细除草的分区,获取大于第一速度的第二速度,使机架(10)以第二速度进行移动。

7.根据权利要求6所述的一种自适应仿形双刀轴电动微耕机的控制方法,其特征在于,所述判断是否需要进行仔细除草的判断过程包括:通过摄像探头获取微耕机即将进入的分区的图像信息;根据图像信息获取即将进入的分区的杂草密度,将杂草密度与预设的标准密度相比较;

若杂草密度大于等于预设的标准密度,则需要进行仔细除草;

若杂草密度小于预设的标准密度,则不需要进行仔细除草。

8.根据权利要求6所述的一种自适应仿形双刀轴电动微耕机的控制方法,其特征在于,所述第二速度的确定方式包括:通过公式:,获取第二速度;

其中,;

其中,;

其中,是在标准耕作条件下进行仔细除草的微耕机移动速度,是修正系数,是补偿函数,是密度权重系数,是即将进入的分区的杂草密度,是预设的标准密度,是微耕机在即将进入的分区的前一个分区内除草过程中,刀轴(30)上所有微耕刀片(31)受力大小数据中除去一个最大值和一个最小值后的算术平均数随着时间的变化曲线,是标准耕作条件下以进行除草的过程中刀轴(30)上所有微耕刀片(31)受力大小的算术平均数随着时间的变化曲线,和是微耕机在即将进入的分区的前一个分区内除草过程中的起始时间点和终止时间点,是取值范围在速度变化系数,通过经验数据确定,是比例系数,通过经验数据确定。