CN110567409B

CN110567409B - 农机用割台高度监测方法及农机用割台高度传感器

Info

Publication number: CN110567409B
Application number: CN201910736412.4A
Authority: CN
Inventors: 梅鹤波; 高娜娜; 罗长海; 孟志军; 付卫强; 乔晓东; 杨长江; 郭树霞; 魏学礼; 陈竞平
Original assignee: Nongxin Technology Beijing Co ltd; Beijing Research Center of Intelligent Equipment for Agriculture
Current assignee: Nongxin Technology Beijing Co ltd; Beijing Research Center of Intelligent Equipment for Agriculture
Priority date: 2019-08-09
Filing date: 2019-08-09
Publication date: 2021-06-29
Anticipated expiration: 2039-08-09
Also published as: CN110567409A

Abstract

本发明实施例提供了一种农机用割台高度监测方法及农机用割台高度传感器，首先获取割台处于待测位置时过桥结构的实时倾斜角度，基于实时倾斜角度与割台的实时高度之间的定量关系，确定出割台处于待测位置时的实时高度。本发明实施例中借助于割台处于初始位置时的基础数据，确定定量关系进而得到实时高度，得到的割台高度不会受到作业环境的影响，实现了割台高度的准确监测。而且，一旦确定出初始位置处的基础数据，即可确定任一待测位置处割台的实时高度，克服了现有技术中拉线传感器或推杆传感器损坏后无法确定割台高度的缺陷。

Description

农机用割台高度监测方法及农机用割台高度传感器

技术领域

本发明涉及割台高度监测技术领域，更具体地，涉及农机用割台高度监测方法及农机用割台高度传感器。

背景技术

目前，农机用割台的高度是农机作业监测中的一项重要指标。

常见的方式可以是：在用于控制割台升降的液压缸附近安装拉线传感器或推杆传感器，通过拉线传感器或推杆传感器测量液压缸的伸缩长度，进而推算出割台高度。

这种确定割台高度的方式，容易受到作业环境影响，而且拉线传感器或推杆传感器安装在液压缸附近容易损坏，导致后续无法确定割台高度。因此，现急需提供一种农机用割台高度监测方法及农机用割台高度传感器。

发明内容

为克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本发明实施例提供了一种农机用割台高度监测方法及农机用割台高度传感器。

第一方面，本发明实施例提供了一种农机用割台高度监测方法，包括：

获取割台处于待测位置时过桥结构的实时倾斜角度；

基于所述实时倾斜角度以及所述过桥结构的倾斜角度与所述割台的高度之间的定量关系，确定所述割台的实时高度；

其中，所述定量关系基于所述割台处于初始位置时所述过桥结构的初始倾斜角度、所述割台的最低点与铰接轴之间的水平距离以及所述割台的初始高度确定；所述过桥结构与所述割台固定连接，所述铰接轴为所述过桥结构与农机本体的连接轴。

优选地，所述定量关系具体通过如下方法确定：

当所述割台从所述初始位置上升或下降至目标位置时，基于所述初始倾斜角度、所述水平距离以及所述割台处于所述目标位置时所述过桥结构的目标倾斜角度，表征所述割台的最低点在竖直方向上的高度差；

基于所述高度差以及所述初始高度，确定所述定量关系。

优选地，通过如下公式表征所述高度差：

ΔH＝L_a×|tanα-cosα×sinβ|；

其中，ΔH为所述高度差，L_a为所述水平距离，α为所述初始倾斜角度，β为所述目标倾斜角度。

优选地，所述割台处于所述初始位置时所述割台的最低点位于地面上。

优选地，所述获取割台处于待测位置时过桥结构的实时倾斜角度，具体包括：

通过角度传感器测量所述实时倾斜角度，所述角度传感器设置在所述过桥结构的上表面。

第二方面，本发明实施例提供了一种农机用割台高度传感器，包括：获取模块和高度确定模块；其中，

所述获取模块，用于获取割台处于待测位置时过桥结构的实时倾斜角度；

所述高度确定模块，用于基于所述实时倾斜角度以及所述实时倾斜角度与所述割台的实时高度之间的定量关系，确定所述割台的实时高度；

还包括：定量关系确定模块；

所述定量关系确定模块用于基于所述割台处于初始位置时所述过桥结构的初始倾斜角度、所述割台的最低点与铰接轴之间的水平距离以及所述割台的初始高度，确定所述定量关系。

优选地，所述获取模块具体包括：角度传感器；

所述角度传感器具体用于获取割台处于待测位置时过桥结构的实时倾斜角度。

优选地，所述农机用割台高度传感器设置在所述过桥结构的上表面。

第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括：

至少一个处理器、至少一个存储器、通信接口和总线；其中，

所述处理器、存储器、通信接口通过所述总线完成相互间的通信；

所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令，以执行第一方面提供的农机用割台高度监测方法。

第四方面，本发明实施例提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行第一方面提供的农机用割台高度监测方法。

