一种旋耕机智能控制系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种旋耕机智能控制系统和方法。
【背景技术】
[0002]目前，市场上使用的轮式或者履带式旋耕机主要由机头和旋耕机组成，两者通过机械方式连接在一起属刚性连接，旋耕机在机头的液压系统的控制下，可实现上下运动或者是既能够实现上下运动又能够实现左右倾斜运动，机头负责提供牵引力及转向等，旋耕机负责耕地。因土地的耕作面前后左右会高低不平，土地的底基也会深浅不同，旋耕机工作时，会上下起伏或者倾斜，为了保证耕地的平整和深度，一般是通过人工手动操控手柄控制液压系统，进行上下运动或者左右运动控制来调节旋耕机的耕作深度和机身的水平度，操作繁琐。因人的判断和操作失误，耕作后的土地深度可能会有深有浅，会高低不平，耕地效果不理想，且工作效率低，人的劳动强度相当大。
[0003]此外，旋耕机在耕作过程中常常还需要不断抬起旋耕机，如倒车时需要将旋耕机抬起，转弯时也需要将旋耕机抬起一定高度，当旋耕机抬起后再放下时，下降的深度位置也需要靠人来控制，也会因失误导致耕地深度不理想。另外在耕作过程中，土地土质的松紧不一，给旋耕机带来的阻力也不同，当旋耕机耕作深度太深尤其在土质比较硬时，阻力变大会使变速箱等机件受力变大，机头牵引力不足，从而导致发动机熄火或者出现机头轮胎打滑的现象，如果处理不及时，甚至会导致变速箱损坏，严重影响设备的使用寿命。
[0004]CN104756628A所公开的旋耕机旋耕刀具工作高度调节控制系统，无法识别耕地面(不是以耕地面为参考基准)，而耕作深度是以耕地面作为参考基准的，无法识别耕地面就无法控制耕作深度，满足不了市场需求。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是，提供一种可改善耕地效果，提高工作效率，降低劳动强度的旋耕机智能控制系统和方法。
[0006]本发明解决其技术问题所采的技术方案是:
本发明之旋耕机智能控制系统，包括基准面监测装置、基准面监测单元、操作面板、控制单元、位置控制上升电控阀和位置控制下降电控阀，所述基准面监测单元、操作面板与控制单元相连，所述控制单元与位置控制上升电控阀、位置控制下降电控阀相连。
[0007]进一步，还设有平衡监测单元、平衡控制上升电控阀和平衡控制下降电控阀，所述平衡监测单元与控制单元相连，所述控制单元与平衡控制上升电控阀、平衡控制下降电控阀相连。
[0008]进一步，还设有负载监测单元，所述负载监测单元与控制单元相连。
[0009]进一步，还设有变速箱档位监测单元，所述变速箱档位监测单元与控制单元相连。
[0010]进一步，所述基准面监测装置为拖板，所述拖板的一端与旋耕机活动连接，另一端位于耕地面上，当所述旋耕机耕作深度发生变化时，所述旋耕机旋耕轮圆心与所述耕地面的高度差会发生变化，从而导致所述拖板与所述旋耕机的相对位置发生变化，进而导致拖板的位置发生变化。
[0011]进一步，所述基准面监测单元可为倾角传感器、旋转编码器或位移传感器等。
[0012]进一步，所述平衡监测单元可为倾角传感器、旋转编码器或位移传感器等。
[0013]进一步，所述负载监测单元可为转速传感器。
[0014]进一步，所述变速箱档位监测单元可为接近开关或限位开关等位置开关。
[0015]进一步，所述控制单元为控制器或单片机等。所述控制单元主要是进行监测信号和控制信号的采集运算判断、向执行单元输出控制信号。
