一种电动智能黄麻菜收获机械的制作方法

本实用新型涉及黄麻菜收割设备技术领域，更具体地说，涉及一种电动智能黄麻菜收获机械。

背景技术：

黄麻茎秆的纤维可以用来做绳子、地毯等纺织用品，它的嫩茎叶是营养价值非常高的蔬菜，被称为“帝王菜”。帝王菜在以埃及为中心的阿拉伯国家的宫廷作为御膳食用已有悠久的历史，因此也被称为“埃及帝王菜”。在我国华南、华中及台湾等地区也有食用野生长蒴黄麻的习惯。近年来，随着人们生活水平的提高，帝王菜逐渐普及走入寻常百姓家，它的好口感及高营养价值深受人们的喜爱。但由于黄麻菜田间收获与采摘难的问题，阻碍其产业的发展。

目前，市面上大多为手工采摘黄麻菜，不仅工人劳动强度大，而且效率低下。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种电动智能黄麻菜收获机械，实现了黄麻菜的田间采摘及传输的自动化和智能化控制。

本实用新型提供一种电动智能黄麻菜收获机械，包括行走系统、整体台架、驾驶室和集料箱，还包括收割系统、升降系统、气吸输送系统和控制器，所述收割系统固定在所述整体台架上，所述升降装置设于所述整体台架的下方，且与所述整体台架固定连接，所述控制器与所述收割系统、所述升降系统和所述气吸输送系统相连，所述控制器根据黄麻菜的株高信息及所述收割系统的主割刀的位置调节所述升降装置位置以及所述主割刀的切割动作，所述控制器与所述气吸输送系统相连、用以控制所述气吸输送系统将收割后的黄麻菜传输至所述集料箱。

与上述背景技术相比，本实用新型所提供的电动智能黄麻菜收获机械，包括行走系统、整体台架、驾驶室、集料箱、收割系统、升降系统、气吸输送系统和控制器，控制器根据黄麻菜的株高信息以及收割系统中主割刀的位置调节升降装置，并且实现主割刀的自动切割。由此，本实用新型实现了收割机主割台的实时智能升降，避免收获时位置过高造成的产量下降问题与收获位置过低造成的黄麻菜口感不佳的问题，实现了主割台切割速度与前进速度和物料成熟度的智能匹配，有效的降低了收获时的损失率，提高了收获效率。

优选的，所述升降装置包括安装支架、穿过所述安装支架设置的螺杆、设于所述螺杆与所述升降装置步进电机之间的齿轮副、安装于所述螺杆两端的两个向心推力轴承、安装于所述螺杆上的丝杆螺母、与所述丝杆螺母固定连接的提升杆、固定安装于所述提升杆两侧的两个套筒，以及套装于所述套筒内部且上部固定于所述安装支架的导向杆，所述导向杆上套设有弹簧，所述弹簧上端固定于所述安装支架。

优选的，所述升降系统包括：

位置传感器，设于主割刀的一侧、用以探测所述主割刀实时位置信息；

红外测高仪，设于所述整体台架的顶端、用以探测待收割黄麻菜的实时高度信息；

升降装置，设于所述整体台架的下方且与所述整体台架固定连接；

升降装置步进电机，用以驱动所述升降装置运动。

优选的，所述升降装置包括电磁挡板和分别设于所述集料箱的前端和末端位置的两个红外探测仪，两个所述红外探测仪与所述控制器相连，当前端的所述红外探测仪检测到集料达到第一预设额定量时向所述控制器发送信号，所述控制器通过所述电磁挡板关闭前端输送通道，并打开末端输送通道；当末端的所述红外探测仪检测到集料超过第二预设额定量时，所述控制器控制显示屏弹出卸料报警信息，卸料后控制所述电磁挡板复位。

优选的，所述收割系统包括主割刀、主割刀步进电机和转速控制系统，所述转速控制系统设有手动控制模式和自动控制模式，所述手动控制模式包括设有低速档、中速档和高速档位触摸按键的触摸屏，所述触摸屏与所述控制器相连、用以供用户根据物料成熟度手动选择切割速度，所述控制器根据档位信号控制所述主割刀步进电机的转速；所述自动控制模式下，所述主割刀的输出端设有用以监测所述主割刀步进电机转速的转矩仪，所述转矩仪与所述控制器相连，根据所述控制器内预设转矩结合所述转矩仪测得的当前转速控制所述主割刀步进电机的转速。

优选的，通过所述控制器实现所述手动控制模式与所述自动控制模式的自锁与自复位方式的相互切换。

优选的，所述气吸输送系统包括气吸输送装置和气泵电机，所述气泵电机用以控制所述气吸输送装置的压力及泵速。

优选的，所述气吸输送装置还设有测速仪，所述测速仪安装于所述气吸输送装置的内壁、用以监测所述气吸输送装置内部物料移动速度，当所述测速仪速度低于额定速度时，所述控制器发出电流脉冲信号使所述气泵电机转速提档，提档后，所述测速仪检测到的物料移动速度低于最低预设值时，所述控制器控制显示屏发出警报提示。

