基于打包机的棉包压实方法、装置、电子设备及存储介质与流程

1.本技术涉及农业智能装备技术领域，特别地，涉及一种基于打包机的棉包压实方法、装置、电子设备及存储介质。


背景技术：

2.棉花是世界上重要的经济作物和纺织工业原料，在经济发展中占据重要地位。随着机械化采棉发展速度逐年加快，采棉面积的不断增加，传统、落后的籽棉采收技术暴露出来的问题愈发明显。
3.目前，传统的箱式散花机采棉，收获的自然棉花密度在67-72kg/立方左右，采获的散装籽棉储运耗费劳力多、运输效率低、占用场地大、防尘防水性差、存放期间易造成棉花霉烂。散花运输还需专用的打垛设备和拉垛车辆，工序繁琐，不便于移动。打包采棉机采棉可将采收到的籽棉进行压实打包处理，棉花压实密度200-220kg/立方左右，能显著提高储运效率，降低籽棉运输成本；棉花品质不因天气变化影响，也可杜绝火灾发生，还有效防止异性纤维混入，圆形包捆移动和堆放方便，占用场地空间小并无特殊储运要求，其籽棉打包优势突出，先进性和实用性已得到生产实践认可，是棉花收获发展的一个重要方向。
4.国内现有的打包技术尚不成熟，国产棉花打包机械压实效果普遍低于200kg/立方，与国外机具差距甚远，密度不足，且打包过程堵塞、棉包不成型、籽棉分布不均等问题严重。而盲目追求棉包重量，棉花压实密度不合理，又会导致棉花板结、棉绒断裂，造成更大的经济损失。
5.综上所述，针对籽棉打包过程中面临的以上问题，研究一种棉包成型度好、籽棉分布均匀、压实密度合理的一种基于打包机的棉包压实方法及系统是非常有必要的。


技术实现要素：

6.本技术一方面提供了一种基于打包机的棉包压实方法，以解决现有技术中棉花打包存在棉包成型度、籽棉分布均匀性、压实密度合理性欠佳的技术问题。
7.本技术采用的技术方案如下：
8.一种基于打包机的棉包压实方法，包括步骤：
9.根据当前棉芯直径调节打包机的摇臂油缸电信号实时调控作用在棉芯上的张紧摇臂压力值大小以自适应调节棉芯压实力度；
10.若当前棉芯直径达到设定打包直径时，则控制喂入机构马达停止运转直接按所述棉芯压实力度进行棉芯打包动作，并依据操纵指令逐出棉包；若当前棉芯直径小于设定打包直径时，则控制喂入机构马达运转按设定棉花喂入速度进行喂棉，并在喂棉过程中重复执行前述步骤。
11.进一步地，根据当前棉芯直径调节打包机的摇臂油缸电信号实时调控作用在棉芯上的张紧摇臂压力值大小以自适应调节棉芯压实力度之前，还包括步骤:
12.设备启动之后，自动控制打包机的摇臂油缸以一定压力调节张紧摇臂向下复位。
13.进一步地，设备启动之后，自动控制打包机的摇臂油缸以一定压力调节张紧摇臂向下复位，具体包括步骤：
14.当打包机内无棉芯时，自动控制打包机的摇臂油缸以一定压力调节张紧摇臂自由端下降至标定最低位置；
15.当打包机内存有棉芯时，自动控制打包机的摇臂油缸以一定压力调节张紧摇臂自由端下降至压实位置。
16.进一步地，所述根据当前棉芯直径调节打包机的摇臂油缸电信号实时调控作用在棉芯上的张紧摇臂压力值大小以自适应调节棉芯压实力度，具体包括步骤：
17.根据角度传感器获取的张紧摇臂的当前工作角度换算得到当前棉芯直径、棉芯在打包机内的受压面积；
18.根据张紧摇臂的当前工作角度、当前棉芯直径自适应计算摇臂油缸的调控目标压力：
19.p
target
＝p
base
·
αk·
α
θ
·
αv·
α
β
20.其中，p
target
为摇臂油缸的调控目标压力，p
base
为摇臂油缸基准压力，且：
[0021][0022]
其中，s
pack
为棉芯在打包机内的受压面积，s
kcylinder
为摇臂油缸内受压作用面积，p
cotton
为棉芯压力，依据所需的目标棉花密度ρ
set
确定，αk为面积影响系数，由棉芯压力p
cotton
和摇臂油缸内受压作用面积s
kcylinder
确定；α
θ
为角度影响系数，通过张紧摇臂的当前工作角度关联棉芯受压面积s
pack
引出确定，αv为速度影响系数，通过张紧摇臂的当前工作角度关联棉芯直径变化速率确定，α
