技术领域
[0001] 本
发明涉及农业技术领域，更具体地，涉及一种圆捆打捆机控制系统和方法。
背景技术
[0002] 在目前的农业技术领域，圆捆打捆机主要由
传动系统、
捡拾器、喂入机构、成捆室、捆绳机构、液压系统及卸捆装置组成。圆捆打捆机主要由传动系统、捡拾器、喂入机构、成捆室、捆绳机构、液压系统及卸捆装置组成。图1a为
现有技术中的一种圆捆打捆机形成草芯的状态图。图1b为现有技术中的一种圆捆打捆机形成圆捆的状态图。图1c为现有技术中的一种圆捆打捆机圆捆成型的状态图。图1d为现有技术中的一种圆捆打捆机卸捆的状态图。参考图1a、图1b、图1c和图1d可知圆捆打捆机的作业过程。
[0003] 圆捆打捆机的动
力通过连接
拖拉机的后动力
输出轴传递到各工作部件，在田间作业过程中，随着机器的运转和前行，捡拾器的弹齿将地面的草条捡拾起来，经过喂入机构送入成捆室，在旋转滚筒的作用下，物料旋转成草芯，持续不断的捡拾，越来越多的物料进入成捆室并不断旋转逐渐形成外紧内松的圆捆，成捆后触发缠网机构对草捆捆网，当达到设定的捆网圈数后触发缠网的切刀将捆绳切断，随后打开舱
门将草捆推出，完成一个草捆的打捆作业。
[0004] 目前控制圆捆打捆机作业的系统多为机械液压结构，通过操作
手柄控制。其打捆作业流程中的触发缠网、打开后舱门和关闭后舱门均为独立的手动控制，不能自动判断并触发进入下一作业流程的动作，导致工作效率较低。且机手不清楚圆捆打捆机的内部的部件的状态，为机手操作带来不便，
人机交互性能较差。
发明内容
[0005] 本发明提供一种克服上述控制圆捆打捆机作业的系统工作效率较低，机手操作不便，人机交互性能较差的问题的一种圆捆打捆机控制系统和方法。
[0006] 根据本发明的一个方面，提供一种圆捆打捆机控制系统，包括
传感器组、电磁
阀组、电磁
离合器、
控制器和图形化显示调节终端；所述传感器组、所述
电磁阀组、所述电磁离合器和所述图形化显示调节终端均与所述控制器连接；所述传感器组包括：系统
压力传感器、网刀传感器和后门传感器；所述电磁阀组包括后门电磁阀；所述电磁离合器包括缠网离合器；所述系统压力传感器位于所述电磁阀组的阀
块上，用于监测圆捆仓室的液压油缸有杆腔的压力，并将所述压力发送至所述控制器；所述缠网离合器用于触发缠网带动网辊转动进行缠网；所述网刀传感器固定在所述圆捆打捆机的
机身上，用于监测所述缠网切刀的
位置状态，并将所述缠网切刀的位置状态发送至所述控制器；所述后门传感器固定于后门位置的机身上，用于监测所述后门的开启或关闭状态，并将所述后门的开启或关闭状态发送至所述控制器；所述后门电磁阀通过控制一个双作用液压油缸调节所述后门开启或关闭；所述图形化显示调节终端与所述控制器连接，包括第一窗口和第二窗口；所述第一窗口用于显示所述圆捆打捆机的动作状态、打捆数量、打捆的密实度、缠网切刀的位置状态、底门的开启或关闭状态；所述第二窗口包括捡拾器调节按键、底门调节按键、后门调节按键以及缠网控制按键；所述控制器用于根据所述压力判断是否需要缠网，当需要缠网时控制所述缠网离合器进行缠网，在缠网完成后控制缠网切刀切断缠网，通过所述缠网切刀的位置状态判断所述切断缠网是否完成，当所述切断缠网完成时通过所述后门电磁阀控制所述后门开启或关闭，同时在所述圆捆打捆机控制系统工作时实时和所述图形化显示调节终端完成信息交互。
[0007] 优选地，所述传感器组还包括底门传感器；所述电磁阀组还包括底门电磁阀；所述底门传感器固定于底门位置的机身上，用于监测所述底门的开启或关闭状态，并将所述底门的开启或关闭状态发送至所述控制器；所述底门电磁阀通过控制一个双作用液压油缸调节所述底门开启或关闭。
