一種用于聯(lián)合收獲機的控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種用于聯(lián)合收獲機的控制系統(tǒng)，通過其后端控制器實時監(jiān)測脫粒滾筒工況信息，當脫粒滾筒運行負荷持續(xù)大于預(yù)設(shè)值并超過設(shè)定時間后，自動將輸出至液壓泵ECU的控制信號減小至零，以實現(xiàn)自動停機。本發(fā)明可以實時監(jiān)控整個收獲機的工況，能夠?qū)崟r觀察整個收獲機的動態(tài)情況，同時通過操作面板和操作手柄的雙輸入配合使用同時具有自動和手動兩種模式及其方便，另外本系統(tǒng)能夠根據(jù)檢測到的收獲機的負荷進行判斷并使其在超負荷時自動停機，這樣使用特別安全，減少事故發(fā)生。
【專利說明】一種用于聯(lián)合收獲機的控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種聯(lián)合收獲機的檢測系統(tǒng)，尤其是涉及一種用于聯(lián)合收獲機的工況監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟技術(shù)的發(fā)展，聯(lián)合收獲機的市場逐年擴大，成為當今農(nóng)村不可少的必用農(nóng)機具。為保障收獲機正常的工作及運行狀況，人們開始在收獲機上安裝監(jiān)控、檢測裝置，用于顯示行車速度等工況，但是現(xiàn)有的檢測系統(tǒng)只能部分和局部檢測，而且不能進行有效的控制措施，使用不方便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為解決上述技術(shù)問題的不足，提供一種用于聯(lián)合收獲機的工況監(jiān)控系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中控制不方便，容易誘發(fā)事故的問題。
[0004]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題的不足，所采用的技術(shù)方案是:
一種用于聯(lián)合收獲機的控制系統(tǒng)，所述聯(lián)合收獲機以發(fā)動機作為動力源，由液壓泵驅(qū)動聯(lián)合收獲機的行進以及脫粒滾筒和收割工作部件的運轉(zhuǎn)，所述控制系統(tǒng)包括用于監(jiān)控發(fā)動機的發(fā)動機ECU、用于監(jiān)控液壓泵的液壓泵ECU和用于檢測脫粒滾筒工況的脫粒滾筒ECU，在所述控制系統(tǒng)中還設(shè)有用于接收收割工作部件工況信息的前端控制器、用于控制液壓泵ECU的后端控制器、用于顯示運行參數(shù)及狀態(tài)的顯示器和用于手動控制聯(lián)合收獲機行進及收割工作部件運行的操作手柄，所述前端控制器、后端控制器、顯示器、操作手柄、發(fā)動機E⑶和脫粒滾筒E⑶均通過CAN模塊連接至CAN總線；后端控制器通過CAN總線接收發(fā)動機ECU傳輸?shù)陌l(fā)動機工況信息、脫粒滾筒ECU傳輸?shù)拿摿L筒工況信息和操作手柄的控制信號，并根據(jù)操作手柄的控制信號切換自動或手動控制模式；在自動控制模式下，后端控制器根據(jù)接收到的發(fā)動機工況信息和脫粒滾筒工況信息由預(yù)設(shè)的程序通過液壓泵ECU自動控制聯(lián)合收獲機的行進，在手動控制模式下，后端控制器根據(jù)操作手柄的控制信號通過液壓泵ECU控制聯(lián)合收獲機的行進及收割工作部件運行；在自動和手動兩種控制模式下，后端控制器實時監(jiān)測脫粒滾筒工況信息，當脫粒滾筒運行負荷持續(xù)大于預(yù)設(shè)值并超過設(shè)定時間后，自動將輸出至液壓泵E⑶的控制信號減小至零，以實現(xiàn)自動停機。
[0005]所述的后端控制器采用模糊PID控制算法通過液壓泵ECU自動控制聯(lián)合收獲機的行進。
[0006]所述的控制系統(tǒng)中還設(shè)有與前端控制器連接的操作面板，操作面板上設(shè)有控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速的控制按鈕和控制工作燈及卸糧燈的開關(guān)。
