專利名稱：一種多機(jī)器協(xié)作的小麥?zhǔn)崭钕到y(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種小麥?zhǔn)崭钕到y(tǒng)，特別是涉及一種多機(jī)器協(xié)作的小麥?zhǔn)崭钕到y(tǒng)。
背景技術(shù)：
我國的小麥聯(lián)合收割機(jī)起步于20世紀(jì)60年代末、70年代初，發(fā)展一直較緩慢，隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)體制的改革發(fā)展，農(nóng)村勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移，農(nóng)民收入水平提高，收割機(jī)生產(chǎn)步入了新的快速發(fā)展的階段。我國早期以從蘇聯(lián)、美國和加拿大等國家進(jìn)口及模仿為主。很多連接或支承部位沒有經(jīng)過詳細(xì)的計(jì)算，而是根據(jù)發(fā)達(dá)國家已造好的收割機(jī)的尺寸設(shè)計(jì)制造的，使得收割機(jī)體積龐大，質(zhì)量偏大。大型小麥?zhǔn)崭顧C(jī)是非常復(fù)雜的機(jī)械設(shè)備，大型收割機(jī)的使用對(duì)土地的平整和規(guī)模有很高的要求，大家熟知的華北平原、三江平原等重要的小麥產(chǎn)區(qū)很早就使用聯(lián)合收割機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)?，F(xiàn)在國內(nèi)很多院校都開始嘗試設(shè)計(jì)制造小型小麥?zhǔn)崭顧C(jī)。這些院校設(shè)計(jì)適合當(dāng)?shù)赝恋丨h(huán)境和生產(chǎn)力的小型收割機(jī)，這種收割機(jī)價(jià)格低，維修簡(jiǎn)單，使用方便，適合各種地形，保養(yǎng)要求低。但是這種小型的小麥?zhǔn)崭顧C(jī)，效率比較低，在時(shí)令極強(qiáng)的大規(guī)模收獲季節(jié)往往不能滿足收獲的需要。發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有小麥?zhǔn)崭顧C(jī)存在的問題與缺陷，本發(fā)明基于無線通信技術(shù)，通過使用多臺(tái)收割機(jī)、運(yùn)輸車協(xié)同作業(yè)，相互配合，減少了作業(yè)人員，大大的提高了作業(yè)效率。
本發(fā)明是通過如下方案實(shí)現(xiàn)的，一種多機(jī)器協(xié)作的小麥?zhǔn)崭钕到y(tǒng)，包括:一臺(tái)領(lǐng)航小麥?zhǔn)崭顧C(jī)、若干跟隨小麥?zhǔn)崭顧C(jī)、若干小麥運(yùn)輸車、無線通信系統(tǒng)和一臺(tái)故障維護(hù)車。其中，所述的領(lǐng)航小麥?zhǔn)崭顧C(jī)由人工駕駛，它在收割小麥的同時(shí)為車輛編隊(duì)領(lǐng)航。所述的若干個(gè)跟隨小麥?zhǔn)崭顧C(jī)根據(jù)接收到的領(lǐng)航機(jī)器人的狀態(tài)信息、控制信息以及相鄰機(jī)器人的狀態(tài)信息，和領(lǐng)航收割機(jī)一起構(gòu)成一定隊(duì)形的編隊(duì)并跟隨領(lǐng)航收割機(jī)同步運(yùn)動(dòng)。所述的若干小麥運(yùn)輸車(其數(shù)量少于收割機(jī)數(shù)量)根據(jù)各個(gè)收割機(jī)小麥?zhǔn)崭盍?，靠近收割機(jī)并與其配合，裝載、運(yùn)輸和卸載小麥，跟隨小麥?zhǔn)崭顧C(jī)和小麥運(yùn)輸車都通過接收到的狀態(tài)信息和控制信息而自動(dòng)跟隨駕駛。所有收割機(jī)、運(yùn)輸車都通過無線通信方式相連接，交換狀態(tài)信息和控制信息。所述的故障維護(hù)車停放在倉庫旁邊，當(dāng)任何一臺(tái)車輛發(fā)生故障時(shí)，由人工駕駛至故障處進(jìn)行維修。各個(gè)車上的無線通信模塊相互通信建立了無線通信系統(tǒng)。
