耕深自動控制系統及方法與流程

本發明涉及農用機械技術領域，具體涉及一種耕深自動控制系統及方法。

背景技術：

近年來，在國家大力推進農業機械化的政策扶持下，中、大型農業機械發展迅速，尤其是我國南方水田作業，中、大型農機具增長迅速，對于耕整質量與農藝要求的配合，提出了更高的要求。

目前已應用的各種與農機具配套的農機動力組合，均不能對機具的耕深實現有效的均衡控制，在機組作業運行中，受地形、田腳深淺等自然條件的影響，有時會導致機組波浪形前進。當機組翹頭前進時，后部懸掛的機具會出現下壓，致使機具耕深加大；當機組翹尾前進時，后部機具會發生上提，致使機具耕深變淺或放空耕不到。這樣嚴重影響了地塊的耕作深度的均勻性和地表的平整度，使耕整后的土地難于滿足作物種植對地塊的耕整要求。

現有技術中，耕深控制的方法分一般是駕駛員通過觀察耕深情況手動調節手柄操作，駕駛員不僅需要投入大量的精力來操作農耕機，而且無法實時、精確地監測耕深，且耕深控制精度不高。

技術實現要素：

針對現有技術中的缺陷，本發明提供一種耕深自動控制系統及方法，以實時、精確地對耕深進行監測并自動控制液壓懸掛升降裝置升降機具，以使機具作業時能保持耕深一致。

一方面，本發明公開了一種耕深自動控制系統，包括包括耕深反饋機構、信號轉換機構、拉線以及控制模塊；所述耕深反饋機構包括可上下活動的連接于機架的拉線信號桿，該拉線信號桿的下端與機具后側的擋泥板的下側銷軸連接，拉線信號桿的上端連接有橫桿；所述信號轉換機構包括滑動變阻器和穩壓電源，所述滑動變阻器包括滑桿、滑套、滑片、電阻絲以及滑套回彈件，所述滑套套在滑桿上并可沿滑桿前后滑動，所述滑片的上端固定在滑套上，滑片的下端與電阻絲接觸，所述穩壓電源的兩極通過導線分別連在滑桿和電阻絲的一端形成耕深監測電路；所述拉線由線套和線芯組成，所述線套的一端固定在橫桿下方的線套座上，線套的另一端固定在滑桿后端的線套座上，所述線芯一端與橫桿相連，線芯另一端與滑套相連。

本發明可實時、精確地對耕深進行監測，當耕深變大時，擋泥板會向上翹起，與之相連的拉線信號桿同時往上伸，拉線信號桿向上拉緊線芯，通過線芯向后方拉動滑套，當耕深變淺時，擋泥板下垂，與之相連的拉線信號桿被向下拉而放松線芯，滑套在滑套回彈件的作用下向前滑動，這樣，通過滑套在滑桿上前后滑動，可改變滑動變阻器接入電阻的大小，從而將耕深轉化為電阻的接入值，耕深監測電路穩壓電源的電壓一定，根據I＝U/R，進一步將耕深轉化為電流，通過電流的大小來實時、精確地反映并監測耕深；控制模塊也可以通過電路電流的變化情況作出反應，自動控制液壓懸掛升降裝置升降機具，以使機具作業時能保持耕深一致。

進一步地，所述耕深監測電路上連接有電流表，電流表上標有測定電流對應的耕深刻度。電流表可測定電路的電流，根據電流與耕深的對應關系，將耕深顯示在標有耕深刻度的電流表上，可實時監測并顯示耕深情況，直觀、明了。

進一步地，所述控制模塊包括電流信號采集器、控制器以及用于控制液壓懸掛升降裝置工作的電磁閥，所述電流信號采集器用于采集耕深監測電路的電流信號，所述控制器的模擬量輸入端與電流信號采集器連接，控制器的開關量輸出端與電磁閥連接。電流信號采集器采集耕深監測電路的電流信號，并傳輸給控制器，控制器根據采集電流的大小作出反應，對電磁閥發出提升或下降指令，電磁閥控制液壓懸掛升降裝置使機具提升或下降，使機具作業時能保持耕深一致，從而實現耕深的自動控制。