本发明实施例提供的一种农机用割台高度监测方法及农机用割台高度传感器，首先获取割台处于待测位置时过桥结构的实时倾斜角度，基于实时倾斜角度与割台的实时高度之间的定量关系，确定出割台处于待测位置时的实时高度。本发明实施例中借助于割台处于初始位置时的基础数据，确定定量关系进而得到实时高度，得到的割台高度不会受到作业环境的影响，实现了割台高度的准确监测。而且，一旦确定出初始位置处的基础数据，即可确定任一待测位置处割台的实时高度，克服了现有技术中拉线传感器或推杆传感器损坏后无法确定割台高度的缺陷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种农机用割台高度监测方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种农机用割台高度监测方法中割台的连接结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种农机用割台高度监测方法中割台的连接结构示意图；

图4为本发明另实施例提供的一种农机用割台高度传感器的结构示意图；

图5为本发明另实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

如图1所示，本发明实施例提供了一种农机用割台高度监测方法，包括：

S1，获取割台处于待测位置时过桥结构的实时倾斜角度；

S2，基于所述实时倾斜角度以及所述实时倾斜角度与所述割台的实时高度之间的定量关系，确定所述割台的实时高度；

其中，所述定量关系基于所述割台处于初始位置时所述过桥结构的初始倾斜角度、所述割台的最低点与铰接轴之间的水平距离以及所述割台的初始高度确定；所述过桥结构与所述割台固定连接，所述铰接轴为所述过桥结构与农机本体的连接轴

具体地，本发明实施例中提供的农机用割台高度监测方法中，针对的农机是指具有割台的农用机器，具体可以是收割机、甜菜收获机等，本发明实施例中对此不作具体限定。

割台的连接结构具体可以如图2所示，图2中割台1与过桥结构2固定连接，过桥结构2与农机本体4通过铰接轴3连接，其中，图2中并未示出农机本体4的实际结构，仅用方形框代替。农机本体4通过支架5与割台1或过桥结构2连接，农机本体4通过支架5控制割台1与过桥结构2上升或下降。无论在农机本体4的运动过程中还是在割台1与过桥结构2的上升或下降的过程中，铰接轴3与地面之间的距离均为定值。

在采用本发明实施例中提供的农机用割台高度监测方法确定割台1的高度时，割台1的高度可以是指割台1的最低点与地面之间的距离。首先，执行步骤S1，即获取割台处于待测位置时过桥结构的实时倾斜角度。其中，本发明实施例中过桥结构的倾斜角度可以是指过桥结构的上表面与水平方向的夹角，也可以是指过桥结构的上表面与竖直方向的夹角，本发明实施例中对此不作具体限定，以下仅以倾斜角度是过桥结构的上表面与水平方向的夹角为例进行说明，即过桥结构的实时倾斜角度与过桥结构的初始倾斜角度均是指过桥结构的上表面与水平方向的夹角。然后，执行步骤S2，即基于所述实时倾斜角度以及所述实时倾斜角度与所述割台的实时高度之间的定量关系，确定所述割台的实时高度。

在确定定量关系时，需要获取割台处于初始位置时过桥结构的初始倾斜角度、所述割台的最低点与铰接轴之间的水平距离以及所述割台的初始高度。其中，本发明实施例中可以选取割台所处的任一位置作为初始位置，例如可以将割台处于空中的任一位置作为初始位置，此时割台的最低点处于空中；也可以将割台静止在地面上的位置时作为初始位置，此时割台的最低点位于地面上。初始位置可以通过割台的最低点的位置表征，本发明实施例中对初始位置的具体位置不作具体限定。

割台的最低点与铰接轴之间的水平距离是指割台的最低点与铰接轴所在的竖直线之间的最短距离，在确定定量关系时，只需确定割台处于初始位置时割台的最低点与铰接轴之间的水平距离即可。割台的初始高度是指割台处于初始位置时割台的最低点距离地面的高度，可以通过手动测量，也可以通过高度传感器测量，还可以通过距离传感器测量，本发明实施例中对此不作具体限定。

由于割台与过桥结构固定连接，且铰接轴与地面之间的距离均为定值，因此割台由初始位置上升或下降至待测位置时，割台与过桥结构之间没有位置的相对变化。因此，割台处于初始位置时得到的过桥结构的初始倾斜角度、割台的最低点与铰接轴之间的水平距离以及割台的初始高度，可以作为确定待测位置处割台高度的基础数据，只需要确定一次，即可确定出上述定量关系。

