耕深自动控制系统及方法与流程

本发明涉及农用机械技术领域，具体涉及一种耕深自动控制系统及方法。

背景技术：

近年来，在国家大力推进农业机械化的政策扶持下，中、大型农业机械发展迅速，尤其是我国南方水田作业，中、大型农机具增长迅速，对于耕整质量与农艺要求的配合，提出了更高的要求。

目前已应用的各种与农机具配套的农机动力组合，均不能对机具的耕深实现有效的均衡控制，在机组作业运行中，受地形、田脚深浅等自然条件的影响，有时会导致机组波浪形前进。当机组翘头前进时，后部悬挂的机具会出现下压，致使机具耕深加大；当机组翘尾前进时，后部机具会发生上提，致使机具耕深变浅或放空耕不到。这样严重影响了地块的耕作深度的均匀性和地表的平整度，使耕整后的土地难于满足作物种植对地块的耕整要求。

现有技术中，耕深控制的方法分一般是驾驶员通过观察耕深情况手动调节手柄操作，驾驶员不仅需要投入大量的精力来操作农耕机，而且无法实时、精确地监测耕深，且耕深控制精度不高。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种耕深自动控制系统及方法，以实时、精确地对耕深进行监测并自动控制液压悬挂升降装置升降机具，以使机具作业时能保持耕深一致。

一方面，本发明公开了一种耕深自动控制系统，包括包括耕深反馈机构、信号转换机构、拉线以及控制模块；所述耕深反馈机构包括可上下活动的连接于机架的拉线信号杆，该拉线信号杆的下端与机具后侧的挡泥板的下侧销轴连接，拉线信号杆的上端连接有横杆；所述信号转换机构包括滑动变阻器和稳压电源，所述滑动变阻器包括滑杆、滑套、滑片、电阻丝以及滑套回弹件，所述滑套套在滑杆上并可沿滑杆前后滑动，所述滑片的上端固定在滑套上，滑片的下端与电阻丝接触，所述稳压电源的两极通过导线分别连在滑杆和电阻丝的一端形成耕深监测电路；所述拉线由线套和线芯组成，所述线套的一端固定在横杆下方的线套座上，线套的另一端固定在滑杆后端的线套座上，所述线芯一端与横杆相连，线芯另一端与滑套相连。

本发明可实时、精确地对耕深进行监测，当耕深变大时，挡泥板会向上翘起，与之相连的拉线信号杆同时往上伸，拉线信号杆向上拉紧线芯，通过线芯向后方拉动滑套，当耕深变浅时，挡泥板下垂，与之相连的拉线信号杆被向下拉而放松线芯，滑套在滑套回弹件的作用下向前滑动，这样，通过滑套在滑杆上前后滑动，可改变滑动变阻器接入电阻的大小，从而将耕深转化为电阻的接入值，耕深监测电路稳压电源的电压一定，根据I＝U/R，进一步将耕深转化为电流，通过电流的大小来实时、精确地反映并监测耕深；控制模块也可以通过电路电流的变化情况作出反应，自动控制液压悬挂升降装置升降机具，以使机具作业时能保持耕深一致。

进一步地，所述耕深监测电路上连接有电流表，电流表上标有测定电流对应的耕深刻度。电流表可测定电路的电流，根据电流与耕深的对应关系，将耕深显示在标有耕深刻度的电流表上，可实时监测并显示耕深情况，直观、明了。

进一步地，所述控制模块包括电流信号采集器、控制器以及用于控制液压悬挂升降装置工作的电磁阀，所述电流信号采集器用于采集耕深监测电路的电流信号，所述控制器的模拟量输入端与电流信号采集器连接，控制器的开关量输出端与电磁阀连接。电流信号采集器采集耕深监测电路的电流信号，并传输给控制器，控制器根据采集电流的大小作出反应，对电磁阀发出提升或下降指令，电磁阀控制液压悬挂升降装置使机具提升或下降，使机具作业时能保持耕深一致，从而实现耕深的自动控制。

进一步地，所述滑套回弹件为弹簧，弹簧的两端分别顶在滑杆后端线套座的前侧和滑套的后侧。线芯收紧时，滑套向后滑动，弹簧被压缩，线芯放松时，通过弹簧的弹性回复力使滑套向前滑动，从而实现滑套的前前滑动，以控制滑动变阻器的接入电阻。

进一步地，所述弹簧套在滑杆上。将弹簧套在滑杆上，结构稳定，以防止弹簧被压歪。

进一步地，所述稳压电源的两极通过导线连在滑杆和电阻丝的前端。通过这样的接线方式，滑片向前移动，接入电阻变大，滑片向后移动，接入电阻变小。

进一步地，所述拉线的线套采用塑料制作，拉线的线芯采用钢丝制作。线套采用塑料制作，实用且低成本，线芯采用钢丝制作，伸缩性小，具有一定的刚度和韧性。

另一方面，本发明公开了一种耕深自动控制方法，包括如下步骤：

步骤一，设定预置耕深，根据耕深与电流的对应关系计算该预置耕深对应的预置电流；

步骤二，电流信号采集器采集耕深监测电路的电流信号，并传输给控制器；

步骤三，控制器对采集的电流信号与预置电流进行对比、分析，当采集的电流等于预置电流，控制器对电磁阀发出维持耕深指令，当采集的电流大于或小于预置电流，计算出需要提升或下降的高度，控制器对电磁阀发出提升或下降指令；