進一步地，所述滑套回彈件為彈簧，彈簧的兩端分別頂在滑桿后端線套座的前側和滑套的后側。線芯收緊時，滑套向后滑動，彈簧被壓縮，線芯放松時，通過彈簧的彈性回復力使滑套向前滑動，從而實現滑套的前前滑動，以控制滑動變阻器的接入電阻。

進一步地，所述彈簧套在滑桿上。將彈簧套在滑桿上，結構穩定，以防止彈簧被壓歪。

進一步地，所述穩壓電源的兩極通過導線連在滑桿和電阻絲的前端。通過這樣的接線方式，滑片向前移動，接入電阻變大，滑片向后移動，接入電阻變小。

進一步地，所述拉線的線套采用塑料制作，拉線的線芯采用鋼絲制作。線套采用塑料制作，實用且低成本，線芯采用鋼絲制作，伸縮性小，具有一定的剛度和韌性。

另一方面，本發明公開了一種耕深自動控制方法，包括如下步驟：

步驟一，設定預置耕深，根據耕深與電流的對應關系計算該預置耕深對應的預置電流；

步驟二，電流信號采集器采集耕深監測電路的電流信號，并傳輸給控制器；

步驟三，控制器對采集的電流信號與預置電流進行對比、分析，當采集的電流等于預置電流，控制器對電磁閥發出維持耕深指令，當采集的電流大于或小于預置電流，計算出需要提升或下降的高度，控制器對電磁閥發出提升或下降指令；

步驟四，電磁閥控制液壓懸掛升降裝置使機具提升或下降相應高度；

步驟五，擋泥板在機具升降時產生相對擺動，從而帶動拉線信號桿升降，使線芯拉緊或放松，以調節接入耕深監測電路的電阻大小，使耕深監測電路的電流等于預置電流。

該耕深自動控制方法可根據需求設定預置耕深，同時將耕深轉化為對應的電流，通過電流的大小變化來監測并控制耕深，能及時反映耕深并控制液壓懸掛升降裝置調整機具高度以保持耕深一致，實現耕深控制的自動化、智能化，且控制精確。

本發明的有益效果：本發明可將耕深轉化為對應的電流，通過電流的大小變化實時、精確地對耕深進行監測并自動控制液壓懸掛升降裝置升降機具，以使機具作業時能保持耕深一致。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。在所有附圖中，類似的元件或部分一般由類似的附圖標記標識。附圖中，各元件或部分并不一定按照實際的比例繪制。

圖1為本發明實施例的結構示意圖；

圖2為本發明實施例的控制原理圖；

圖3為本發明的實施例的控制方法流程圖。

附圖中，1表示耕深反饋機構；11表示拉線信號桿；12表示橫桿；2表示滑動變阻器；21表示滑桿；22表示滑套；23表示滑片；24表示電阻絲；25表示滑套回彈件；3表示穩壓電源；4表示拉線；41表示線套；42表示線芯；43表示線套座；5表示電流表；6表示電流信號采集器；7表示機架；8表示擋泥板。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明技術方案的實施例進行詳細的描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發明的技術方案，因此只作為示例，而不能以此來限制本發明的保護范圍。