[0007]所述的發(fā)動機ECU與安裝在聯(lián)合收獲機發(fā)動機上的機油壓力傳感器、水溫傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器連接。
[0008]所述的脫粒滾筒ECU與安裝在聯(lián)合收獲機脫粒滾筒上的壓力傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器連接。[0009]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明可以實時監(jiān)控整個收獲機的工況，能夠?qū)崟r觀察整個收獲機的動態(tài)情況，同時通過操作面板和操作手柄的雙輸入配合使用同時具有自動和手動兩種模式及其方便，另外本系統(tǒng)能夠根據(jù)檢測到的收獲機的負荷進行判斷并使其在超負荷時自動停機，這樣使用特別安全，減少事故發(fā)生。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明中的監(jiān)控系統(tǒng)框圖。
[0011]圖2為本發(fā)明中前端控制器信號簡圖。
[0012]圖3為本發(fā)明中后端控制器信號簡圖。
[0013]圖4為本發(fā)明控制行走的信號傳遞簡圖。
[0014]圖5為本發(fā)明中操作手柄的信號簡圖。
[0015]圖6為本發(fā)明中發(fā)動機ECU信號簡圖。
[0016]圖7為本發(fā)明中操作面板信號簡圖。
[0017]圖8為本發(fā)明中脫粒滾筒E⑶信號簡圖。
【具體實施方式】
[0018]圖中所示，【具體實施方式】如下:
一種用于聯(lián)合收獲機的控制系統(tǒng)，所述聯(lián)合收獲機以發(fā)動機作為動力源，由液壓泵驅(qū)動聯(lián)合收獲機的行進以及脫粒滾筒和收割工作部件的運轉(zhuǎn)，所述控制系統(tǒng)包括用于監(jiān)控發(fā)動機的發(fā)動機ECU、用于監(jiān)控液壓泵的`液壓泵ECU和用于檢測脫粒滾筒工況的脫粒滾筒ECU，在所述控制系統(tǒng)中還設(shè)有用于接收收割工作部件工況信息的前端控制器、用于控制液壓泵ECU的后端控制器、用于顯示運行參數(shù)及狀態(tài)的顯示器和用于手動控制聯(lián)合收獲機行進及收割工作部件運行的操作手柄，所述前端控制器、后端控制器、顯示器、操作手柄、發(fā)動機E⑶和脫粒滾筒E⑶均通過CAN模塊連接至CAN總線；后端控制器通過CAN總線接收發(fā)動機ECU傳輸?shù)陌l(fā)動機工況信息、脫粒滾筒ECU傳輸?shù)拿摿L筒工況信息和操作手柄的控制信號，并根據(jù)操作手柄的控制信號切換自動或手動控制模式；在自動控制模式下，后端控制器根據(jù)接收到的發(fā)動機工況信息和脫粒滾筒工況信息由預(yù)設(shè)的程序通過液壓泵ECU自動控制聯(lián)合收獲機的行進，在手動控制模式下，后端控制器根據(jù)操作手柄的控制信號通過液壓泵ECU控制聯(lián)合收獲機的行進及收割工作部件運行；在自動和手動兩種控制模式下，后端控制器實時監(jiān)測脫粒滾筒工況信息，當脫粒滾筒運行負荷持續(xù)大于預(yù)設(shè)值并超過設(shè)定時間后，自動將輸出至液壓泵E⑶的控制信號減小至零，以實現(xiàn)自動停機。
[0019]所述的后端控制器采用模糊PID控制算法通過液壓泵ECU自動控制聯(lián)合收獲機的行進。
[0020]所述的控制系統(tǒng)中還設(shè)有與前端控制器連接的操作面板，操作面板上設(shè)有控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速的控制按鈕和控制工作燈及卸糧燈的開關(guān)。
[0021]所述的發(fā)動機ECU與安裝在聯(lián)合收獲機發(fā)動機上的機油壓力傳感器、水溫傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器連接。