β
为张紧摇臂压力角度影响系数，用于消除角度分量造成的实际影响，其中，在棉芯增大的过程中，若打包机内张紧摇臂施压方向始终垂向棉芯的圆心时，张紧摇臂压力角度影响系数α
β
为1。
[0023]
进一步地，所述根据当前棉芯直径调节打包机的摇臂油缸电信号实时调控作用在棉芯上的张紧摇臂压力值大小以自适应调节棉芯压实力度，还包括步骤：
[0024]
若当前棉芯直径小于等于打包机的最小起包直径时，摇臂油缸的调控目标压力为预设的起包基准最小压力；
[0025]
若当前棉芯直径与打包机的最大棉芯直径相差设定值时，作用在棉芯上的张紧摇臂压力值等于预设的隔离缓冲最大压力，直到当前棉芯直径与打包机的最大棉芯直径相一致，所述隔离缓冲最大压力小于等于籽棉压实压力，所述籽棉压实压力为打包机在设定棉芯压实密度和直径下对应的最大张紧摇臂压力值。
[0026]
进一步地，还包括步骤：
[0027]
检测打包机两个打包马达的转速差，若转速差大于设定值，则进行示警，提醒进行皮带保养调整工作。
[0028]
进一步地，所述控制喂入机构马达运转按设定棉花喂入速度进行喂棉过程中，还包括步骤：
[0029]
当检测到打包机内棉花满仓或手动操作喂入动作时，则控制喂入机构马达运转按设定棉花喂入速度进行喂棉；
[0030]
当检测到打包机内棉花已清空时，先停止喂入机构马达，再停止打包马达运转，直
至检测到打包机内棉花满仓或手动操作喂入动作时，则控制喂入机构马达运转按设定棉花喂入速度进行喂棉。
[0031]
本技术的另一优选实施例还提供了一种基于打包机的棉包压实装置，包括：
[0032]
棉芯压实力度调节模块，用于根据当前棉芯直径调节打包机的摇臂油缸电信号实时调控作用在棉芯上的张紧摇臂压力值大小以自适应调节棉芯压实力度；
[0033]
棉芯打包控制模块，用于若当前棉芯直径达到设定打包直径时，则控制喂入机构马达停止运转直接按所述棉芯压实力度进行棉芯打包动作，并依据操纵指令逐出棉包；若当前棉芯直径小于设定打包直径时，则控制喂入机构马达运转按设定棉花喂入速度进行喂棉，并在喂棉过程中重复执行前述步骤。
[0034]
本技术的另一优选实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述基于打包机的棉包压实方法的步骤。
[0035]
本技术的另一优选实施例还提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，在所述程序运行时控制所述存储介质所在的设备执行所述基于打包机的棉包压实方法的步骤。
[0036]
相比现有技术，本技术具有以下有益效果：
[0037]
本技术提供的基于打包机的棉包压实方法在籽棉打包过程中依据当前棉芯直径自适应调节张紧摇臂压力值大小以动态调节棉芯压实力度，解决了棉包成形度差、表面凹凸不平等问题，显著提高了国产设备打包压实水平，棉包密度合理、籽棉分布均匀，同时不损伤棉绒、棉籽，大大提高了籽棉储运的安全性、便捷性；采用本技术产生的棉包成品，表面光滑平整，成型度好，棉包密度大于230kg/立方，籽棉分布均匀，满足多次转运、长期堆叠式存放的市场需求。
[0038]
本技术提供了除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本技术作进一步详细的说明。
附图说明
[0039]
构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
[0040]
图1是本技术的打包机结构示意图。
[0041]
图2是本技术的打包机的控制系统示意图。
[0042]
图3是本技术优选实施例的基于打包机的棉包压实方法流程示意图。
[0043]
图4是本技术另一优选实施例的基于打包机的棉包压实方法流程示意图。
[0044]
图5是本技术优选实施例的步骤s1的子步骤流程示意图。
[0045]
图6是本技术优选实施例的步骤s2的子步骤流程示意图。
[0046]
