华南农业大学王昱获国家专利权
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龙图腾网获悉华南农业大学申请的专利一种烟叶采摘装置的采收高度和角度的自适应调控方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN117958020B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-21发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202410140765.9,技术领域涉及:A01D45/16;该发明授权一种烟叶采摘装置的采收高度和角度的自适应调控方法是由王昱;张文鹏;曾山;谭文超;黄梓健;姜超;刘佳豪设计研发完成,并于2024-01-31向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种烟叶采摘装置的采收高度和角度的自适应调控方法在说明书摘要公布了:本发明公开一种烟叶采摘装置的采收高度和角度的自适应调控方法,包括以下步骤:1激光雷达传感器组件实时采集烟叶和采收刀台的高度数据;2将数据传输给控制系统进行处理;3根据烟叶和采收刀台的高度数据计算出需求的采收高度和角度;4控制系统控制四个驱动电机,实现采摘刀具的高度与角度调节,直到采摘刀具到达至需求的采收高度和角度;5控制系统控制采摘装置移动,使其能够接触到烟叶;6采摘刀具对烟叶进行采摘操作;7控制系统对采摘刀具的采收高度和角度进行动态调整;8重复步骤2‑7,实现采摘刀具的自适应调控。该方法可以自动调节采摘刀具的采收高度和角度,可提高采摘效率和准确性。
本发明授权一种烟叶采摘装置的采收高度和角度的自适应调控方法在权利要求书中公布了:1.一种烟叶采摘装置的采收高度和角度的自适应调控方法,其特征在于,所述烟叶采摘装置包括机架、采摘机构、激光雷达传感器组件以及控制系统;所述采摘机构以及激光雷达传感器组件均设置在机架上;其中,所述采摘机构包括两个相对设置用于采收烟叶的采收刀台以及两个用于驱动采收刀台运动以调节其采收高度和角度的调节模块,所述调节模块与所述采收刀台一一对应设置;所述采收刀台包括刀具基座以及转动设置在所述刀具基座上的采摘刀具;每个所述调节模块包括两个分别设置在所述机架前后两端的动力组件,每个动力组件均包括转动设置在所述机架上的螺旋杆、设置在螺旋杆上且与螺旋杆配合连接的升降平台以及用于驱动所述螺旋杆转动的驱动电机;所述调节模块中的两个升降平台分别与刀具基座的前后两端活动连接;所述激光雷达传感器组件以及驱动电机与控制系统连接; 所述自适应调控方法,包括以下步骤: 1数据采集:激光雷达传感器组件实时采集烟叶的高度数据和当前采收刀台的高度数据; 2数据处理:将激光雷达传感器组件采集到的数据传输给控制系统进行处理; 3控制系统计算:控制系统根据烟叶的高度数据和当前采收刀台的高度数据计算出需求的采收高度和角度; 4采摘刀具调节:控制系统控制四个驱动电机,驱动电机输出动力,带动螺旋杆转动,带动各个升降平台进行上升或者下降,实现刀具基座的高度与角度调节,进而实现采摘刀具的高度与角度调节,直到采摘刀具到达至需求的采收高度和角度; 5采摘装置移动:控制系统控制采摘装置移动,使采摘装置能够精确地接触到烟叶; 6采摘操作:采摘刀具按照计算得出的采收高度和角度对烟叶进行采摘操作; 7反馈调节:控制系统根据采摘过程中的实际情况,对采摘刀具的采收高度和角度进行动态调整; 8重复操作:重复步骤2-7,实现采摘刀具的自适应调控; 所述烟叶采摘装置还包括扶禾器以及导向分隔机构;所述扶禾器设置在机架的前端;所述扶禾器用于扶正烟株并引导烟株进入采摘机构中;所述导向分隔机构设置在采摘机构上,用于防止烟株在采摘时发生晃动并用于分隔不需要采摘的烟叶; 所述导向分隔机构包括两个导向分隔板,所述导向分隔板与所述采收刀台一一对应设置,所述导向分隔板固定安装在所述刀具基座上; 所述导向分隔板包括位于前端的三角导向架以及位于后端的平板;所述平板通过金属圆柱连接在刀具基座上; 所述激光雷达传感器组件包括多个激光雷达传感器,多个激光雷达传感器分别设置在机架前端上中部以及升降平台上; 所述控制系统包括PLC控制器,所述PLC控制器控制采摘刀具的高度和角度是通过自适应PID调控策略实现,自适应PID调控策略应用于PID控制器中,所述PID控制器包括比例单元、积分单元以及微分单元; 所述采摘机构还包括变频器,所述PLC控制器通过变频器与所述驱动电机连接; 通过设定积分限幅,限定采收刀台左右端的上下可移动的最大位移;通过设定积分分离,使采摘装置在采摘中途重新设定移动距离时,以上一个控制周期的PID控制器的控制参数进行此次运算;通过激光雷达传感器获取每个控制周期中烟叶的高度数据及采摘刀具两端的高度,计算出该周期的跟踪误差,结合误差增量并依据PID控制器的三个控制参数,实现对控制系统输出信号的调控,从而控制采摘刀具的采收高度和角度;三个控制参数分别为比例系数、积分系数与微分系数。
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