步骤四，电磁阀控制液压悬挂升降装置使机具提升或下降相应高度；

步骤五，挡泥板在机具升降时产生相对摆动，从而带动拉线信号杆升降，使线芯拉紧或放松，以调节接入耕深监测电路的电阻大小，使耕深监测电路的电流等于预置电流。

该耕深自动控制方法可根据需求设定预置耕深，同时将耕深转化为对应的电流，通过电流的大小变化来监测并控制耕深，能及时反映耕深并控制液压悬挂升降装置调整机具高度以保持耕深一致，实现耕深控制的自动化、智能化，且控制精确。

本发明的有益效果：本发明可将耕深转化为对应的电流，通过电流的大小变化实时、精确地对耕深进行监测并自动控制液压悬挂升降装置升降机具，以使机具作业时能保持耕深一致。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例的控制原理图；

图3为本发明的实施例的控制方法流程图。

附图中，1表示耕深反馈机构；11表示拉线信号杆；12表示横杆；2表示滑动变阻器；21表示滑杆；22表示滑套；23表示滑片；24表示电阻丝；25表示滑套回弹件；3表示稳压电源；4表示拉线；41表示线套；42表示线芯；43表示线套座；5表示电流表；6表示电流信号采集器；7表示机架；8表示挡泥板。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

第一方面，本实施例公开了一种耕深自动控制系统，如图1所示，包括耕深反馈机构1、信号转换机构、拉线4以及控制模块；耕深反馈机构1包括可上下活动的连接于机架7的拉线信号杆11，该拉线信号杆11的下端与机具后侧的挡泥板8的下侧销轴连接，拉线信号杆11的上端连接有横杆12；信号转换机构包括滑动变阻器2和稳压电源3，滑动变阻器2包括滑杆21、滑套22、滑片23、电阻丝24以及滑套回弹件25，滑套22套在滑杆21上并可沿滑杆21前后滑动，滑片23的上端固定在滑套22上，滑片23的下端与电阻丝24接触，稳压电源3的两极通过导线分别连在滑杆21和电阻丝24的一端形成耕深监测电路，本实施例的稳压电源3接在滑杆21和电阻丝24的前端；耕深监测电路上连接有电流表5，电流表5上标有测定电流对应的耕深刻度，可实时监测并显示耕深情况，直观、明了；滑套回弹25件为弹簧，弹簧套在滑杆21上，弹簧两端分别顶在滑杆21后端线套座43的前侧和滑套22的后侧；拉线4由线套41和线芯42组成，拉线4的线套41采用塑料制作，拉线4的线芯42采用钢丝制作，线套41的一端固定在横杆12下方的线套座43上，线套41的另一端固定在滑杆后端的线套座43上，线芯42一端与横杆12相连，线芯42另一端与滑套22相连。

本实施例可以将耕深的深浅转换为耕深监测电路的大小并直观地将耕深显示在电流表5中。当耕深加大时，挡泥板8会向上翘起，与之相连的拉线信号杆11同时往上伸，拉线信号杆11向上拉紧线芯42，通过线芯42向后方拉动滑套22，弹簧被压缩，滑动变阻器2接入的电阻增大，而耕深监测电路稳压电源3的电压一定，根据I＝U/R，耕深监测电路的电流减小，通过耕深与电流的之间的对比关系，将耕深转换为电流并显示在电流表5上；当耕深变浅或放空耕不到，挡泥板8下垂，与之相连的拉线信号杆11被向下拉而放松线芯42，通过压缩弹簧的弹性回复力使滑套22向前滑动并回复到预置位置，滑动变阻器2接入的电阻减小，耕深监测电路稳压电源3的电压一定，根据I＝U/R，耕深监测电路的电流增大，通过耕深与电流的之间的对比关系，将耕深转换为电流并显示在电流表5上。

参照图2，控制模块包括电流信号采集器6、控制器以及用于控制液压悬挂升降装置工作的电磁阀，电流信号采集器6用于采集耕深监测电路的电流信号，控制器的模拟量输入端与电流信号采集器6连接，控制器的开关量输出端与电磁阀连接，电流信号采集器6采集耕深监测电路的电流信号，并传输给控制器，控制器根据采集电流的大小作出反应，对电磁阀发出提升或下降指令，电磁阀控制液压悬挂升降装置使机具提升或下降，使机具作业时能保持耕深一致，从而实现耕深的自动控制。

第二方面，本实施例公开了一种耕深自动控制方法，包括如下步骤：

步骤一，设定预置耕深，根据耕深与电流的对应关系计算该预置耕深对应的预置电流；

步骤二，电流信号采集器6采集耕深监测电路的电流信号，并传输给控制器；

步骤三，控制器对采集的电流信号与预置电流进行对比、分析，根据耕深、电流和电阻之间的相互关系，计算出需要提升或下降的高度，控制器对电磁阀发出提升或下降指令或维持指令；

步骤四，电磁阀控制液压悬挂升降装置使机具提升或下降相应高度或维持耕深；

步骤五，挡泥板8在机具升降时产生相对摆动，从而带动拉线信号杆11升降，使线芯42拉紧或放松，以调节接入耕深监测电路的电阻大小，使耕深监测电路的电流等于预置电流。

该耕深自动控制方法可根据需求设定预置耕深，同时将耕深转化为对应的电流，通过电流的大小变化来监测并控制耕深，能及时反映耕深并控制液压悬挂升降装置调整机具高度以保持耕深一致，实现耕深控制的自动化、智能化，且控制精确。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。