图7为棉花密度与压实力度之间的对应关系曲线图。
[0047]
图8为摇臂角度与棉包直径之间的对应关系曲线图。
[0048]
图9为压实力度与压缩速度之间的对应关系曲线图。
[0049]
图10为棉芯直径由小到大的过程中紧摇臂由最低位置至最高位置的动作过程示意图。
[0050]
图11是本技术另一优选实施例的步骤s2的子步骤流程示意图。
[0051]
图12是压缩密度与棉籽破碎率之间的对应关系曲线图。
[0052]
图13是本技术另一优选实施例的基于打包机的棉包压实方法流程示意图。
[0053]
图14是本技术优选实施例的步骤s3的子步骤流程示意图。
[0054]
图15是本技术优选实施例的基于打包机的棉包压实装置模块示意图。
[0055]
图16是本技术优选实施例的电子设备实体示意框图。
[0056]
图17是本技术优选实施例的计算机设备的内部结构图。
[0057]
图中所示:1、前打包箱体；2、张紧摇臂；3、摇臂油缸；4、皮带组；5、打包辊；6、打包马达；7、箱体油缸；8、后打包箱体；9、棉芯。
具体实施方式
[0058]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
[0059]
图1为本技术的打包机结构示意图，该打包机前打包箱体1、张紧摇臂2、摇臂油缸3、皮带组4、打包辊5、打包马达6、箱体油缸7、后打包箱体8。打包机中皮带组4经过张紧摇臂2及配合的多根打包辊5圈绕固定，皮带组4内部圈绕压实空间随张紧摇臂2向上浮动而增大，向下浮动而减小，该打包机由两个打包马达6驱动对应的打包辊5带动皮带组4运转，打包机底部设置有喂入机构，籽棉在打包机构底部喂入并经由皮带组4带动卷绕成型，随着喂入不断增加，棉芯密度、直径不断增大，进而克服摇臂油缸3压力将张紧摇臂2顶起。
[0060]
该打包机内还具备一个摇臂油缸保压阀，此阀失电时可实现动力源切断状态下的张紧摇臂2的延时保压功能，在满足操作人员中途进行停机维保需求的同时，还能保证已喂入打包机构的棉芯不松散，相较传统的设备停机造成摇臂即刻失压的控制系统，停机之后可再作业，仍可保证棉包密实度，适用性、灵活性更好。
[0061]
图2为本发明打包机的控制系统示意图。包括使用角度传感器作为张紧摇臂2上的传感单元；使用压力传感器作为摇臂油缸3的传感单元；使用测速传感器作为打包马达6上的传感单元；使用角度传感器作为前打包箱体1上的张开度传感单元；使用光电开关、测速传感器作为箱体前端喂入机构的传感单元；主要使用车载控制器作为系统的控制单元，进行数据处理及指令输出；使用液压油缸作为系统的执行机构，控制油缸的伸张和收缩即可实现张紧摇臂2升降动作，及打包箱体开合动作；使用液压马达作为系统的执行机构，控制皮带组4运转；使用液压马达作为喂入机构的执行机构，控制籽棉喂入；使用交互式触控屏实现系统的压实力度、棉芯直径设置及各类参数显示。
[0062]
本技术的喂入机构包含多组梳棉辊及喂送皮带，具备籽棉储存、梳理、运送功能，实际应用中不局限于此形式，可依据自走式、牵引式机具特点进行调整。
[0063]
在实施棉包压实方法前，可先对打包机及控制系统进行相应的准备工作，包括：
[0064]
在设备出厂前对张紧摇臂的活动角度进行标定，限定张紧摇臂张开幅度，确定打包机最小起包直径、最大打包直径；张紧摇臂2通过摇臂油缸3进行上下运动，利用电磁阀调节张紧摇臂2向下压实力度，利用角度传感器、压力传感器检测摇臂位置及压实压力。
[0065]
在驱动打包机内的皮带组4的两台打包马达6上安装测速传感器，在设备出厂前标定皮带组4在棉花喂入、打包工作下的运转速度；在打包箱铰接处安装角度传感器，在设备
出厂前标定箱体最大张开角度。
[0066]
在打包机前端的喂入机构处安装测速传感器，在设备出厂前标定棉花喂入速度；在喂入机构高位、低位安装光电开关，检测机构内储棉存量。
[0067]
通过控制器采集上述信号，通过交互式显示屏显示打包机构各项工作参数，可通过显示屏设定喂入速度、棉包直径、压实力度、打包速度。
