專利名稱：聯(lián)合收割機(jī)故障預(yù)警器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種聯(lián)合收割機(jī)故障預(yù)警器。
目前，隨著微處理器技術(shù)的發(fā)展，在農(nóng)業(yè)機(jī)械上用計(jì)算機(jī)對工作過程進(jìn)行監(jiān)測和報(bào)警已越來越普遍。但由于農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)環(huán)境惡劣，用計(jì)算機(jī)對農(nóng)業(yè)機(jī)械工作狀態(tài)實(shí)現(xiàn)監(jiān)測和控制的智能化，在發(fā)達(dá)國家也才開始起步。發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)聯(lián)合收割機(jī)機(jī)型，已開始采用計(jì)算機(jī)故障報(bào)警系統(tǒng)，但都是根據(jù)聯(lián)合收割機(jī)的具體要求設(shè)計(jì)的專機(jī)。適用于一般聯(lián)合收割機(jī)的通用型故障報(bào)警器還未曾見到，更沒有可在故障發(fā)生之前能進(jìn)行預(yù)警的智能型故障預(yù)警器。聯(lián)合收割機(jī)是在田間移動作業(yè)的大型農(nóng)業(yè)機(jī)械，運(yùn)動部件多，工作條件惡劣，操作人員勞動強(qiáng)度大，往往由于負(fù)荷過大，引起割臺、輸送裝置、脫粒滾筒、清選裝置或籽粒攪龍堵塞，輕者需停車清理，降低生產(chǎn)率，重者會引起機(jī)件損壞。由于超負(fù)荷作業(yè)，皮帶經(jīng)常打滑而破損。
本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低、易于安裝、抗干攏能力強(qiáng)、可靠性高的聯(lián)合收割機(jī)故障預(yù)警器。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，它由傳感器和檢測器組成，檢測器由單片機(jī)及其外圍電路、聲光報(bào)警電路組成，傳感器接單片機(jī)的輸入接口，單片機(jī)的輸出一路接光報(bào)警電路，其另一路輸出接聲報(bào)警電路。
單片機(jī)采用89C2051，其第4、5腳并聯(lián)晶體SY，并且單片機(jī)的第4、5腳分別通過電容C7、C6接地，單片機(jī)的第8、9腳通過微動按鈕開關(guān)SW2接地，單片機(jī)的第17-19腳接光報(bào)警電路，單片機(jī)的第13腳接聲報(bào)警電路，單片機(jī)的第14-16腳接傳感器。
傳感器由磁鋼和霍爾傳感器組成，傳感器為3個(gè)，三個(gè)磁鋼分別裝在聯(lián)合收割機(jī)的滾筒、籽粒攪龍和割臺攪龍的轉(zhuǎn)軸上，三個(gè)霍爾傳感器分別裝在聯(lián)合收割機(jī)的滾筒、籽粒攪龍及割臺攪龍的轉(zhuǎn)軸頭上與磁鋼相對應(yīng)的位置處。
本實(shí)用新型在關(guān)鍵部件由于超負(fù)荷轉(zhuǎn)速下降時(shí)給出預(yù)警的聲光信號，提醒駕駛員減少喂入量。當(dāng)關(guān)鍵部件的轉(zhuǎn)速下降到即將引起堵塞時(shí)，預(yù)警器給出報(bào)警聲光信號，警告駕駛員停止喂入，以防止堵塞發(fā)生。
本實(shí)用新型的三個(gè)傳感器分別檢測脫粒滾筒、籽粒攪龍和割臺攪龍的轉(zhuǎn)速，并將轉(zhuǎn)速信號傳送給檢測器的89C2051單片機(jī)，對三個(gè)轉(zhuǎn)速信號分別進(jìn)行處理，當(dāng)轉(zhuǎn)速下降到設(shè)定的預(yù)警和報(bào)警值時(shí)，計(jì)算機(jī)將控制發(fā)光管和喇叭發(fā)出預(yù)警或報(bào)警的聲光信號。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、成本低，傳感器和檢測器很容易在各種聯(lián)合收割機(jī)上安裝、檢測額定轉(zhuǎn)速易于設(shè)定。由于采用89C2051單片機(jī)，可同時(shí)檢測三個(gè)轉(zhuǎn)速，并實(shí)現(xiàn)判斷、預(yù)警和報(bào)警以及警報(bào)解除的智能化，使電路大大簡化，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高，也便于進(jìn)一步擴(kuò)展性能，做到一機(jī)多用。
下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述


圖1為本實(shí)用新型的電路原理圖。
圖2為主程序框圖。
圖3為轉(zhuǎn)速狀態(tài)判斷子程序框圖。
圖4為定時(shí)器1中斷服務(wù)程序框圖。
由
