本發(fā)明涉及水稻收割領(lǐng)域，特別是一種具有躲避再生稻稻樁功能的檢測控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

再生稻是水稻的一類品種，在中國有著悠久的種植歷史，可以追溯到1700年前。其特點是在一季稻成熟之后，大約只割下稻株的上2/3的部位，收取稻穗，留下下面的1/3植株和根系，施肥和培育，讓其再長出一季稻子。

第一季水稻成熟的時候會有一些腋芽，第一季收割之后它們得到保留，在原有的根系的基礎(chǔ)上，這批腋芽再次生長、抽穗，大約2個月后它們再次成熟，可以收割。通常第二季稻的顆粒要比第一季小一些，但是稻穗數(shù)要比一季的多(原來的一棵稻穗割完的地方一般會長出2棵以上的穗)，因而產(chǎn)量也不少。兩季總計通常比其一季稻的產(chǎn)量要增加50％，對糧食增產(chǎn)有重要意義。

用水稻收割機收割水稻時，收割機的車輪常常會把稻茬碾壓，影響再生稻的生產(chǎn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提出一種具有躲避再生稻稻樁功能的檢測控制系統(tǒng)及方法，能夠自動避讓稻樁，避免收割機的車輪碾壓稻茬。

本發(fā)明的系統(tǒng)采用以下方案實現(xiàn)：一種具有躲避再生稻稻樁功能的檢測控制系統(tǒng)，包括單驅(qū)導(dǎo)向三行走輪防碾壓再生稻收割機、設(shè)置在所述單驅(qū)導(dǎo)向三行走輪防碾壓再生稻收割機底盤前端的稻樁碰撞傳感器、設(shè)置在所述單驅(qū)導(dǎo)向三行走輪防碾壓再生稻收割機內(nèi)部的行走軌跡傳感模塊，所述單驅(qū)導(dǎo)向三行走輪防碾壓再生稻收割機的內(nèi)部設(shè)置有微處理器，所述微處理器連接有電源模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、顯示驅(qū)動模塊、鍵盤驅(qū)動模塊、避讓電機驅(qū)動模塊；所述稻樁碰撞傳感器與所述行走軌跡傳感器均依次通過濾波模塊、整流模塊、放大模塊連接至所述A/D轉(zhuǎn)換模塊；所述電源模塊與所述避讓電機驅(qū)動模塊均經(jīng)一驅(qū)動功率放大模塊連接至主動底盤驅(qū)動模塊；所述主動底盤驅(qū)動模塊與所述單驅(qū)導(dǎo)向三行走輪防碾壓再生稻收割機底盤上的驅(qū)動輪相連；所述顯示驅(qū)動模塊連接有顯示模塊，所述鍵盤驅(qū)動模塊連接有鍵盤；所述稻樁碰撞傳感器包括可自由旋轉(zhuǎn)的探測桿；所述行走軌跡傳感模塊包括加速度傳感器、陀螺儀、磁傳感器。

進一步地，所述單驅(qū)導(dǎo)向三行走輪防碾壓再生稻收割機包括底盤和控制系統(tǒng)，所述底盤前端設(shè)置有收割稻穗的割臺和對稻穗進行脫粒的脫粒裝置，所述底盤底部兩端設(shè)置有呈等腰三角形布置的一個驅(qū)動輪和兩個輔助輪，所述驅(qū)動輪同時作為導(dǎo)向輪，所述驅(qū)動輪位于前端，輔助輪位于后端，或驅(qū)動輪位于后端，輔助輪位于前端；所述底盤底 部兩側(cè)設(shè)置有兩個分別與輔助輪相連接的伸縮機構(gòu)，所述伸縮機構(gòu)包括固設(shè)在底盤底部的外套筒和電機，所述外套筒內(nèi)設(shè)置有滑塊，所述滑塊的一端鉸接有曲柄，所述曲柄的另一端連接在電機的輸出端上，所述滑塊的另一端設(shè)置有連桿，所述輔助輪連接在該連桿的端部；所述輔助輪前端設(shè)置有攝像頭，所述底盤上部還設(shè)置有控制導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)向的方向盤。

進一步地，所述底盤上部設(shè)置有割臺、脫粒裝置和驅(qū)動輪提供動力的柴油機，所述柴油機的輸出端連接有變速箱。

進一步地，所述底盤上部后端設(shè)置有座椅。

進一步地，所述底盤上還設(shè)置有控制割臺升降的液壓推桿。

進一步地，所述外套筒遠離連桿的端部上均設(shè)置有端蓋，所述外套筒的另一端設(shè)置有橡膠密封圈，所述連桿從橡膠密封圈穿出。

本發(fā)明的方法采用以下方案實現(xiàn)：一種基于上文所述的具有躲避再生稻稻樁功能的檢測控制系統(tǒng)的方法，具體包括以下步驟：

步驟S1：所述攝像頭實時獲取所述單驅(qū)導(dǎo)向三行走輪防碾壓再生稻收割機行進方向的圖像信息，并將圖像信息進行預(yù)處理；所述稻樁碰撞傳感器實時檢測所述單驅(qū)導(dǎo)向三行走輪防碾壓再生稻收割機的當前行進方向底盤驅(qū)動輪側(cè)的稻樁與探測桿旋轉(zhuǎn)中心的水平距離D；

