專利名稱：一種聯(lián)合收割機脫離滾筒堵塞預(yù)警裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及故障預(yù)警裝置，尤其是涉及一種聯(lián)合收割機脫離滾筒堵塞預(yù)警裝置。
背景技術(shù)：
隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，采用大型聯(lián)合收割機進行大面積收割作業(yè)已經(jīng)慢慢得到廣泛的普及，聯(lián)合收割機在農(nóng)田收獲作業(yè)時經(jīng)常因喂入量過大而照成其核心部件脫離滾筒的堵塞，故障發(fā)生時會發(fā)生皮帶打滑嚴重時甚至?xí)p壞機器，這種故障的發(fā)生嚴重影響了聯(lián)合收割機的作業(yè)進度及收獲效率，甚至給農(nóng)戶和機主帶來不必要的經(jīng)濟損失。因此對聯(lián)合收割機關(guān)鍵部件工作狀況的實時監(jiān)控很有必要，如果能在故障發(fā)生之前就進行相關(guān)的預(yù)警，提示操作員進行簡單調(diào)整則可以避免故障的發(fā)生，延長機車的使用壽命。國內(nèi)外關(guān)于聯(lián)合收割機關(guān)鍵部件堵塞故障預(yù)報警的研究總的來說還處于初步階段， 缺乏相關(guān)故障診斷技術(shù)、方法和理論。目前收割機堵塞報警采用監(jiān)測關(guān)鍵部件的轉(zhuǎn)速，當其低于正常工作范圍是進行報警。這類方法比較簡單但準確率不高，而且延遲也比較大，使其應(yīng)用受到限制。脫離滾筒堵塞故障發(fā)生的真正原因是喂入量過大，超過了機車的脫離能力，同時又由于草谷比和濕度等因素的影響最終造成滾筒堵塞，皮帶打滑，谷物嚴重損失，甚至部件損壞。因此如果把喂入量，濕度等因素也作為故障診斷的依據(jù)，則不僅能提高系統(tǒng)的準確性，同時也起到提前報警的作用。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提出一種聯(lián)合收割機脫離滾筒堵塞預(yù)警裝置，從谷物喂入量和濕度入手，基于單片機和傳感器相關(guān)技術(shù)，實現(xiàn)收割機工作時，對脫離滾筒堵塞故障提前判斷，同時顯示給機手當前機車狀態(tài)以及故障安全范圍內(nèi)的一些參考參數(shù)，方便機手提前做出反映，避免故障的發(fā)生。本實用新型采用的技術(shù)方案是該裝置包括電源模塊、傳感器模塊、單片機處理模塊、液晶顯示模塊、語音報警提示模塊；電源模塊分別與傳感器模塊、單片機處理模塊、液晶顯示模塊和語音報警提示模塊相連，傳感器模塊與單片機處理模塊連接，單片機模塊分別與液晶顯示模塊和語音報警提示模塊相連。所述的傳感器模塊由四個傳感器組成，車輪軸端面同一圓周上等距布有四個磁鋼，機車前進速度傳感器固定在車輪軸與磁鋼對應(yīng)位置，脫離滾筒軸端面同一圓周上等距布有四個磁鋼，脫離滾筒傳感器固定在脫離滾筒軸與磁鋼對應(yīng)位置；喂入量傳感器安裝在傾斜輸送器底板的出口處；谷物濕度傳感器安裝在谷粒升運器上開口處；其中機車前進速度傳感器和脫離滾筒傳感器型號相同，均為霍爾轉(zhuǎn)速傳感器，傳感器型號為HAL506S ；谷物濕度傳感器，采用Farmtronics公司的E23650型號的濕度傳感器；喂入量傳感器采用Honeywell公司的model 13型微型壓力傳感器。所述的液晶顯示模塊為JMM0U88，是圖形點陣液晶顯示器。所述的語音報警提示模塊的核心語音芯片型號為WT588D。所述的單片機處理模塊采用C8051F020單片機，分別通過P0. 1和P0. 2 口與機車前進速度傳感器和脫離滾筒傳感器相連，AIN1. 0 口與喂入量傳感器相連，P3. 0 口接谷物濕度傳感器，接口 J2連接液晶顯示模塊，通過P3. 1 口連接語音模塊控制信號輸入端連接。本實用新型具有的有益效果是本實用新型可以安裝在駕駛倉內(nèi)，其傳感器部分固定在收割機相應(yīng)位置，實時監(jiān)測機車運行狀況，及時提供當前收割機運行參數(shù)以及可供參考的安全機車運行速度和脫離滾筒轉(zhuǎn)速等參數(shù)，提示操作員提前做出調(diào)整，規(guī)避堵塞故障。