[0008] 优选地，所述电磁阀组还包括捡拾器电磁阀，所述捡拾器电磁阀通过控制一个单作用液压油缸调节捡拾器的升起和浮动状态。
[0009] 优选地，所述电磁阀组包还包括系统加载阀，所述系统加载阀调节所述控制系统的所有液压油缸供油为所述控制系统提供动力。
[0010] 根据本发明的另一个方面，提供一种圆捆打捆机控制方法，包括：接收系统压力传感器发送的压力，判断所述压力是否超过预设压力值，当超过预设压力值时启动第一次报警，以使得机手端根据所述第一次报警提示调节连接圆捆打捆机的拖拉机停止运行；在拖拉机停止运行后等待第一预设时间，控制缠网离合器进行缠网，并在缠网完成后控制缠网切刀切断缠网；接收网刀传感器在所述缠网切刀运动至所述圆捆打捆机内部下方时的位置状态感应，并进行第二次报警；在进行第二次报警后等待第二预设时间，基于后门传感器发送的后门的开启或关闭状态，控制后门电磁阀调节所述后门开启，在等待第三预设时间后控制所述后门电磁阀调节所述后门关闭。
[0011] 优选地，所述接收系统压力传感器发送的压力之前还包括：检测捡拾器的状态，当所述捡拾器处于升起状态时，控制捡拾器电磁阀将所述捡拾器调节为浮动状态。
[0012] 优选地，所述接收系统压力传感器发送的压力之前还包括：接收底门传感器发送的底门的开启或关闭状态，当所述底门处于开启状态时，控制底门电磁阀调节所述底门关闭。
[0013] 根据本发明的又一个方面，提供一种圆捆打捆机控制方法，包括：接收系统压力传感器发送的压力，判断所述压力是否超过预设压力值，当超过预设压力值时启动第一次报警，以使得机手端根据所述第一次报警提示调节连接圆捆打捆机的拖拉机停止运行；在拖拉机停止运行后，响应所述机手端发送的第一
请求生成第一指令，并将所述第一指令发送至缠网离合器，以使得所述缠网离合器进行缠网并在缠网完成后控制缠网切刀切断缠网；接收网刀传感器在所述缠网切刀运动至所述圆捆打捆机内部下方时的位置状态感应，并进行第二次报警，以使得所述机手端根据所述第二次报警发送第二请求；响应所述机手端发送的所述第二请求生成第二指令，并将所述第二指令发送至所述缠网离合器，以使得所述缠网离合器停止缠网；在所述缠网离合器停止缠网后，接收后门传感器发送的后门的开启或关闭状态，并将所述后门的开启或关闭状态发送至所述机手端；响应所述机手端发送的第三请求生成第三指令，并将所述第三指令发送至后门电磁阀，以使得所述后门电磁阀调节所述后门开启；响应所述机手端发送的第四请求生成第四指令，并将所述第四指令发送至后门电磁阀，以使得所述后门电磁阀调节所述后门关闭。
[0014] 优选地，所述接收系统压力传感器发送的压力之前还包括：检测捡拾器的状态，并将所述捡拾器的状态发送至所述机手端；响应所述机手端发送的第五请求生成第五指令，并将所述第五指令发送至捡拾器电磁阀，以使得所述捡拾器电磁阀将所述捡拾器调节为浮动状态。
[0015] 优选地，所述接收系统压力传感器发送的压力之前还包括：接收底门传感器发送的底门的开启或关闭状态，并将所述底门的开启或关闭状态发送至所述机手端；响应所述机手端发送的第六请求生成第六指令，并将所述第六指令发送至底门电磁阀，以使得所述底门电磁阀调节所述底门调节关闭。
[0016] 本发明提供的一种圆捆打捆机控制系统和方法，通过设置传感器组通过控制器相互配合，能够自动判断控制系统的动作，具有良好的人机交互能力；通过电磁阀组的相互配合，实现捡拾、压捆、缠网、开门和关门的全程自动化；提高了打捆机的工作效率，增强了打捆机的自动化
水平。通过设置图形化显示调节终端，使得机手能够了解圆捆打捆机的状态，大大提高了控制系统的可靠性和