所述的狀態(tài)信息包括:收割機(jī)和運(yùn)輸車的位置、速度、車輪轉(zhuǎn)角、小麥裝載量信息以及與其它相鄰的收割 機(jī)或運(yùn)輸車的距離。
所述的控制信息包括:速度控制信息、轉(zhuǎn)角控制信息、前進(jìn)倒退信息、裝載與卸載信息、隊(duì)形信息。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、多臺(tái)機(jī)器，一人駕駛，大大的節(jié)省了人力資源，節(jié)省了勞動(dòng)成本；2、避免了設(shè)計(jì)單個(gè)大型小麥?zhǔn)崭顧C(jī)的復(fù)雜過程，可以簡(jiǎn)單改裝一些現(xiàn)有的中小型收割機(jī)，大大減少了投入；3、多機(jī)協(xié)作，使得收割效率成倍提高，對(duì)于農(nóng)時(shí)搶收具有巨大的意義；4、收割機(jī)與運(yùn)輸車配合，進(jìn)一步降低了人的勞動(dòng)強(qiáng)度，具有一定的實(shí)用價(jià)值。


圖1是多機(jī)器協(xié)作小麥?zhǔn)崭钕到y(tǒng)的組成示意圖。
圖2是收割機(jī)編隊(duì)左轉(zhuǎn)彎時(shí)的收割機(jī)系統(tǒng)隊(duì)形示意圖。
圖3是收割機(jī)編隊(duì)右轉(zhuǎn)彎時(shí)的收割機(jī)系統(tǒng)隊(duì)形示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式
進(jìn)一步詳細(xì)說明:
如圖1,本實(shí)施例包括:一臺(tái)領(lǐng)航小麥?zhǔn)崭顧C(jī)、若干跟隨小麥?zhǔn)崭顧C(jī)、若干小麥運(yùn)輸車、無線通信系統(tǒng)和一臺(tái)故障維護(hù)車。其中，所述的領(lǐng)航小麥?zhǔn)崭顧C(jī)由人工駕駛，它在收割小麥的同時(shí)為車輛編隊(duì)領(lǐng)航。若干個(gè)跟隨小麥?zhǔn)崭顧C(jī)根據(jù)接收到的領(lǐng)航機(jī)器人的狀態(tài)信息、控制信息以及相鄰機(jī)器人的狀態(tài)信息，構(gòu)成一定隊(duì)形的編隊(duì)跟隨領(lǐng)航收割機(jī)同步運(yùn)動(dòng)。若干小麥運(yùn)輸車(其數(shù)量一般少于收割機(jī)數(shù)量)根據(jù)各個(gè)收割機(jī)小麥?zhǔn)崭盍浚拷崭顧C(jī)并與其配合，裝載、運(yùn)輸和卸載小麥，跟隨小麥?zhǔn)崭顧C(jī)和小麥運(yùn)輸車都通過接收到的狀態(tài)信息和控制信息而自動(dòng)跟隨駕駛。所有收割機(jī)、運(yùn)輸車都通過無線通信方式相連接，交換狀態(tài)信息和控制信息。故障維護(hù)車停放在倉庫旁邊，當(dāng)任何一臺(tái)車輛發(fā)生故障時(shí)由人工駕駛至故障處進(jìn)行維修。所述的狀態(tài)信息包括:收割機(jī)和運(yùn)輸車的位置、速度、車輪轉(zhuǎn)角、小麥裝載量信息以及與其它相鄰的收割機(jī)或運(yùn)輸車的距離信息、自身故障信息。所述的控制信息包括:速度控制信息、轉(zhuǎn)角控制信息、前進(jìn)倒退信息、裝載與卸載信息、隊(duì)形信息。