步驟S2：根據(jù)稻樁碰撞傳感器檢測的數(shù)據(jù)對攝像頭拍攝的圖像信息進行校正，得到稻樁的位置信息；

步驟S3：所述微處理器根據(jù)所述行走軌跡傳感模塊的數(shù)據(jù)以及 步驟S2中稻樁的位置信息判斷所述單驅(qū)導(dǎo)向三行走輪防碾壓再生稻收割機的前行方向是否與稻樁沖突，若是，則所述微處理器通過所述避讓電機驅(qū)動模塊控制所述單驅(qū)導(dǎo)向三行走輪防碾壓再生稻收割機的驅(qū)動輪轉(zhuǎn)向進而改變行進方向避免碰到稻樁；否則，所述單驅(qū)導(dǎo)向三行走輪防碾壓再生稻收割機的行進方向不變。

進一步地，所述步驟S1中的水平距離D的計算方法采用下式：

D＝V×T×ctgA；

其中，V為所述單驅(qū)導(dǎo)向三行走輪防碾壓再生稻收割機的行進速度，A為探測桿碰到稻樁后旋轉(zhuǎn)的角度，T為探測桿由水平的自由狀態(tài)轉(zhuǎn)到A角度所用的時間。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有以下有益效果：

1、本發(fā)明的收割機可以自動避讓稻樁，避免收割機的車輪碾壓稻茬。

2、本發(fā)明收割機的兩個輔助支撐輪輪可進行伸縮運動，改善了以往收割機在進行再生稻收割的過程中會對稻莊進行碾壓的弊端，能夠提高再生稻的產(chǎn)量。

3、本發(fā)明的伸縮機構(gòu)采用曲柄滑塊機構(gòu)，可以通過控制曲柄的旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)伸縮輪的位移，從而實現(xiàn)收割機的伸縮運動。

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進一步詳細的說明。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的原理結(jié)構(gòu)框圖。

圖2為本發(fā)明的探測桿原理示意圖。

圖3為本發(fā)明實施例一收割機構(gòu)造示意主視圖。

圖4為本發(fā)明實施例一收割機構(gòu)造示意俯視圖。

圖5為本發(fā)明實施例一收割機中伸縮機構(gòu)的構(gòu)造示意圖。

圖6為本發(fā)明實施例二的收割機構(gòu)造示意主視圖。

[主要組件符號說明]

圖中：01為探測桿，02為稻樁，1為底盤，11為柴油機，12為變速箱，13為方向盤，14為座椅，15為液壓推桿，2為割臺，3為脫粒裝置，4為驅(qū)動輪，5為輔助輪，6為外套筒，61為端蓋，62為橡膠密封圈，7為滑塊，71為曲柄，8為傳動桿。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明做進一步說明。

實施例一。

如圖1所示，本實施例提供了一種具有躲避再生稻稻樁功能的檢測控制系統(tǒng)，包括單驅(qū)導(dǎo)向三行走輪防碾壓再生稻收割機、設(shè)置在所述單驅(qū)導(dǎo)向三行走輪防碾壓再生稻收割機底盤前端的稻樁碰撞傳感器、設(shè)置在所述單驅(qū)導(dǎo)向三行走輪防碾壓再生稻收割機內(nèi)部的行走軌跡傳感模塊，所述單驅(qū)導(dǎo)向三行走輪防碾壓再生稻收割機的內(nèi)部設(shè)置有微處理器，所述微處理器連接有電源模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、顯示驅(qū)動模塊、鍵盤驅(qū)動模塊、避讓電機驅(qū)動模塊；所述稻樁碰撞傳感器與 所述行走軌跡傳感器均依次通過濾波模塊、整流模塊、放大模塊連接至所述A/D轉(zhuǎn)換模塊；所述電源模塊與所述避讓電機驅(qū)動模塊均經(jīng)一驅(qū)動功率放大模塊連接至主動底盤驅(qū)動模塊；所述主動底盤驅(qū)動模塊與所述單驅(qū)導(dǎo)向三行走輪防碾壓再生稻收割機底盤上的驅(qū)動輪相連；所述顯示驅(qū)動模塊連接有顯示模塊，所述鍵盤驅(qū)動模塊連接有鍵盤；所述稻樁碰撞傳感器包括可自由旋轉(zhuǎn)的探測桿；所述行走軌跡傳感模塊包括加速度傳感器、陀螺儀、磁傳感器。