[0068]
接下来，系统即可依据储棉检测情况或手动下发指令进行棉花输送动作，通过检测摇臂角度计算对应的棉芯直径，并依据对应的函数关系自动调节摇臂油缸3的电磁阀电流，实现棉芯压实力度自适应调控；当棉芯直径到达设定尺寸或手动下发打包指令时，系统停止棉花喂入并进行棉芯打包动作。棉包逐出之后打包机箱体闭合，张紧摇臂2复位到标定原点重复喂棉打包流程工作。
[0069]
参照图3，本技术的优选实施例提供了一种基于打包机的棉包压实方法，包括步骤：
[0070]
s2、根据当前棉芯直径调节打包机的摇臂油缸3电信号实时调控作用在棉芯上的张紧摇臂2压力值大小以自适应调节棉芯压实力度；
[0071]
s3、若当前棉芯直径达到设定打包直径时，则控制喂入机构马达停止运转直接按所述棉芯压实力度进行棉芯打包动作，并依据操纵指令逐出棉包；若当前棉芯直径小于设定打包直径时，则控制喂入机构马达运转按设定棉花喂入速度进行喂棉，并在喂棉过程中重复执行前述步骤。
[0072]
本实施例提供的基于打包机的棉包压实方法在籽棉打包过程中依据当前棉芯直径自适应调节张紧摇臂2压力值大小以动态调节棉芯压实力度，解决了棉包成形度差、表面凹凸不平等问题，显著提高了国产设备打包压实水平，棉包密度合理、籽棉分布均匀，同时不损伤棉绒、棉籽，大大提高了籽棉储运的安全性、便捷性；采用本实施例产生的棉包成品，表面光滑平整，成型度好，棉包密度大于230kg/立方，籽棉分布均匀，满足多次转运、长期堆叠式存放的市场需求。
[0073]
如图4所示，在本技术的优选实施例中，根据当前棉芯直径调节打包机的摇臂油缸3电信号实时调控作用在棉芯上的张紧摇臂2压力值大小以自适应调节棉芯压实力度之前，还包括步骤:
[0074]
s1、设备启动之后，自动控制打包机的摇臂油缸3以一定压力调节张紧摇臂向下复位，从而为后续的打包作业做好必要的准备。
[0075]
如图5所示，在本技术的优选实施例中，设备启动之后，自动控制打包机的摇臂油缸以一定压力调节张紧摇臂向下复位，具体包括步骤：
[0076]
s11、当打包机内无棉芯时，自动控制打包机的摇臂油缸以一定压力调节张紧摇臂自由端下降至标定最低位置；
[0077]
s12、当打包机内存有棉芯时，自动控制打包机的摇臂油缸以一定压力调节张紧摇臂自由端下降至压实位置。
[0078]
如图6所示，在本技术的优选实施例中，所述根据当前棉芯直径调节打包机的摇臂油缸电信号实时调控作用在棉芯上的张紧摇臂压力值大小以自适应调节棉芯压实力度，具体包括步骤：
[0079]
s21、根据角度传感器获取的张紧摇臂的当前工作角度换算得到当前棉芯直径、棉
芯在打包机内的受压面积；
[0080]
s22、根据张紧摇臂的当前工作角度、当前棉芯直径自适应计算摇臂油缸的调控目标压力：
[0081]
p
target
＝p
base
·
αk·
α
θ
·
αv·
α
β
[0082]
其中，p
target
为摇臂油缸的调控目标压力，p
base
为摇臂油缸基准压力，且：
[0083][0084]
其中，s
pack
为棉芯在打包机内的受压面积，s
kcylinder
为摇臂油缸内受压作用面积，p
cotton
为棉芯压力，依据所需的目标棉花密度ρ
set
确定，αk为面积影响系数，由棉芯压力p
cotton
和摇臂油缸内受压作用面积s
kcylinder
确定；α
θ
为角度影响系数，通过张紧摇臂的当前工作角度关联棉芯受压面积s
pack
引出确定，αv为速度影响系数，通过张紧摇臂的当前工作角度关联棉芯直径变化速率确定，α
β
为张紧摇臂压力角度影响系数，用于消除角度分量造成的实际影响，其中，在棉芯增大的过程中，若打包机内张紧摇臂施压方向始终垂向棉芯的圆心时，张紧摇臂压力角度影响系数α
β
为1。
[0085]
本实施例中，控制器读取张紧摇臂2当前工作角度，调节摇臂油缸3的调节阀电信号，进行张紧摇臂2压力调控，计算摇臂油缸的调控目标压力的原理如下：
[0086]
①