优选的，所述行走系统设有速度传感器和电流传感器，所述速度传感器安装于所述整体台架且与所述控制器相连、用以获取机器行走速度，所述控制器与所述速度传感器相连，根据测得的行走速度向所述电流传感器发送脉冲信号，所述电流传感器根据脉冲信号控制所述气泵电机的转速。

优选的，所述气吸输送装置包括弧形槽和直线槽，所述弧形槽用以承接所述主割刀的出口位置，所述直线槽与所述集料箱的入口相对接。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供的电动智能黄麻菜收获机械的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1的主视图；

图4为图1中升降系统的局部剖视图；

图5为图4中a-a的示意图；

图6为图1中气吸输送系统和集料箱的示意图。

其中，1-整体台架、2-主割刀、3-集料箱、4-气吸输送系统、5-控制器、6-行走系统、7-升降系统、8-红外测高仪、9-升降装置步进电机、10-电磁挡板、11-红外探测仪；

41-气泵电机、42-测速仪、71-安装支架、72-螺杆、73-齿轮副、74-丝杆螺母、75-提升杆、76-套筒、77-导向杆、78-弹簧。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1至图6，图1为本实用新型所提供的电动智能黄麻菜收获机械的结构示意图；图2为图1的俯视图；图3为图1的主视图；图4为图1中升降系统的局部剖视图；图5为图4中a-a的示意图；图6为图1中气吸输送系统和集料箱的示意图。

本实用新型提供一种电动智能黄麻菜收获机械，包括行走系统6、整体台架1、集料箱3、收割系统、升降系统7、气吸输送系统4和控制器5，收割系统固定在整体台架1上，升降系统7设于整体台架1的下方，且与整体台架1固定连接，控制器5与收割系统和升降系统7和气吸输送系统4通讯连接，控制器5根据升降系统7测得的主割刀2的实时位置信息以及黄麻菜的实时高度信息调节升降系统7位置并控制主割刀2的切割动作，对黄麻菜进行收获切割，另外，控制器5与气吸输送系统4通讯连接，控制气吸输送系统4的启停及气压大小，将收获的黄麻菜自动输送至集料箱3。

本申请所提供的电动智能黄麻菜收获机械，采用智能化收割方案，实现了黄麻菜的自动化智能收割，采用气吸式运输方式，显著地提高了黄麻菜收割效率。需要说明的是，关于上述行走系统6、整体台架1、集料箱3、收割系统、升降系统7、气吸输送系统4和控制器5的具体结构，请参考现有技术，本文不再展开。

在第一种实施例中，升降系统7包括位置传感器、红外测高仪8、升降装置和升降装置步进电机9，其中，位置传感器安装在位于主割刀2刀架的一侧，用于探测主割刀2的实时位置信息，红外测高仪8位于收割系统整体台架1的顶端位置，用于探测所收获红麻菜的实时高度信息，红外测高仪8和位置传感器连接控制器5的信号输入端，控制器5获取分析黄麻菜的株高信息及主割刀2的位置信息，计算出升降装置的运动方向及升降高度，控制器5的输出端输出控制升降装置步进电机9的电脉冲信号，驱动升降装置运动，从而驱动主割刀2运动至切割位置，实现主割刀2的实时自动控制切割。

具体地，上述升降装置采用螺杆72与螺母副作为升降的执行元件，较液压传动提升装置相比，传动精度更高，工作更加稳定，具体来说，升降装置包括安装支架71、穿过安装支架71设置的螺杆72、设于螺杆72与升降装置步进电机9之间的齿轮副73、安装于螺杆72两端的两个向心推力轴承、安装于螺杆72上的丝杆螺母74、与丝杆螺母74固定连接的提升杆75、固定安装于提升杆75两侧的两个套筒76，以及套装于套筒76内部且上部固定于安装支架71的导向杆77，导向杆77上套设有弹簧78，弹簧78上端固定于安装支架71。

也就是说，当主割台提升或下降时，升降装置步进电机9以预定方向作旋转运动，经齿轮副73减速将动力传输至螺杆72，螺杆72与丝杆螺母74的直线运动将实现提升杆75的升降；螺杆72的两端安装有向心推力轴承，向心推力轴承固定在安装支架71上，丝杆螺母74安装在螺杆72的中间位置；提升杆75的另一方向上的两侧对称安装有两根导向杆77，导向杆77一端与安装支架1固接，另一端穿过套筒76，在套筒76与安装支架1之间导向杆77上装有弹簧78，套筒76与提升杆75固接，提升杆75在做升降运动同时，导向杆77也随着做升降运动，套筒76压缩弹簧78，由此可以显著提升杆75的运动稳定性、减小振动。

进一步地，升降装置还包括电磁挡板和两个红外探测仪11，两个红外探测仪11分别设于集料箱3的前端和末端位置，两个红外探测仪11与控制器5相连，当前端的红外探测仪11检测到集料箱3的集料达到第一预设额定量时，即向控制器5发送信号，控制器5通过电磁挡板10关闭前端输送通道，并打开末端输送通道；当末端的红外探测仪11检测到集料超过第二预设额定量时，控制器5控制显示屏弹出卸料报警信息，卸料后，控制电磁挡板10复位，由此可以实现电磁挡板位置的自动切换，增加集料容量。

