牵引式智能棉花打包控制方法及系统
专利汇可以提供牵引式智能棉花打包控制方法及系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种牵引式智能 棉 花打包控制方法及系统,系统包括：集棉箱，用于接纳待处理棉花并将棉花整形成棉片输出；成绵箱，用于接收集棉箱(28)输出的棉片，并将棉片打 捆 薄膜 形成棉包；动 力 传输装置，用于接收动力并将 动力分配 传输以便驱动集棉箱(28)和成棉箱(19)动作；液压控制装置，用于控制成棉箱(19)和集棉箱(28)的动作；主控制装置，用于控制液压控制机构； 机架 (42)和行走机构(43)；检测单元，用于采集成棉箱(19)中棉捆胚的外形尺寸、采集施加在棉捆胚上的压力信息以及输出的膜片长度信息。本发明还提供牵引式智能棉花打包控制方法。本发明的棉花打包方法及系统能够制作出规格一致的棉包。，下面是牵引式智能棉花打包控制方法及系统专利的具体信息内容。
1.牵引式智能棉花打包控制方法,包括以下步骤：
a.将输入牵引式棉花打包系统中的棉花打散；
b.输送已打散的棉花以便对棉花进行整形处理；
c.整理已打散的棉花形成棉片，将整形成棉片的棉花捆卷成捆，形成棉捆胚，在打捆过程中，采集棉捆胚外形尺寸信息和对棉捆胚所施加的压力信息；
d.将所采集到的尺寸和压力信息与预设值比较，当达到所述预定值时，停止打捆用膜片缠裹包覆棉捆胚，在包覆薄膜过程中，通过传感器采集已输入膜片的长度；
e.将所采集到的膜片长度信息与预设值比较，当达到预定值时，停止输送膜片，形成打捆定型的棉包。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于，
在所述步骤(b)中，在传输已打散的棉花过程中，采集棉花输送装置输出信息，例如驱动马达转速，当输出信息小于预定值时，指示输送装置反向驱动,一段时间后再指示输送装置正向驱动；
在所述步骤(c)中，在显示器上显示所采集到的尺寸信息和压力信息；
在所述步骤(d)中,在显示器上显示所存储的膜片数量。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于，在所述步骤(e)中采集已成型棉包的外形尺寸信息和重量信息，将所采集到的信息上传卫星；
通过卫星实时定位牵引式棉花打包系统，启动或停止对棉花的处理。
4.牵引式智能棉花打包系统,其特征在于，包括：
集棉箱，用于接纳待处理棉花并将棉花整形成棉片输出；
成绵箱，用于接收集棉箱(28)输出的棉片，并将棉片打捆包膜形成棉包；
动力传输装置，用于接收动力并将动力分配传输以便驱动集棉箱(28)和成棉箱(19)动作；
液压控制装置，用于控制成棉箱(19)和集棉箱(28)的动作；
主控制装置，用于控制液压控制机构；
机架(42)和行走机构(43)；
检测单元，用于采集成棉箱(19)中棉捆胚的外形尺寸、采集施加在棉捆胚上的压力信息以及输出的膜片长度信息。
5.根据权利要求4所述的棉花打包系统,其特征在于，所述集棉箱包括：
集棉箱体(28)，用于接收容纳待处理棉花；
梳理机构(24)，包括用于梳理输入集棉箱(28)中的棉花，将棉花打散使其蓬松的梳理部和用于驱动梳理部运转的梳理液压马达；
输送机构(23)，包括用于传输棉花的刮板传送带和驱动刮板传送带的刮板液压马达；
成型机构(26)，包括用于将经梳理结构(24)处理后的棉花整形成棉片的喂入辊和用于驱动整形部运转的喂入辊液压马达；
输出机构(25)，包括输出辊和用于驱动输出辊的喂入马达；
所述输送机构(23)、成型机构(26)和输出机构(25)设置于所述集棉箱体(28)中并沿箱体底部依次顺序设置。
6.根据权利要求4所述的棉花打包系统,其特征在于，所述成棉箱包括：
成棉箱体(19)，用于接收并容纳从集棉箱输出的棉片，包括箱体壳体和箱体仓门；
成捆机构(16)，包括用于将从集棉箱输入至成绵箱体(19)中的棉片打捆成棉捆的打捆摇臂和成捆皮带以及对棉捆坯施加压力的成捆油缸；
