一种圆形与平移功能一体式喷灌机及其喷灌方法

admin管理员组

文章数量:866648

本发明公开了一种圆形与平移功能一体式喷灌机及其喷灌方法，圆平喷灌机包括中心车组件、桁架喷洒装置、北斗定位组件以及控制箱组件。北斗定位组件通过北斗卫星返回中心车组件以及桁架喷洒装置的实时位置信息。控制箱组件包括航向及行走模式确定模块以及调整模块，调整模块包括用于根据实时位置信息对中心车组件和桁架喷洒装置按照标准航向进行轨迹导航的导航模块，和根据实时位置信息控制中心车组件和桁架喷洒装置处于圆形行走模式或平移行走模式的行走模式调整模块。本发明利用北斗卫星系统对圆平喷灌机进行位置定位、轨迹导航和行走模式切换，对地形适应性好，有利于广泛应用在农业灌溉领域。

1.一种圆形与平移功能一体式喷灌机，包括相连接的中心车组件和桁架喷洒装置，其特征在于，还包括：北斗定位组件，通过北斗卫星返回所述中心车组件以及所述桁架喷洒装置的实时位置信息；以及控制箱组件，与所述北斗定位组件通讯连接，包括：航向及行走模式确定模块，用于根据农田形状信息确定标准航向以及各设定位置的行走模式，所述行走模式包括桁架喷洒装置以中心车组件为中心转动的圆形行走模式以及桁架喷洒装置与中心车组件作为整体平移的平移行走模式；及调整模块，包括用于根据所述实时位置信息对所述中心车组件和所述桁架喷洒装置按照所述标准航向进行轨迹导航的导航模块，和根据所述实时位置信息控制所述中心车组件和所述桁架喷洒装置处于圆形行走模式或平移行走模式的行走模式调整模块。 2.根据权利要求1所述的圆形与平移功能一体式喷灌机，其特征在于，所述北斗定位组件包括：北斗基站，与北斗卫星通讯；第一北斗移动站，与北斗卫星、所述北斗基站、所述导航模块以及所述行走模式调整模块通讯，连接在所述中心车组件上并返回所述中心车组件的位置信息；以及第二北斗移动站，与北斗卫星、所述北斗基站、所述导航模块以及所述行走模式调整模块通讯，连接在所述桁架喷洒装置上并返回所述桁架喷洒装置的位置信息。 3.根据权利要求2所述的圆形与平移功能一体式喷灌机，其特征在于，所述北斗定位组件还包括第一延长杆，所述第一北斗移动站通过第一延长杆连接在所述中心车组件上。 4.根据权利要求3所述的圆形与平移功能一体式喷灌机，其特征在于，所述第一延长杆的长度为2m至3m。 5.根据权利要求2所述的圆形与平移功能一体式喷灌机，其特征在于，所述桁架喷洒装置包括桁架组件和喷洒组件，所述喷洒组件、所述中心车组件和所述第二北斗移动站分别连接在所述桁架组件上。 6.根据权利要求5所述的圆形与平移功能一体式喷灌机，其特征在于，所述桁架组件为多组且依次连接呈条状，所述第二北斗移动站连接在与所述中心车组件相连接的那一组桁架组件上。 7.根据权利要求5所述的圆形与平移功能一体式喷灌机，其特征在于，所述北斗定位组件还包括第二延长杆，所述第二北斗移动站通过第二延长杆连接在所述桁架组件上。 8.根据权利要求7所述的圆形与平移功能一体式喷灌机，其特征在于，所述第二延长杆的长度为3m至5m。 9.根据权利要求5所述的圆形与平移功能一体式喷灌机，其特征在于，所述调整模块还包括使喷洒组件开启对应于圆形行走模式的圆形喷洒模式或对应于平移行走模式的平移喷洒模式的喷洒模式调整模块。 10.根据权利要求9所述的圆形与平移功能一体式喷灌机，其特征在于，所述喷洒组件包括连接管、电磁阀以及喷头，所述连接管连接在所述桁架组件上，所述喷头连接在所述连接管上，所述电磁阀连接在所述喷头上，所述电磁阀与所述喷洒模式调整模块电连接。 11.根据权利要求5所述的圆形与平移功能一体式喷灌机，其特征在于，所述调整模块还包括调整所述中心车组件与所述桁架组件的相对位置形状的行走姿态调整模块。 12.根据权利要求11所述的圆形与平移功能一体式喷灌机，其特征在于，所述中心车组件包括支架、中心车驱动电机和所述中心车驱动电机驱动的中心车行走轮，所述中心车驱动电机和所述中心车行走轮分别安装在所述支架上，所述中心车驱动电机与所述导航模块、所述行走模式调整模块和所述行走姿态调整模块电连接。 13.根据权利要求12所述的圆形与平移功能一体式喷灌机，其特征在于，所述中心车行走轮为四个，两个一组分为前轮组和后轮组，所述电机为两个，分别驱动前轮组和后轮组。 14.根据权利要求5所述的圆形与平移功能一体式喷灌机，其特征在于，所述桁架组件包括输水管、塔架车、桁架驱动电机和由所述桁架驱动电机驱动的桁架行走轮，所述输水管、所述桁架驱动电机和所述桁架行走轮分别安装在所述塔架车上，所述桁架驱动电机与所述导航模块和所述行走模式调整模块电连接。 15.一种圆形与平移功能一体式喷灌机的喷灌方法，其特征在于，采用权利要求1至14任一项所述的圆形与平移功能一体式喷灌机进行喷灌，包括如下步骤：S100，输入田块的地形信息，确定喷灌机于该田块行走时的标准航向，且根据田块的地形信息设定喷灌机在各设定位置的行走模式；S200，通过北斗定位组件实时返回的中心车组件和桁架喷洒装置的实时位置信息，将实时位置信息与标准航向进行比较以进行轨迹导航，同时将实时位置信息与设定位置进行比较，以调整喷灌机进入预定的圆形或平移行走模式。 16.根据权利要求15所述的喷灌方法，其特征在于，所述步骤S200还包括：根据中心车组件以及桁架喷洒装置的实时位置信息与标准航向的距离的变化，实时调整中心车组件以及桁架喷洒装置的运动速度，以使喷灌机按照标准航向行走。 17.根据权利要求15所述的喷灌方法，其特征在于，所述步骤S200还包括喷洒模式调整步骤S210：在喷灌机进入圆形或平移行走模式时分别开启对应于圆形行走模式的圆形喷洒模式或对应于平移行走模式的平移喷洒模式。 18.根据权利要求15所述的喷灌方法，其特征在于，所述步骤S200还包括行走姿态调整步骤S220：调整中心车组件与桁架喷洒装置的相对位置形状。 19.根据权利要求18所述的喷灌方法，其特征在于，所述步骤S220还包括：根据北斗定位组件返回的中心车组件以及桁架喷洒装置的实时位置信息，计算中心车组件的实时位置与桁架喷洒装置的实时位置的连线与标准航向的夹角α，当夹角α大于预定值时，调整中心车组件的行走速度使夹角α于预定值内。 20.根据权利要求15所述的喷灌方法，其特征在于，所述步骤S200还包括如下步骤：北斗定位组件采用动态RTK计算定位参数以返回定位信息。