圖1可知，本實(shí)用新型由傳感器和檢測器組成，檢測器由單片機(jī)及其外圍電路、聲光報(bào)警電路組成，傳感器接單片機(jī)的輸入接口，單片機(jī)的輸出一路接光報(bào)警電路，其另一路輸出接聲報(bào)警電路。
單片機(jī)采用89C2051，其第4、5腳并聯(lián)晶體SY，并且單片機(jī)的第4、5腳分別通過電容C7、C6接地，單片機(jī)的第8、9腳通過微動按鈕開關(guān)SW2接地，單片機(jī)的第17-19腳接光報(bào)警電路，單片機(jī)的第13腳接聲報(bào)警電路，單片機(jī)的第14-16腳接傳感器。
傳感器由磁鋼和霍爾傳感器組成，傳感器為3個(gè)，三個(gè)磁鋼分別裝在聯(lián)合收割機(jī)的滾筒、籽粒攪龍和割臺攪龍的轉(zhuǎn)軸上，三個(gè)霍爾傳感器分別裝在聯(lián)合收割機(jī)的滾筒、籽粒攪龍及割臺攪龍的轉(zhuǎn)軸頭上與磁鋼相對應(yīng)的位置處。
光報(bào)警電路由發(fā)光二極管L2-L4、電阻R2-R4組成，R2-R4依次分別與L2-L4串聯(lián)后再分別接在單片機(jī)的19、18、17腳與+5V電源之間。
聲報(bào)警電路由晶體管T1、電阻R5-R7、二極管D1、揚(yáng)聲器SPEAKER組成，T1的基極通過R6后一路接單片機(jī)的13腳，其另一路通過R5接+5V,T1的集電極通過SPEAKE及R7接+12V,T1的發(fā)射極接地。
檢測器電源直接取自收割機(jī)上配置的12V蓄電池。
它還設(shè)有穩(wěn)壓電源電路，穩(wěn)壓電源電路由三端穩(wěn)壓器LM7805、電容C1-C4、電阻R1、二極管D2、發(fā)光二極管L1組成，LM7805的1腳通過D2及開關(guān)S1、插座CZ接+12V蓄電池，LM7805的輸出端3腳為+5V。
本實(shí)用新型的工作原理如下在聯(lián)合收割機(jī)的滾筒、籽粒攪龍或割臺攪龍等部件的轉(zhuǎn)軸上各安裝有一永久磁鋼。三只霍爾傳感器分別接收磁鋼隨軸旋轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)出的磁感應(yīng)脈沖信號，并轉(zhuǎn)換成電脈沖信號后送至單片機(jī)的輸入接口。單片機(jī)在程序控制下實(shí)時(shí)檢測各路脈沖信號，再根據(jù)脈沖周期判斷被測轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速是否正常。當(dāng)檢測到某路轉(zhuǎn)速在一定時(shí)間間隔內(nèi)與正常轉(zhuǎn)速之差值超過預(yù)先設(shè)定值時(shí)，單片機(jī)便在相應(yīng)的輸出口發(fā)出脈沖，使某一發(fā)光管(L2-L4)閃亮，并同時(shí)在另一輸出口輸出音頻信號，經(jīng)三極管T1功率放大后推動揚(yáng)聲器產(chǎn)生報(bào)警聲。當(dāng)轉(zhuǎn)速超過最大允許值時(shí)，單片機(jī)發(fā)出急促報(bào)警聲光信號，提醒駕駛員停止喂入，以免發(fā)生堵塞。檢測器的供電電源直接取自收割機(jī)的12V蓄電池，由三端穩(wěn)壓器7805進(jìn)行降壓和穩(wěn)壓后為單片機(jī)提供穩(wěn)定的5V電壓。圖中，二極管D2用于防止安裝人員誤將電源接反而損壞設(shè)備，C1-C4用于對電源線串入的干擾進(jìn)行濾波，SW2用來設(shè)定各檢測軸額定轉(zhuǎn)速，以適應(yīng)不同作物收獲的需要。
程序框圖及工作原理如下軟件部分由定時(shí)器中斷服務(wù)程序、主程序、狀態(tài)判斷子程序等三大部分組成。各部分的分工(原則)是脈沖邊沿檢測、脈沖寬度檢測、聲光報(bào)警等實(shí)時(shí)性要求高的任務(wù)由定時(shí)中斷服務(wù)程序完成。狀態(tài)判斷等實(shí)時(shí)性要求不高、代碼長、耗時(shí)多的任務(wù)由主程序和狀態(tài)判斷子程序來完成。中斷服務(wù)程序每隔0.5mS由內(nèi)部定時(shí)器激活一次，完成數(shù)據(jù)的采樣和報(bào)警信號的輸出，并將所檢測的數(shù)據(jù)傳遞給主程序。由主程序反復(fù)調(diào)用狀態(tài)判斷子程序，對各路檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行循回判斷，以確定各路轉(zhuǎn)速是否正常。然后將判斷結(jié)果傳給中斷服務(wù)程序，由中斷服務(wù)程序發(fā)出報(bào)警信號。
為防止線路干擾和被測轉(zhuǎn)速的瞬間變化而造成頻繁報(bào)警，程序中用計(jì)數(shù)的方法判別高、低電平及轉(zhuǎn)速的持續(xù)時(shí)間。只有在脈沖沿前后，高、低電平均穩(wěn)定持續(xù)一定的時(shí)間時(shí)，計(jì)算機(jī)才認(rèn)為此脈沖變化沿是有效的，這樣便有效地濾除窄脈沖的干擾。轉(zhuǎn)速判斷時(shí)，也同樣等轉(zhuǎn)速穩(wěn)定一段時(shí)間后才能確認(rèn)為有效轉(zhuǎn)速。程序中還將警報(bào)解除轉(zhuǎn)速設(shè)置成比報(bào)警轉(zhuǎn)速高的某一值，其具有“磁滯”效果，從而利用三位調(diào)節(jié)原理，使報(bào)警信號靠無誤。程序框圖見圖2、3、4所示。
