专利摘要

本发明提供一种农机犁具自动控制装置和控制方法；农机犁具自动控制装置包括信号监测模块、可编程控制器、液压驱动模块、犁具执行模块；可编程控制器通过液压驱动模块驱动犁具执行模块中的犁具实施深耕、转向以及越障等动作，信号监测模块用于监测犁具状态、牵引车运行状态并反馈至可编程控制器。本发明农机犁具自动控制方法，包括犁具转向自动控制、犁具越障自动控制；本发明有效解决传统农机对犁具使用控制困难的问题，实现农机犁具自动完成耕深控制、转向控制以及越障控制，使用简单，大大降低了对驾驶员的熟练程度要求及其劳动强度。

权利要求

1.一种农机犁具自动控制装置，其特征在于，包括信号监测模块、可编程控制器、液压驱动模块、犁具执行模块；所述可编程控制器用于向所述液压驱动模块发送动作指令，所述液压驱动模块与所述犁具执行模块直接连接，通过液压驱动模块中的液压缸驱动犁具执行模块中的犁具实施深耕、转向以及越障等动作；所述信号监测模块用于监测犁具状态、牵引车运行状态并反馈至所述可编程控制器；

所述信号监测模块包括行驶角度传感器、转向角度传感器、车速传感器、犁具角度传感器；

所述转向角度传感器与牵引车转向开关连接，通过通讯电缆与可编程控制器连接，用于监测牵引车转向角度的变化，构成转向时犁具提起的自动控制闭环；

所述犁具角度传感器安装在犁具上，通过通讯电缆与控制器连接，监测犁具的作业角度，构成犁具工作角度的控制闭环；

所述行驶角度传感器安装在牵引车驾驶室顶端，通过通讯电缆与可编程控制器连接，用于实时监测农机主机的行驶角度；

所述车速传感器与牵引车的车速仪连接，并通过通讯电缆与可编程控制器连接，用于监测农机的行驶速度；车速传感器与行驶角度传感器通过与可编程控制器连接，构成犁具越障控制闭环；

所述可编程控制器接收到来自行驶角度传感器、转向角度传感器、车速传感器、犁具角度传感器采集到的状态信号，同时可编程控制器结合内置的控制方法算法进行运算、处理并产生电磁阀铁控制电流信号，电磁阀铁接收到来自可编程控制器的控制信号执行相应的动作。

2.根据权利要求1所述的一种农机犁具自动控制装置，其特征在于，所述液压驱动模块包括液压缸、电磁式液压比例阀、液压泵、油箱；所述液压缸缸体固定在牵引车上，输出端与犁具执行模块连接，通过电磁式液压比例阀控制液压缸动作，电磁式液压比例阀包括比例阀、电磁铁A、电磁铁B，电磁铁A得电，从而推动比例阀动作，比例阀驱动油缸伸出，将犁具放下；电磁铁B得电，从而推动比例阀动作，比例阀驱动油缸收缩，将犁具提起，电磁铁A、电磁铁B均不得电，比例阀不动作，梨具正常工作或停止。

3.一种农机犁具自动控制方法，其特征在于，包括犁具转向自动控制、犁具越障自动控制；

所述犁具转向自动控制包括以下步骤：

当可编程控制器检测到转向角度传感器的输出角度值大于某个预设的角度后，可编程控制器输出控制电流给液压比例阀电磁铁B，通过液压比例阀控制液压缸缩进，把犁具提起到最高位置；当方向盘转向角度回复到预设角度以内后，根据驾驶员的操作恢复犁具的作业状态；

所述犁具越障自动控制步骤包括以下步骤：

首先通过行驶角度传感器的信号判断出正常行驶状态和越障状态，如果行驶角度在短时间内变大又迅速变小，说明车轮在通过障碍；再通过车速传感器计算障碍物到达犁具位置的时间，计算依据包括车辆的尺寸、车速等；最后通过可编程控制器向液压比例阀的电磁铁B发出控制信号，通过液压比例阀驱动油缸提起犁具；

当障碍物通过犁具后，控制器自动控制犁具恢复原作业状态。

4.根据权利要求3所述的一种农机犁具自动控制方法，其特征在于，所述犁具转向自动控制步骤包括如下步骤：

A1，在可编程控制器中预设一个回转角度的激活阈值                                                 、 ，且 ；

A2，当驾驶员转动方向盘进行转向时，可编程控制器接收来自转向角度传感器采集到的方向盘实际的转向角度值 ；

A3，可编程控制器判断实际转向角度绝对值结果为 ，则可编程控制器判定驾驶员正在操作车辆转向，可编程控制器向电磁铁B传送信号，使得电磁铁B得电，从而推动比例阀并驱动液压缸缩进，将犁具提起；