送膜打包机构(31)，包括薄膜存储支承部、薄膜输送部和驱动部；
电磁离合器(32)，用于控制输入送膜打包机构(31)的驱动力；
送膜计数传感器(30)，用于记录经送膜打包机构(31)送入的膜片数量；
开仓机构(15)，包括用于驱动成棉箱体(19)的箱体仓门开启和/或闭合的仓门驱动部和开仓油缸。
7.根据权利要求4所述的棉花打包系统,其特征在于，所述动力传输装置包括：
动力接收机构(1)，用于接收传入棉花处理设备的动力并将动力分配后传出；
减速机构(2)，用于接收动力接收机构(1)分配传入的动力；
链传动机构(4)，用于接收减速机构(2)输出的动力用以驱动成棉箱；
机械离合器(3)，设置于减速机构(2)和链传动机构(4)之间，用于控制输入链传动机构(4)的动力；
机械离合器油缸(11)，用于在液压控制装置的控制下闭合或松开机械离合器(3)。
8.根据权利要求4所述的棉花打包系统,其特征在于，所述液压控制装置包括：
液压泵(7)；
用于容纳液压介质的油箱(8)和用于冷却回油的冷却风扇(10)；
用于控制液压执行元件的液控阀组(13)。
9.根据权利要求4所述的棉花打包系统,其特征在于，所述动力传输装置包括：
动力接收机构(1)，用于接收传入棉花处理设备的动力并将动力分配后传出；
成棉箱驱动液压马达(41)，在液控阀组(13)的控制下向成棉箱供应驱动力。
10.根据权利要求4所述的棉花打包系统,其特征在于，所述主控装置包括：
主控制器(12)，用于处理信息并根据处理结果向液控阀组(13)发出控制指令；
供电部分，包括由动力接收机构(1)驱动的电机(6)和由电机(6)充电并向主控制器(12)供电的电池(5)，所述电池(5)为锂电池。
11.根据权利要求4或9所述的棉花打包系统,其特征在于，还包括显示器(34)，用于显示主控制器(12)所处理的信息、经卫星定位所获得的牵引式棉花打包系统的位置信息、棉包外形尺寸信息和棉包重量信息。
12.根据权利要求4所述的棉花打包系统,其特征在于，所述检测单元包括：
压力传感器(14)，用于检测棉捆胚在打捆过程中施加在棉捆胚上的压力信息，并将所采集到的压力信息传输给主控制器(12)；
角度传感器(18)，用于检测打捆摇臂旋转的角度信息，并将所采集到的角度信息传输给主控制器(12)；
传感器(30)，用于采集在用薄膜包覆棉捆胚的过程中输出的膜片长度信息，并将长度信息传输给主控制器(12)。
13.根据权利要求5、7或11所述的棉花打包系统,其特征在于，所述检测单元还包括：
转速传感器(27)，用于采集集棉箱中输送机构(23)，输出机构(25) 和成型机构(26)中液压马达的转速信息，并将转速信息传输给主控制器(12)。
14.根据权利要求13所述的棉花打包系统,其特征在于，主控制器(12)将所接收到的转速信息与前一个接收到的转速信息比较，当后一个转速信息小于前一个转速信息时，主控制器(12)指示液控阀组(13)换向，停止向集棉箱中输送机构(23)，输出机构(25)和成型机构(26)中的液压马达供液，并向输出机构(25)的液压马达反向供液，驱动其翻转。
15.根据权利要求4所述的棉花打包系统,其特征在于，还包括卸棉装置和温度传感器(9)；
所述卸棉装置包括卸棉器(20)、用于驱动卸棉器(20)的卸棉油缸(17)和用于记录从卸棉器(20)中经过的棉包的传感器(33)；
所述温度传感器(9)用于采集液压控制装置中的油箱(8)中液压介质的温度信息，并将所采集到的温度信息传输给主控制器(12)。
16.根据权利要求7所述的棉花打包系统,其特征在于，所述动力接收机构(1)设置于机架(42)的一侧，所述集棉箱，成绵箱，动力传输装置，液压控制装置，主控制装置和检测单元设置在机架(42)的另一侧。
牵引式智能棉花打包控制方法及系统
技术领域
背景技术
左右。采棉多以联合作业机械为主一边进行棉花采摘一边进行棉花打包处理，棉花在采摘