收割機(jī)工作前，駕駛員根據(jù)收割小麥的需要來選擇工作的跟隨收割機(jī)、運(yùn)輸車的個(gè)數(shù)，在運(yùn)輸車上設(shè)置倉庫位置坐標(biāo)，并且在領(lǐng)航機(jī)器人的控制面板上設(shè)定該多機(jī)器人系統(tǒng)的初始隊(duì)形(隊(duì)形庫中有三種可選隊(duì)形:圖1所示的中間領(lǐng)航，圖2所示的右側(cè)領(lǐng)航，圖3所示的左側(cè)領(lǐng)航)。隊(duì)形的選擇要考慮麥田的邊界對(duì)轉(zhuǎn)彎的影響，若是不考慮麥田邊界的影響可以采用中間領(lǐng)航方式，若是編隊(duì)從麥田右側(cè)靠麥田邊界開始作業(yè)需要采用右側(cè)領(lǐng)航方式，若是編隊(duì)從麥田左側(cè)靠麥田邊界開始作業(yè)需要采用左側(cè)領(lǐng)航方式(即領(lǐng)航機(jī)器人總是靠著邊界行駛) ，這樣便于駕駛和避免漏割，且在收割過程中僅向同一方向連續(xù)轉(zhuǎn)彎就可以保證對(duì)麥田中麥子的收割。各個(gè)跟隨收割機(jī)和運(yùn)輸車根據(jù)領(lǐng)航機(jī)器人的隊(duì)形命令以及附近機(jī)器的狀態(tài)命令，自動(dòng)駕駛調(diào)整位置以達(dá)到設(shè)定隊(duì)形。收割機(jī)的隊(duì)形為固定隊(duì)形，下次調(diào)整命令之前將會(huì)保持初始隊(duì)形；運(yùn)輸車的隊(duì)形則為可變隊(duì)形，設(shè)定為初始隊(duì)形后可以改變。設(shè)定好隊(duì)形后，駕駛員開始駕駛領(lǐng)航收割機(jī)，領(lǐng)航收割機(jī)開始收割小麥，同時(shí)在控制面板上實(shí)時(shí)的顯示編隊(duì)的狀態(tài)信息，以供駕駛員參考。所述的跟隨收割機(jī)接收其自身各個(gè)傳感器測(cè)定的狀態(tài)信息、無線通信模塊傳輸來的其它機(jī)器的狀態(tài)信息，進(jìn)行信息融合和處理，并通過無線通信模塊發(fā)送給領(lǐng)航收割機(jī)，同時(shí)它也通過無線通信模塊接收來自領(lǐng)航收割機(jī)的控制命令，實(shí)現(xiàn)跟隨運(yùn)動(dòng)。領(lǐng)航收割機(jī)通過無線通信系統(tǒng)時(shí)刻監(jiān)視各個(gè)收割機(jī)的小麥裝載量，當(dāng)其中一臺(tái)行駛的收割機(jī)其收割的小麥的裝載達(dá)到了規(guī)定的值，則通過無線通信模塊將該指令發(fā)送給領(lǐng)航機(jī)器人，在領(lǐng)航收割機(jī)顯示器上顯示，并通過揚(yáng)聲器語言提示駕駛員，駕駛員根據(jù)上述信息，發(fā)出命令，使得小麥裝載量達(dá)到了規(guī)定的值的收割機(jī)和附近的小麥運(yùn)輸車直接建立無線鏈接。然后，該收割機(jī)發(fā)出控制命令，運(yùn)輸車自動(dòng)駕駛到相應(yīng)的收割機(jī)尾部，與其同步行駛，裝載貨物后，自動(dòng)駕駛至倉庫完成卸載；若同時(shí)有三臺(tái)以上的收割機(jī)達(dá)到規(guī)定的收割量，則整個(gè)收割機(jī)編隊(duì)需要全部停下，等待運(yùn)輸車完全卸載后，方可繼續(xù)行駛。當(dāng)某一臺(tái)收割機(jī)發(fā)生故障，該收割機(jī)報(bào)警裝置響起，收割機(jī)編隊(duì)馬上停止行駛，原地等待維修；當(dāng)運(yùn)輸車發(fā)生故障而收割機(jī)未發(fā)生故障，則該運(yùn)輸車報(bào)警裝置響起，停在原地等待維修，收割機(jī)繼續(xù)工作。