或，可编程控制器判断实际转向角度绝对值结果为 ，且驾驶员发出放犁指令时，可编程控制器向电磁铁A传送信号，使得电磁铁A得电，从而推动比例阀并驱动液压缸伸出，将犁具放下；

或，可编程控制器判断实际转向角度绝对值结果为 ，可编程控制器则判定驾驶员未转向，犁具状态不变。

5.根据权利要求3所述的一种农机犁具自动控制方法，其特征在于，所述犁具越障自动控制步骤包括如下步骤：

A1，在可编程控制器中预设一个行驶角度的激活阈值 ；

A2，当行驶并跨越障碍时，行驶角度传感器输出实际的行驶角度 ；

A3，可编程控制器判断实际行驶角度绝对值结果为 ，则可编程控制器判定车辆为正在跨越障碍物并开始计，经过 时间，可编程控制器向电磁铁B发出控制信号，使得电磁铁B得电，从而推动比例阀动作，比例阀驱动液压缸缩进，将犁具提起；其中， ， 为经验系数， 为车辆行驶速度；

或，可编程控制器判断实际行驶角度绝对值结果为 ，则可编程控制器判定车辆障碍物跨越完成并开始计，经过 时间后，可编程控制器向电磁铁A发出控制信号，使得电磁铁A得电，从而推动比例阀动作，比例阀驱动油缸伸出，将犁具放下；其中， ， 为经验系数， 为车辆行驶速度；

或，可编程控制器判断实际行驶角度绝对值结果为 ，可编程控制器则判定车辆并未跨越障碍物，犁具状态不变。

说明书

技术领域

本发明属于农机犁具自动化技术领域，具体涉及一种农机犁具自动控制装置和控制方法。

背景技术

传统耕地用的农机包括牵引车和犁具两部分，其中牵引车的功能是提供行驶和工作动力、对犁具进行必要的控制等。

农机在进行犁地作业时，需要对犁具进行以下控制：1.耕深控制，即一般通过液压驱动犁具，控制犁具切入土壤的深度；2.转向时提起犁具，当农机转向时，需要把犁具完全提起，否则会导致犁具变形或损坏；3.越障控制，即当农机跨越田埂等障碍物时，需要犁具适时提起来，等农机越过障碍物以后，再重新放下犁具继续作业。越障控制的关键是对犁具提起和放下的时机控制，时机过早或过晚，都会对作业质量产生不利的影响。

传统的农机对犁具实施手动控制，上述对犁具的控制都需要驾驶员通过手动完成，对驾驶员的熟练程度要求高，导致驾驶员的劳动强度大。

针对上述农机犁具控制的缺点，本发明提供了一种农机犁具自动控制装置和方法，可以提高农机作业质量，减轻驾驶员劳动强度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，一种农机犁具自动控制装置和方法，不仅能够自动完成耕深控制、转向控制以及越障控制，通过农机作业质量较高，大大降低驾驶员劳动强度。

本发明的技术方案如下：

一种农机犁具自动控制装置，包括信号监测模块、可编程控制器、液压驱动模块、犁具执行模块，可编程控制器用于向液压驱动模块发送动作指令，液压驱动模块与犁具执行模块直接连接，通过液压驱动模块中的液压缸驱动犁具执行模块中的犁具实施深耕、转向以及越障等动作，信号监测模块用于监测犁具状态、牵引车运行状态并反馈至可编程控制器，使可编程控制器能够准确地进行下一步控制指令的发送。

其中，信号监测模块包括行驶角度传感器、转向角度传感器、车速传感器、犁具角度传感器；

转向角度传感器与牵引车转向开关连接，通过通讯电缆与可编程控制器连接，用于监测牵引车转向角度的变化，构成转向时犁具提起的自动控制闭环；

犁具角度传感器安装在犁具上，通过通讯电缆与控制器连接，监测犁具的作业角度，构成犁具工作角度的控制闭环；

行驶角度传感器安装在牵引车驾驶室顶端，通过通讯电缆与可编程控制器连接，用于实时监测农机主机的行驶角度；

车速传感器与牵引车的车速仪连接，并通过通讯电缆与可编程控制器连接，用于监测农机的行驶速度；车速传感器与行驶角度传感器通过与可编程控制器连接，构成犁具越障控制闭环。

其中，可编程控制器接收到来自行驶角度传感器、转向角度传感器、车速传感器、犁具角度传感器采集到状态信号，同时可编程控制器结合内置的控制方法算法进行运算、处理并产生电磁阀铁控制电流信号，电磁阀铁接收到来自可编程控制器的控制信号执行相应的动作。

