本發(fā)明涉及水稻收割領(lǐng)域，特別是一種具有躲避再生稻稻樁功能的檢測(cè)控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

再生稻是水稻的一類品種，在中國有著悠久的種植歷史，可以追溯到1700年前。其特點(diǎn)是在一季稻成熟之后，大約只割下稻株的上2/3的部位，收取稻穗，留下下面的1/3植株和根系，施肥和培育，讓其再長出一季稻子。

第一季水稻成熟的時(shí)候會(huì)有一些腋芽，第一季收割之后它們得到保留，在原有的根系的基礎(chǔ)上，這批腋芽再次生長、抽穗，大約2個(gè)月后它們?cè)俅纬墒?，可以收割。通常第二季稻的顆粒要比第一季小一些，但是稻穗數(shù)要比一季的多(原來的一棵稻穗割完的地方一般會(huì)長出2棵以上的穗)，因而產(chǎn)量也不少。兩季總計(jì)通常比其一季稻的產(chǎn)量要增加50％，對(duì)糧食增產(chǎn)有重要意義。

用水稻收割機(jī)收割水稻時(shí)，收割機(jī)的車輪常常會(huì)把稻茬碾壓，影響再生稻的生產(chǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提出一種具有躲避再生稻稻樁功能的檢測(cè)控制系統(tǒng)及方法，能夠自動(dòng)避讓稻樁，避免收割機(jī)的車輪碾壓稻茬。

本發(fā)明的系統(tǒng)采用以下方案實(shí)現(xiàn)：一種具有躲避再生稻稻樁功能的檢測(cè)控制系統(tǒng)，包括單驅(qū)導(dǎo)向三行走輪防碾壓再生稻收割機(jī)、設(shè)置在所述單驅(qū)導(dǎo)向三行走輪防碾壓再生稻收割機(jī)底盤前端的稻樁碰撞傳感器、設(shè)置在所述單驅(qū)導(dǎo)向三行走輪防碾壓再生稻收割機(jī)內(nèi)部的行走軌跡傳感模塊，所述單驅(qū)導(dǎo)向三行走輪防碾壓再生稻收割機(jī)的內(nèi)部設(shè)置有微處理器，所述微處理器連接有電源模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、顯示驅(qū)動(dòng)模塊、鍵盤驅(qū)動(dòng)模塊、避讓電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊；所述稻樁碰撞傳感器與所述行走軌跡傳感器均依次通過濾波模塊、整流模塊、放大模塊連接至所述A/D轉(zhuǎn)換模塊；所述電源模塊與所述避讓電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊均經(jīng)一驅(qū)動(dòng)功率放大模塊連接至主動(dòng)底盤驅(qū)動(dòng)模塊；所述主動(dòng)底盤驅(qū)動(dòng)模塊與所述單驅(qū)導(dǎo)向三行走輪防碾壓再生稻收割機(jī)底盤上的驅(qū)動(dòng)輪相連；所述顯示驅(qū)動(dòng)模塊連接有顯示模塊，所述鍵盤驅(qū)動(dòng)模塊連接有鍵盤；所述稻樁碰撞傳感器包括可自由旋轉(zhuǎn)的探測(cè)桿；所述行走軌跡傳感模塊包括加速度傳感器、陀螺儀、磁傳感器。

進(jìn)一步地，所述單驅(qū)導(dǎo)向三行走輪防碾壓再生稻收割機(jī)包括底盤和控制系統(tǒng)，所述底盤前端設(shè)置有收割稻穗的割臺(tái)和對(duì)稻穗進(jìn)行脫粒的脫粒裝置，所述底盤底部兩端設(shè)置有呈等腰三角形布置的一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪和兩個(gè)輔助輪，所述驅(qū)動(dòng)輪同時(shí)作為導(dǎo)向輪，所述驅(qū)動(dòng)輪位于前端，輔助輪位于后端，或驅(qū)動(dòng)輪位于后端，輔助輪位于前端；所述底盤底 部兩側(cè)設(shè)置有兩個(gè)分別與輔助輪相連接的伸縮機(jī)構(gòu)，所述伸縮機(jī)構(gòu)包括固設(shè)在底盤底部的外套筒和電機(jī)，所述外套筒內(nèi)設(shè)置有滑塊，所述滑塊的一端鉸接有曲柄，所述曲柄的另一端連接在電機(jī)的輸出端上，所述滑塊的另一端設(shè)置有連桿，所述輔助輪連接在該連桿的端部；所述輔助輪前端設(shè)置有攝像頭，所述底盤上部還設(shè)置有控制導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)向的方向盤。

