本實(shí)用新型涉及一種用于作業(yè)平臺(tái)的控制系統(tǒng)，特別涉及一種用于丘陵山地果園作業(yè)平臺(tái)的控制系統(tǒng)。

(二)

背景技術(shù)：

我國(guó)地域遼闊，果樹(shù)種植面積較大。果園地勢(shì)呈多樣性，丘陵山區(qū)是果園種植的主要地區(qū)，地塊不整起伏較大，果園作業(yè)平臺(tái)在果園作業(yè)機(jī)械中扮演著重要角色，從果樹(shù)修剪到果實(shí)采摘再到運(yùn)輸作業(yè)，作業(yè)平臺(tái)都起著不可替代的作用。面對(duì)地形復(fù)雜、多坡地的果園種植模式，現(xiàn)有的作業(yè)平臺(tái)調(diào)平誤差大、調(diào)平效率低，布線(xiàn)復(fù)雜，擴(kuò)展性差，很難滿(mǎn)足作業(yè)要求，因此，針對(duì)現(xiàn)有的果園作業(yè)平臺(tái)，設(shè)計(jì)一種適用于丘陵山區(qū)作業(yè)平臺(tái)的控制系統(tǒng)，對(duì)提高作業(yè)效率具有重要意義。

(三)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有的果園作業(yè)平臺(tái)提供了一種用于作業(yè)平臺(tái)的控制系統(tǒng)；本實(shí)用新型采用無(wú)線(xiàn)傳輸方式將檢測(cè)信號(hào)和控制信號(hào)在下位機(jī)控制系統(tǒng)和上位機(jī)控制系統(tǒng)之間相互傳遞，使作業(yè)平臺(tái)能夠適應(yīng)復(fù)雜的丘陵山地地形。本實(shí)用新型可以減少作業(yè)平臺(tái)操作的復(fù)雜性，提高作業(yè)安全系數(shù)。

一種用于作業(yè)平臺(tái)的控制系統(tǒng)，包括上位機(jī)控制系統(tǒng)、無(wú)線(xiàn)傳輸系統(tǒng)和下位機(jī)控制系統(tǒng)；

所述上位機(jī)控制系統(tǒng)為工控機(jī)或電腦，上位機(jī)控制系統(tǒng)通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸系統(tǒng)與下位機(jī)中心處理器模塊進(jìn)行信息交換，上位機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)顯示作業(yè)平臺(tái)的三維角度及機(jī)器前方障礙物的距離，通過(guò)下位機(jī)控制系統(tǒng)控制作業(yè)平臺(tái)調(diào)平，實(shí)現(xiàn)控制果園作業(yè)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)；

所述的無(wú)線(xiàn)傳輸系統(tǒng)包括發(fā)送模塊和接收模塊；發(fā)送模塊與下位機(jī)的中心處理器模塊連接，接收模塊與上位機(jī)控制系統(tǒng)連接；