稳定性；进一步地提升了其智能化水平，方便了机手的操作，增强了人机交互性。
附图说明
[0017] 图1a为现有技术中的一种圆捆打捆机形成草芯的状态图；
[0018] 图1b为现有技术中的一种圆捆打捆机形成圆捆的状态图；
[0019] 图1c为现有技术中的一种圆捆打捆机圆捆成型的状态图；
[0020] 图1d为现有技术中的一种圆捆打捆机卸捆的状态图；
[0021] 图2为本发明
实施例中的一种圆捆打捆机控制系统的结构示意图；
[0022] 图3为本发明实施例中的一种图形化显示调节终端的界面示意图；
[0023] 图4为本发明实施例中一种圆捆打捆机控制方法的
流程图；
[0024] 图5为本发明实施例中还一种圆捆打捆机控制方法的流程图；
[0025] 图6为本发明实施例中另一种圆捆打捆机控制方法的流程图；
[0026] 其中，
[0027] 1—传动系统； 2—草条； 3—捡拾器；
[0028] 4—喂入机构； 5—成捆室； 6—液压油缸；
[0029] 7—卸草器； 8—
辊筒； 9—动作状态；
[0030] 10—打捆数量； 11—打捆的密实度； 12—缠网切刀的位置状态；
[0031] 13—底门的开启或关闭状态；14—捡拾器调节按键； 15—底门调节按键；
[0032] 16—后门调节按键； 17—缠网控制按键； 18—设置按键。
具体实施方式
[0033] 下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0034] 图2为本发明实施例中的一种圆捆打捆机控制系统的结构示意图，如图2所示，包括传感器组、电磁阀组、电磁离合器、控制器和图形化显示调节终端；所述传感器组、所述电磁离合器、所述电磁阀组和所述图形化显示调节终端均与所述控制器连接；所述传感器组包括：系统压力传感器、网刀传感器和后门传感器；所述电磁阀组包括后门电磁阀；所述电磁离合器包括缠网离合器；所述系统压力传感器位于所述电磁阀组的阀块上，用于监测圆捆仓室的液压油缸有杆腔的压力，并将所述压力发送至所述控制器；所述缠网离合器用于触发缠网带动网辊转动进行缠网；所述网刀传感器固定在所述圆捆打捆机的机身上，用于监测所述缠网切刀的位置状态，并将所述缠网切刀的位置状态发送至所述控制器；所述后门传感器固定于后门位置的机身上，用于监测所述后门的开启或关闭状态，并将所述后门的开启或关闭状态发送至所述控制器；所述后门电磁阀通过控制一个双作用液压油缸调节所述后门开启或关闭；所述图形化显示调节终端与所述控制器连接，包括第一窗口和第二窗口；所述第一窗口用于显示所述圆捆打捆机的动作状态9、打捆数量10、打捆的密实度11、缠网切刀的位置状态12、底门的开启或关闭状态13；所述第二窗口包括捡拾器调节按键14、底门调节按键15、后门调节按键16以及缠网控制按键17；所述控制器用于根据所述压力判断是否需要缠网，当需要缠网时控制所述缠网离合器进行缠网，在缠网完成后控制缠网切刀切断缠网，通过所述缠网切刀的位置状态判断所述切断缠网是否完成，当所述切断缠网完成时通过所述后门电磁阀控制所述后门开启或关闭，同时在所述圆捆打捆机控制系统工作时实时和所述图形化显示调节终端完成信息交互。
[0035] 下面对于本实施例中的固有名词做出解释。
[0036] 圆捆打捆机是一种实用、高效地农用打捆装置。液压油缸是将液压能转变为机械能的、做直线往复运动或摆动运动的液压执行元件。它结构简单、工作可靠。用它来实现往复运动时，可免去减速装置，并且没有传动间隙，运动平稳，因此在各种机械的液压系统中得到广泛应用。单作用液压油缸只有一个有效作用面积，根据技术构造，单作用液压油缸只能产生推力。双作用液压油缸是能由
