一种卸粮电控系统及自修正卸粮控制方法与流程

本发明涉及卸粮技术领域，具体地说，涉及一种卸粮电控系统及自修正卸粮控制方法。

背景技术：

收获机是现代农业中小麦、水稻等收获的主要农业机械，在实现农业现代化的进程中起着重要的作用。现有的收获机产品，在驾驶台或驾驶室内配置卸粮手柄或操纵杆，卸粮手柄包括旋转手柄和升降手柄，分别用于控制底座旋转油缸和卸粮筒油缸升降，以使卸粮筒达到合适位置，使卸粮筒出粮口对准收粮车斗以实现卸粮。现有的这种卸粮方式，在卸粮过程中，驾驶员在驾驶台上或者驾驶室内，以目测的方式，通过不断调节旋转手柄和升降手柄，以调节卸粮筒达到合适位置并向粮车斗内卸粮。而受限于驾驶台或驾驶室视野、地块平整度和收粮车停靠位置等因素，存在如下缺陷：

1、驾驶员不能很好的把握卸粮的位置和粮面高度，很容易出现卸粮倾洒和局部粮面过高倾洒等情况。

2、驾驶员需要不断手动调节卸粮筒旋转和升降来达到更好的装粮效果，大大增加了驾驶员的劳动强度，且调整速度慢。

技术实现要素：

本发明所要解决的第一个技术问题是：提供一种能够在卸粮过程中对卸粮筒位置以及卸粮速度进行自修正调整的卸粮电控系统。

本发明所要解决的第二个技术问题是：提供一种能够在卸粮过程中对卸粮筒位置以及卸粮速度进行自修正调整的自修正卸粮控制方法。

为解决上述第一个技术问题，本发明的技术方案是：

一种卸粮电控系统，包括：

控制单元；

卸粮手柄，所述卸粮手柄电连接所述控制单元，用于启动手动调整模式；

自动卸粮按钮，所述自动卸粮按钮电连接所述控制单元，用于启动自动调整卸粮模式；

摄像头，所述摄像头的信号输出端电连接所述控制单元，用于拍摄粮车斗的图像以及所述粮车斗内的粮面的图像，并将所拍摄的图像信息传送到所述控制单元；

旋转驱动装置，所述旋转驱动装置电连接所述控制单元，用于驱动卸粮筒旋转；

升降驱动装置，所述升降驱动装置电连接所述控制单元，用于驱动卸粮筒升降；

搅龙驱动装置，所述搅龙驱动装置电连接所述控制单元，用于驱动输送搅龙旋转。

优选的，还包括显示单元，所述显示单元与所述控制单元通信连接。

优选的，还包括报警灯，所述报警灯电连接所述控制单元的信号输出端，用于提示粮满状态和卸粮故障状态。

优选的，所述摄像头安装于卸粮筒的出粮口处。

优选的，还包括报警灯，所述报警灯电连接所述控制单元的信号输出端，用于提示粮满状态和卸粮故障状态。

优选的，所述显示单元为液晶仪表盘。

为解决上述第二个技术问题，本发明的技术方案是：

一种自修正卸粮控制方法，应用上述的卸料电控系统，其特征在于，包括以下步骤：

a、预先设定所述控制单元的内部控制参数，所述内部控制参数包括自修正步进值、粮满预留值和粮满报警值；

b、操纵卸粮手柄，卸粮电控系统处于手动调整状态，手动控制使卸粮筒的出粮口对应位于粮车斗的上方；

c、按下所述自动卸粮按钮，控制单元收到所述自动卸粮按钮的信号，确认进入自动调整卸粮模式；控制单元自动启动搅龙驱动装置，使输送搅龙旋转以向粮车斗内卸粮；

d、卸粮过程中，所述摄像头拍摄粮车斗的图像以及所述粮车斗内粮面的图像，并将所拍摄的图像信息传送到所述控制单元，所述控制单元通过粮车斗四边的位置和颜色建立粮车斗的图像数据库，所述控制单元通过卸粮位置、粮面尺寸和粮面颜色建立粮面的图像数据库，卸粮过程中，所述摄像头在不同的时间点采样，所述控制单元将采样取得的粮面图像数据与粮车斗图像数据进行对比，判定粮面与粮车斗的上斗边之间的距离；

当控制单元判定粮车斗内不同位置的粮面与上斗边之间的距离不同时，表明粮车斗内的粮面不平，控制单元控制旋转驱动装置驱动卸粮筒向粮面较低的位置按自动步进值逐步位移，并自动控制升降驱动装置，自动修正卸粮筒的高度；

当控制单元判定粮车斗内不同位置的粮面均达到设定的粮满预留值时，关闭搅龙驱动装置，停止卸粮。

优选的，当控制单元判定粮车斗内粮面达到粮满报警值时，提示报警。

优选的，所述步骤d中，控制单元在对卸粮筒进行自修正调整过程中，通过摄像头采集粮车斗内粮面、车斗四边、驾驶室和周边障碍物的信息，控制当前卸粮筒处于安全活动范围内。

优选的，所述控制单元的内部控制参数和所述控制单元所采集的外部信息在所述显示单元上实时显示。

优选的，所述步骤a中，通过所述显示单元设定所述内部控制参数。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：