本发明实施例中提供的农机用割台高度监测方法，首先获取割台处于待测位置时过桥结构的实时倾斜角度，基于实时倾斜角度与割台的实时高度之间的定量关系，确定出割台处于待测位置时的实时高度。本发明实施例中借助于割台处于初始位置时的基础数据，确定定量关系进而得到实时高度，得到的割台高度不会受到作业环境的影响，实现了割台高度的准确监测。而且，一旦确定出初始位置处的基础数据，即可确定任一待测位置处割台的实时高度，克服了现有技术中拉线传感器或推杆传感器损坏后无法确定割台高度的缺陷。

在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的农机用割台高度监测方法，所述定量关系具体通过如下方法确定：

基于所述高度差以及所述初始高度，确定所述定量关系。

具体地，本发明实施例中，首先选取一目标位置，本发明实施例中选取的目标位置具有任意性。然后通过割台处于初始位置时的基础数据表征目标位置处过桥结构的目标倾斜角度与割台的高度之间的关系。由于割台与过桥结构固定连接，且铰接轴与地面之间的距离均为定值，因此割台在上升或下降时，割台与过桥结构之间没有位置的相对变化，因此可以将上述得到的目标位置处过桥结构的目标倾斜角度与割台的高度之间的关系作为过桥结构的倾斜角度与割台的高度之间的定量关系。

通过割台处于初始位置时的基础数据表征目标位置处过桥结构的目标倾斜角度与割台的高度之间的关系时，首先采用割台处于初始位置时过桥结构的初始倾斜角度、水平距离以及割台处于目标位置时过桥结构的目标倾斜角度，表征出割台的最低点在竖直方向上的高度差。这一高度差为割台处于初始位置时割台的最低点距离地面的高度与割台处于目标位置时割台的最低点距离地面的高度之间的差值。

然后，基于表征得到的高度差以及割台处于待测位置时割台的初始高度，确定出目标位置处过桥结构的目标倾斜角度与割台的高度之间的关系。由于割台的高度可以通过高度差与割台的初始高度相加得到，因此将表征得到的高度差与割台的初始高度相加，即可得到目标位置处过桥结构的目标倾斜角度与割台的高度之间的关系。

在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的农机用割台高度监测方法，可以通过角度传感器测量初始倾斜角度、实时倾斜角度以及目标倾斜角度，此时可以将角度传感器设置在过桥结构的上表面。

在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的农机用割台高度监测方法，通过如下公式表征割台的最低点在竖直方向上的高度差：

ΔH＝L_a×|tanα-cosα×sinβ|； (1)

具体地，割台1处于初始位置时割台1的最低点为A点，过桥结构的初始倾斜角度为α。如图3所示，以割台1处于初始位置时割台1的最低点位于地面上为例进行说明，设铰接轴的中心点为O点，连接OA；过O点做过桥结构的上表面的平行线，并与过A点的水平线(即地面)相交于B点，此时∠OBA＝α；过O点做垂线(即铰接轴所在的竖直线)，与地面(BA线的延长线)相交于D点；将割台提升或下降至任意位置，设该位置为目标位置，图3中为将割台进行提升。此时过桥结构的上表面的目标倾斜角度为β；设待测位置处割台的最低点为a点，连接Oa；过O点做过桥结构的上表面的平行线，并与过a点的水平线相交于b点，与OD线相交于d点，此时∠Oba＝β；过A点做垂线，与OB线相交于E点；过E点做水平线，与OD线相交于F点；由于EF线与BD线平行，因此∠OEF＝α；过a点做垂线，与Ob线相交于e点；过e点做水平线，与OD线相交于f点；由于ef线与bd线平行，因此∠Oef＝β；由于割台与过桥结构为固定连接，在升降过程中没有位置的相对变化，因此线段OA的长度(用L_OA表示)等于oa的长度(用L_oa表示)，即有L_OA＝L_oa；线段OE的长度(用L_OE表示)等于Oe的长度(用L_Oe表示)，即有L_OE＝L_Oe；线段dD的长度(用H_dD表示)等于fF的长度(用H_fF表示)，即有H_dD＝H_fF。

初始位置以及目标位置处割台的最低点在竖直方向上的高度差ΔH可以表示为：

ΔH＝H_a＝H_dD＝H_fF＝H_OF-H_Of； (2)

其中，H_a为a点距地面的高度。

由于有：

H_OF＝L_EF×tanα＝L_AD×tanα；(3)

其中，H_OF为O点与F点之间的高度差，L_EF为E点与F点之间的距离，L_AD为A点与D点之间的距离，即割台的最低点与铰接轴之间的水平距离，H_Of为O点与f点之间的高度差，L_Oe为O点与e点之间的距离，L_OE为O点与E点之间的距离。