活塞的两侧输入压力油的
液压缸。
[0037] 具体地，网刀传感器优选为霍尔式
接近传感器，其具体的设置方式如下：将一个带孔磁
铁通过一个安装
支架固定在缠网切刀边缘的
机架上，网刀传感器固定在所述圆捆打捆机的机身上，缠网切刀抬起时，带孔
磁铁与网刀传感器相对。
[0038] 具体地，后门传感器优选为电感式微小位移传感器，其具体的设置方式如下：后门传感器固定于后门位置的机身上，在后门的边缘固定一个铁板，后门关闭时，铁板与后门传感器相对。
[0039] 具体地，缠网离合器为一种电磁离合器。当缠网离合器吸合后可带动网辊转动将网绳送入仓室，随后缠网离合器断电，网绳随着辊筒的转动
挤压草捆进入仓室完成缠网。
[0040] 在本发明实施例中，双作用液压油缸为左右侧对称的两条液压油缸。控制器选用PLC控制器进行电液控制，与普通
单片机相比其输出
电流能力强，抗干扰性能好，防护等级较高，适用于农机的作业工况。
[0041] 进一步地，本实施例中的控制器是控制系统的中心处理单元，用于在各器件之间传递指令，以及做出判断响应。
[0042] 进一步地，本实施例提供的控制系统的工作流程如下所述。
[0043] 系统压力传感器监测圆捆中心的液压油缸有杆腔的压力，并将压力发送至控制器。处理器根据压力判断是否需要缠网，当需要缠网时控制所述缠网离合器进行缠网。控制器根据网刀传感器发送的缠网切刀的位置状态判断所述切断缠网是否完成，当完成缠网切断时通过后门电磁阀控制后门开启，释放草捆。
[0044] 图3为本发明实施例中的一种图形化显示调节终端的界面示意图，本实施例也请参考图3。
[0045] 具体地，机手通过按键调节电磁阀组。优选地，还包括一个设置按键18，设置按键可设定打捆的密实度，使得机手可根据需求获得不同紧实度的草捆，可设置的密实度范围优选为0-100。
[0046] 进一步地，控制器与显示控制终端优选通过CAN
接口通信，
[0047] 本发明提供的一种圆捆打捆机控制系统，通过设置传感器组通过控制器相互配合，能够自动判断控制系统的动作；通过电磁阀组的相互配合，实现捡拾、压捆、缠网、开门和关门的全程自动化；提高了打捆机的工作效率，增强了打捆机的自动化水平。通过设置图形化显示调节终端，使得机手能够了解圆捆打捆机的状态，大大提高了控制系统的可靠性和稳定性；进一步地提升了其智能化水平，方便了机手的操作，增强了人机交互性。
[0048] 基于上述实施例，所述传感器组还包括底门传感器；所述电磁阀组还包括底门电磁阀；所述底门传感器固定于底门位置的机身上，用于监测所述底门的开启或关闭状态，并将所述底门的开启或关闭状态发送至所述控制器；所述底门电磁阀通过控制一个双作用液压油缸调节所述底门开启或关闭。
[0049] 具体地，底门传感器优选为霍尔式接近传感器，其具体的设置方式如下：将一个带孔磁铁通过一个安装支架固定在底门边缘的机架上，底门传感器固定在底门位置的机身上，底门关闭时，带孔磁铁与底门相对。
[0050] 进一步地，在圆捆打捆机处于工作状态时，底门处于关闭状态。在圆捆打捆机内部出现堵塞时，通过转动PTO调节底门开启使得堵塞的草条释放。
[0051] 基于上述实施例，所述电磁阀组还包括捡拾器电磁阀，所述捡拾器电磁阀通过控制一个单作用液压油缸调节捡拾器的升起和浮动状态。
[0052] 进一步地，在圆捆打捆机处于工作状态时，捡拾器处于浮动状态。在圆捆打捆机连接的拖拉机在
地块之间进行转移时，捡拾器处于升起状态。