在本實施例中，如圖3至5所示，所述單驅(qū)導(dǎo)向三行走輪防碾壓再生稻收割機，包括底盤1和控制系統(tǒng)，所述底盤1前端設(shè)置有收割稻穗的割臺2和對稻穗進行脫粒的脫粒裝置3，所述底盤1底部兩端設(shè)置有呈等腰三角形布置的一個驅(qū)動輪4和兩個輔助輪5，所述驅(qū)動輪4同時作為導(dǎo)向輪，所述驅(qū)動輪4位于前端，輔助輪5位于后端；所述底盤1底部兩側(cè)設(shè)置有兩個分別與輔助輪相連接的伸縮機構(gòu)，所述伸縮機構(gòu)包括固設(shè)在底盤底部的外套筒6和電機，所述外套筒6內(nèi)設(shè)置有滑塊7，所述滑塊7的一端鉸接有曲柄71，所述曲柄71的另一端連接在電機的輸出端上，所述滑塊7的另一端設(shè)置有連桿8，所述輔助輪5連接在該連桿8的端部；所述輔助輪前端設(shè)置有攝像頭，所述控制系統(tǒng)接收攝像頭的圖像信號并控制電機的運轉(zhuǎn)，所述底盤上部還設(shè)置有控制導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)向的方向盤13。

本實施例中，所述驅(qū)動輪和輔助輪均為大直徑車輪，使得底盤離地更高。

本實施例中，所述底盤上部設(shè)置有為割臺2、脫粒裝置3和驅(qū)動 輪4提供動力的柴油機11，所述柴油機的輸出端連接有變速箱12，所述驅(qū)動輪與變速箱輸出端通過帶傳動或鏈傳動進行傳動連接。

本實施例中，所述底盤上部后端設(shè)置有座椅14，方便駕駛員坐在上面。

本實施例中，所述底盤上還設(shè)置有控制割臺升降的液壓推桿15，使割臺能夠?qū)Σ煌叨鹊乃具M行收割。

本實施例中，所述外套筒遠離連桿的端部上均設(shè)置有端蓋61，所述外套筒的另一端設(shè)置有橡膠密封圈62，所述連桿從橡膠密封圈穿出，所述端蓋和橡膠密封圈起到防止泥漿進入套筒內(nèi)的作用。

曲柄的一端安裝在電機上，通過電機的轉(zhuǎn)動來帶動曲柄的轉(zhuǎn)動，另一端同滑塊連接在一起，通過曲柄的運動來帶動滑塊在套筒內(nèi)的往復(fù)運動，控制轉(zhuǎn)動的角度來控制位移量，并通過控制電機的正反轉(zhuǎn)完成輔助輪的伸縮運動。

上述的單驅(qū)導(dǎo)向三行走輪防碾壓再生稻收割機的使用方法，按以下步驟進行：將收割機開入田中，使驅(qū)動輪、導(dǎo)向輪和輔助輪均在稻茬之間的間隙中行走，割臺對水稻稻穗進行收割，脫粒裝置對稻穗進行脫粒，攝像頭監(jiān)測輔助輪前方，控制系統(tǒng)用圖像處理技術(shù)判斷攝像頭提供的圖片信息，判斷輔助輪前方是否有稻茬，如果有稻茬，控制系統(tǒng)同時控制電機運轉(zhuǎn)，驅(qū)動輔助輪橫向移動，避開前方的稻茬。

具體包括以下步驟：

步驟S1：所述攝像頭實時獲取所述單驅(qū)導(dǎo)向三行走輪防碾壓再生稻收割機行進方向的圖像信息，并將圖像信息進行預(yù)處理；所述稻 樁碰撞傳感器實時檢測所述單驅(qū)導(dǎo)向三行走輪防碾壓再生稻收割機的當前行進方向底盤驅(qū)動輪側(cè)的稻樁02與探測桿01旋轉(zhuǎn)中心的水平距離D；

步驟S2：根據(jù)稻樁碰撞傳感器檢測的數(shù)據(jù)對攝像頭拍攝的圖像信息進行校正，得到稻樁的位置信息；

步驟S3：所述微處理器根據(jù)所述行走軌跡傳感模塊的數(shù)據(jù)以及步驟S2中稻樁的位置信息判斷所述單驅(qū)導(dǎo)向三行走輪防碾壓再生稻收割機的前行方向是否與稻樁沖突，若是，則所述微處理器通過所述避讓電機驅(qū)動模塊控制所述單驅(qū)導(dǎo)向三行走輪防碾壓再生稻收割機的驅(qū)動輪轉(zhuǎn)向進而改變行進方向避免碰到稻樁；否則，所述單驅(qū)導(dǎo)向三行走輪防碾壓再生稻收割機的行進方向不變。

如圖2所示，在本實施例中，所述步驟S1中的水平距離D的計算方法采用下式：

D＝V×T×ctgA；

其中，V為所述單驅(qū)導(dǎo)向三行走輪防碾壓再生稻收割機的行進速度，A為探測桿碰到稻樁后旋轉(zhuǎn)的角度，T為探測桿由水平的自由狀態(tài)轉(zhuǎn)到A角度所用的時間。

實施例二。

其結(jié)構(gòu)與實施例一相同，區(qū)別在于驅(qū)動輪位于后端，輔助輪位于前端，如圖6所示。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。