本发明专利技术公开了一种激光传感器的倒伏检测割台自适应装置及控制方法，包括总体传动结构和激光传感器控制结构：所述总体传动结构包括滚轮转轴、收割部、电机底板、收割部传动履带、电机A传动轴、电机臂、大功率电机A、大功率电机B、电机B传动轴、滚轮传动履带、收割部转轴；所述激光传感器控制结构包括电机底板(4)、抬高立柱(13)、控制底板(15)、电池(16)、分电板(17)、降压模块(18)、电调(19)、主控板(20)、小功率电机(21)、激光传感器底板(22)、激光传感器(23)、管夹(24)、激光传感器转轴(25)、转轴稳固轴承(26)；本发明专利技术有选择地下放收割部，提高了收割的准确率。了收割的准确率。了收割的准确率。
【技术实现步骤摘要】
一种激光传感器的倒伏检测割台自适应装置及控制方法
[0001]本专利技术涉及农业机械
，具体的说，涉及一种激光传感器的倒伏检测割台自适应装置及控制方法。
技术介绍
[0002]由于作物倒伏时，联合收割机按照普通的收割方式进行收割会出现漏割现象，造成大量的浪费。为了解决这个问题，传统联合收割机一般通过控制端操作下放收割部减少漏割。可该方法完全依靠人眼判断作物的倒伏状态，完全依赖操控者的经验，精确度较低，且非常消耗时间和精力。在当前劳动力短缺的社会背景下，有必要使得联合收割机自动识别倒伏情况并加以控制。
[0003]专利CN109068591中设计的联合收割机利用损耗传感器计算出损耗量，以此控制联合收割机速度的做法一定程度可以减少损耗，但没有从根本上解决作物倒伏的问题，作业的精度很低。并且当倒伏区域过于密集时收割到的作物过少还会使得控制失效。
[0004]传统联合收割机都聚焦于收割机内部的结构设计，以减少收割机内部的损耗量。可实际收割过程中，由于作物倒伏导致收割精度降低带来的损耗远大于内部消耗。改良联合收割机的内部结构一定程度上减少了损耗，却没有在产生损耗的根源上进行优化。
[0005]专利CN112888304中设计的联合收割机虽然可以对作物进行多次处理，但依旧是在收割机内部对作物进行处理，不能解决作物倒伏的问题。
[0006]目前，国内尚未有实现智能化抗倒伏的联合收割机，面对作物倒伏时多依靠人力对联合收割机进行调整操作，精确度低且费时费力。本专利技术相对于传统联合收割机的收割部，成本更低且可靠性高。本专利技术在判断作物倒伏上实现智能化，利用机器识别代替人力识别，不仅提高了作业的精度，且节省了人力和时间。
技术实现思路
[0007]本专利技术的目的是设计了可操作性较高、成本较低、可靠性较高的一种激光传感器的倒伏检测割台自适应装置及控制方法。本专利技术采用激光传感器判断作物的倒伏情况，提前控制联合收割机收割部割取谷物的精确度，适应精细化的作业。本专利技术的结构特色在于，使用小功率电机对激光传感器的扫描位置进行调整，使激光传感器在固定的角度范围内按给定的速度进行上下扫描，从而获得前方的三维点云数据，判断出作物的倒伏状态。其可操作性高，结构简单且适应能力强。
[0008]本专利技术一种激光传感器的倒伏检测割台自适应装置的技术方案包括总体传动结构和激光传感器控制结构：
[0009]所述总体传动结构包括滚轮转轴(1)、收割部(2)、电机底板(4)、收割部传动履带(5)、电机A传动轴(6)、电机臂(7)、大功率电机A(8)、大功率电机B(10)、电机B传动轴(11)、滚轮传动履带(12)、收割部转轴(14)；所述电机底板(4)固定于收割部(2)上方，大功率电机A(8)、大功率电机B(10)利用定位孔对称固定于电机底板(4)上；大功率电机A(8)通过电机
臂(7)的定位孔与电机A传动轴(6)相连接，电机A传动轴(6)通过收割部传动履带(5)向收割部转轴(14)传递转矩，实现传动；大功率电机B(10)通过电机臂(7)的定位孔与电机B传动轴(11)相连接，电机B传动轴(11)通过滚轮传动履带(12)向滚轮转轴(1)传递转矩，实现传动；