棉籽上均布弹性棉纤维，压缩过程中的力学变化比较复杂，详见附图7。压缩初期阶段，籽棉应力近似线性缓慢增加以排除纤维间空隙为主，当压缩密度小于150kg/立方时，棉花密度与压实力度呈近似线性关系；当压缩密度大于150kg/立方时，主要以棉纤维自身受压发生部分塑性变形、物间内摩擦的粘性及棉籽受压的弹性变形为主，压力加快上升，且密度越高越明显。通过将两者关系进行函数拟合，则可依据所需的目标棉花密度ρ
set
，确定棉芯压力p
cotton
，进而设定一个基准摇臂油缸压力p
base
，控制张紧摇臂压实力度，依据力学公式f＝p
·
s，易推论出以下相关关系：
[0087]
p
cotton
·spack
＝p
base
·scylinderk
[0088]
其中，s
pack
为棉芯在打包机构内的受压面积；s
kcylinder
为摇臂油缸内受压作用面积，为一固定系数，可简化摇臂油缸基准压力为：
[0089][0090]
由于p
cotton
与s
cylinderk
为定值，设将两值设为面积影响系数αk，αk可根据现场情况测出，则可简化摇臂油缸目标压力p
target
为：
[0091]
p
target
＝p
base
·
αk·spack
[0092]
②
由于在籽棉喂入过程中，s
pack
随着棉芯直径增大而不断增大，欲调控棉芯密度在预定范围内，摇臂油缸3的压力随着棉芯直径增大而增大。本实施例通过张紧摇臂角度信号检测棉芯直径，由于应保证皮带组4保持一定运转间隙，张紧摇臂2在最低位置时，应保留适度的空腔间隙，摇臂角度与棉芯直径对应关系见图8，可通过角度关联s
pack
，进而引出角度影响系数α
θ
，由厂内真实数据实测得到，则摇臂油缸3的调控目标压力p
target
为：
[0093]
p
target
＝p
base
·
αk·
α
θ
[0094]
③
除上述因素外，相同压缩密度下机采籽棉压力与压缩速度之间也存在函数关系，对应关系见图9。本实施例中，已经预先标定了喂入速度，同时喂入机构具备籽棉梳散均
摊能力，可保证棉花均匀喂入，取单位时间籽棉喂入量为v，棉芯半径为r，宽度为l，密度比例系数为k，可推论出：
[0095]v·
t＝r2πl
·k[0096]
易知随着喂入时间t延长，棉芯直径变化速率逐渐降低，即摇臂角度变化速率降低。又由于籽棉喂入量均匀稳定，可通过摇臂角度关联棉芯直径变化速率，进而引出速度影响系数αv，则摇臂油缸3的调控目标压力p
target
为：
[0097]
p
target
＝p
base
·
αk·
α
θ
·
αv[0098]
④
除上述因素外，还应当引入摇臂压力角度影响系数α
β
，补偿角度分量造成的影响，则有：
[0099]
p
target
＝p
base
·
αk·
α
θ
·
αv·
α
β
[0100]
在本实施例中，在棉芯增大的过程中，打包机内张紧摇臂2施压方向始终近似垂向棉芯的圆心，因此角度分量造成的实际影响可忽略，即α
β
＝1。图10为棉芯9的直径由小到大的过程中紧摇臂2由最低位置至最高位置的动作过程示意图。
[0101]
如图11所示，在本技术的优选实施例中，所述根据当前棉芯直径调节打包机的摇臂油缸电信号实时调控作用在棉芯上的张紧摇臂压力值大小以自适应调节棉芯压实力度，还包括步骤：
[0102]
s23、若当前棉芯直径小于等于打包机的最小起包直径时，摇臂油缸的调控目标压力为预设的起包基准最小压力；
[0103]
s24、若当前棉芯直径与打包机的最大棉芯直径相差设定值时，作用在棉芯上的张紧摇臂压力值等于预设的隔离缓冲最大压力，直到当前棉芯直径与打包机的最大棉芯直径相一致，所述隔离缓冲最大压力小于等于籽棉压实压力，所述籽棉压实压力为打包机在设定棉芯压实密度和直径下对应的最大张紧摇臂压力值。
[0104]
