采棉机水平控制随着近年采棉机的广泛应用而越发势在必行。新疆作为我国最大的优质棉生产基地，植棉业已成为新疆最大的农业支柱产业。长期以来，新疆采棉仍以人工采摘为主，采摘效率低，用工量大的问题尤为突出。而且新疆地广人稀，劳动力资源短缺，造成拾花劳力不足，居高不下的劳动成本已成为阻碍新疆棉花产业发展的“瓶颈”。

我国采棉机械化因为起步较晚，经过近年对国外先进的采棉机技术进行引进、消化和吸收，已经成功研制出了适合新疆棉花生产的国产采棉机。但采棉机的核心部件摘锭还依赖国外进口，不仅价格昂贵，且维修困难。因此对水平摘锭运动轨迹进行控制对我国采棉机的发展具有重要意义。

摘锭安装在摘锭座管上，摘锭座管中心轴上的锥齿轮与摘锭末端的锥齿轮配合，带动摘锭旋转。每个摘锭座管上端有一曲拐，曲拐上滚轮沿椭圆轨迹的滑槽运动。摘锭座管安装在采摘滚筒上，摘锭座管随滚筒做圆周运动。由于导向槽轨迹的不规则性，当快运动到采摘区位置时，在导向槽内的滚轮带动曲拐摆动，使摘锭座管偏转，摘锭随之转动改变径向夹角。

当转动到采摘区，摘锭与前进方向基本垂直，与棉花完全接触，有利于采摘。当转至脱棉区时，摘锭向切线方向偏转．使脱棉圆盘更容易将缠绕在摘顶上的棉花脱下。摘锭在运动中出现摆动，这样的摆动是由与摘锭座管相连的曲拐控制的，曲拐一端随摘锭座管做旋转运动，另一端装有一个滚轮，滚轮在导向槽内。受导向槽的轨迹限制，这就导致摘锭在做旋转运动的同时受导向槽的控制产生摆动。

棉田是复杂开放的非结构性作业环境，具有较强的非线性、时变性等诸多不确定扰动。为了保证稳健行驶和高效采收，采棉机在采收过程中需要实时调整控制参数来应对不断变化的外界状况，比如地面状况、棉花承载量和采棉机的水平情况等。

   因此，北微传感推出了专业的控制采棉机水平的解决方案，采用BWK220对采棉机的摘锭和其他需要控制水平的部位进行实时监测。BWK220是北微传感研发生产的一款电压输出的低成本双轴倾角传感器，采用成熟的工业级MEMS加速度计，测量范围+90°，最高精度0.2°，工作温度达到-40C-+85*C，本产品体积小、重量轻，可以满足对空间有限制的应用需求。本产品把静态重力场的变化转换为倾角变化,通过电压方式直接输出水平倾角数值，具有成本低、温漂小、使用简单、抗外界干扰能力强的优点，是采棉机水平倾角测量的理想选择。

参考文献：刘向新,周亚立,翟超,等. 水平摘锭运动轨迹的分析[J]. 中国农机化学报,2013,34(2):150-153. DOI:10.3969/j.issn.2095-5553.2013.02.040.

标签： 采棉机水平控制