本實(shí)用新型的各種功能如下1、檢測器對轉(zhuǎn)速下降到設(shè)定的預(yù)警值時(shí)，單片機(jī)將控制發(fā)光管閃爍和喇叭發(fā)出斷續(xù)鳴叫聲。
2、檢測器對轉(zhuǎn)速下降到設(shè)定的報(bào)警值時(shí)，計(jì)算機(jī)將控制發(fā)光管長亮不熄和喇叭發(fā)出連續(xù)鳴叫聲。
3、檢測器對轉(zhuǎn)速恢復(fù)后即可解除預(yù)警報(bào)警。
4、檢測器可根據(jù)不同機(jī)型，設(shè)定不同的預(yù)警報(bào)警值。
5、檢測器可根據(jù)脫粒滾筒的不同轉(zhuǎn)速設(shè)置預(yù)警報(bào)警值，并由駕駛員根據(jù)工作需要現(xiàn)場自行調(diào)整。
權(quán)利要求1.一種聯(lián)合收割機(jī)故障預(yù)警器，其特征在于它由傳感器和檢測器組成，檢測器由單片機(jī)及其外圍電路、聲光報(bào)警電路組成，傳感器接單片機(jī)的輸入接口，單片機(jī)的輸出一路接光報(bào)警電路，其另一路輸出接聲報(bào)警電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的故障預(yù)警器，其特征在于單片機(jī)采用89C2051，其第4、5腳并聯(lián)晶體SY，并且單片機(jī)的第4、5腳分別通過電容C7、C6接地，單片機(jī)的第8、9腳通過微動按鈕開關(guān)SW2接地，單片機(jī)的第17-19腳接光報(bào)警電路，單片機(jī)的第13腳接聲報(bào)警電路，單片機(jī)的第14-16腳接傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的故障預(yù)警器，其特征在于傳感器由磁鋼和霍爾傳感器組成，傳感器為3個(gè)，三個(gè)磁鋼分別裝在聯(lián)合收割機(jī)的滾筒、籽粒攪龍和割臺攪龍的轉(zhuǎn)軸上，三個(gè)霍爾傳感器分別裝在聯(lián)合收割機(jī)的滾筒、籽粒攪龍及割臺攪龍的轉(zhuǎn)軸頭上與磁鋼相對應(yīng)的位置處。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的故障預(yù)警器，其特征在于光報(bào)警電路由發(fā)光二極管L2-L4、電阻R2-R4組成，R2-R4依次分別與L2-L4串聯(lián)后再分別接在單片機(jī)的19、18、17腳與+5V電源之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的故障預(yù)警器，其特征在于聲報(bào)警電路由晶體管T1、電阻R5-R7、二極管D1、揚(yáng)聲器SPEAKER組成，T1的基極通過R6后一路接單片機(jī)的13腳，其另一路通過R5接+5V,T1的集電極通過SPEAKE及R7接+12V,T1的發(fā)射極接地。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的故障預(yù)警器，其特征在于檢測器電源直接取自收割機(jī)上配置的12V蓄電池。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的故障預(yù)警器，其特征在于它還設(shè)有穩(wěn)壓電源電路，穩(wěn)壓電源電路由三端穩(wěn)壓器LM7805、電容C1-C4、電阻R1、二極管D2、發(fā)光二極管L1組成，LM7805的1腳通過D2及開關(guān)S1、插座CZ接+12V蓄電池，LM7805的輸出端3腳為+5V。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于聯(lián)合收割機(jī)在作業(yè)中經(jīng)常容易發(fā)生故障的部位的預(yù)警報(bào)警裝置。它由傳感器和檢測器組成。三個(gè)傳感器由磁鋼和霍爾元件組成,分別檢測脫粒滾筒,籽粒收集絞龍和割臺絞龍的轉(zhuǎn)速。并將轉(zhuǎn)速信號傳給檢測器,檢測器核心為89c2051單片機(jī),對三個(gè)轉(zhuǎn)速信號分別進(jìn)行處理。當(dāng)轉(zhuǎn)速下降到設(shè)定的預(yù)警和報(bào)警值時(shí),計(jì)算機(jī)將控制發(fā)光管和喇叭發(fā)生預(yù)警或報(bào)警的聲光信號。
文檔編號A01D41/00GK2325968SQ972033
公開日1999年6月30日 申請日期1997年4月11日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月11日
發(fā)明者和衛(wèi)星, 張立功, 張際先 申請人:張立功, 江蘇理工大學(xué)