進(jìn)一步地，所述底盤上部設(shè)置有割臺(tái)、脫粒裝置和驅(qū)動(dòng)輪提供動(dòng)力的柴油機(jī)，所述柴油機(jī)的輸出端連接有變速箱。

進(jìn)一步地，所述底盤上部后端設(shè)置有座椅。

進(jìn)一步地，所述底盤上還設(shè)置有控制割臺(tái)升降的液壓推桿。

進(jìn)一步地，所述外套筒遠(yuǎn)離連桿的端部上均設(shè)置有端蓋，所述外套筒的另一端設(shè)置有橡膠密封圈，所述連桿從橡膠密封圈穿出。

本發(fā)明的方法采用以下方案實(shí)現(xiàn)：一種基于上文所述的具有躲避再生稻稻樁功能的檢測(cè)控制系統(tǒng)的方法，具體包括以下步驟：

步驟S1：所述攝像頭實(shí)時(shí)獲取所述單驅(qū)導(dǎo)向三行走輪防碾壓再生稻收割機(jī)行進(jìn)方向的圖像信息，并將圖像信息進(jìn)行預(yù)處理；所述稻樁碰撞傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)所述單驅(qū)導(dǎo)向三行走輪防碾壓再生稻收割機(jī)的當(dāng)前行進(jìn)方向底盤驅(qū)動(dòng)輪側(cè)的稻樁與探測(cè)桿旋轉(zhuǎn)中心的水平距離D；

步驟S2：根據(jù)稻樁碰撞傳感器檢測(cè)的數(shù)據(jù)對(duì)攝像頭拍攝的圖像信息進(jìn)行校正，得到稻樁的位置信息；

步驟S3：所述微處理器根據(jù)所述行走軌跡傳感模塊的數(shù)據(jù)以及 步驟S2中稻樁的位置信息判斷所述單驅(qū)導(dǎo)向三行走輪防碾壓再生稻收割機(jī)的前行方向是否與稻樁沖突，若是，則所述微處理器通過所述避讓電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊控制所述單驅(qū)導(dǎo)向三行走輪防碾壓再生稻收割機(jī)的驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)向進(jìn)而改變行進(jìn)方向避免碰到稻樁；否則，所述單驅(qū)導(dǎo)向三行走輪防碾壓再生稻收割機(jī)的行進(jìn)方向不變。

進(jìn)一步地，所述步驟S1中的水平距離D的計(jì)算方法采用下式：

D＝V×T×ctgA；

其中，V為所述單驅(qū)導(dǎo)向三行走輪防碾壓再生稻收割機(jī)的行進(jìn)速度，A為探測(cè)桿碰到稻樁后旋轉(zhuǎn)的角度，T為探測(cè)桿由水平的自由狀態(tài)轉(zhuǎn)到A角度所用的時(shí)間。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有以下有益效果：

1、本發(fā)明的收割機(jī)可以自動(dòng)避讓稻樁，避免收割機(jī)的車輪碾壓稻茬。

2、本發(fā)明收割機(jī)的兩個(gè)輔助支撐輪輪可進(jìn)行伸縮運(yùn)動(dòng)，改善了以往收割機(jī)在進(jìn)行再生稻收割的過程中會(huì)對(duì)稻莊進(jìn)行碾壓的弊端，能夠提高再生稻的產(chǎn)量。

3、本發(fā)明的伸縮機(jī)構(gòu)采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，可以通過控制曲柄的旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)伸縮輪的位移，從而實(shí)現(xiàn)收割機(jī)的伸縮運(yùn)動(dòng)。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的原理結(jié)構(gòu)框圖。

圖2為本發(fā)明的探測(cè)桿原理示意圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例一收割機(jī)構(gòu)造示意主視圖。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例一收割機(jī)構(gòu)造示意俯視圖。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例一收割機(jī)中伸縮機(jī)構(gòu)的構(gòu)造示意圖。