本发明的卸粮电控系统和自修正卸粮控制方法，在卸料筒的出粮口处设置摄像头，通过控制单元采集卸粮手柄和自动卸粮按钮的信息，进入手动调整模式或者自动调整卸粮模式。手动调节模式下，控制单元根据卸粮手柄的信息，直接驱动升降驱动装置以控制卸粮筒升降，直接驱动卸粮筒转向驱动装置以控制卸粮筒转向。此时摁自动卸粮按钮，不会启用摄像头图像采集和进入自动调节卸粮模式。而当通过手动调节调整卸粮筒的出粮口对应位于粮车斗的上方后，按下自动卸粮按钮触发自动卸粮调整模式时，系统通过摄像头采集粮车斗内粮面、车斗四边、驾驶室和周边障碍物等在内的信息，根据控制单元保存的自修正步进值、报警值和图像采样值等参数，确保当前卸粮筒处于安全活动范围内，控制单元将采样取得的粮面图像数据与粮车斗图像数据进行对比，判定粮面与粮车斗的上斗边之间的距离，并通过距离信息自动修正卸粮筒高度、左右位置和卸粮速度，可以在粮车斗粮满时提示报警和自动停止卸粮，以及在自修正调整卸粮过程中启动安全保护和报警等功能。能够对卸粮筒位置以及卸粮速度进行自修正调整，实现了卸粮的自动化修正调整，确保了卸粮的准确性，有效地避免了出现卸粮倾洒和局部粮面过高倾洒等情况，卸粮效果好。另外，本发明的农业机械和卸粮控制方法，实现了能够对卸粮筒位置以及卸粮速度进行自修正调整，实现了卸粮的自动化修正调整，调整速度快，不用驾驶员再以目测的方式，不断手动调节旋转手柄和升降手柄来进行调整卸粮，大大降低了驾驶员的劳动强度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明中的卸粮电控系统的原理框图；

图2是应用本发明的卸粮电控系统的收获机的结构示意图；

图3是摄像头对应粮车斗拍摄图像的示意图一；

图4是摄像头对应粮车斗拍摄图像的示意图二；

图5是本发明中的自修正卸粮控制方法的流程图；

图中：1、卸粮筒；2、旋转驱动装置；3、搅龙驱动装置；4、升降驱动装置；5、报警灯；6、液晶仪表盘；7、摄像头；8、卸粮手柄；9、自动卸粮按钮；10、控制单元；11、粮车斗；111、斗边；112、斗底。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1和图2，本发明的卸粮电控系统，包括控制单元10、卸粮手柄8、自动卸粮按钮9、摄像头7、旋转驱动装置2、升降驱动装置4、搅龙驱动装置3以及显示单元10。旋转驱动装置2和搅龙驱动装置3可采用电机。升降驱动装置4可采用液压系统。本实施例中，自动卸粮按钮9直接设置在卸粮手柄8上，当然，也可以不设置在卸粮手柄8上，而是分开独立设置。

其中，卸粮手柄8电连接控制单元10的信号输入端，用于启动手动调整模式。

自动卸粮按钮9电连接控制单元10的信号输入端，用于启动自动调整卸粮模式。

摄像头7安装于卸粮筒1的出粮口处，摄像7头的信号输出端电连接控制单元10的信号输入端，用于拍摄粮车斗的图像以及粮车斗内的粮面的图像，并将所拍摄的图像信息传送到控制单元10。

旋转驱动装置2的电源控制回路电连接至控制单元10的信号输出端，用于驱动卸粮筒1的旋转。

升降驱动装置4的电源控制回路电连接控制单元10的信号输出端。

搅龙驱动装置3的电源控制回路电连接控制单元10的信号输出端。

显示单元可采用液晶仪表盘6，与控制单元10通信连接。

为了对粮车斗内装粮满时进行提示报警，可设置报警灯5，报警灯5中内置有报警喇叭，报警灯5电连接控制单元10的信号输出端，在粮满时，通过声光报警提示粮满状态或者卸粮故障状态。当然，提示粮满的报警灯和提示故障的报警灯可分开独立设置。

参照图3和图4，粮车斗11包括斗边111和斗底112，通过摄像头7对粮车斗11内的粮面进行拍摄时，粮面距离粮车斗11的斗边111的上沿距离为100毫米，与粮面距离粮车斗11的斗边111的上沿距离为40毫米相对比，前者所拍摄的粮面尺寸较小，颜色较浅，与粮车斗11的颜色对比度更大。也就是说，粮面的高低不同，则摄像头7所拍摄的不同高低粮面的横向尺寸以及颜色深浅就会不同，而且会随着粮面的高低呈现渐变，基于此种原理，通过对摄像头拍摄的图像的大小、颜色等的分析，即可判断出粮车斗11内的粮面高低。