因此有：

公式(5)即为表征高度差的公式。

割台1处于初始位置时割台1的最低点位于空中任一点时，高度差ΔH依然采用上述公式(5)确定。

当目标位置高于初始位置时，割台的高度可以表示为：

当目标位置高于初始位置时，割台的高度可以表示为：

其中，H为割台处于目标位置时割台的高度，H′为割台处于初始位置时割台的初始高度，即割台1的最低点A点与地面的距离。

公式(5)和公式(6)即为割台处于目标位置时过桥结构的目标倾斜角度与割台的高度之间的关系，也即过桥结构的倾斜角度与割台的高度之间的定量关系。通过公式(5)和公式(6)即可实现割台高度的实时监测，即将获取到的割台处于待测位置时过桥结构的实时倾斜角度作为β的取值代入至公式(5)或公式(6)中，计算得到的H即为割台的实时高度。

需要说明的是，割台1处于初始位置时割台1的最低点位于地面上时，H′＝0；割台1处于初始位置时割台1的最低点位于空中时，H′＞0。

如图4所示，在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供了一种农机用割台高度传感器，包括：获取模块41和高度确定模块42；其中，

所述获取模块41用于获取割台处于待测位置时过桥结构的实时倾斜角度；

所述高度确定模块42用于基于所述实时倾斜角度以及所述实时倾斜角度与所述割台的实时高度之间的定量关系，确定所述割台的实时高度；

还包括：定量关系确定模块；

具体地，本发明实施例中提供的农机用割台高度传感器中各模块的作用与上述方法类实施例中各步骤的操作流程是一一对应的，本发明实施例中对此不作具体限定。

在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供了一种农机用割台高度传感器，还包括：存储模块；

所述存储模块用于存储所述获取模块获取的割台处于初始位置时过桥结构的初始倾斜角度、所述割台的最低点与铰接轴之间的水平距离以及所述割台的初始高度。

在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的一种农机用割台高度传感器，所述获取模块具体包括：角度传感器；

所述角度传感器还具体用于获取割台处于初始位置时所述过桥结构的初始倾斜角度，以及获取割台处于目标位置时所述过桥结构的目标倾斜角度。

在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的一种农机用割台高度传感器，所述获取模块还包括：距离测量子模块；

所述距离测量子模块具体用于获取割台处于初始位置时割台的最低点与铰接轴之间的水平距离。

在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的一种农机用割台高度传感器，可以设置在过桥结构的上表面。

图5所示，在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供了一种电子设备，包括：处理器(processor)501、存储器(memory)502、通信接口(Communications Interface)503和总线504；其中，

所述处理器501、存储器502、通信接口503通过总线504完成相互间的通信。所述存储器502存储有可被所述处理器501执行的程序指令，处理器501用于调用存储器502中的程序指令，以执行上述各方法实施例所提供的方法。

存储器502中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行上述各方法实施例所提供的方法。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种农机用割台高度监测方法，其特征在于，包括：

获取割台处于待测位置时过桥结构的实时倾斜角度；

其中，所述定量关系基于所述割台处于初始位置时所述过桥结构的初始倾斜角度、所述割台的最低点与铰接轴之间的水平距离以及所述割台的初始高度确定；所述过桥结构与所述割台固定连接，所述铰接轴为所述过桥结构与农机本体的连接轴；

所述定量关系具体通过如下方法确定：

基于所述高度差以及所述初始高度，确定所述定量关系；

通过如下公式表征所述高度差：

ΔH＝L_a×|tanα-cosα×sinβ|；

2.根据权利要求1所述的农机用割台高度监测方法，其特征在于，所述割台处于所述初始位置时所述割台的最低点位于地面上。

3.根据权利要求1所述的农机用割台高度监测方法，其特征在于，所述获取割台处于待测位置时过桥结构的实时倾斜角度，具体包括：

4.一种农机用割台高度传感器，其特征在于，包括：获取模块和高度确定模块；其中，

还包括：定量关系确定模块；

所述定量关系确定模块用于基于所述割台处于初始位置时所述过桥结构的初始倾斜角度、所述割台的最低点与铰接轴之间的水平距离以及所述割台的初始高度，确定所述定量关系；

所述过桥结构与所述割台固定连接，所述铰接轴为所述过桥结构与农机本体的连接轴；

所述定量关系具体通过如下方法确定：

基于所述高度差以及所述初始高度，确定所述定量关系；

通过如下公式表征所述高度差：

ΔH＝L_a×|tanα-cosα×sinβ|；

5.根据权利要求4所述的农机用割台高度传感器，其特征在于，所述获取模块具体包括：角度传感器；

6.根据权利要求4或5所述的农机用割台高度传感器，其特征在于，所述农机用割台高度传感器设置在所述过桥结构的上表面。

7.一种电子设备，其特征在于，包括：

所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令，以执行如权利要求1-3中任一项所述的农机用割台高度监测方法。

8.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行如权利要求1-3中任一项所述的农机用割台高度监测方法。