甘蔗是重要的经济作物,在全国许多地区广泛种植。例如广西省桂南、桂西南、江州等地区;云南省的西双版纳、红河州、普洱市;福建省的闽南地区等。但是广西省地区多为喀斯特地貌,地势起伏较大,土地平整度差;云南的德宏、临沧等地是利用小块土地来种植甘蔗;福建省的三明、龙岩等地在相对平缓的坡地和山谷中种植,皆不适用于大型的甘蔗收割机。人工收割难以满足大规模作业的需求,具有工作效率底,劳动强度大的问题。因此我们研制了一款智能、高效的小型自动化甘蔗收割机,适宜各种复杂地形的小规模作业,并展现出良好的适应性和卓越的性能。
整机由机械部分和控制系统两部分构成。机械部分包括圆盘锯切割装置、行走装置,拨齿传动装置,可旋转输送装置,高度调节装置、机架。控制系统设计包括硬件选型和程序设计。硬件选型包括电源、单片机、压力传感器、位置传感器、角度传感器、电机驱动器、电动机、显示器、雷达等。程序设计包括整机的自动控制程序,手动调节自程序,复位子程序。
准备阶段,系统上电开机,先将系统调节成复位模式,根据各传感器信息反馈,各机械机构完成位置复位,再调节符合地形的刀具位置,各高度调节装置根据压力传感器的信号完成各自的高度调节。
运行阶段,将系统调节成自动控制模式。系统控制行走装置、圆盘锯切割装置和拨齿传动装置的电动机正转,整机前进,拨齿传动装置将两垄的甘蔗夹持并拨动至圆盘锯切割装置,使其根茎的基部被快速倾斜割断。完成切割的甘蔗被拨齿传动装置夹持并拨动沿拨齿轨道向机架运动方向的指定侧面倾倒于地面,直至完成两垄的甘蔗收割。系统根据雷达的信号,控制小型自动化甘蔗收割机在地头完成掉头,并驱动可旋转输送装置的电动机将拨齿传动装置进行旋转180°,机器继续进行甘蔗收割,切割的甘蔗都被投放于机器的同侧。