技术领域

本发明涉及一种农业灌溉用大型智能控制喷灌设备与方法，具体地说，是涉及一种农业灌溉中，采用北斗卫星导航系统进行位置与轨迹导航，可以实现圆形行走与平移行走的大型智能控制喷灌机及其喷灌方法。

背景技术

现有技术的喷灌机，一般仅有圆形功能或者平移功能，其中圆形喷灌机无导航装置，平移喷灌机一般采用电磁导航、犁沟导航、渠道、绳索导航。例如：公开号为US4358055A的美国专利公开了一种犁沟式平移机导航装置。国外少数小型的圆形和平移功能一体式喷灌机(以下简称：圆平喷灌机)的导航一般也采用上述导航装置。例如：美国专利US 006068197A公开了一种圆平喷灌机，其导航系统也采用常规平移机导航装置。基于卫星导航系统的喷灌机通常是基于GPS系统，实现的功能仅为平移喷灌机导航或者圆形机喷灌机作业位置定位，例如：公开号为US20070001035A的美国专利公开了一种基于GPS的平移机导航装置。美国专利US006254018B1公开了将一种基于GPS定位的圆形喷灌机。

由于我国农田田块地形复杂，圆形喷灌机和平移喷灌机单一行走模式不能很好的适应我国农田实际情况，限制了大型喷灌设备的应用。简单控制的圆形和平移功能一体式喷灌机不利于实现喷灌机远程控制以及喷灌机机群作业的统一控制和调度。