完成后也包裹完成相对包裹棉花也就保持含杂率在10％左右。采棉机包括水平摘锭式采棉
机，例如美国约翰迪尔7760等箱式采棉机。在水平摘锭式采棉机采集满存棉箱时需进行棉
箱倾泻(主要以倾泻至地面在进行装箱运输)工作方能继续进行工作。在棉箱倾泻的过程中
又会增加棉花的含杂率，基本可增加到15％-30％左右。较高的含杂率导致在棉花后期加工中须增加清花工艺环节，生产成本增加。
捆、缠膜包裹的过程中，不对棉包尺寸以及棉花压紧程度进行检测。因此，在CN1321556C公开的技术方案中，不对最终成型并卸出的棉包的尺寸是否统一一致、棉包紧实程度是否一
致进行监测。这就导致最终形成的棉包的尺寸、棉包中棉花的压紧程度不能统一一致，致使包膜后的棉包质量参差不齐。
发明内容
向供液，驱动其翻转。
上进行显示。由此实现自动检测、控制和排除出棉口堵塞故障。同时操作者可以通过显示器直观地监视出棉口堵塞情况。
的压力，并将所采集的数据传输给主控制器。主控制器实时调整施加于棉捆上的压力，从而使棉捆中的棉花紧实度相对一致。当两个传感器的检测值均达到预设值时，打捆停止，然后再进行包膜，这样，由本发明设备最终输出的棉包的尺寸大小统一一致，其中的棉花的紧实度也统一一致。最终输出的棉包尺寸规格、重量统一一致。
况，并根据需要及时补充。由此消除由于膜片不足导致停工待补的情况发生。
业，均衡处理棉花。进而避免由于从集棉箱通入成棉箱的棉花数量不足，而导致成棉箱输出的最后棉包的尺寸、重量不符合要求。由此保证棉包尺寸、棉花紧实度一致。
附图说明
具体实施方式
实施方式，对于本领域普通技术人员而言，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。
理解为对本发明的限制。
接和作用关系。尤其是表示了根据本发明的牵引式棉花打包系统的工作原理。图2表示利用机械机构将动力传输给集棉箱和成棉箱的具体实施方式，图3表示利用液压马达驱动成棉
箱和集棉箱的实施方式。
的动力均由外部输入，例如，通过用于牵引拖拽的拖拉机或牵引车输入。如图1所示，拖拉机通过传动轴将动力传输给用于牵引式棉花打包系统中的动力接收机构1，由此将动力输入
棉花打包系统。在棉花采摘作业中，摘棉机将棉花从棉株上采摘下来，随后将采摘下的棉花投送到根据本发明的用于牵引式棉花打包系统中，即投入图1所示的集棉箱体28中。在此对棉花进行初步的预处理后输送到位于集棉箱体28后面，即图中右侧的成绵箱体19中，并在
成绵箱体19中打包成捆，以便于运输存储。在本实施方式中，根据本发明的用于牵引式棉花打包系统通常由拖拉机牵引与牵引式的摘棉机相伴而行，同步作业。如图1所示，拖拉机在图中左侧牵引牵引式棉花打包系统向左行走。打包成型的棉包从图中右侧，即棉花处理设
备的后部卸出。
入的动力传输给本系统各个不同部件，以实现对棉花处理动力接收机构1。将一分部组成部分设置于机架42的下面有利于扩大另一侧用于棉花处理的空间。在设备的后部，即图中右
侧，设有用于将已经打包成型的棉包从牵引式棉花打包系统中卸出的卸棉器20。卸棉器20
用于将已经打包成捆并用薄膜包裹的棉包从牵引式棉花打包系统中移出放在地上，留待后
续运输。
中。当向集棉箱体28的棉花达到一定数量时，通过主控制器12向液控阀组13发出控制指令，驱动液控阀组13换向，向机械离合器油缸11供入压力液。通过机械离合器油缸11驱动机械
离合器3闭合，从而将减速器2传递的动力输入链传动机构4中。链传动机构4进一步将动力
输入集棉箱中，开始驱动集棉箱中的梳理机构24、输送机构23、成型机构26和输出机构25开始参与对棉花的处理工作。在本发明的另一种实施方式中，以成棉箱驱动液压马达41替代
链传动结构4向后续的集棉箱传输动力。两种实施方式仅在动力传输的机构方面有所区别，其余相同。在链传动机构4运转时，利用转速传感器27采集链轮转速信息，并将所采集到的链轮转速信息传输给主控制器12。主控制器12将链轮转速与预定值比较，当达到预定值时，主控制器12向液控阀组13发出控制指令，由液控阀组13向输出机构25中的液压马达供液，
