高地隙植保机的调平控制方法及系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109997826A(43)申请公布日2019.07.12(21)申请号201910290640.3(22)申请日2019.04.11(71)申请人湖南农业大学地址410128湖南省长沙市芙蓉区农大路1号(72)发明人蒋蘋舒鑫石毅新胡文武罗亚辉林伟董承泉卢向阳王奕(74)专利代理机构长沙朕扬知识产权代理事务所(普通合伙)43213代理人何湘玲(51)Int.Cl.A01M7/00(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图3页(54)发明名称高地隙植保机的调平控制方法及系统(57)摘要本发明公开了一种高地隙植保机的调平控制方法及系统，该方法包括以下步骤：粗调：根据用户设定的底盘离地间隙的目标高度值计算高地隙植保机的各支腿需要上升或下降的距离，分别输出对应的控制信号给各支腿的调节系统，以将各支腿的高度调整到底盘离地间隙的目标高度值的粗调范围内；精调：获取底盘的倾角数据，根据倾角数据判断底盘的最高点和最低点，根据最高点和最低点分别计算对应的最高支腿和最低支腿的高度补偿位移距离，输出对应的控制信号给各支腿的调节系统将底盘的横滚角和俯仰角调整到精调范围内。本发明得出底盘调平后的平均水平误差≤±0.20°，最大误差1.13°，调平精度≤±0.2度。CN109997826ACN109997826A权利要求书1/2页1.一种高地隙植保机的调平控制方法，其特征在于，包括以下步骤：粗调：根据用户设定的底盘离地间隙的目标高度值以及通过四个支腿处的对应的第一倾角传感器获取底盘各支腿对应的第一倾角数据而计算得到各支腿的当前高度，计算高地隙植保机的各支腿需要上升或下降的距离，分别输出对应的控制信号给各支腿的调节系统，以将各支腿的高度调整到所述底盘离地间隙的目标高度值的粗调范围内；精调：获取底盘的第二倾角数据，根据所述第二倾角数据判断底盘的最高点和最低点，根据所述最高点和最低点分别计算对应的最高支腿和最低支腿的高度补偿位移距离，输出对应的控制信号给各支腿的调节系统将底盘的横滚角和俯仰角调整到精调范围内。2.根据权利要求1所述的高地隙植保机的调平控制方法，其特征在于，所述获取底盘的第二倾角数据是通过设置于底盘上的第二倾角传感器获取，然后通过第一数学模型得出底盘的最高点和最低点。3.根据权利要求2所述的高地隙植保机的调平控制方法，其特征在于，所述底盘的第二倾角数据包括横滚角Xα和俯仰角Yβ，所述第二倾角传感器的数量为一个，设置于植保机的底盘中部；所述第一数学模型包括：当Xα＞0，Yβ＜0时，A为最高点，C为最低点；当Xα＜0，Yβ＜0时，B为最高点，D为最低点；当Xα＜0，Yβ＞0时，C为最高点，A为最低点；当Xα＞0，Yβ＞0时，D为最高点，B为最低点；当Xα＝0，Yβ＝0时，表明平台已调至水平状态；其中，Xα为横滚角，即X轴与真实水平面的夹角；Yβ为俯仰角，即Y轴与真实水平面的夹角；A为左前支腿，B为右前支腿，C为右后支腿，D为左后支腿，AB和DC为轮距方向，是X轴的敏感方向；AD和BC为轴距方向，是Y轴的敏感方向。4.根据权利要求1所述的高地隙植保机的调平控制方法，其特征在于，所述输出对应的控制信号给各支腿的调节系统，以将各支腿的高度调整到所述目标高度值的粗调范围内的过程中，不断读取和判断各支腿的当前高度，根据各支腿的当前高度实时调整所述控制信号。5.根据权利要求4所述的高地隙植保机的调平控制方法，其特征在于，所述不断读取和判断各支腿的当前高度，是通过安装在支腿上的第一倾角传感器测得的倾角的角度变化计算出当前底盘高度HNow的变化，计算公式为：HNow＝Hmax-L·sinθ其中，L为平行四边形升降机构的边长，θ为平行四边形升降机构与水平面的倾角，Hmax为高地隙植保机的最大举升高度。6.根据权利要求3至5中任一项所述的高地隙植保机的调平控制方法，其特征在于，所述目标高度值的粗调范围为目标高度值±5mm范围；底盘的横滚角和俯仰角的精调范围为±0.2°范围。7.根据权利要求1至4中任一项所述的高地隙植保机的调平控制方法，其特征在于，在所述精调步骤中，根据最高点和最低点分别计算对应的最高支腿和最低支腿的高度补偿位移距离，通过如下公式计算得到：Zi＝-α′xi-β′yi2CN109997826A权利要求书2/2页其中，Zi为各支点需要升高的高度值；其中序号i＝1,2,3,4，分别依次对应左前支腿、右前支腿、右后支腿及左后支腿；Zh为最高支腿的高度；α′和β′分别为底盘与水平面的夹角，且α′是横滚角，β′是俯仰角。8.根据权利要求7所述的高地隙植保机的调平控制方法，其特征在于，所述输出对应的控制信号给各支腿的调节系统将底盘的横滚角和俯仰角调整到精调范围内，包括以下步骤：当X<-0.