发明内容

本发明的目的是解决不同农田形状对喷灌机运行要求的不同，提供一种圆形和平移功能一体式喷灌机(以下简称：圆平喷灌机)，基于北斗系统导航进行运行模式转换和控制，可以实现圆形、矩形、T型、L型等形状农田的行走与灌溉，提高了喷灌机地形适用性。

另，喷灌机运行过程中需要保证喷灌机按照既定轨迹(航向)运行，这就要求控制喷灌机整机运动轨迹控制；同时由于喷灌机中心车以及桁架之间连接属于铰连接，中心车自身也能转向，因此，在运行过程中由于地形起伏、机械与电气控制指令的滞后效应等原因，极其容易造成喷灌机运行过程中，整机发生偏移预定航向的问题，而且喷灌机跨间相对关系以及中心车相对跨体均易于变化，为了保证整体运行稳定性，本发明的圆平喷灌机还需要能够对行走姿态以及运行轨迹进行调整控制。

为了实现上述目的，本发明的圆平喷灌机，包括相连接的中心车组件和桁架喷洒装置，还包括：

北斗定位组件，通过北斗卫星返回所述中心车组件以及所述桁架喷洒装置的实时位置信息；以及

控制箱组件，与所述北斗定位组件通讯连接，包括：

航向及行走模式确定模块，用于根据农田形状信息确定标准航向以及各设定位置的行走模式，所述行走模式包括桁架喷洒装置以中心车组件为中心转动的圆形行走模式以及桁架喷洒装置与中心车组件作为整体平移的平移行走模式；及

调整模块，包括用于根据所述实时位置信息对所述中心车组件和所述桁架喷洒装置按照所述标准航向进行轨迹导航的导航模块，和根据所述实时位置信息控制所述中心车组件和所述桁架喷洒装置处于圆形行走模式或平移行走模式的行走模式调整模块。上述的圆平喷灌机，所述北斗定位组件包括：北斗基站，与北斗卫星通讯；

第一北斗移动站，与北斗卫星、所述北斗基站、所述导航模块以及所述行走模式调整模块通讯，连接在所述中心车组件上并返回所述中心车组件的位置信息；以及

第二北斗移动站，与北斗卫星、所述北斗基站、所述导航模块以及所述行走模式调整模块通讯，连接在所述桁架喷洒装置上并返回所述桁架喷洒装置的位置信息。

上述的圆平喷灌机，所述北斗定位组件还包括第一延长杆，所述第一北斗移动站通过第一延长杆连接在所述中心车组件上。

上述的圆平喷灌机，所述第一延长杆的长度为2m至3m。

上述的圆平喷灌机，所述桁架喷洒装置包括桁架组件和喷洒组件，所述喷洒组件、所述中心车组件和所述第二北斗移动站分别连接在所述桁架组件上。

上述的圆平喷灌机，所述桁架组件为多组且依次连接呈条状，所述第二北斗移动站连接在与所述中心车组件相连接的那一组桁架组件上。

上述的圆平喷灌机，所述北斗定位组件还包括第二延长杆，所述第二北斗移动站通过第二延长杆连接在所述桁架组件上。

上述的圆平喷灌机，所述第二延长杆的长度为3m至5m。

上述的圆平喷灌机，所述调整模块还包括使喷洒组件开启对应于圆形行走模式的圆形喷洒模式或对应于平移行走模式的平移喷洒模式的喷洒模式调整模块。

上述的圆平喷灌机，所述喷洒组件包括连接管、电磁阀以及喷头，所述连接管连接在所述桁架组件上，所述喷头连接在所述连接管上，所述电磁阀连接在所述喷头上，所述电磁阀与所述喷洒模式调整模块电连接。

上述的圆平喷灌机，所述调整模块还包括调整所述中心车组件与所述桁架组件的相对位置形状的行走姿态调整模块。

上述的圆平喷灌机，所述中心车组件包括支架、中心车驱动电机和所述中心车驱动电机驱动的中心车行走轮，所述中心车驱动电机和所述中心车行走轮分别安装在所述支架上，所述中心车驱动电机与所述导航模块、所述行走模式调整模块和所述行走姿态调整模块电连接。

