一种智能升降起膜铲装置的控制系统及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种智能升降起膜铲装置的控制系统及其方法，包括起膜铲升降主控制系统、起膜铲智能升降压力反馈控制系统、视觉反馈控制系统和智能升降起膜铲装置，所述智能升降起膜铲装置包括作为动力装置的伺服电机、弹性联轴器、丝杆滑块、起膜铲、压电传感器、视觉传感器、驱动模块、计算分析模块、控制器、监控界面、残膜回收装置，所述丝杆滑块包含有丝杆、滑块和外罩。本发明专利技术通过起膜铲升降主控制系统、起膜铲智能升降压力反馈控制系统、视觉反馈控制系统和智能升降起膜铲装置的相互配合，构成一个闭环控制系统，解决现有残膜回收机起膜铲工作效率低、不能自动、可调的技术缺陷和问题。

A Control System and Method of Intelligent Lifting and Lifting Membrane Shovel Device

The invention discloses a control system and method of an intelligent lifting film shovel device, which includes a main control system of the lifting film shovel, an intelligent lifting pressure feedback control system of the lifting film shovel, a visual feedback control system and an intelligent lifting film shovel device. The intelligent lifting film shovel device includes a servo motor as a power device, an elastic coupling, a screw slider, a lifting film shovel and a pressure shovel. Electric sensor, visual sensor, driving module, calculation and analysis module, controller, monitoring interface and residual film recovery device. The screw slider comprises a screw rod, a slider and an outer cover. Through the cooperation of main control system, intelligent pressure feedback control system, visual feedback control system and intelligent lifting film shovel device, the invention forms a closed-loop control system to solve the technical defects and problems of low working efficiency, non-automatic and adjustable film shovel of the existing residual film recycling machine.