在第二种具体实施例中，除上述主割刀2之外，收割系统还设有主割刀步进电机和转速控制系统，主割刀步进电机用以向主割刀2提供驱动力，主割刀2的速度控制由转速控制系统来实现，转速控制系统设有手动控制模式和自动控制模式，手动控制模式包括设有低速档、中速档和高速档位触摸按键的触摸屏，触摸按键与控制器5的输入信号端相连，不同的按键对应不同的切割转速，具体地，一档位对应最低转速挡、三档位对应中速挡、五档位对应最高速挡，控制器5的输出信号端与主割刀步进电机相连，控制器5内部预设程序输出控制主割刀步进电机的相应的脉冲信号，由此根据当前的档位信号控制主割刀步进电机的转速，用户可以根据物料成熟度等生长情况手动选择切割速度；在自动控制模式下，主割刀2的输出端设有转矩仪，该转矩仪用以监测主割刀步进电机的转速，转矩仪与控制器5通讯连接，根据控制器5内部预设转矩结合矩仪测得的当前转速控制主割刀步进电机的转速，最终实现对主割刀2转速自动化控制。举例来说，在自动控制模式中，主割刀2初始状态下执行三挡位也即中位档转速，转矩仪与主割刀步进电机的轴端相连，用于监测步进电机的转矩大小，转矩仪的输出端连接控制器5的输入信号端，当控制器5内部程序检测到主割刀步进电机的实时转矩为预设转矩的-50％～-20％时，执行一档位转速；当实时转矩为预设转矩的-20％～-5％时，执行一档位与三档位之中的二档位转速；当实时转矩为预设转矩的-5％～5％时，无动作、速度不变，执行中档位转速；当为预设转矩的[5％，20％]时，执行三档位与五档位之间的四档位转速；当为预设转矩的20％～50％时，执行五档位转速。

进一步地，本实施例还具有过速保护功能，具体通过控制器5来实现，当转矩仪测得的实时转矩大于预设转矩的40％时，执行步进电机0转速，控制主割刀步进电机停机，由此保护电机、防止电机烧毁，提升使用的安全性。

更进一步地，为了保证手动控制模式与自动控制模式两种模式独立工作，转速控制系统中的手动控制与自动控制两种工作模式由控制器5两种程序独立控制实现相互切换，触摸屏设有手动按键及自动控制按键，作业人员选择手动或者自动控制方式，需要手动控制时，首先选择按动手动按键，在此模式下，即可实现各档位按键的操作，自动控制模式自锁不可操作，需要自动控制时，按动自动控制按键，实现手动模式自锁，在自动控制模式下即可实现主割刀步进电机转速的自动控制。由此可见，本申请通过控制器5实现手动控制模式与自动控制模式相互自锁与自复位控制。

在第三种具体实施例中，行走系统6包括速度传感器、气泵电机41和电流传感器，速度传感器安装于整体台架1且与控制器5相连，通过速度传感器获取机器行走速度，控制器5与速度传感器相连，当控制器5从速度传感器上获取了履带轮行走速度的数据后，控制器5子程序将对数据做出分析，并向外界发射脉冲信号，与气泵电机41相连接的电流传感器感知到脉冲信号后，将使气泵电机41以相应的转速运行，当机器行走速度处于一定范围内时，此时气泵电机41的转速保持不变；当行走速度处于低速度区间时，控制器5输出端执行对应的已设定的低电流脉冲信号；当行走速度处于中低速时，执行对应的中低电流脉冲信号；当行走速度处于中高速时，执行对应的中高电流脉冲信号；当行走速度位于高速挡时，执行对应的高电流脉冲信号，由此调节履带轮行走速度。

在第四种具体实施例中，气吸输送系统4包括气吸输送装置和气泵电机41，气吸输送装置设于主割刀2与集料箱3之间，其采用气吸模式将收获的物料输送至集料箱3，气泵电机41用以向气吸输送装置提供动力，气泵电机41的压力与泵转速决定气吸输送装置内部物料的输送速度，通过选用适当的气泵电机41可以实现物料传输速率的控制。

上述气吸输送装置包括弧形槽和直线槽，弧形槽用以承接于主割刀2的出口位置，直线槽与集料箱3的入口相对接，经拨送装置拨送，使收割的黄麻菜直接进入弧形槽，在负压气流作用下经过直线槽进入集料箱3内部。

气吸输送装置还设有测速仪42，测速仪42安装于气吸输送装置的内壁，测速仪42与控制器5的输入端相连，用以监测气吸输送装置内部物料移动速度，控制器5检测到测速仪42上的速度后，与内存数据进行比较和分析，当测速仪42的当前速度低于额定速度时，控制器5发出电流脉冲信号以使气泵电机41提档；提档后，测速仪42所检测到的物料移动速度低于最低预设值时，控制器5控制显示屏发出“物料流速过低，请降低行走速度”的警报提示，提示工作人员对异常情况进行排查，以保证物料高效传输。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本实用新型所提供的电动智能黄麻菜收获机械进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。