上述的圆平喷灌机，所述中心车行走轮为四个，两个一组分为前轮组和后轮组，所述电机为两个，分别驱动前轮组和后轮组。

上述的圆平喷灌机，所述桁架组件包括输水管、塔架车、桁架驱动电机和由所述桁架驱动电机驱动的桁架行走轮，所述输水管、所述桁架驱动电机和所述桁架行走轮分别安装在所述塔架车上，所述桁架驱动电机与所述导航模块和所述行走模式调整模块电连接。

本发明的圆平喷灌机的喷灌方法，采用上述的圆平喷灌机进行喷灌，包括如下步骤：

S100，输入田块的地形信息，确定喷灌机于该田块行走时的标准航向，且根据田块的地形信息设定喷灌机在各设定位置的行走模式；

S200，通过北斗定位组件实时返回的中心车组件和桁架喷洒装置的实时位置信息，将实时位置信息与标准航向进行比较以进行轨迹导航，同时将实时位置信息与设定位置进行比较，以调整喷灌机进入预定的圆形或平移行走模式。

上述的喷灌方法，所述步骤S200还包括：根据中心车组件以及桁架喷洒装置的实时位置信息与标准航向的距离的变化，实时调整中心车组件以及桁架喷洒装置的运动速度，以使喷灌机按照标准航向行走。

上述的喷灌方法，所述步骤S200还包括喷洒模式调整步骤S210：在喷灌机进入圆形或平移行走模式时分别开启对应于圆形行走模式的圆形喷洒模式或对应于平移行走模式的平移喷洒模式。

上述的喷灌方法，所述步骤S200还包括行走姿态调整步骤S220：调整所述中心车组件与所述桁架组件的相对位置形状。

上述的喷灌方法，所述步骤S220还包括：根据北斗定位组件返回的中心车组件以及桁架喷洒装置的实时位置信息，计算中心车组件的实时位置与桁架喷洒装置的实时位置的连线与标准航向的夹角α，当夹角α大于预定值时，调整中心车组件的行走速度使夹角α于预定值内。

上述的喷灌方法，所述步骤S200还包括如下步骤：北斗定位组件采用动态RTK计算定位参数以返回定位信息。

本发明的有益功效在于，本发明基于北斗系统导航的圆平喷灌机在功能上弥补了单一行走模式功能的不足，有利于在我国不同地域、不同地形的农业节水进程；同时也利于实现喷灌机的远程智能控制以及机群作业统一调度，推进农业灌溉机械化进程。

本发明利用北斗卫星定位组件对圆平喷灌机进行位置定位和轨迹导航，通过控制箱组件对喷灌机行走模式进行切换并对行走姿态调整，实现了基于北斗的圆平机智能控制。

由于该类喷灌设备自动化程度高、对地形适应性好，有利于广泛应用在农业灌溉领域，特别是大规模农场或大型灌区。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明的圆平喷灌机的原理图；

图2为本发明的圆平喷灌机的中心车与桁架组件的结构简图；

图3为图2的俯视图；

图4为本发明的圆平喷灌机的喷洒组件的结构简图；

图5为本发明的圆平喷灌机的控制箱组件与北斗定位组件的连接框图；

图6为本发明的圆平喷灌机的轨迹与姿态判定简图；

图7为本发明的圆平喷灌机的行走轨迹与位置简图；

图8为本发明的喷灌方法的方法步骤图。

其中，附图标记

10 北斗定位组件

11 北斗卫星

12 北斗基站

13 北斗移动站A

14 北斗移动站B

15 第一延长杆

16 第二延长杆

20 中心车组件

21 行走轮

22 驱动电机

23 支架

30 桁架组件

31 输水管

32 塔架车

34 驱动电机

35 行走轮

40 控制箱组件

50 喷洒组件

51 连接管

52 电磁阀

53 喷头

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。

本发明采用北斗卫星导航系统进行位置与轨迹导航，可以实现圆形行走与平移行走的大型智能控制圆平喷灌机。如图1至图3所示，本发明的圆平喷灌机，包括北斗定位组件10、中心车组件20、桁架组件30、控制箱组件40和喷洒组件50，桁架组件30和喷洒组件50构成桁架喷洒装置。其中，喷洒组件50连接在桁架组件30上，桁架组件30与中心车组件20相连，控制箱组件40设置在中心车组件20上并与北斗定位组件10通讯连接。北斗定位组件10通过北斗卫星反馈中心车组件20以及桁架组件30的实时位置信息给控制箱组件40。而后控制箱组件40通过内部控制系统对当前圆平喷灌机姿态以及行走模式与预先设定轨迹方向以及偏离精度进行比对，从而发出相应动作指令，这些控制指令完成对圆平喷灌机行走模式、喷洒模式、运行轨迹以及行走姿态的调整与控制。以下将进行详细说明。