本实施例在调节棉芯压实力度时设置有起包基准最小压力、隔离缓冲最大压力和籽棉压实压力，其中，设置起包基准最小压力，一方面满足了以最小的基准压力控制摇臂将籽棉挤搓成棉芯状态的需要，又满足了不同机具打包机油缸型号差异、摇臂活动范围差异，导致的设定参数不统一的实际问题，提高了本技术的适用性。另外打包膜受季节变化温差影响、光照影响，膜尾封胶性变差，存在低温环境下高密度棉包的边缘应力将棉膜封胶胀开的问题，但棉花应力传递距离有限，设置隔离缓冲最大压力，当棉包尺寸即将到达设定尺寸时不再继续增大压实力度，可降低棉包边缘应力，保护棉包存放安全性。图12为压实密度与棉籽破碎之间的关系曲线图，在压实密度大于250kg/立方的情况下，棉籽破碎概率大幅度提升，同时棉花丧失回弹性。棉籽经过深加工之后，可加工出短绒、浓缩蛋白、棉籽油等多种产品，提炼之后的饼渣可作为禽畜饲料，具有多重经济价值。因此，本技术建议的籽棉设定压实密度不应高于250kg/立方。
[0105]
如图13所示，在本技术的优选实施例中，所述基于打包机的棉包压实方法还包括步骤：
[0106]
s4、检测打包机两个打包马达的转速差，若转速差大于设定值，则对机构运转稳定情况进行示警，提醒进行皮带保养调整工作。
[0107]
如图14所示，在本技术的优选实施例中，所述控制喂入机构马达运转按设定棉花喂入速度进行喂棉过程中，还包括步骤：
[0108]
s31、读取喂入机构高位光电开关信号，当检测到打包机内棉花满仓或手动操作喂入动作时，则控制喂入机构马达运转按设定棉花喂入速度进行喂棉；
[0109]
s32、读取喂入机构低位光电开关信号，当检测到打包机内棉花已清空时，先停止喂入机构马达，再停止打包马达运转，直至再次检测到打包机内棉花满仓或手动操作喂入动作时，则控制喂入机构马达运转按设定棉花喂入速度进行喂棉。
[0110]
需要指出的是，喂入机构可进行多样化调整，并且检测籽棉储量的方式不局限于光电开关，可依据机构特点进行变更；且不局限喂入速度标定方式。如满足本技术内功能需求，上述传感器检测位置、类型可根据设计需要进行选择调整，或利用其它间接测量的方法，如利用角度信号进行箱体开合姿态检测，也可利用检测油缸位移的方式判断箱体姿态。can通讯方式可以用rs232/485、ethernet modbus-tcp等通信协议代替。上述交互式触控屏可满足自走式收获机打包全流程自动化、便捷化的适用性需求，但对于牵引式打包机具或固定位置的打包工作台，可依据使用需求对硬件进行替换。
[0111]
如图15所示，本技术的另一优选实施例还提供了一种基于打包机的棉包压实装置，包括：
[0112]
棉芯压实力度调节模块，用于根据当前棉芯直径调节打包机的摇臂油缸电信号实时调控作用在棉芯上的张紧摇臂压力值大小以自适应调节棉芯压实力度；
[0113]
棉芯打包控制模块，用于若当前棉芯直径达到设定打包直径时，则控制喂入机构马达停止运转直接按所述棉芯压实力度进行棉芯打包动作，并依据操纵指令逐出棉包；若当前棉芯直径小于设定打包直径时，则控制喂入机构马达运转按设定棉花喂入速度进行喂棉，并在喂棉过程中重复执行前述步骤。
[0114]
如图16所示，本技术的优选实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述实施例中的基于打包机的棉包压实方法的步骤。
[0115]
如图17所示，本技术的优选实施例还提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端或活体检测服务器，其内部结构图可以如图17所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的其他计算机设备通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现上述基于打包机的棉包压实方法的步骤。
[0116]
本领域技术人员可以理解，图17中示出的结构，仅仅是与本技术方案相关的部分结构的框图，并不构成对本技术方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
[0117]