圖6為本發(fā)明實(shí)施例二的收割機(jī)構(gòu)造示意主視圖。

[主要組件符號(hào)說明]

圖中：01為探測(cè)桿，02為稻樁，1為底盤，11為柴油機(jī)，12為變速箱，13為方向盤，14為座椅，15為液壓推桿，2為割臺(tái)，3為脫粒裝置，4為驅(qū)動(dòng)輪，5為輔助輪，6為外套筒，61為端蓋，62為橡膠密封圈，7為滑塊，71為曲柄，8為傳動(dòng)桿。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

實(shí)施例一。

如圖1所示，本實(shí)施例提供了一種具有躲避再生稻稻樁功能的檢測(cè)控制系統(tǒng)，包括單驅(qū)導(dǎo)向三行走輪防碾壓再生稻收割機(jī)、設(shè)置在所述單驅(qū)導(dǎo)向三行走輪防碾壓再生稻收割機(jī)底盤前端的稻樁碰撞傳感器、設(shè)置在所述單驅(qū)導(dǎo)向三行走輪防碾壓再生稻收割機(jī)內(nèi)部的行走軌跡傳感模塊，所述單驅(qū)導(dǎo)向三行走輪防碾壓再生稻收割機(jī)的內(nèi)部設(shè)置有微處理器，所述微處理器連接有電源模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、顯示驅(qū)動(dòng)模塊、鍵盤驅(qū)動(dòng)模塊、避讓電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊；所述稻樁碰撞傳感器與 所述行走軌跡傳感器均依次通過濾波模塊、整流模塊、放大模塊連接至所述A/D轉(zhuǎn)換模塊；所述電源模塊與所述避讓電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊均經(jīng)一驅(qū)動(dòng)功率放大模塊連接至主動(dòng)底盤驅(qū)動(dòng)模塊；所述主動(dòng)底盤驅(qū)動(dòng)模塊與所述單驅(qū)導(dǎo)向三行走輪防碾壓再生稻收割機(jī)底盤上的驅(qū)動(dòng)輪相連；所述顯示驅(qū)動(dòng)模塊連接有顯示模塊，所述鍵盤驅(qū)動(dòng)模塊連接有鍵盤；所述稻樁碰撞傳感器包括可自由旋轉(zhuǎn)的探測(cè)桿；所述行走軌跡傳感模塊包括加速度傳感器、陀螺儀、磁傳感器。

在本實(shí)施例中，如圖3至5所示，所述單驅(qū)導(dǎo)向三行走輪防碾壓再生稻收割機(jī)，包括底盤1和控制系統(tǒng)，所述底盤1前端設(shè)置有收割稻穗的割臺(tái)2和對(duì)稻穗進(jìn)行脫粒的脫粒裝置3，所述底盤1底部兩端設(shè)置有呈等腰三角形布置的一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪4和兩個(gè)輔助輪5，所述驅(qū)動(dòng)輪4同時(shí)作為導(dǎo)向輪，所述驅(qū)動(dòng)輪4位于前端，輔助輪5位于后端；所述底盤1底部兩側(cè)設(shè)置有兩個(gè)分別與輔助輪相連接的伸縮機(jī)構(gòu)，所述伸縮機(jī)構(gòu)包括固設(shè)在底盤底部的外套筒6和電機(jī)，所述外套筒6內(nèi)設(shè)置有滑塊7，所述滑塊7的一端鉸接有曲柄71，所述曲柄71的另一端連接在電機(jī)的輸出端上，所述滑塊7的另一端設(shè)置有連桿8，所述輔助輪5連接在該連桿8的端部；所述輔助輪前端設(shè)置有攝像頭，所述控制系統(tǒng)接收攝像頭的圖像信號(hào)并控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，所述底盤上部還設(shè)置有控制導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)向的方向盤13。

本實(shí)施例中，所述驅(qū)動(dòng)輪和輔助輪均為大直徑車輪，使得底盤離地更高。

本實(shí)施例中，所述底盤上部設(shè)置有為割臺(tái)2、脫粒裝置3和驅(qū)動(dòng) 輪4提供動(dòng)力的柴油機(jī)11，所述柴油機(jī)的輸出端連接有變速箱12，所述驅(qū)動(dòng)輪與變速箱輸出端通過帶傳動(dòng)或鏈傳動(dòng)進(jìn)行傳動(dòng)連接。