其中，液压驱动模块包括液压缸、电磁式液压比例阀、液压泵、油箱，液压缸缸体固定在牵引车上，输出端与犁具执行模块连接，通过电磁式液压比例阀控制液压缸动作，电磁式液压比例阀包括比例阀、电磁铁A、电磁铁B，电磁铁A得电，从而推动比例阀动作，比例阀驱动油缸伸出，将犁具放下；电磁铁B得电，从而推动比例阀动作，比例阀驱动油缸收缩，将犁具提起，电磁铁A、电磁铁B均不得电，比例阀不动作，梨具正常工作或停止。

一种农机犁具自动控制装置的控制方法，包括犁具转向自动控制、犁具越障自动控制：

转向时犁具自动控制包括以下步骤：

当可编程控制器检测到转向角度传感器的输出角度值大于某个预设的角度后，可编程控制器输出控制电流给液压比例阀电磁铁B，通过液压比例阀控制液压缸缩进，把犁具提起到最高位置；当方向盘转向角度回复到预设角度以内后，根据驾驶员的操作恢复犁具的作业状态。

具体步骤如下：

A1.在可编程控制器中预设一个回转角度的激活阈值                                                 、 ，且 ；

A2.当驾驶员转动方向盘进行转向时，可编程控制器接收来自转向角度传感器采集到的方向盘实际的转向角度值 ；

A3.可编程控制器判断实际转向角度绝对值结果为 ，则可编程控制器判定驾驶员正在操作车辆转向，可编程控制器向电磁铁B传送信号，使得电磁铁B得电，从而推动比例阀并驱动液压缸缩进，将犁具提起；

或，可编程控制器判断实际转向角度绝对值结果为 ，且驾驶员发出放犁指令时，可编程控制器向电磁铁A传送信号，使得电磁铁A得电，从而推动比例阀并驱动液压缸伸出，将犁具放下；

或，可编程控制器判断实际转向角度绝对值结果为 ，可编程控制器则判定驾驶员未转向，犁具状态不变。

越障时犁具自动控制步骤：

首先通过行驶角度传感器的信号判断出正常行驶状态和越障状态，如果行驶角度在短时间内变大又迅速变小，说明车轮在通过障碍；再通过车速传感器计算障碍物到达犁具位置的时间，计算依据包括车辆的尺寸、车速等；最后通过可编程控制器向液压比例阀的电磁铁B发出控制信号，通过液压比例阀驱动油缸提起犁具；

当障碍物通过犁具后，控制器自动控制犁具恢复原作业状态，实现了系统的自动控制越障功能。

具体步骤如下：

A1.在可编程控制器中预设一个行驶角度的激活阈值 ；

A2.当行驶并跨越障碍时，行驶角度传感器输出实际的行驶角度 ；

A3.可编程控制器判断实际行驶角度绝对值结果为 ，则可编程控制器判定车辆为正在跨越障碍物并开始计，经过 时间，可编程控制器向电磁铁B发出控制信号，使得电磁铁B得电，从而推动比例阀动作，比例阀驱动液压缸缩进，将犁具提起；其中， ， 为经验系数，一般为常数， 为车辆行驶速度；

或，可编程控制器判断实际行驶角度绝对值结果为 ，则可编程控制器判定车辆障碍物跨越完成并开始计，经过 时间后，可编程控制器向电磁铁A发出控制信号，使得电磁铁A得电，从而推动比例阀动作，比例阀驱动油缸伸出，将犁具放下；其中， ， 为经验系数，一般为常数， 为车辆行驶速度；

或，可编程控制器判断实际行驶角度绝对值结果为 ，可编程控制器则判定车辆并未跨越障碍物，犁具状态不变。

本发明的有益效果是：

通过本发明有效解决传统农机对犁具使用控制困难的问题，实现农机犁具自动完成耕深控制、转向控制以及越障控制，使用简单，大大降低了对驾驶员的熟练程度要求及其劳动强度。

附图说明

图1为本发明一种农机犁具自动控制装置结构示意图；

图2为本发明转向时犁具提起控制流程图；

图3为本发明转向时犁具放下控制流程图；

图4为本发明越障时犁具控制流程图；

附图标记说明：1.行驶角度传感器；2.牵引车；3.转向开关；4.转向角度传感器；5.车速传感器；6.车速仪；7.比例阀；8.电磁阀B；9.油箱；10.液压泵；11.可编程控制器；12.电磁阀A；13.犁具；14.犁具角度传感器；15.液压缸。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式，对本发明作详细描述。