本技术的优选实施例还提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，在所述程序运行时控制所述存储介质所在的设备执行上述实施例中的基于打包机的棉包压实方法的步骤。
[0118]
需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
[0119]
本实施例方法所述功能若以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个或者多个计算设备可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术实施例对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算设备(可以是个人计算机，服务器，移动计算设备或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)，磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0120]
本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本技术实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言java和直译式脚本语言javascript等。
[0121]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0122]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0123]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0124]
尽管已描述了本技术的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本技术范围的所有变更和修改。
[0125]
显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。

技术特征：
1.一种基于打包机的棉包压实方法，其特征在于，包括步骤：根据当前棉芯直径调节打包机的摇臂油缸电信号实时调控作用在棉芯上的张紧摇臂压力值大小以自适应调节棉芯压实力度；若当前棉芯直径达到设定打包直径时，则控制喂入机构马达停止运转直接按所述棉芯压实力度进行棉芯打包动作，并依据操纵指令逐出棉包；若当前棉芯直径小于设定打包直径时，则控制喂入机构马达运转按设定棉花喂入速度进行喂棉，并在喂棉过程中重复执行前述步骤。2.根据权利要求1所述的基于打包机的棉包压实方法，其特征在于，根据当前棉芯直径调节打包机的摇臂油缸电信号实时调控作用在棉芯上的张紧摇臂压力值大小以自适应调节棉芯压实力度之前，还包括步骤:设备启动之后，自动控制打包机的摇臂油缸以一定压力调节张紧摇臂向下复位。3.根据权利要求2所述的基于打包机的棉包压实方法，其特征在于，设备启动之后，自动控制打包机的摇臂油缸以一定压力调节张紧摇臂向下复位，具体包括步骤：当打包机内无棉芯时，自动控制打包机的摇臂油缸以一定压力调节张紧摇臂自由端下降至标定最低位置；当打包机内存有棉芯时，自动控制打包机的摇臂油缸以一定压力调节张紧摇臂自由端下降至压实位置。4.根据权利要求1所述的基于打包机的棉包压实方法，其特征在于，所述根据当前棉芯直径调节打包机的摇臂油缸电信号实时调控作用在棉芯上的张紧摇臂压力值大小以自适应调节棉芯压实力度，具体包括步骤：根据角度传感器获取的张紧摇臂的当前工作角度换算得到当前棉芯直径、棉芯在打包机内的受压面积；根据张紧摇臂的当前工作角度、当前棉芯直径自适应计算摇臂油缸的调控目标压力：p
target
＝p
base
·
α
k
·
α
θ
·
αv·
α
β
其中，p
target
为摇臂油缸的调控目标压力，p
base