参阅图1，北斗定位组件10包括北斗卫星11、北斗基站12、北斗移动站A(第一北斗移动站)13和北斗移动站B(第二北斗移动站)14。北斗基站12通常安装在使用者所指定的位置，并与北斗卫星11通讯。北斗移动站A13连接在中心车组件20上，并与北斗卫星11、北斗基站12以及控制箱组件40通讯，北斗移动站A13返回中心车组件20的位置信息。北斗移动站B14连接在桁架组件30上，并与北斗卫星11、北斗基站12以及控制箱组件40通讯，北斗移动站B14返回桁架组件30的位置信息。

北斗定位组件10采用RTK动态测量原理，使得北斗移动站A13和北斗移动站B14的位置测量精度在厘米级。北斗导航的RTK动态测量原理是：北斗移动站A13、北斗移动站B14和北斗基站12均接受信号，返回定位坐标，北斗基站12的坐标值通过无线电或无线网络发送给北斗移动站A13、北斗移动站B14，以北斗基站12的坐标值为基准，通过差分原理修正北斗移动站A13、北斗移动站B14的坐标值，这样返回的北斗移动站A13、北斗移动站B14坐标值精度比较高，精度为厘米级。

参阅图1至图3，中心车组件20包括四个行走轮21、两个驱动电机22以及支架23，行走轮21以及驱动电机22均安装在支架23上。支架23的顶端与桁架组件30相连接。四个行走轮21两个一组分为前轮组和后轮组，驱动电机22为两个，分别驱动前轮组和后轮组，形成四驱形式。驱动电机22与控制箱组件40电气连接，控制箱组件40通过对驱动电机22的控制实现对中心车组件20行走的控制。

其中，北斗定位组件10还包括第一延长杆15，第一延长杆15安装在支架23上，北斗移动站A13安装在第一延长杆15的顶端。第一延长杆15的长度为2m至3m，该长度可以根据圆平喷灌机大小来调整，以保证北斗移动站A13返回位置信息精度满足反映中心车组件20的行走姿态以及预定行走精度为准。

参阅图1至图3，桁架组件30为多组，分别为桁架组件30、30’、30”，每一组桁架组件为一跨，各组桁架组件依次连接呈条状。根据圆平喷灌机灌溉面积规模，可调整桁架组件的数量以达到需要的长度。其中，如图所示，中心车组件20与第一组桁架组件30相连接。各组桁架组件结构相同，以下以桁架组件30为例进行说明。桁架组件30包括输水管31、塔架车32、驱动电机34以及行走轮35。塔架车32上端与输水管31连接，塔架车32下端与行走轮35连接。驱动电机34安装在塔架车上驱动行走轮35行走。喷洒组件50连接在所述输水管31上。驱动电机34与控制箱组件40电气连接，控制箱组件40通过对驱动电机34的控制实现对桁架组件30行走的控制。

北斗定位组件10还包括第二延长杆16，第二延长杆16一般安装在与中心车组件20直接相连接的第一组桁架组件30上。北斗移动站B14安装在第二延长杆16的顶端。第二延长杆16的长度在3m-5m，该长度可以根据圆平喷灌机大小来调整，以保证北斗移动站B14返回位置信息精度满足反映圆平喷灌机整车位置与姿态以及预定行走精度为准。

参阅图4，喷洒组件50包括连接管51、电磁阀52以及喷头53。连接管51连接在所述桁架组件30的输水管31上，喷头53连接在连接管51上，电磁阀52连接在喷头53上，且电磁阀52与控制箱组件40电连接，电磁阀52的开启与关闭根据控制箱组40所给指令来控制。

喷洒组件50设置两套喷洒系统，即包含适用圆形和平移的不同喷洒模式 在圆平喷灌机处于不同的圆形行走模式以及平移行走模式时，通过切换电磁阀52以及配置不同喷头53，实现不同喷洒模式的转换，从而满足灌溉喷洒均匀性的需求。

控制箱组件40与北斗定位组件10的连接框图如图5所示，控制箱组件40包括航向及行走模式确定模块41以及调整模块42。调整模块42包括导航模块421、行走模式调整模块422、喷洒模式调整模块423以及行走姿态调整模块424。