基于上述原理，参照图5，本发明公开了一种自修正卸粮控制方法，该自修正卸粮控制方法应用上述的卸粮电控系统，该自修正卸粮控制方法包括以下步骤：

a、预先设定控制单元10的内部控制参数，内部控制参数包括自修正步进值、粮满预留值和粮满报警值，粮满报警值大于粮满预留值，自修正步进值为卸粮筒旋转调节和升降调节的每步的调整值；

b、操纵卸粮手柄8，卸粮电控系统处于手动调整状态，手动控制使卸粮筒1的出粮口对应位于粮车斗的上方；

c、按下自动卸粮按钮9，控制单元10收到所述自动卸粮按钮的信号，确认进入自动调整卸粮模式；控制单元自动启动搅龙驱动装置3，使输送搅龙旋转以向粮车斗内卸粮；

d、卸粮过程中，摄像头7拍摄粮车斗的图像以及粮车斗内粮面的图像，并将所拍摄的图像信息传送到控制单元10，控制单元10通过粮车斗四边的位置和颜色建立粮车斗的图像数据库，控制单元10通过卸粮位置、粮面尺寸和粮面颜色建立粮面的图像数据库，卸粮过程中，摄像头7在不同的时间点采样，控制单元10将采样取得的粮面图像数据与粮车斗图像数据进行对比，判定粮面与粮车斗的上斗边最高沿之间的距离；

当控制单元10判定粮车斗内不同位置的粮面与上斗边之间的距离不同时，表明粮车斗内的粮面不平，控制单元10控制旋转驱动装置2驱动卸粮筒向粮面较低的位置按自动步进值逐步位移，并自动控制升降驱动装置4，自动修正卸粮筒的高度；

当控制单元判定粮车斗内不同位置的粮面均达到设定的粮满预留值时，关闭搅龙驱动装置，停止卸粮。

作为优选的方案，当控制单元判定粮车斗内粮面达到粮满报警值时，提示报警。

作为优选的方案，控制单元10在对卸粮筒1进行自修正调整过程中，通过摄像头7采集粮车斗内粮面、车斗四边、驾驶室和周边障碍物等在内的信息，并建立图像数据库，将实时检测的卸粮筒的图像数据信息与该图像数据库实时对比，控制当前卸粮筒1处于安全活动范围内。

当控制单元10判定粮车斗内粮面达到粮满报警值时，提示报警。

控制单元10的内部控制参数和控制单元10所采集的外部信息可通信传送到显示单元上进行实时显示，通信方式可采用CAN通信等方式。

本实施例的自修正卸粮控制方法，可通过显示单元设定内部控制参数。

其中，图5中各符号的含义：其中ai为摄像头采集的当前卸粮点粮面；Ai为摄像头采集的当前卸粮点对应横纵轴斗四边高度；B为粮满预留值，即为粮车斗粮满时粮面和粮车斗上斗边最高沿之间的距离预留值，该值可以通过显示单元设定。

上述实施例的农业机械和自修正卸粮控制方法，控制单元采集卸粮手柄、自动卸粮按钮和摄像头图像等外部信息，通过采集卸粮手柄和自动卸粮按钮的信息，进入手动调整模式或者自动调整卸粮模式。手动调节模式下，控制单元根据卸粮手柄的信息，直接驱动升降驱动装置以控制卸粮筒升降，直接驱动旋转驱动装置以控制卸粮筒转向，以及直接驱动搅龙驱动装置以手动卸粮。此时摁自动卸粮按钮，不会启用摄像头图像采集和进入自动调节卸粮模式。而当通过手动调节调整卸粮筒的出粮口对应位于粮车斗的上方后，按下自动卸粮按钮触发自动卸粮调整模式时，系统通过摄像头采集粮车斗内粮面、车斗四边、驾驶室和周边障碍物等在内的信息，根据控制单元保存的自修正步进值、报警值和图像采样值等参数，确保当前卸粮筒处于安全活动范围内，自动修正卸粮筒高度、左右位置和卸粮速度，可以在粮车斗粮满时提示报警和自动停止卸粮，以及在自修正调整卸粮过程中启动安全保护和报警等功能。能够对卸粮筒位置以及卸粮速度进行自修正调整，实现了卸粮的自动化修正调整，确保了卸粮的准确性，有效地避免了出现卸粮倾洒和局部粮面过高倾洒等情况，卸粮效果好。另外，本发明的农业机械和卸粮控制方法，实现了能够对卸粮筒位置以及卸粮速度进行自修正调整，实现了卸粮的自动化修正调整，调整速度快，不用驾驶员再以目测的方式，不断手动调节旋转手柄和升降手柄来进行调整卸粮，大大降低了驾驶员的劳动强度。控制单元采集的所有外部信息和内部控制参数，通过CAN通信方式实时显示在显示单元上，并且可以通过显示单元来设定自动卸粮模式下的自修正步进值、粮满预留值、报警值和图像采样精度值等核心参数，发送到控制单元进行相应替换保存。自动调整卸粮模式过程中，如出现粮满或故障信息，控制单元将控制报警灯中的报警喇叭蜂鸣并通过CAN通信方式传递给显示单元相应故障代码，对粮满状态以及故障状态进行实时显示。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。