第一方面，本實施例公開了一種耕深自動控制系統，如圖1所示，包括耕深反饋機構1、信號轉換機構、拉線4以及控制模塊；耕深反饋機構1包括可上下活動的連接于機架7的拉線信號桿11，該拉線信號桿11的下端與機具后側的擋泥板8的下側銷軸連接，拉線信號桿11的上端連接有橫桿12；信號轉換機構包括滑動變阻器2和穩壓電源3，滑動變阻器2包括滑桿21、滑套22、滑片23、電阻絲24以及滑套回彈件25，滑套22套在滑桿21上并可沿滑桿21前后滑動，滑片23的上端固定在滑套22上，滑片23的下端與電阻絲24接觸，穩壓電源3的兩極通過導線分別連在滑桿21和電阻絲24的一端形成耕深監測電路，本實施例的穩壓電源3接在滑桿21和電阻絲24的前端；耕深監測電路上連接有電流表5，電流表5上標有測定電流對應的耕深刻度，可實時監測并顯示耕深情況，直觀、明了；滑套回彈25件為彈簧，彈簧套在滑桿21上，彈簧兩端分別頂在滑桿21后端線套座43的前側和滑套22的后側；拉線4由線套41和線芯42組成，拉線4的線套41采用塑料制作，拉線4的線芯42采用鋼絲制作，線套41的一端固定在橫桿12下方的線套座43上，線套41的另一端固定在滑桿后端的線套座43上，線芯42一端與橫桿12相連，線芯42另一端與滑套22相連。

本實施例可以將耕深的深淺轉換為耕深監測電路的大小并直觀地將耕深顯示在電流表5中。當耕深加大時，擋泥板8會向上翹起，與之相連的拉線信號桿11同時往上伸，拉線信號桿11向上拉緊線芯42，通過線芯42向后方拉動滑套22，彈簧被壓縮，滑動變阻器2接入的電阻增大，而耕深監測電路穩壓電源3的電壓一定，根據I＝U/R，耕深監測電路的電流減小，通過耕深與電流的之間的對比關系，將耕深轉換為電流并顯示在電流表5上；當耕深變淺或放空耕不到，擋泥板8下垂，與之相連的拉線信號桿11被向下拉而放松線芯42，通過壓縮彈簧的彈性回復力使滑套22向前滑動并回復到預置位置，滑動變阻器2接入的電阻減小，耕深監測電路穩壓電源3的電壓一定，根據I＝U/R，耕深監測電路的電流增大，通過耕深與電流的之間的對比關系，將耕深轉換為電流并顯示在電流表5上。

參照圖2，控制模塊包括電流信號采集器6、控制器以及用于控制液壓懸掛升降裝置工作的電磁閥，電流信號采集器6用于采集耕深監測電路的電流信號，控制器的模擬量輸入端與電流信號采集器6連接，控制器的開關量輸出端與電磁閥連接，電流信號采集器6采集耕深監測電路的電流信號，并傳輸給控制器，控制器根據采集電流的大小作出反應，對電磁閥發出提升或下降指令，電磁閥控制液壓懸掛升降裝置使機具提升或下降，使機具作業時能保持耕深一致，從而實現耕深的自動控制。

第二方面，本實施例公開了一種耕深自動控制方法，包括如下步驟：

步驟一，設定預置耕深，根據耕深與電流的對應關系計算該預置耕深對應的預置電流；

步驟二，電流信號采集器6采集耕深監測電路的電流信號，并傳輸給控制器；

步驟三，控制器對采集的電流信號與預置電流進行對比、分析，根據耕深、電流和電阻之間的相互關系，計算出需要提升或下降的高度，控制器對電磁閥發出提升或下降指令或維持指令；

步驟四，電磁閥控制液壓懸掛升降裝置使機具提升或下降相應高度或維持耕深；

步驟五，擋泥板8在機具升降時產生相對擺動，從而帶動拉線信號桿11升降，使線芯42拉緊或放松，以調節接入耕深監測電路的電阻大小，使耕深監測電路的電流等于預置電流。

該耕深自動控制方法可根據需求設定預置耕深，同時將耕深轉化為對應的電流，通過電流的大小變化來監測并控制耕深，能及時反映耕深并控制液壓懸掛升降裝置調整機具高度以保持耕深一致，實現耕深控制的自動化、智能化，且控制精確。

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求和說明書的范圍當中。