[0010]所述激光传感器控制结构包括电机底板(4)、抬高立柱(13)、控制底板(15)、电池(16)、分电板(17)、降压模块(18)、电调(19)、主控板(20)、小功率电机(21)、激光传感器底板(22)、激光传感器(23)、管夹(24)、激光传感器转轴(25)、转轴稳固轴承(26)；所述控制底板(15)通过抬高立柱(13)立于电机底板(4)上方，电池(16)、分电板(17)、降压模块(18)、主控板(20)和三个电调(19)都使用双层胶粘在控制底板(15)上；小功率电机(21)使用L型支架固定在控制底板(15)靠前位置，通过电机臂(7)与激光传感器转轴(25)相连接，激光传感器转轴(25)另一端用转轴稳固轴承(26)进行固定；在激光传感器转轴(25)的中央利用管夹(24)与激光传感器底板(22)固定激光传感器(23)。
[0011]进一步，电池(16)、分电板(17)、降压模块(18)、主控板(20)、小功率电机(21)都固定在控制底板(15)上方，大功率电机A(8)和大功率电机B(10)分别对称固定在控制底板(15)的下方；电池的正负极通过导线连接到分电板上，分电板引导线接至三个电调(19)上，电调将直流电转换为三相电，用导线分别接到大功率电机A、大功率电机B和小功率电机调节转轴的转动。再从分电板引线先接降压模块后接到主控板的电源接口，主控板的PWM波通道接电调的PWM波信号线，以此实现对电机的控制。
[0012]进一步，所述电池(16)引出4根电源线，其中2根连接至分电板上，对电机上的大电流进行分流处理，另外2根电源线连接至降压模块，为降压模块提供输入电压。
[0013]进一步，所述降压模块(18)是对输入电压进行降压与限流，输出端通过2根14awg硅胶线与主控板相连；所述分电板接收电源端的电压，输出4根电源线和2个电调相连；所述电调一方面需要来自分电板的2根电源输入，另一方面还需要连接来自主控板的1根信号输入和1根模拟信号地线，其输出的3根线与电机直接相连。
[0014]一种激光传感器的倒伏检测割台自适应装置的控制方法，包括以下几个步骤：
[0015]步骤1，将电源上的总开关打开，使得小功率电机(21)与主控板(20)分别上电，大功率电机A(8)与大功率电机B(10)依靠内部柴油发电机上电；
[0016]步骤2，联合收割机前进时，主控板(20)控制大功率电机A(8)将收割部调整至水平位置，同时主控板给予大功率电机B(10)一个基础转速；
[0017]步骤3，对激光传感器(23)进行数据预处理；首先，采用感兴趣区域提取只保留联合收割机前方给定区域阈值范围内的数据；其次，利用统计滤波器过滤数据中的离群点；
[0018]步骤4，给定小功率电机(21)一个基础转速，带动激光传感器(23)在固定的角度范围内进行上下重复扫描，微处理器接收并存储激光传感器的点云数据，将一个完整扫描周期的点云数据在串口屏显示；
[0019]步骤5，微处理器对N帧激光点云数据进行分析处理，通过PID调节输出，选择不同的收割方式。
[0020]进一步，激光传感器扫描主要基于TOF原理实现。
[0021]进一步，所述步骤4具体包括：
[0022]通过激光传感器的扫描频率得到激光传感器采集一帧数据所需要的的时间t
laser
，根据小功率电机的基础转速n和固定的角度大小θ可求出一个完整的上下扫描周期的时间
t
cycle
，从而可以求出该角度范围内激光传感器的帧数N：
[0023]ω＝2πn
ꢀꢀ
(1)