为摇臂油缸基准压力，且：其中，s
pack
为棉芯在打包机内的受压面积，s
kcylinder
为摇臂油缸内受压作用面积，p
cotton
为棉芯压力，依据所需的目标棉花密度ρ
set
确定，α
k
为面积影响系数，由棉芯压力p
cotton
和摇臂油缸内受压作用面积s
kcylinder
确定；α
θ
为角度影响系数，通过张紧摇臂的当前工作角度关联棉芯受压面积s
pack
引出确定，αv为速度影响系数，通过张紧摇臂的当前工作角度关联棉芯直径变化速率确定，α
β
为张紧摇臂压力角度影响系数，用于消除角度分量造成的实际影响，其中，在棉芯增大的过程中，若打包机内张紧摇臂施压方向始终垂向棉芯的圆心时，张紧摇臂压力角度影响系数α
β
为1。5.根据权利要求1所述的基于打包机的棉包压实方法，其特征在于，所述根据当前棉芯直径调节打包机的摇臂油缸电信号实时调控作用在棉芯上的张紧摇臂压力值大小以自适应调节棉芯压实力度，还包括步骤：若当前棉芯直径小于等于打包机的最小起包直径时，摇臂油缸的调控目标压力为预设的起包基准最小压力；
若当前棉芯直径与打包机的最大棉芯直径相差设定值时，作用在棉芯上的张紧摇臂压力值等于预设的隔离缓冲最大压力，直到当前棉芯直径与打包机的最大棉芯直径相一致，所述隔离缓冲最大压力小于等于籽棉压实压力，所述籽棉压实压力为打包机在设定棉芯压实密度和直径下对应的最大张紧摇臂压力值。6.根据权利要求1所述的基于打包机的棉包压实方法，其特征在于，还包括步骤：检测打包机两个打包马达的转速差，若转速差大于设定值，则进行示警，提醒进行皮带保养调整工作。7.根据权利要求1所述的基于打包机的棉包压实方法，其特征在于，所述控制喂入机构马达运转按设定棉花喂入速度进行喂棉过程中，还包括步骤：当检测到打包机内棉花满仓或手动操作喂入动作时，则控制喂入机构马达运转按设定棉花喂入速度进行喂棉；当检测到打包机内棉花已清空时，先停止喂入机构马达，再停止打包马达运转，直至检测到打包机内棉花满仓或手动操作喂入动作时，则控制喂入机构马达运转按设定棉花喂入速度进行喂棉。8.一种基于打包机的棉包压实装置，其特征在于，包括：棉芯压实力度调节模块，用于根据当前棉芯直径调节打包机的摇臂油缸电信号实时调控作用在棉芯上的张紧摇臂压力值大小以自适应调节棉芯压实力度；棉芯打包控制模块，用于若当前棉芯直径达到设定打包直径时，则控制喂入机构马达停止运转直接按所述棉芯压实力度进行棉芯打包动作，并依据操纵指令逐出棉包；若当前棉芯直径小于设定打包直径时，则控制喂入机构马达运转按设定棉花喂入速度进行喂棉，并在喂棉过程中重复执行前述步骤。9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7中任一项所述基于打包机的棉包压实方法的步骤。10.一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其特征在于，在所述程序运行时控制所述存储介质所在的设备执行如权利要求1至7中任一项所述基于打包机的棉包压实方法的步骤。

技术总结
本申请公开了一种基于打包机的棉包压实方法、装置、电子设备及存储介质，所述方法包括步骤：根据当前棉芯直径调节打包机的摇臂油缸电信号实时调控作用在棉芯上的张紧摇臂压力值大小以自适应调节棉芯压实力度；若当前棉芯直径达到设定打包直径时，则控制喂入机构马达停止运转直接按所述棉芯压实力度进行棉芯打包动作，并依据操纵指令逐出棉包；若当前棉芯直径小于设定打包直径时，则控制喂入机构马达运转按设定棉花喂入速度进行喂棉，并在喂棉过程中重复执行前述步骤。本申请解决了棉包成形度差、表面凹凸不平等问题，显著提高了国产设备打包压实水平，棉包密度合理、籽棉分布均匀，同时不损伤棉绒、棉籽，大大提高了籽棉储运的安全性、便捷性。便捷性。便捷性。


技术研发人员：刘秦 唐鼎新 杨峻 谢存 杨鹏 刘洋 周阳
受保护的技术使用者：中国铁建重工集团股份有限公司
技术研发日：2023.06.25
技术公布日：2023/9/13