[0053] 基于上述实施例，所述电磁阀组包还包括系统加载阀，所述系统加载阀调节所述控制系统的所有液压油缸供油为所述控制系统提供动力。
[0054] 相应地，系统加载阀还用于在紧急情况下停止供油，以终止控制系统的运作。
[0055] 基于上述实施例，图4为本发明实施例中一种圆捆打捆机控制方法的流程图，如图4所示，包括：接收系统压力传感器发送的压力，判断所述压力是否超过预设压力值，当超过预设压力值时启动第一次报警，以使得机手端根据所述第一次报警提示调节连接圆捆打捆机的拖拉机停止运行；在拖拉机停止运行后等待第一预设时间，控制缠网离合器进行缠网，并在缠网完成后控制缠网切刀切断缠网；接收网刀传感器在所述缠网切刀运动至所述圆捆打捆机内部下方时的位置状态感应，并进行第二次报警；在进行第二次报警后等待第二预设时间，基于后门传感器发送的后门的开启或关闭状态，控制后门电磁阀调节所述后门开启，在等待第三预设时间后控制所述后门电磁阀调节所述后门关闭。
[0056] 图5为本发明实施例中还一种圆捆打捆机控制方法的流程图，本实施例也请参阅图5。
[0057] 本实施例的执行主体是控制器。
[0058] 需要说明的是，在控制方法步骤的最初，向机手端提供自动控
制模式和手动控制模式的选择条件，接收机手端发送的选择条件并执行本实施例的操作，在本实施例中，选择条件为自动控制模式。
[0059] 具体地，第一次报警和第二次报警均为图像及声音报警，图像报警即在上述实施例中的图形化显示调节终端弹出第三窗口显示报警信息；声音报警即在机手端安装声音报警器，声音报警器优选为蜂鸣器。
[0060] 进一步地，在本实施例中，第一预设时间和第二预设时间优选设置为5秒。
[0061] 进一步地，在等待第三预设时间后控制所述后门电磁阀调节所述后门关闭之后，控制方法还包括，在控制器中记录草捆作业次数，并将密实度、作业时间、作业位置等信息发送到
云平台上，并启动第三次报警，提示机手端调节连接圆捆打捆机的拖拉机开始运行。
[0062] 本发明提供的一种圆捆打捆机控制方法，通过控制各部件的操作，避免了各部件的联动，增加了控制系统的可靠性；通过记录草捆作业次数，并将密实度、作业时间、作业位置等信息发送到云平台上，可为机手的劳动结果提供依据。通过在自动控制模式下进行本实施例的操作，提高了打捆了效率，将触发缠网，触发开、关门的时间每捆缩短20s。
[0063] 基于上述实施例，所述接收系统压力传感器发送的压力之前还包括：检测捡拾器的状态，当所述捡拾器处于升起状态时，控制捡拾器电磁阀将所述捡拾器调节为浮动状态。
[0064] 需要说明的是，本实施例是将捡拾器调节为浮动状态，使得控制系统完成控制打捆作业。
[0065] 基于上述实施例，所述接收系统压力传感器发送的压力之前还包括：接收底门传感器发送的底门的开启或关闭状态，当所述底门处于开启状态时，控制底门电磁阀调节所述底门关闭。
[0066] 需要说明的是，本实施例是将底门调节为关闭状态，使得控制系统完成控制打捆作业。
[0067] 基于上述实施例，图6为本发明实施例中另一种圆捆打捆机控制方法的流程图，如图6所示，包括：接收系统压力传感器发送的压力，判断所述压力是否超过预设压力值，当超过预设压力值时启动第一次报警，以使得机手端根据所述第一次报警提示调节连接圆捆打捆机的拖拉机停止运行；在拖拉机停止运行后，响应所述机手端发送的第一请求生成第一指令，并将所述第一指令发送至缠网离合器，以使得所述缠网离合器进行缠网并在缠网完成后控制缠网切刀切断缠网；接收网刀传感器在所述缠网切刀运动至所述圆捆打捆机内部下方时的位置状态感应，并进行第二次报警，以使得所述机手端根据所述第二次