首先，控制箱组件40的航向及行走模式确定模块41接收田块的地形信息，确定圆平喷灌机于该田块行走时的标准航向(轨迹)，且设定圆平喷灌机在各设定位置的行走模式。

然后，控制箱组件40的调整模块42接收北斗移动站A13、北斗移动站B14所返回的中心车组件20以及桁架组件30的实时位置信息，而后通过导航模块421、行走模式调整模块422、喷洒模式调整模块423以及行走姿态调整模块424对当前圆平喷灌机的运行轨迹、行走模式、喷洒模式以及行走姿态进行控制调整。

圆平喷灌机行走模式通常是根据农田形状特点设定。在圆平喷灌机运行前，提前将农田形状信息(农田形状特征坐标)输入到圆平喷灌机控制器组件40中，航向及行走模式确定模块41根据输入的农田形状信息确定圆平喷灌机于该田块行走时的标准航向，且根据农田形状设定圆平喷灌机在各设定位置的行走模式。当圆平喷灌机运行时，根据标准航向、设定位置和北斗定位组件10所返回的实时运行位置进行比较，来实现轨迹导航、行走姿态调整以及相应位置的运行模式以及喷洒模式的转换。具体如下：

(1)运行轨迹调整：

如图6所示，控制箱组件40的导航模块421将北斗移动站A13、北斗移动站B14所返回的中心车组件20以及桁架组件30的实时位置信息与设定的标准航向A-B相对比，并实时计算中心车组件20与标准航向A-B的距离H2，以及桁架组件30与标准航向A-B的距离H1。如果H1以及H2大于设定的距离值，判定圆平喷灌机偏离了标准航向A-B，根据H1以及H2值的大小，确定圆平喷灌机偏离标准航向A-B的偏移量。如果偏移量大于设定行走精度，那么通过控制中心车组件20以及桁架组件30上的驱动电机22、34，来实现 圆平喷灌机整体调整，使得圆平喷灌机回归既定标准航向A-B。同时，通过判定H1、H2这两者的变化趋势，可以判定整体圆平喷灌机偏离标准航向A-B的偏移方向。偏移方向的调整亦是通过控制中心车组件20以及桁架组件30上的驱动电机22、34来实现。

(2)行走模式调整：

控制箱组件40的行走模式调整模块422将北斗移动站A13、北斗移动站B14所返回的中心车组件20以及桁架组件30的实时位置信息与设定位置相比较，即，圆平喷灌机达到某一设定位置时，行走模式调整模块422启动该设定位置的行走模式。例如，控制箱组件40的航向及行走模式确定模块41根据农田形状设定在第一设定位置设定圆平喷灌机进入圆形行走模式，在第二设定位置设定圆平喷灌机进入平移行走模式。当根据北斗定位组件10返回的实时位置信息与第一设定位置相对应时，行走模式调整模块422启动圆平喷灌机进入圆形运行模式，即控制圆平喷灌机处于桁架组件30以中心车组件20为中心转动的圆形模式移动；当根据北斗定位组件10返回的实时位置信息与第二设定位置相对应时，行走模式调整模块422启动圆平喷灌机进入平移运行模式，即控制圆平喷灌机处于桁架组件30与中心车组件20作为整体平移的平移模式移动。

(3)喷洒模式调整：

当圆平喷灌机行走模式发生变化时，控制箱组件40的喷洒模式调整模块423通过控制喷洒组件50的电磁阀52来实现喷洒模式控制。即，当圆平喷灌机进入圆形行走模式时，喷洒模式调整模块423控制喷洒组件50进入适用圆形行走的喷洒模式，当圆平喷灌机进入平移行走模式时，喷洒模式调整模块423控制喷洒组件50进入适用平移行走的喷洒模式。

(4)行走姿态调整：

所谓的行走姿态就是圆平喷灌机的桁架组件30(跨体)与中心车组件20等自身相对位置形状。在平移模式中，由于地面起伏和中心车结构自由度大等原因，有可能造成首部与尾部行走不在同一直线上，致使圆平喷灌机整体发生变形，严重的时候发生垮架的严重事故。因此要保证圆平喷灌机行走姿态符合要求。