如图1所示， 一种农机犁具自动控制装置，包括信号监测模块、可编程控制器11、液压驱动模块、犁具13，可编程控制器11是自动控制装置的核心部件，负责对其他部件的协调处理工作。

信号监测模块包括行驶角度传感器1、转向角度传感器4、车速传感器6、犁具角度传感器14；

转向角度传感器4与牵引车2的转向开关3连接，并通过通讯电缆连接至可编程控制器11，牵引车4转向，转向角度传感器4产生转向角度信号，传送至可编程控制器11，可编程控制器11结合设定的算法控制犁具13产生相应的动作，构成转向时犁具13提起的自动控制闭环；

犁具角度传感器14安装在犁具13上，并通过通讯电缆连接至可编程控制器11，可编程控制器11接收到犁具角度传感器14传送来的角度信号，控制犁具13工作角度，构成犁具13工作角度的控制闭环；

行驶角度传感器1安装在牵引车2驾驶室顶端，并通过通讯电缆连接至可编程控制器11，实时监测农机主机的行驶角度；

车速传感器6与车速仪6连接，并通过通讯电缆连接至可编程控制器11，实时监测农机的行驶速度；车速传感器6与行驶角度传感器1通过与可编程控制器11连接，构成犁具13越障控制闭环。

可编程控制器11接收到来自行驶角度传感器1、转向角度传感器4、车速传感器6、犁具角度传感器14采集到信号，同时可编程控制器11结合内置的控制方法、算法进行运算、处理并产生控制电流信号控制电磁铁8、电磁铁12动作，电磁阀铁8、电磁铁12接收到来自可编程控制器11的控制信号操作比例阀7，控制液压缸15，进一步达到控制犁具13提起或下放的目的。

液压驱动模块包括液压缸15、电磁式比例阀、液压泵10、油箱9，液压缸15缸体固定安装在牵引车上，液压缸输出端与犁具13连接；电磁式液压比例阀包括比例阀7、电磁铁A8、电磁铁B12，电磁铁A8得电，从而推动比例阀动作，比例阀7驱动液压缸15伸出，将犁具13放下；电磁铁B12得电，从而推动比例阀7动作，比例阀7驱动液压缸15收缩，将犁具13提起，电磁铁A8、电磁铁B12均不得电，比例阀7不动作，梨具13正常工作或停止。

一种农机犁具自动控制装置的控制方法，包括犁具转向自动控制、犁具越障自动控制：

转向时犁具自动控制包括以下步骤：

A1.在可编程控制器11中预设一个回转角度的激活阈值 、 ，且 ；

A2.当驾驶员转动方向盘进行转向时，可编程控制器11接收来自转向角度传感器4采集到的方向盘实际的转向角度值 ；

A3.可编程控制器11判断实际转向角度绝对值结果为 ，则可编程控制器11判定驾驶员正在操作车辆转向，可编程控制器11向电磁铁B12传送信号，使得电磁铁B12得电，从而推动比例阀7并驱动液压缸15缩进，将犁具13提起；

或，可编程控制器11判断实际转向角度绝对值结果为 ，且驾驶员发出犁具13的下放指令时，可编程控制器11向电磁铁A8传送信号，使得电磁铁A8得电，从而推动比例阀7并驱动液压缸15伸出，将犁具13放下；

或，可编程控制器11判断实际转向角度绝对值结果为 ，可编程控制器11则判定驾驶员未转向，犁具13状态不变。

越障时犁具自动控制步骤：

具体步骤如下：

A1.在可编程控制器11中预设一个行驶角度的激活阈值 ；

A2.当行驶并跨越障碍时，行驶角度传感器1输出实际的行驶角度 ；

A3.可编程控制器11判断实际行驶角度绝对值结果为 ，则可编程控制器11判定车辆为正在跨越障碍物并开始计，经过 时间，可编程控制器11向电磁铁B12发出控制信号，使得电磁铁B12得电，从而推动比例阀7动作，比例阀7驱动液压缸15缩进，将犁具13提起；其中， ， 为经验系数，一般为常数， 为车辆行驶速度；

或，可编程控制器11判断实际行驶角度绝对值结果为 ，则可编程控制器11判定车辆障碍物跨越完成并开始计，经过 时间后，可编程控制器11向电磁铁A8发出控制信号，使得电磁铁A8得电，从而推动比例阀7动作，比例阀7驱动液压缸15伸出，将犁具13放下；其中， ， 为经验系数，一般为常数， 为车辆行驶速度；

或，可编程控制器11判断实际行驶角度绝对值结果为 ，可编程控制器11则判定车辆并未跨越障碍物，犁具13状态不变。

以上是对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。

一种农机犁具自动控制装置和控制方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。