报警发送第二请求；响应所述机手端发送的所述第二请求生成第二指令，并将所述第二指令发送至所述缠网离合器，以使得所述缠网离合器停止缠网；在所述缠网离合器停止缠网后，接收后门传感器发送的后门的开启或关闭状态，并将所述后门的开启或关闭状态发送至所述机手端；响应所述机手端发送的第三请求生成第三指令，并将所述第三指令发送至后门电磁阀，以使得所述后门电磁阀调节所述后门开启；响应所述机手端发送的第四请求生成第四指令，并将所述第四指令发送至后门电磁阀，以使得所述后门电磁阀调节所述后门关闭。
[0068] 本实施例的执行主体是控制器。
[0069] 需要说明的是，在控制方法步骤的最初，向机手端提供自动控制模式和手动控制模式的选择条件，接收机手端发送的选择条件并执行本实施例的操作，在本实施例中，选择条件为手动控制模式。
[0070] 具体地，第一次报警和第二次报警均为图像及声音报警，图像报警即在上述实施例中的图形化显示调节终端弹出第三窗口显示报警信息；声音报警即在机手端安装声音报警器，声音报警器优选为蜂鸣器。
[0071] 进一步地，在后门电磁阀调节所述后门关闭之后，控制方法还包括，在控制器中记录草捆作业次数，并启动第三次报警，提示机手端调节连接圆捆打捆机的拖拉机开始运行。
[0072] 需要说明的是，本实施例中的预设压力值根据草的种类调节。
[0073] 本发明提供的一种圆捆打捆机控制方法，通过在手动控制模式下进行本实施例的操作，可让机手自行操控各部件的动作，以便手动作业、调试或故障处理。
[0074] 基于上述实施例，所述接收系统压力传感器发送的压力之前还包括：检测捡拾器的状态，并将所述捡拾器的状态发送至所述机手端；响应所述机手端发送的第五请求生成第五指令，并将所述第五指令发送至捡拾器电磁阀，以使得所述捡拾器电磁阀将所述捡拾器调节为浮动状态。
[0075] 基于上述实施例，所述接收系统压力传感器发送的压力之前还包括：接收底门传感器发送的底门的开启或关闭状态，并将所述底门的开启或关闭状态发送至所述机手端；响应所述机手端发送的第六请求生成第六指令，并将所述第六指令发送至底门电磁阀，以使得所述底门电磁阀调节所述底门调节关闭。
[0076] 需要说明的是，在本发明的实施例中，圆捆打捆机打捆作业过程中的传动动力由拖拉机后动力输出提供。
[0077] 本发明提供的一种圆捆打捆机控制系统和方法，通过设置传感器组通过控制器相互配合，能够自动判断控制系统的动作；通过电磁阀组的相互配合，实现捡拾、压捆、缠网、开门和关门的全程自动化；提高了打捆机的工作效率，增强了打捆机的自动化水平。通过设置图形化显示调节终端，使得机手能够了解圆捆打捆机的状态，大大提高了控制系统的可靠性和稳定性；进一步地提升了其智能化水平，方便了机手的操作。通过控制各部件的操作，避免了各部件的联动，增加了控制系统的可靠性；通过记录草捆作业次数，并将密实度、作业时间、作业位置等信息发送到云平台上，可为机手的劳动结果提供依据。通过在手动控制模式下进行本实施例的操作，可让机手自行操控各部件的动作，以便手动作业、调试或故障处理。通过在自动控制模式下进行本实施例的操作，提高了打捆了效率，将触发缠网，触发开、关门的时间每捆缩短20s。通过传感器监测控制系统内部部件的状态，增强了控制系统的稳定性。本发明能够方便农机机主、机手与农户的作业结算。
[0078] 最后，本发明的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何
修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