驱动其转动。同时，通过转速传感器27采集输出机构25中液压马达的转速信息，并将该信息传输给主控制器12。当主控制器12判断输出机构25中液压马达的转速达到预定值时，便向
液控阀组13发出控制指令，由液控阀组12分别向输送结构23的液压马达和成型机构26的液
压马达供液，驱动两个液压马达开始转动。与此同时，通过转速传感器27分别采集输送结构
23的液压马达和成型机构26的液压马达的转速信息，并将两组转速信息传输给主控制器
12。当主控制器12通过比较发现输出机构25中液压马达的转速降低时，则判断为集棉箱体
28上的出棉口堵塞。此时，由主控制器12向液控阀组13发出控制指令，由液控阀组13控制输送结构23的液压马达和成型机构26的液压马达的转速降低或停止转动。同时，主控制器12
向液控阀组13发出使输出机构25中液压马达反转的控制指令，通过液控阀组13使输出机构
25的液压马达反转。由此，将堵塞在出棉口的棉花重新拖入或退回到集棉箱体28中，清除出棉口的堵塞。反转一定时间后(约1到2s)，系统自动认定堵塞排除，然后由主控制器12发出控制指令，重复上述过程，重新输出棉花。
送。棉花到达集棉箱体28的底部以后，被输送机构23沿着集棉箱体28的底部向着出棉口(图中未示出)输送，即向着图1右侧输送。当棉花到达出棉口附近时，通过成型机构26对棉流中的棉花进行整形处理，使其成为一个棉片，以便于后续将棉片打成捆，形成棉包。整形后形成的棉片从集棉箱体28中输出，向后输送到达成棉箱体19。棉片在成棉箱体19中被捆成棉
捆，再用薄膜包裹，形成由薄膜包覆的棉包。薄膜防止外部杂物进入棉包造成对棉包中棉花的污染，进而降低棉包中棉花的清洁度。在本实施方式中，实时监测从棉片打成捆的棉捆胚的尺寸和这种棉捆胚中的棉花紧实度。根据本发明，结合图2以功能模块形式表示的具体实施方式，本发明打捆过程主要靠成棉箱体19中成捆皮带完成，打捆摇臂的一端铰接在成绵
箱体19的内壁上，另一端上设有与成捆皮带配合的辊子组，并且打捆摇臂可以随棉捆的增
大而绕其铰接点旋转。因此本发明采用角度传感器18监测在打捆过程中打捆摇臂旋转的角
度，从而判断棉捆的尺寸。主控制器12根据所采集到的角度计算得出棉捆的外形尺寸。而成捆油缸可以对打捆摇臂施加压力，从而控制成捆皮带的张紧度，继而控制棉捆的紧实度。因此本发明还利用压力传感器14监测成捆机构16中的成捆油缸施加在打捆摇臂上的压力，根
据成捆油缸所施加的压力，确定棉捆胚中棉花的紧实度。当棉捆胚尺寸和油缸压力均达到
预定值时，打捆工作完成，然后再进行包膜，最终得到尺寸一致、重量一致的成型棉包。图2以功能模块的形式示意性表示根据本发明的第一种实施方式的牵引式棉花打包系统。在本
实施方式中，主要采用机械结构实现动力的传输以及相应的对棉花进行处理的动作。在图2中，粗实线表示根据本发明的牵引式棉花打包系统中动力传输的路线，细实线表示液压系
统中液压介质流动路线，虚线表示电路连接关系，点划线表示被处理棉花的运输路线。
后，将动力分成三路。其中之一传输给电机6，以便给主控制器12供电并对电池5充电。在本实施方式中，电池5为锂电池。电池5主要用于向主控制器12供电。因此，当拖拽的拖拉机停止工作，处于关机状态时，电池5继续向主控制器12供电，使得主控制器12在拖拉机关机不再向系统输入动力的时候依然能够工作。这样，根据本发明的系统在突然停电的情况下依
然通过自备电池对主控制器12和显示器34供电予以保护。另一路传输给液压泵7，用于驱动液压泵7为设备中的各个液压执行元件提供动力。第三路将动力传输给减速机构2。
要能够单独控制成棉箱的工作与停止。为此，在本实施方式中设置机械离合器3，以便在需要的时候单独停止成棉箱运转。由此使集棉箱和成棉箱的作业相互独立。在本实施方式中，动力接收机构1通过链传动结构4向成棉箱供应动力。这是一种通过机械结构向成棉箱供应
动力的实施方式。
输。