[0022]所述的脫粒滾筒ECU與安裝在聯(lián)合收獲機脫粒滾筒上的壓力傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器連接。[0023]本發(fā)明可以檢測到發(fā)動機工況信號，脫粒滾筒負荷信號；中央處理器可利用脫粒滾筒負荷和發(fā)動機工況信號按照預(yù)定控制算法即模糊PID控制算法通過液壓泵ECU控制機器行走速度，并將整機工況，主要包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速、發(fā)動機機油壓力、撥禾輪轉(zhuǎn)速、喂入輥轉(zhuǎn)速、行走速度、復脫器轉(zhuǎn)速、脫粒滾筒轉(zhuǎn)速、喂入量、自動/手動模式通過CAN總線動態(tài)顯示在顯示器上，顯示器采用指針指示與具體數(shù)值同時并存，指針指示實時更新；具體數(shù)值I秒鐘更新一次，如果負荷大時可實現(xiàn)自動停車，如果脫粒滾筒實際負荷大于預(yù)定負荷的10%，且超過3秒鐘，則中央處理器輸出給液壓泵ECU的信號按照遞減規(guī)則在2秒鐘內(nèi)減為零，實現(xiàn)自動停車，預(yù)定負荷按照機器的脫粒能力預(yù)先輸入在中央處理器內(nèi)，操作手柄按鍵信號通過CAN總線傳遞至中央處理器，實現(xiàn)割臺升降、撥禾輪升降、行走速度手動與自動切換和緊急停車功能；當行走速度采用手動時操作手柄操作方向與行程信號通過CAN總線傳遞至液壓泵ECU，控制調(diào)節(jié)前進與后退速度；操作面板通過CAN總線調(diào)節(jié)發(fā)動機指令轉(zhuǎn)速，工作燈與卸糧燈開關(guān)。本發(fā)明可對聯(lián)合收獲機整機工況進行監(jiān)測，對行走速度進行控制，有利于整機可靠性能的提高。
[0024]中央處理器由前端控制器與后端控制器構(gòu)成；當行走速度采用自動時，其由后端控制器根據(jù)脫粒滾筒負荷和發(fā)動機工況信號按照預(yù)定控制算法通過液壓泵ECU控制機器行走速度控制，脫粒滾筒負荷由脫粒滾筒扭矩表示，脫粒滾筒扭矩由扭矩傳感器或者油壓力傳感器測得；發(fā)動機工況信號為發(fā)動機轉(zhuǎn)速，由轉(zhuǎn)速傳感器測得；預(yù)定控制算法為模糊PID控制算法；采用手動時，行走速度由操作手柄的行程控制；不論行走速度采用自動還是手動，如果機器負荷大時后端控制器通過液壓泵ECU可實現(xiàn)自動停車，如果脫粒滾筒實際負荷大于預(yù)定負荷的10%，且超過3秒鐘，則中央處理器輸出給液壓泵ECU的信號按照遞減規(guī)則在2秒鐘內(nèi)減為零，實現(xiàn)自動停車，待脫粒滾筒負荷減小到預(yù)定負荷則可進行正常行走操作。自動與手動控 制模式由中央處理器檢測操作手柄中自動/手動模式按鈕，并將此模式通過CAN總線在顯示器中進行文字或者圖標顯示；其中手動模式優(yōu)先:中央處理器只要檢測到操作手柄信號輸入，則自動轉(zhuǎn)換為手動模式。
[0025]其中各個模塊的信號傳遞如下；
前端控制器輸入信號:喂入輥轉(zhuǎn)速、脫粒滾筒轉(zhuǎn)速、升運器轉(zhuǎn)速、操作面板信號。
[0026]后端控制器輸出信號:驅(qū)動液壓泵ECU信號，輸出相應(yīng)行走速度。
[0027]行走速度自動控制:中央處理器利用脫粒滾筒負荷和發(fā)動機工況信號按照預(yù)定控制算法通過液壓泵ECU控制機器行走速度，使脫粒滾筒負荷、發(fā)動機工況穩(wěn)定，如果負荷較大則可實現(xiàn)自動停車。
[0028]操作手柄通過CAN可進行常用動作操作。按鈕:割臺升降、撥禾輪升降，自動/手動模式替換(自動模式下按下則換為手動，反之亦然)、緊急停車(緊急停車按鈕接通時中央處理器輸出給液壓泵ECU的信號按照遞減規(guī)則在2秒鐘內(nèi)減為零，實現(xiàn)停車。緊急停車后再次操作操作手柄則可進行正常行走操作)；前后軸:前進調(diào)速，后退調(diào)速。
[0029]發(fā)動機ECU輸出信號:機油壓力、水溫、發(fā)動機轉(zhuǎn)速；輸入信號:發(fā)動機指令轉(zhuǎn)速。
[0030]操作面板輸出信號:發(fā)動機指令轉(zhuǎn)速旋鈕、工作燈與卸糧燈開關(guān)。