【技术实现步骤摘要】
一种智能升降起膜铲装置的控制系统及其方法
本专利技术涉及农业机械领域，特别涉及一种智能升降起膜铲装置的控制系统及其方法。
技术介绍
地膜覆盖种植技术因具有增温保墒、活化土壤养分和减轻作物病害等方面的显著特点，在我国得到了广泛应用，目前我国的地膜覆盖种植面积逐年增加越来越大，大量的残膜滞留在土壤中，破坏了土壤的水分渗透循环系统和农田生态环境，导致农作物根系生长缓慢、土壤板结和机械化作业受阻等现象；对于残膜的回收清理，人工清理费时费力，劳动强度大且效率低，不适用于大面积的残膜回收，因此残膜回收机的研制大大提高了残膜回收的工作效率，目前，我国残膜回收装置以自主研制的弹齿式残膜回收装置比较常用；起膜铲是残膜回收机作业的关键部件，起膜铲的破土厚度直接关系到地膜的破坏程度，影响残膜回收机的收残率和工作效率，然而残膜回收机在作业过程中的破土深度和收膜速度不能在线调整，需要人为地根据实际状况凭借经验和目测进行反复停车调节，整机的机械化程度与智能化水平低下，作业效率不高，易导致破碎后的地膜呈现小而不规则的分布状态，难以保证残膜回收率，同时增加工耗和回收成本；因此，解决起膜铲智能升降问题，使得起膜铲能够自动、可调、高效的工作是提高残膜回收机工作效率的关键。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种智能升降起膜铲装置的控制系统，解决现有残膜回收机起膜铲工作效率低、不能自动、可调的技术缺陷和问题。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了如下的技术方案：本专利技术一种智能升降起膜铲装置的控制系统，包括起膜铲升降主控制系统、起膜铲智能升降压力反馈控制系统、视觉反馈控制系统和智能升降起膜铲装置，所述智能升降起膜铲装置包括作为动力装置的伺服电机、弹性联轴器、丝杆滑块、起膜铲、压电传感器、视觉传感器、驱动模块、计算分析模块、控制器、监控界面、残膜回收装置，所述丝杆滑块包含有丝杆、滑块和外罩。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述动力装置选用带有刹车功能的伺服电机，所述伺服电机通过所述弹性联轴器与所述丝杆滑块相连，所述起膜铲通过螺栓连接固定在所述滑块上，所述压电传感器安装于所述起膜铲的铲尖内部，所述视觉传感器安装在残膜回收装置后下方横梁正中间，所述控制器安装于残膜回收装置的集膜箱上，所述计算分析模块和所述驱动模块嵌入到所述控制器中，用于分析计算所述压电传感器和所述视觉传感器实时采集的压力信号和残膜回收状况的视觉图像，所述监控界面安装于牵引装置驾驶室内，用于显示实时显示所述压电传感器和所述视觉传感器反馈的压力信号和视觉图像。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述丝杆滑块选用的是负载型带外罩丝杆滑块，固定在残膜回收装置的横梁上，所述智能升降起膜铲的上下运动靠所述伺服电机驱动所述丝杆转动，所述丝杆带动所述滑块上下运动，所述外罩置于所述升降装置的表面，保证丝杆有良好的工作环境。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述起膜铲包括铲柄和铲尖，所述铲柄通过六颗螺母固定在所述滑块上，随所述滑块上下运动。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述压电传感器选用微型压电陶瓷传感器，加装在所述铲尖内部，用于实时检测所述起膜铲所受到的压力。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述视觉传感器选用高清摄像头，安装在残膜回收装置后下方横梁正中间，用于实时扫描残膜的回收状况。本专利技术还相应提供一种智能升降起膜铲装置控制系统的控制方法，包括起膜铲升降主控制系统、起膜铲智能升降压力反馈控制系统、视觉反馈控制系统和智能升降起膜铲装置，所述起膜铲升降主控制系统的控制方法包括以下步骤：A1.所述监控界面向所述控制器下达预设入土深度信息指令；A2.所述控制器的驱动模块驱动所述伺服电机转动；A3.所述伺服电机带动所述丝杆转动，所述丝杆带动滑块上下运动；A4.所述起膜铲随所述滑块向下运动预设的入土深度；所述起膜铲智能升降压力反馈控制系统的控制方法包括以下步骤：B1.所述起膜铲的铲尖处的压电传感器实时检测起膜铲所受到的压力；B2.压力信号传送到控制器的计算分析模块；B3.计算分析模块将压力信号进行分析计算后显示到所述监控界面；所述起膜铲智能升降视觉反馈控制系统的控制方法包括以下步骤：C1.所述视觉传感器高清摄像头实时扫描残膜回收状况的图像信息；C2.图像信息传送到控制器的计算分析模块；C3.计算分析模块将图像信息进行模数转换分析计算后显示到所述监控界面。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述监控界面根据步骤B2中和步骤C1中所述的压力信号和图像信息向所述控制器下达合理的入土深度指令，所述控制器的驱动模块驱动所述伺服电机转动，所述伺服电机带动所述丝杆转动，丝杆带动滑块上下运动，所述起膜铲随所述滑块向下运动合理的入土深度，构成一个闭环控制系统，最后起膜铲完成残膜回收作业。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：本专利技术通过起膜铲升降主控制系统、起膜铲智能升降压力反馈控制系统、视觉反馈控制系统和智能升降起膜铲装置的相互配合，构成一个闭环控制系统，解决现有残膜回收机起膜铲工作效率低、不能自动、可调的技术缺陷和问题。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是本专利技术的智能升降起膜铲装置结构示意图；图2是本专利技术的实施例示意图；图3是本专利技术的控制方法工作原理图；图4是本专利技术的控制方法工作流程图；图中：1、伺服电机；2、弹性联轴器；3、丝杆；4、滑块；5、外罩；6、起膜铲；7、铲尖；8、压电传感器；9、残膜回收装置；10、集膜箱；11、监控界面；12、计算分析模块；13、驱动模块；14、控制器。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1如图1-4所示，本专利技术提供一种智能升降起膜铲装置的控制系统，包括起膜铲升降主控制系统、起膜铲智能升降压力反馈控制系统、视觉反馈控制系统和智能升降起膜铲装置，智能升降起膜铲装置包括作为动力装置的伺服电机1、弹性联轴器2、丝杆滑块、起膜铲6、压电传感器8、视觉传感器、驱动模块13、计算分析模块12、控制器14、监控界面11、残膜回收装置9，丝杆滑块包含有丝杆3、滑块4和外罩5。动力装置选用带有刹车功能的伺服电机1，伺服电机1通过弹性联轴器2与丝杆滑块相连，起膜铲6通过螺栓连接固定在滑块4上，压电传感器8安装于起膜铲6的铲尖7内部，视觉传感器安装在残膜回收装置9后下方横梁正中间，控制器14安装于残膜回收装置9的集膜箱10上，计算分析模块12和驱动模块13嵌入到控制器14中，用于分析计算压电传感器8和视觉传感器实时采集的压力信号和残膜回收状况的视觉图像，监控界面11安装于牵引装置驾驶室内，用于显示实时显示压电传感器8和视觉传感器反馈的压力信号和视觉图像。丝杆滑块选用的是负载型带外罩丝杆滑块，固定在残膜回收装置9的横梁上，智能升降起膜铲的上下运动靠伺服电机驱动丝杆转动，丝杆3带动滑块上下运动，外罩5置于升降装置的表面，保证丝杆3有良好的工作环境。起膜铲6包括铲柄和铲尖7，铲柄通过六颗螺母固定在滑块4上，随滑块4上下运动。压电传感器8选用微型压电陶瓷传感器，加装在铲尖7内部，用于实时检测起膜铲6所受到的压力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能升降起膜铲装置的控制系统，其特征在于，包括起膜铲升降主控制系统、起膜铲智能升降压力反馈控制系统、视觉反馈控制系统和智能升降起膜铲装置，所述智能升降起膜铲装置包括作为动力装置的伺服电机(1)、弹性联轴器(2)、丝杆滑块、起膜铲(6)、压电传感器(8)、视觉传感器、驱动模块(13)、计算分析模块(12)、控制器(14)、监控界面(11)、残膜回收装置(9)，所述丝杆滑块包含有丝杆(3)、滑块(4)和外罩(5)。