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)原理框圖。圖2是本實用新型的轉(zhuǎn)速傳感器布設(shè)示意圖。圖3是本實用新型的喂入量傳感器布設(shè)示意圖。圖4是本實用新型的濕度傳感器布設(shè)示意圖。圖5是本實用新型的電路結(jié)構(gòu)原理圖。圖中1、車輪軸，1’脫離滾筒軸，2、磁鋼，3輸送鏈耙、，4、傾斜輸送器底板，5、谷物，6、喂入量傳感器，7、谷粒升運器，8、谷物濕度傳感器。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作出進一步的說明。如圖1所示，該裝置包括電源模塊、傳感器模塊、單片機處理模塊、液晶顯示模塊、 語音報警提示模塊；電源模塊分別與傳感器模塊、單片機處理模塊、液晶顯示模塊和語音報警提示模塊相連，傳感器模塊與單片機處理模塊連接，單片機模塊分別與液晶顯示模塊和語音報警提示模塊相連。如圖2所示，所述的傳感器模塊由四個傳感器組成，車輪軸1端面同一圓周上等距布有四個磁鋼2，機車前進速度傳感器固定在車輪軸1與磁鋼2對應(yīng)位置，脫離滾筒軸1’端面同一圓周上等距布有四個磁鋼2，脫離滾筒傳感器固定在脫離滾筒軸1’與磁鋼2對應(yīng)位置，其中機車前進速度傳感器1和脫離滾筒傳感器2型號相同，均為霍爾轉(zhuǎn)速傳感器，傳感器型號為HAL506S，采用5V供電，兩個傳感器分別與單片機處理模塊的P0. 1和P0. 2 口相連，傳感器通過內(nèi)部集成電路可以輸出0，5伏信號，隨著轉(zhuǎn)速的變化，脈沖波的頻率也跟著發(fā)生變化，通過相應(yīng)接口連接到單片機，可以得到轉(zhuǎn)速參數(shù)。如圖3所示，喂入量傳感器6安裝在傾斜輸送器底板4處，喂入量傳感器6是一種壓一電式傳感器，采用Honeywell公司的model 13型微型壓力傳感器。當收割機進行收割機時，輸送鏈耙3會把喂入的谷物4傾斜輸送器底板5的下端輸送到上端，過程中喂入量傳感器6將谷物3對傾斜輸送器底板4的擠壓力的大小轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕膹娙?，該信號通過 Aim. 0接口連接單片機內(nèi)部的AD轉(zhuǎn)換器，經(jīng)過處理即可得到喂入量的大小。如圖4所示，谷物濕度傳感器8安裝在谷粒升運器7上開口處，采用Farmtronics公司的E23650型號的濕度傳感器，該傳感器為電容式傳感器，谷物通過傳感器兩個極板之間時會改變介電常數(shù)從而改變傳感器電容值，靠頻率信號來反映谷物的含水率，在聯(lián)合收割機的谷粒升運器7上開取樣口，設(shè)計一個取樣通道，在取樣通道上安裝谷物濕度傳感器 8，便可在谷粒升運至糧倉的過程中進行數(shù)據(jù)檢測。本實用新型裝置中用給其他模塊供電的電源模塊實現(xiàn)電路圖如圖5所示，通過簡單的電壓轉(zhuǎn)換電路將機載12V直流電轉(zhuǎn)成可用的5V直流電，供傳感器模塊、單片機處理模塊、液晶顯示模塊和語音報警提示模塊使用。本裝置中單片機型號為C8051F020，可通過中斷接口接收三路頻率信號，通過采集收割機前進速度，喂入量，谷物濕度，脫離滾筒轉(zhuǎn)速參數(shù)并顯示出來，同時判斷喂入量是否處于故障安全范圍，如果超出會通過LED和蜂鳴器預(yù)警，并通過液晶顯示出可供操作員參考的機車前進速度和脫離滾筒轉(zhuǎn)速，通過語音方式提示操作員提前做出相應(yīng)的調(diào)整，避免故障的發(fā)生。本實用新型裝置中的液晶顯示模塊型號為JMM0U88，是圖形點陣液晶顯示器，可實現(xiàn)圖形及漢字顯示，該模塊與單片機接口為圖5中的J2，主要顯示機車當前狀態(tài)參數(shù)以及故障安全參考參數(shù)。本實用新型裝置中的語音報警提示模塊核心語音芯片型號為WT588D，該芯片內(nèi)部高度集成化，可通過多種控制模式，將語音信息下載到內(nèi)部的SPI-Flash中，并能直接推動外部功放。采用一線串口控制模式，通過單片機P3.1 口進行對模塊的控制，實際工作時可用來提示駕駛員當前的脫離滾筒狀況以及故障危險時應(yīng)該做如何調(diào)整。語音報警提示模塊，通過語音方式提醒機手當前脫離滾筒是否有發(fā)生堵塞的危險以及應(yīng)該如何調(diào)整機車前進速度。