[0031]脫粒滾筒:脫粒滾筒扭矩、轉(zhuǎn)速、功率(脫粒滾筒扭矩由扭矩傳感器或者油壓力傳感器測得的模擬信號；轉(zhuǎn)速由轉(zhuǎn)速傳感器測得；功率為扭矩與轉(zhuǎn)速的乘積，由中央處理器計算得出。)喂入量:由中央處理器按照脫粒扭矩與喂入量之間的模型計算得出。喂入量的大小可以給駕駛員提供參考，便以適當改變行走速度。
[0032]本發(fā)明所列舉的技術(shù)方案和實施方式并非是限制，與本發(fā)明所列舉的技術(shù)方案和實施方式等同或者效果 相同方案都在本發(fā)明所保護的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于聯(lián)合收獲機的控制系統(tǒng)，所述聯(lián)合收獲機以發(fā)動機作為動力源，由液壓泵驅(qū)動聯(lián)合收獲機的行進以及脫粒滾筒和收割工作部件的運轉(zhuǎn)，所述控制系統(tǒng)包括用于監(jiān)控發(fā)動機的發(fā)動機ECU、用于監(jiān)控液壓泵的液壓泵ECU和用于檢測脫粒滾筒工況的脫粒滾筒ECU，其特征在于:在所述控制系統(tǒng)中還設(shè)有用于接收收割工作部件工況信息的前端控制器、用于控制液壓泵ECU的后端控制器、用于顯示運行參數(shù)及狀態(tài)的顯示器和用于手動控制聯(lián)合收獲機行進及收割工作部件運行的操作手柄，所述前端控制器、后端控制器、顯示器、操作手柄、發(fā)動機ECU和脫粒滾筒ECU均通過CAN模塊連接至CAN總線；后端控制器通過CAN總線接收發(fā)動機ECU傳輸?shù)陌l(fā)動機工況信息、脫粒滾筒ECU傳輸?shù)拿摿L筒工況信息和操作手柄的控制信號，并根據(jù)操作手柄的控制信號切換自動或手動控制模式；在自動控制模式下，后端控制器根據(jù)接收到的發(fā)動機工況信息和脫粒滾筒工況信息由預(yù)設(shè)的程序通過液壓泵ECU自動控制聯(lián)合收獲機的行進，在手動控制模式下，后端控制器根據(jù)操作手柄的控制信號通過液壓泵ECU控制聯(lián)合收獲機的行進及收割工作部件運行；在自動和手動兩種控制模式下，后端控制器實時監(jiān)測脫粒滾筒工況信息，當脫粒滾筒運行負荷持續(xù)大于預(yù)設(shè)值并超過設(shè)定時間后，自動將輸出至液壓泵ECU的控制信號減小至零，以實現(xiàn)自動停機。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于聯(lián)合收獲機的工況監(jiān)控系統(tǒng)其特征在于:所述的后端控制器采用模糊PID控制算法通過液壓泵ECU自動控制聯(lián)合收獲機的行進。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于聯(lián)合收獲機的工況監(jiān)控系統(tǒng)其特征在于:所述的控制系統(tǒng)中還設(shè)有與前端控制器連接的操作面板，操作面板上設(shè)有控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速的控制按鈕和控制工作燈及卸糧燈的開關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于聯(lián)合收獲機的工況監(jiān)控系統(tǒng)其特征在于:所述的發(fā)動機ECU與安裝在聯(lián)合收獲機發(fā)動機上的機油壓力傳感器、水溫傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于聯(lián)合收獲機的工況監(jiān)控系統(tǒng)其特征在于:所述的脫粒滾筒ECU與安裝在聯(lián)合收獲機脫`粒滾筒上的壓力傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器連接。
【文檔編號】A01D41/127GK103749075SQ201410000407
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月2日
【發(fā)明者】盧文濤, 王榮先, 王長昕, 鮑莉, 劉明國, 鄧志剛, 尤惠媛 申請人:洛陽理工學院