出棉口输送棉花，将导致堵塞加重，最终造成停车停工。根据本发明，在输送机构23、成型机构26和输出机构25的液压马达出设置传感器27，用于实时监测各液压马达的转速，并将所
采集到的各液压马达转速数值传输给主控制器12。主控制器12将接收到的液压马达转速与
预设的标准或正常转速相比较，并作出判断。当实测成型机构26的液压马达转速低于预设
值时，判定出棉口堵塞。此时，主控制器12向液压阀组13发出控制指令，控制液压阀组13换向，控制成型机构26液压马达降低转速或停止转动。同时，主控制器12向液控阀组13发出换向指令，液控阀组13换向，驱动输出机构25的液压马达反向旋转。由此，将堵塞在出棉口出的棉花拖扯退出。当堵塞消除后，由主控制器12向液控阀组13发出控制指令，液控阀组13换向，驱动集棉箱中的各机构正常工作，向出棉口输送棉片。由传感器所采集到的液压马达转速信息通过主控制器12传输给显示器34，在显示器34上显示，以便操作人员实时了解集棉
箱运转情况并根据具体情况人工手动参与控制操作。
16将其打捆成型。在打捆过程中，打捆机构16的加压油缸对成型过程中的棉捆胚施加压力。
这将使得棉捆密实紧凑。根据本发明，利用压力传感器14对打捆机构16中的油缸中的液压
压力进行实时检测并采集压力信息并向主控制器12反馈，主控制器12可得出棉捆紧实度。
与此同时，利用角度传感器18对打捆摇臂的旋转角度进行检测，也向主控制器12反馈。由于打捆摇臂旋转过的角度与棉捆坯的尺寸存在换算关系，因此主控制器12可以根据角度传感
器18反馈的角度计算得出棉捆胚的外形尺寸，并在显示器34上予以显示。主控制器12可以
向液控阀组13发出控制指令，液控阀组13根据指令实时调整打捆机构16中的油缸压力，使
得成型的棉捆密度保持一致。当尺寸信息与压力信息与主控制器12中的预设值一致或者达
到预设值时，打捆即刻结束，然后再进行包膜。由此，形成的各个棉捆胚的外形尺寸和内部棉花密实度保持一致。而主控制器12可以根据棉捆成型尺寸和棉捆紧实度计算得出该棉捆
的重量，因此打捆结束时，主控制器12对棉包成型时的尺寸和成捆重量进行收集，并通过卫星定位。
度信息传输给主控制器12。主控制器12将所采集到的薄膜长度信息与预定值进行比较，当
送入的薄膜长度达到预定值时，表示已经在棉捆胚上包覆了预定长度的薄膜，已经形成所
需的棉包。此时，主控制器12向电磁离合器32发出控制指令，由电磁离合器32断开向送膜打包机构31供应动力，停止供膜和打包。与此同时，主控制器12将膜片长度减少的信息，显示在显示器34上，以便操作人员及时了解设备中存储的膜片数量。
13换向，向卸棉油缸17供应压力介质。卸棉油缸17将棉包卸载到地面上。
制行走制动装置39动作。当设备需要转向时，由操控人员拨动转向开关，向主控制器12发送转向信息。主控制器12接收到操控人员发出的转向指令后，向液控阀组13发出转向指令，控制液控阀组13换向，进而控制设备转向。
高，从而引起系统泄露增加，密封性能降低。为避免上述因温度升高引起的缺陷，在图2所示实施方式中，温度传感器9检测从系统返回油箱的液压介质的温度信息，并将所采集到的温度信息传输给主控制器12。主控制器12将温度信息与预定值比较，当温度超过预定值时，主控制器12控制冷却风扇10对流回油箱的液压介质进行风冷。同时，主控制器12还将温度信
息传输给显示器34，从而在显示器34上显示液压介质的温度信息。这样，操作人员便可实时了解液压介质的温度，避免系统温度过高。
流动路线，虚线表示电路连接关系，点划线表示被处理棉花的运输路线。与图2所示的实施方式中通过机械结构将输入的动力分配后传递给集棉箱进而对集棉箱中的棉花进行初步
处理不同，在这种实施方式中，在液控阀组13的下游设置一个液压马达41，用于给成棉箱提供驱动力。除此以外，图3所示实施方式与图2的相同。
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