本實用新型的工作原理當聯(lián)合收割機在田間工作時，本裝置通過傳感器采集信息并通過液晶實時顯示出當前機車的前進速度，脫離滾筒轉(zhuǎn)速，谷物喂入量和谷物濕度，這時會有語音提示“當前的脫離滾筒運行正常”。當喂入量超過脫離滾筒的脫離能力時，蜂鳴器預(yù)警，同時有紅色亮燈， 這時液晶除了顯示出當前的機車前進速度，脫離滾筒轉(zhuǎn)速，喂入量和谷物濕度外，還會顯示說明脫離滾筒處于過負荷狀態(tài)，可能發(fā)生故障，并給出機車前進速度安全值，同時也會語音提示“當前脫離滾筒處于過負荷狀態(tài)，請調(diào)整機車前進速度為安全值(如10公里/時)以下。”這樣操作手可以根據(jù)裝置提示及時調(diào)整機車前進速度，避免脫離滾筒堵塞故障的發(fā)生。當喂入量和脫離滾筒轉(zhuǎn)速比例恢復(fù)正常時，語音會提示“當前的脫離滾筒運行正常”，機車繼續(xù)保持當前運行狀態(tài)進行作業(yè)。
權(quán)利要求1.一種聯(lián)合收割機脫離滾筒堵塞預(yù)警裝置，其特征在于該裝置包括電源模塊、傳感器模塊、單片機處理模塊、液晶顯示模塊、語音報警提示模塊；電源模塊分別與傳感器模塊、 單片機處理模塊、液晶顯示模塊和語音報警提示模塊相連，傳感器模塊與單片機處理模塊連接，單片機模塊分別與液晶顯示模塊和語音報警提示模塊相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聯(lián)合收割機脫離滾筒堵塞預(yù)警裝置，其特征在于所述的傳感器模塊由四個傳感器組成，車輪軸端面同一圓周上等距布有四個磁鋼，機車前進速度傳感器固定在車輪軸與磁鋼對應(yīng)位置，脫離滾筒軸端面同一圓周上等距布有四個磁鋼， 脫離滾筒傳感器固定在脫離滾筒軸與磁鋼對應(yīng)位置；喂入量傳感器安裝在傾斜輸送器底板的出口處；谷物濕度傳感器安裝在谷粒升運器上開口處；其中機車前進速度傳感器和脫離滾筒傳感器型號相同，均為霍爾轉(zhuǎn)速傳感器，傳感器型號為HAL506S ；谷物濕度傳感器，采用Farmtronics公司的E23650型號的濕度傳感器；喂入量傳感器采用Honeywell公司的model 13型微型壓力傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聯(lián)合收割機脫離滾筒堵塞預(yù)警裝置，其特征在于所述的液晶顯示模塊為JMM0U88，是圖形點陣液晶顯示器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聯(lián)合收割機脫離滾筒堵塞預(yù)警裝置，其特征在于所述的語音報警提示模塊的核心語音芯片型號為WT588D。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聯(lián)合收割機脫離滾筒堵塞預(yù)警裝置，其特征在于所述的單片機處理模塊采用C8051F020單片機，分別通過PO. 1和PO. 2 口與機車前進速度傳感器和脫離滾筒傳感器相連，AIN1.0 口與喂入量傳感器相連，P3.0 口接谷物濕度傳感器，接口 J2連接液晶顯示模塊，通過P3. 1 口連接語音模塊控制信號輸入端連接。
專利摘要本實用新型公開了一種聯(lián)合收割機脫離滾筒堵塞預(yù)警裝置。該裝置包括電源模塊、傳感器模塊、單片機處理模塊、液晶顯示模塊、語音報警提示模塊；電源模塊分別與傳感器模塊、單片機處理模塊、液晶顯示模塊和語音報警提示模塊相連，傳感器模塊與單片機處理模塊連接，單片機模塊分別與液晶顯示模塊和語音報警提示模塊相連。本實用新型可以安裝在駕駛倉內(nèi)，其傳感器部分固定在收割機相應(yīng)位置，實時監(jiān)測機車運行狀況，及時提供當前收割機運行參數(shù)以及可供參考的安全機車運行速度和脫離滾筒轉(zhuǎn)速等參數(shù)，提示操作員提前做出調(diào)整，規(guī)避堵塞故障。
文檔編號A01F12/18GK201938106SQ20102066809
公開日2011年8月24日 申請日期2010年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月10日
發(fā)明者應(yīng)義斌, 王劍平, 蓋玲, 高飛 申請人:浙江大學(xué)