行走姿态调整通过控制圆平喷灌机首部与尾部行走速度以及中心车与跨 体的位置来实现。行走速度通过控制中心车的驱动电机和尾部跨(距离中心车组件最远的一组桁架)的驱动电机来实现。

如图6所示，中心车组件20与跨体的位置关系通过夹角α来体现，夹角α为中心车组件20的实时位置P1与桁架组件30的实时位置P2的连线与标准航向A-B的夹角。当夹角α大于预定精度值时，行走姿态调整模块424调整中心车组件20的驱动电机22来实现夹角α，直到满足要求。其中，P2为根据北斗定位组件10返回的中心车组件20的实时位置，P1为根据北斗定位组件10返回的桁架组件30的实时位置。

本圆平喷灌机工作时，可完成多种行走轨迹。以下以本圆平喷灌机以图7所示的轨迹以及行走模式进行喷灌详细说明。

假设圆平喷灌机运行起始位置在O-OA，可以通过平移行走模式，行走至OB-OC位置；转换为圆形行走模式，行走至OB-OD位置。后续行走类似上述过程回到O-OA位置，实现“运动场”行走轨迹。类似与上述过程，也可实现“L”型或“T”型行走轨迹。在行走运行期间，通过预先设定行走轨迹对圆平喷灌机行走进行指引，通过北斗定位系统对圆平喷灌机位置、整机形态以及运行模式进行实时导航。

下面对“运动场”行走轨迹进行简单介绍。

首先，在起始位置将中心车组件20以及桁架组件30的初始形态位置信息通过北斗定位组件10输入控制箱组件40，同时输入农田行走轨迹或轮廓定位信息。控制箱组件40通过控制中心车组件20的驱动电机22和桁架组件30的驱动电机34来控制圆平喷灌机行走。假设圆平喷灌机初始位置为O-OA，在运行后进入平移功能模式，同时控制电磁阀52来完成平移行走状态下的喷洒模式。在此行走过程中由于中心车组件20和桁架组件30同时运行，由于圆平喷灌机通常在100m-400m的长度，平移行走过程中将出现圆平喷灌机偏离既定轨迹的情况出现。参阅图7，北斗定位组件10将通过北斗移动站A13返回中心车实时动态位置信息，通过移动站B14返回桁架实时动态位置信息。通过两个移动站定位，分别获得对北斗移动站到标准航向A-B的距离H1、H2以及夹角α，并对距离H1、H2以及夹角α分析，可以判断行走距离、位置、行走姿态以及相对轨迹偏移量等关键信息。

其次，圆平喷灌机以平移模式行走到OB-OC位置时，触动圆形行走模式， 中心车组件20停止运行，仅桁架组件30围绕中心车组件20运行，轨迹为圆形。在平移行走模式向圆形行走模式时，喷洒组件50通过电磁阀52的开启或关闭，实现喷洒模式对应转换。

根据以上行走过程以及行走模式转换说明，重复以上过程，可以使圆平喷灌机回到O-OA位置，完成“运动场”型农田的灌溉工作。

本发明的圆形与平移功能一体式喷灌机的喷灌方法，如图8所示，包括如下步骤：

S100，输入田块的地形信息，确定喷灌机于该田块行走时的标准航向，且根据田块的地形信息设定喷灌机在各设定位置的行走模式；

S200，通过北斗定位组件10实时返回的中心车组件20和桁架组件30的实时位置信息，将实时位置信息与标准航向进行比较以进行轨迹导航，同时将实时位置信息与设定位置进行比较，以调整喷灌机进入预定的圆形或平移行走模式。

步骤S200还包括：根据中心车组件20以及桁架组件30的实时位置信息与标准航向的距离的变化，实时调整中心车组件20以及桁架组件30的运动速度，以使喷灌机按照标准航向行走。

步骤S200还包括喷洒模式调整步骤S210：在喷灌机进入圆形或平移行走模式时分别开启对应于圆形行走模式的圆形喷洒模式或对应于平移行走模式的平移喷洒模式。

步骤S200还包括行走姿态调整步骤S220：调整中心车组件20与桁架组件30的相对位置形状。具体为，根据北斗定位组件10返回的中心车组件20以及桁架组件30的实时位置信息，计算中心车组件20的实时位置与桁架组件30的实时位置的连线与标准航向的夹角α，当夹角α大于预定值时，调整中心车组件20的行走速度使夹角α于预定值内。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

本文标签： 体式圆形机及功能方法