[0016]进一步，所述操作面板上设有调节手柄、电源指示灯、工作模式切换按钮、显示屏、左右平衡调节钮子开关、位置记忆按钮、一键抬升开关、自诊断指示灯、转弯抬起开关。其中，调节手柄用来设置所述旋耕机的位置，当所述调节手柄将所述旋耕机的位置调节完毕后，按下位置记忆按钮，所述控制单元接收位置记忆按钮的信号，将所述旋耕机所处的位置记住，并设为参考值。通电时，所述电源指示灯亮。工作模式切换按钮，有行走模式和工作模式两种模式，当控制系统处于行走模式时，所述旋耕机上抬至最高位置且不能对所述旋耕机进行任何操作，在田间工作时必须将系统切换至工作模式。显示屏用来显示控制系统状态和参数。左右平衡调节钮子开关用于调节所述旋耕机的左右平衡倾斜度，所述旋耕机平衡系统默认值是水平面，但是有些土地是要将地耕作成斜面的，当需要耕作成斜面时，通过所述左右平衡调节钮子开关来调节所述旋耕机与水平面的夹角，所述控制单元会实时记录其夹角值，并自动设置成参考值。当需要恢复成水平时，只需重启系统，系统关于所述旋耕机机身的默认值会恢复到默认水平面值0°，也就是所述旋耕机机身与水平面平行。一键抬升开关，在工作模式下的任何时候只要所述控制单元接收到所述一键抬升开关给出的抬升信号时，所述旋耕机会被抬起至最高位置，当所述控制单元接收到所述一键抬升开关给出的复位信号时，系统会自动切换至耕深自动控制模式，如果没有设置所述旋耕机的位置，当所述控制单元接收到所述一键抬升开关给出的复位信号时，所述旋耕机不会下降，仍然维持在最尚位置。自诊断指不灯，当系统出现故障时，相对应的指不灯将壳起；转弯抬起开关，当所述控制单元收到所述转弯抬起开关给出的上抬信号时，所述旋耕机会上抬高度，上抬高度为设置深度的一半，当所述控制单元接收到所述转弯抬起一定开关给出的复位信号时，所述旋耕机会恢复到设置深度。
[0017]本发明之利用上述智能控制系统对旋耕机进行控制的方法是:将所述基准面监测装置与旋耕机活动连接；当整机出现起伏、下沉或者其他工作状况导致所述旋耕机位置发生变化时，所述基准面监测装置的位置也会发生变化，所述基准面监测单元监测到所述基准面监测装置位置发生变化时，所述基准面监测单元将所述基准面监测装置位置变化的电信号通过电缆线传输给所述控制单元，所述控制单元对输入信号进行运算判断通过连接电缆发送控制电信号给所述位置控制上升电控阀或者位置控制下降电控阀，所述位置控制上升电控阀或者位置控制下降电控阀接收到所述控制单元的信号后，对液压系统做出控制，使所述旋耕机上升或者下降以恢复到设置位置，当所述旋耕机恢复到设置位置后，所述基准面监测装置也会回复到设置位置。
[0018]进一步，所述平衡监测单元安装在所述旋耕机上，处于水平位置，默认参考基准是水平面(也可以调节设定)，通过电缆线与控制单元连接；当所述旋耕机与水平面不平行时，也就是所述旋耕机发生倾斜时，所述平衡监测单元监测到所述旋耕机左右方向水平变化，将电信号传输给所述控制单元，所述控制单元接收到输入电信号后经过运算判断通过电缆线发出通断指令给所述平衡控制上升电控阀或者所述平衡控制下降电控阀，所述平衡控制上升电控阀或者所述平衡控制下降电控阀接收到所述控制单元的指令后，控制液压系统，使所述旋耕机回复到水平位置，只要所述旋耕机左右倾斜，所述控制单元就会发出指令让所述旋耕机恢复到水平状态。
[0019]进一步，所述负载监测单元安装在机头发动机上，用来检测发动机的转速，通过电缆线与控制单元连接；当所述负载监测单元监测到所述机头发动机在功率不变时，转速下降，即旋耕机阻力变大时或者所述机头牵引力不足时，所述负载监测单元会将转速信号传输给所述控制单元，所述控制单元接收到信号后经运算向所述位置控制上升电控阀发出上升控制指令，所述位置控制上升电控阀会控制所述液压系统使所述旋耕机上升以释放载荷，使阻力或者牵引力恢复到能正常工作的值(正常工作的值设置在所述控制单元内，作为参考值)，来保证工作的正常进行；当所述机头牵引力低于设置值或者所述机头的阻力高于设置值时，耕深自动控制功能将失效，此时所述旋耕机上升来减少旋耕深度释放载荷；当牵引力或者阻力恢复到正常值后，耕深自动控制功能恢复，所述控制单元给出指令让所述旋耕机恢复到设置深度。
[0020]进一步，所述变速箱档位监测单元安装在变速箱控制手柄倒档位置旁，通过电缆线与控制单元连接；当档位控制手柄位置变化时，所述变速箱档位监测单元将信号输出给控制单元进行运算判断:当档位控制手柄在倒档位置，启动倒档自动上抬功能，所述旋耕机上抬到