本實(shí)施例中，所述底盤上部后端設(shè)置有座椅14，方便駕駛員坐在上面。

本實(shí)施例中，所述底盤上還設(shè)置有控制割臺(tái)升降的液壓推桿15，使割臺(tái)能夠?qū)Σ煌叨鹊乃具M(jìn)行收割。

本實(shí)施例中，所述外套筒遠(yuǎn)離連桿的端部上均設(shè)置有端蓋61，所述外套筒的另一端設(shè)置有橡膠密封圈62，所述連桿從橡膠密封圈穿出，所述端蓋和橡膠密封圈起到防止泥漿進(jìn)入套筒內(nèi)的作用。

曲柄的一端安裝在電機(jī)上，通過電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)來帶動(dòng)曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)，另一端同滑塊連接在一起，通過曲柄的運(yùn)動(dòng)來帶動(dòng)滑塊在套筒內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，控制轉(zhuǎn)動(dòng)的角度來控制位移量，并通過控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)完成輔助輪的伸縮運(yùn)動(dòng)。

上述的單驅(qū)導(dǎo)向三行走輪防碾壓再生稻收割機(jī)的使用方法，按以下步驟進(jìn)行：將收割機(jī)開入田中，使驅(qū)動(dòng)輪、導(dǎo)向輪和輔助輪均在稻茬之間的間隙中行走，割臺(tái)對(duì)水稻稻穗進(jìn)行收割，脫粒裝置對(duì)稻穗進(jìn)行脫粒，攝像頭監(jiān)測(cè)輔助輪前方，控制系統(tǒng)用圖像處理技術(shù)判斷攝像頭提供的圖片信息，判斷輔助輪前方是否有稻茬，如果有稻茬，控制系統(tǒng)同時(shí)控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)輔助輪橫向移動(dòng)，避開前方的稻茬。

具體包括以下步驟：

步驟S1：所述攝像頭實(shí)時(shí)獲取所述單驅(qū)導(dǎo)向三行走輪防碾壓再生稻收割機(jī)行進(jìn)方向的圖像信息，并將圖像信息進(jìn)行預(yù)處理；所述稻 樁碰撞傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)所述單驅(qū)導(dǎo)向三行走輪防碾壓再生稻收割機(jī)的當(dāng)前行進(jìn)方向底盤驅(qū)動(dòng)輪側(cè)的稻樁02與探測(cè)桿01旋轉(zhuǎn)中心的水平距離D；

步驟S2：根據(jù)稻樁碰撞傳感器檢測(cè)的數(shù)據(jù)對(duì)攝像頭拍攝的圖像信息進(jìn)行校正，得到稻樁的位置信息；

步驟S3：所述微處理器根據(jù)所述行走軌跡傳感模塊的數(shù)據(jù)以及步驟S2中稻樁的位置信息判斷所述單驅(qū)導(dǎo)向三行走輪防碾壓再生稻收割機(jī)的前行方向是否與稻樁沖突，若是，則所述微處理器通過所述避讓電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊控制所述單驅(qū)導(dǎo)向三行走輪防碾壓再生稻收割機(jī)的驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)向進(jìn)而改變行進(jìn)方向避免碰到稻樁；否則，所述單驅(qū)導(dǎo)向三行走輪防碾壓再生稻收割機(jī)的行進(jìn)方向不變。

如圖2所示，在本實(shí)施例中，所述步驟S1中的水平距離D的計(jì)算方法采用下式：

D＝V×T×ctgA；

其中，V為所述單驅(qū)導(dǎo)向三行走輪防碾壓再生稻收割機(jī)的行進(jìn)速度，A為探測(cè)桿碰到稻樁后旋轉(zhuǎn)的角度，T為探測(cè)桿由水平的自由狀態(tài)轉(zhuǎn)到A角度所用的時(shí)間。

實(shí)施例二。

其結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一相同，區(qū)別在于驅(qū)動(dòng)輪位于后端，輔助輪位于前端，如圖6所示。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。