以上可以實(shí)現(xiàn)野外環(huán)境的小麥?zhǔn)崭睢?br> 根據(jù)上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更與修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，凡在本發(fā)明的精神和原則之 內(nèi)所做的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種多機(jī)器協(xié)作的小麥?zhǔn)崭钕到y(tǒng),其特征在于,包括:一臺(tái)領(lǐng)航小麥?zhǔn)崭顧C(jī)、若干跟隨小麥?zhǔn)崭顧C(jī)、若干小麥運(yùn)輸車、無線通信系統(tǒng)和一臺(tái)故障維護(hù)車，其中，所述的領(lǐng)航小麥?zhǔn)崭顧C(jī)由人工駕駛，它在收割小麥的同時(shí)為車輛編隊(duì)領(lǐng)航；若所述的若干個(gè)跟隨小麥?zhǔn)崭顧C(jī)根據(jù)接收到的領(lǐng)航機(jī)器人的狀態(tài)信息、控制信息以及相鄰機(jī)器人的狀態(tài)信息，和領(lǐng)航收割機(jī)一起構(gòu)成一定隊(duì)形的編隊(duì)并跟隨領(lǐng)航收割機(jī)同步運(yùn)動(dòng)；所述的若干小麥運(yùn)輸車(其數(shù)量少于收割機(jī)數(shù)量)根據(jù)各個(gè)收割的數(shù)量，靠近收割機(jī)并與其配合，裝載、運(yùn)輸和卸載小麥，跟隨小麥?zhǔn)崭顧C(jī)和小麥運(yùn)輸車都通過接收到的狀態(tài)信息和控制信息而自動(dòng)跟隨駕駛；所述的所有收割機(jī)、運(yùn)輸車都通過無線通信方式相連接，交換狀態(tài)信息和控制信息；所述的故障維護(hù)車停放在倉庫旁邊，當(dāng)任何一臺(tái)車輛發(fā)生故障時(shí)，由人工駕駛至故障處進(jìn)行維修；各個(gè)車上的無線通信模塊相互通信建立了無線通信系統(tǒng)； 所述的狀態(tài)信息包括:收割機(jī)和運(yùn)輸車的位置、速度、車輪轉(zhuǎn)角、小麥裝載量信息以及與其它相鄰的收割機(jī)或運(yùn)輸車的距離信息、自身故障信息； 所述的控制信息包括:速度控制信息、轉(zhuǎn)角控制信息、前進(jìn)倒退信息、裝載與卸載信息、隊(duì)形信息。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多機(jī)器協(xié)作的小麥?zhǔn)崭钕到y(tǒng)。本系統(tǒng)包括一臺(tái)領(lǐng)航小麥?zhǔn)崭顧C(jī)、若干跟隨小麥?zhǔn)崭顧C(jī)、若干小麥運(yùn)輸車、一臺(tái)維修車和無線通信系統(tǒng)。本發(fā)明使用一臺(tái)人工駕駛的收割機(jī)領(lǐng)航，多臺(tái)自動(dòng)駕駛收割機(jī)跟隨來收割小麥；采用小麥運(yùn)輸車配合收割機(jī)作業(yè)，以自動(dòng)裝載、運(yùn)輸和卸載收割的小麥。其優(yōu)點(diǎn)是多臺(tái)機(jī)器，一人駕駛，節(jié)省了勞動(dòng)成本；避免了單個(gè)大型小麥?zhǔn)崭顧C(jī)設(shè)計(jì)的復(fù)雜設(shè)計(jì)；多機(jī)協(xié)作，使得收割效率成倍的提高，對(duì)于農(nóng)時(shí)搶收具有巨大的意義；收割機(jī)與運(yùn)輸車配合作業(yè)，進(jìn)一步降低了人的勞動(dòng)強(qiáng)度，具有一定的實(shí)用價(jià)值。
文檔編號(hào)A01D34/00GK103181263SQ20131007728
公開日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2013年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月11日
發(fā)明者楊福增, 周渝, 王濤, 田玉鳳, 王元杰, 劉虹玉, 張夢(mèng)蕓 申請(qǐng)人:西北農(nóng)林科技大學(xué)