[0024][0025][0026]其中，ω为小功率电动机的角速度，int()对激光传感器帧数进行取整，根据公式(1)(2)(3)求出一本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种激光传感器的倒伏检测割台自适应装置，其特征在于，包括总体传动结构和激光传感器控制结构：所述总体传动结构包括滚轮转轴(1)、收割部(2)、电机底板(4)、收割部传动履带(5)、电机A传动轴(6)、电机臂(7)、大功率电机A(8)、大功率电机B(10)、电机B传动轴(11)、滚轮传动履带(12)、收割部转轴(14)；所述电机底板(4)固定于收割部(2)上方，大功率电机A(8)、大功率电机B(10)利用定位孔对称固定于电机底板(4)上；大功率电机A(8)通过电机臂(7)的定位孔与电机A传动轴(6)相连接，电机A传动轴(6)通过收割部传动履带(5)向收割部转轴(14)传递转矩，实现传动；大功率电机B(10)通过电机臂(7)的定位孔与电机B传动轴(11)相连接，电机B传动轴(11)通过滚轮传动履带(12)向滚轮转轴(1)传递转矩，实现传动；所述激光传感器控制结构包括电机底板(4)、抬高立柱(13)、控制底板(15)、电池(16)、分电板(17)、降压模块(18)、电调(19)、主控板(20)、小功率电机(21)、激光传感器底板(22)、激光传感器(23)、管夹(24)、激光传感器转轴(25)、转轴稳固轴承(26)；所述控制底板(15)通过抬高立柱(13)立于电机底板(4)上方，电池(16)、分电板(17)、降压模块(18)、主控板(20)和三个电调(19)都使用双层胶粘在控制底板(15)上；小功率电机(21)使用L型支架固定在控制底板(15)靠前位置，通过电机臂(7)与激光传感器转轴(25)相连接，激光传感器转轴(25)另一端用转轴稳固轴承(26)进行固定；在激光传感器转轴(25)的中央利用管夹(24)与激光传感器底板(22)固定激光传感器(23)。2.根据权利要求1所述的一种激光传感器的倒伏检测割台自适应装置，其特征在于，电池(16)、分电板(17)、降压模块(18)、主控板(20)、小功率电机(21)都固定在控制底板(15)上方，大功率电机A(8)和大功率电机B(10)分别对称固定在控制底板(15)的下方；电池的正负极通过导线连接到分电板上，分电板引导线接至三个电调(19)上，电调将直流电转换为三相电，用导线分别接到大功率电机A、大功率电机B和小功率电机调节转轴的转动。再从分电板引线先接降压模块后接到主控板的电源接口，主控板的PWM波通道接电调的PWM波信号线，以此实现对电机的控制。3.根据权利要求2所述的一种激光传感器的倒伏检测割台自适应装置，其特征在于，所述电池(16)引出4根电源线，其中2根连接至分电板上，对电机上的大电流进行分流处理，另外2根电源线连接至降压模块，为降压模块提供输入电压。4.根据权利要求2所述的一种激光传感器的倒伏检测割台自适应装置，其特征在于，所述降压模块(18)是对输入电压进行降压与限流，输出端通过2根14awg硅胶线与主控板相连；所述分电板接收电源端的电压，输出4根电源线和2个电调相连；所述电调一方面需要来自分电板的2根电源输入，另一方面还需要连接来自主控板的1根信号输入和1根模拟信号地线，其输出的3根线与电机直接相连。5.一种激光传感器的倒伏检测割台自适应装置的控制方法，其特征在于，包括以下几个步骤：步骤1，将电源上的总开关打开，使得小功率电机(21)与主控板(20)分别上电，大功...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈跃，张凌飞，陈锦明，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：
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