【技术特征摘要】
1.一种智能升降起膜铲装置的控制系统，其特征在于，包括起膜铲升降主控制系统、起膜铲智能升降压力反馈控制系统、视觉反馈控制系统和智能升降起膜铲装置，所述智能升降起膜铲装置包括作为动力装置的伺服电机(1)、弹性联轴器(2)、丝杆滑块、起膜铲(6)、压电传感器(8)、视觉传感器、驱动模块(13)、计算分析模块(12)、控制器(14)、监控界面(11)、残膜回收装置(9)，所述丝杆滑块包含有丝杆(3)、滑块(4)和外罩(5)。2.根据权利要求1所述的一种智能升降起膜铲装置的控制系统，其特征在于，所述动力装置选用带有刹车功能的伺服电机(1)，所述伺服电机(1)通过所述弹性联轴器(2)与所述丝杆滑块相连，所述起膜铲(6)通过螺栓连接固定在所述滑块(4)上，所述压电传感器(8)安装于所述起膜铲(6)的铲尖(7)内部，所述视觉传感器安装在残膜回收装置(9)后下方横梁正中间，所述控制器(14)安装于残膜回收装置(9)的集膜箱(10)上，所述计算分析模块(12)和所述驱动模块(13)嵌入到所述控制器(14)中，用于分析计算所述压电传感器(8)和所述视觉传感器实时采集的压力信号和残膜回收状况的视觉图像，所述监控界面(11)安装于牵引装置驾驶室内，用于显示实时显示所述压电传感器(8)和所述视觉传感器反馈的压力信号和视觉图像。3.根据权利要求1所述的一种智能升降起膜铲装置的控制系统，其特征在于，所述丝杆滑块选用的是负载型带外罩丝杆滑块，固定在残膜回收装置(9)的横梁上，所述智能升降起膜铲的上下运动靠所述伺服电机驱动所述丝杆转动，所述丝杆(3)带动所述滑块上下运动，所述外罩(5)置于所述升降装置的表面，保证丝杆(3)有良好的工作环境。4.根据权利要求1所述的一种智能升降起膜铲装置的控制系统，其特征在于，所述起膜铲(6)包括铲柄和铲尖(7)，所述铲柄通过六颗螺母固定在所述滑块(4)上，随所述滑块(4)上下运动。5.根据权利要求1所述的一种智能升降起膜铲装置的控制系统，其特征在于，所述压电传感器(8)选用微型压电陶瓷传...

【专利技术属性】
技术研发人员：王书，吴小艳，罗静，华文林，
申请(专利权)人：湖北理工学院，
类型：发明
国别省市：湖北,42