一种玉米穗茎一体化收获智能控制方法

1.本发明涉及一种玉米穗茎一体化收获智能控制方法，属于农业收获控制技术领域。


背景技术：

2.目前鲜食玉米收获向高效智能化的收获工艺发展，但存在可靠性差、脱粒破损率高、低损摘穗输送技术不成熟、缺少一体化收获技术、智能化控制程度低等问题。
3.传统的玉米果穗与茎秆分段收获方法存在的机具进地次数多、茎秆捡拾率低、土壤压实度高、整地困难，另外成套收获装备各系统之间多因素复杂关联关系，各系统效率协同也会直接影响到成套设备的工作效率与可靠性，需要制定摘穗损失、剥皮损失、籽粒破碎、籽粒回收损失等指标的自适应智能调控策略，实现玉米采摘、摘穗、输送、脱粒、收集、秸秆切碎与一体化机具作业信息的高效协同控制。


技术实现要素：

4.为了解决鲜食玉米收获向高效智能化的收获工艺发展过程中出现的问题，本发明提供了一种玉米穗茎一体化收获智能控制方法。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该玉米穗茎一体化收获智能控制方法，主要包括：鲜玉米穗茎一体化收获系统以及鲜玉米联合收获效率协同优化系统；其中，鲜玉米穗茎一体化收获系统包括玉米穗茎联合收获机以及玉米穗茎联合收获机智能监测系统。
6.玉米穗茎联合收获机主要包括包括摘穗装置、输送装置、剥皮装置、脱粒装置、收集装置。玉米穗茎联合收获机智能监测系统对收获过程中产生的果穗损失与损伤进行监测，主要包括摘穗损失、剥皮损失、籽粒破碎、籽粒回收损失的监测。效率优化模块主要靠主控模块、效率协同模块和故障自诊断模块。鲜玉米联合收获效率协同优化系统根据智能监测系统的反馈优化自适应智能调控策略，主要包括柔性摘穗控制、无损输送控制、低损脱粒控制和整合收集控制，整合收集控制主要是指秸秆切碎控制。
7.进一步的，收获环节中，摘穗装置中的拨禾链和分禾器将玉米植株导入割台割道,拉茎辊向下拉扯玉米秸秆,同时摘穗板将玉米果穗挤压使之与秸秆分离；摘下的果穗经输送装置的输送链进入剥皮装置的收集搅龙进行剥皮，收集搅龙将剥皮后的果穗收集至中间输送装置；中间输送装置将之送进脱粒装置,经脱粒、复脱、清选后,籽粒经提粮搅龙进入收集装置的粮箱；籽粒中的轻杂质被清选风机吹出,碎芯轴和苞叶被抛酒装置均匀抛洒在地上；摘穗同时，割台下部茎杆切碎装置将茎秆切碎并将切碎后的玉米秸秆抛酒在地上，实现一次性完成夹持切割输送、减损摘穗、平顺喂入切碎抛洒、低损剥皮等流程。
8.进一步的，所述玉米穗茎联合收获机智能监测系统包括摘穗损失监测模块、剥皮损失监测模块、籽粒破碎监测模块、籽粒回收损失监测模块，智能监测系统主要通过can总线方式对收获过程中产生的果穗损失与损伤进行检测，建立损失指标的自适应智能调控策
略，自动优化及自动诊断，从而构建运行稳定的定量评估体系，实现协同优化。
9.进一步的，所述鲜玉米联合收获效率协同优化系统包括主控模块、效率协同模块、故障自诊断模块。其中，所述主控模块包括集中处理单元电控系统和can总线。集中处理单元电控系统包括数据存储、信号接收、命令控制和信号反馈4个模块。效率协同模块用于玉米穗茎一体化控制，主要是根据智能监测系统的反馈进一步的优化自适应智能调控策略，包括摘穗间隙控制单元、无损输送控制单元、低损脱粒控制单元、秸秆切碎控制单元。故障自诊断模块，主要是对历史故障数据以及物联网+互联网的数据库进行归纳整理，同时对其进行深度学习，最后使其在连接数据库的情况下实现对联合收获过程中的简易故障排除。
10.针对传统的玉米果穗与茎秆分段收获方法存在机具进地次数多、茎秆捡拾率低、土壤压实度高、整地困难等问题，本发明采用鲜玉米穗茎一体化收获技术，研究适应鲜食玉米一体化采摘、柔性摘穗、无损输送、低损脱粒、整合收集、切碎等作业工艺。本发明对通用的玉米穗茎一体化收获过程进行控制，结合玉米穗茎联合收获机进行控制分析，主要包括采摘环节、输送环节、剥皮环节、脱粒环节和收集环节等。本发明根据鲜玉米的实际特性，克服了传统收获方式的玉米果穗与茎秆分段收获方法存在机具进地次数多、茎秆捡拾率低、土壤压实度高、整地困难等问题，可以准确的控制玉米穗茎一体化收获过程中的各个环节，有效提高采摘效率。
11.为了减少落穗、降低鲜玉米籽粒损失，采用基于can总线与多源传感技术的联合收获智能控制技术，研究can总线与集中处理单元相结合的多源传感模块化电控系统，开发具有处理速度快、升级空间大的高度集成化鲜食玉米籽粒联合收获机智能控制系统，研究玉米性状对收获过程中产生的果穗损失与损伤的影响机理，以玉米籽粒含水率、作业质量参数为控制依据，建立摘穗损失、剥皮损失、籽粒破碎、籽粒回收损失等指标的自适应智能调控策略，构建其运行稳定性定量评估体系实现对各种故障的参变量自适应调整、过程控制的自动优化及自动诊断，实现玉米采摘、摘穗、输送、脱粒、收集与一体化机具作业信息的高效协同控制以及各系统之间协同优化。
附图说明
12.图1为本发明鲜玉米穗茎一体化收获系统示意图；图2本发明鲜玉米联合收获效率协同优化系统示意图。
具体实施方式
13.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
14.一种玉米穗茎一体化收获智能控制方法，包括：鲜玉米穗茎一体化收获系统以及鲜玉米联合收获效率协同优化系统。
15.如图1所示，鲜玉米穗茎一体化收获系统包括玉米穗茎联合收获机以及玉米穗茎联合收获机智能监测系统。
16.1、关于玉米穗茎联合收获机玉米穗茎联合收获机包：括摘穗装置、输送装置、剥皮装置、脱粒装置、收集装置；
收获过程中，摘穗装置中的拨禾链和分禾器将玉米植株导入割台割道,拉茎辊向下拉扯玉米秸秆,同时摘穗板将玉米果穗挤压使之与秸秆分离；摘下的果穗经输送装置的输送链进入剥皮装置的收集搅龙进行剥皮，收集搅龙将剥皮后的果穗收集至中间输送装置；中间输送装置将之送进脱粒装置,经脱粒、复脱、清选后,籽粒经提粮搅龙进入收集装置的粮箱；籽粒中的轻杂质被清选风机吹出,碎芯轴和苞叶被抛酒装置均匀抛洒在地上；摘穗同时，割台下部茎杆切碎装置将茎秆切碎并将切碎后的玉米秸秆抛酒在地上。
17.2、关于玉米穗茎联合收获机智能监测系统玉米穗茎联合收获机智能监测系统对收获过程中产生的果穗损失与损伤进行监测，包括：摘穗损失监测模块、剥皮损失监测模块、籽粒破碎监测模块、籽粒回收损失监测模块。
18.玉米穗茎联合收获机智能监测系统通过can总线方式对收获过程中产生的果穗损失与损伤进行监测，建立损失指标的自适应智能调控策略，从而构建运行稳定的定量评估体系。
19.如图2所示，鲜玉米联合收获效率协同优化系统根据智能监测系统的反馈优化自适应智能调控策略，包括:主控模块、效率协同模块、故障自诊断模块。
20.主控模块包括集中处理单元电控系统和can总线，高度集成话。其中，集中处理单元电控系统包括数据存储模块、信号接收模块、命令控制模块以及信号反馈模块。
21.效率协同模块用于玉米穗茎一体化控制，包括摘穗间隙控制单元、无损输送控制单元、低损脱粒控制单元、秸秆切碎控制单元，优化调控策略，提高工作效率。
22.故障自诊断模块是对历史故障数据以及物联网、互联网的数据库进行归纳整理，同时对其进行深度学习，最后使其在连接故障数据库的情况下实现对联合收获过程中的简易故障排除。