所述的下位機(jī)控制系統(tǒng)包括信息采集模塊、中心處理器模塊、執(zhí)行模塊；所述信息采集模塊包括超聲波傳感器、壓力傳感器和加速度傳感器，超聲波傳感器、壓力傳感器和加速度傳感器分別與中心處理器模塊連接；所述的超聲波傳感器安裝于作業(yè)平臺(tái)前方，用于檢測(cè)障礙物與作業(yè)平臺(tái)之間的距離；所述的壓力傳感器安裝在作業(yè)平臺(tái)輪胎上，用于檢測(cè)機(jī)車(chē)車(chē)輪壓力值；所述的加速度傳感器安裝在作業(yè)平臺(tái)下側(cè)，用于采集作業(yè)平臺(tái)的三維角度；所述中心處理器模塊選用STM32單片機(jī)，STM32單片機(jī)通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸系統(tǒng)與上位機(jī)控制系統(tǒng)連接；中心處理器模塊處理信息采集模塊采集的作業(yè)平臺(tái)到障礙物的距離、作業(yè)平臺(tái)的胎壓和作業(yè)平臺(tái)的角度信息，并將角度信息通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸模塊顯示在上位機(jī)控制系統(tǒng)上；所述執(zhí)行模塊包括與中心處理器模塊分別連接的繼電器和LED報(bào)警燈，繼電器與作業(yè)平臺(tái)的電磁閥連接，中心處理器模塊控制繼電器通斷進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電磁閥的開(kāi)關(guān)；當(dāng)作業(yè)平臺(tái)遇到障礙時(shí)，超聲波傳感器檢測(cè)到與障礙物的距離，中心處理器模塊采集距離信息后，通過(guò)控制作業(yè)平臺(tái)電磁閥的開(kāi)關(guān)進(jìn)而控制安裝在作業(yè)平臺(tái)上的行走液壓馬達(dá)，實(shí)現(xiàn)作業(yè)平臺(tái)的前進(jìn)后退轉(zhuǎn)向，從而有效避開(kāi)障礙物；當(dāng)作業(yè)平臺(tái)在坡面作業(yè)時(shí)，加速度傳感器檢測(cè)作業(yè)平臺(tái)的傾斜角度，中心處理器模塊根據(jù)采集的角度信息，通過(guò)控制作業(yè)平臺(tái)電磁閥的開(kāi)閉進(jìn)而控制安裝在作業(yè)平臺(tái)上的調(diào)平油缸，保持作業(yè)平臺(tái)水平作業(yè)；當(dāng)作業(yè)平臺(tái)爬坡角度大于作業(yè)平臺(tái)安全角，LED報(bào)警燈亮，提醒工作人員應(yīng)停止作業(yè)，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)預(yù)警控制；壓力傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)作業(yè)平臺(tái)輪胎壓力，當(dāng)作業(yè)平臺(tái)輪胎壓力值低于正常胎壓時(shí)，及時(shí)提醒工作人員，以免發(fā)生翻車(chē)等意外事故。

本實(shí)用新型可適應(yīng)丘陵山地的作業(yè)環(huán)境。本實(shí)用新型的重點(diǎn)在于作業(yè)平臺(tái)能夠通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳遞給控制器，控制器對(duì)作業(yè)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行安全控制，這種方式解決果園作業(yè)平臺(tái)布線(xiàn)難、擴(kuò)展性差等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)作業(yè)平臺(tái)遇障和坡面作業(yè)主動(dòng)安全預(yù)警控制。

(四)附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型無(wú)線(xiàn)傳輸系統(tǒng)原理圖；

圖2是本實(shí)用新型無(wú)線(xiàn)傳輸總體硬件圖；

(五)具體的實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖和原理特征進(jìn)行描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，并非用于限定本實(shí)用新型的范圍。本實(shí)用新型主要用于作業(yè)平臺(tái)控制系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)，根據(jù)本實(shí)用新型提供控制系統(tǒng)方案，下面將參照?qǐng)D1和圖2說(shuō)明本實(shí)用新型作業(yè)平臺(tái)控制系統(tǒng)的工作原理。

如圖1所示，障礙物距離、輪胎壓力值、作業(yè)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)姿態(tài)與終端節(jié)點(diǎn)相連，通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與協(xié)調(diào)器進(jìn)行信息溝通，協(xié)調(diào)器通過(guò)串口與上位機(jī)連接。

如圖2所示，超聲波傳感器、壓力傳感器、加速度傳感器分別與中心處理器連接，中心處理器通過(guò)射頻模塊與上位機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)信息交換。

本實(shí)用新型提供了優(yōu)選實(shí)施例，下面以控制果園作業(yè)平臺(tái)為實(shí)施例，但不用限制本實(shí)用新型的范圍：所述作業(yè)平臺(tái)安全角根據(jù)實(shí)際作業(yè)環(huán)境設(shè)定。

實(shí)施案例：

本實(shí)用新型作業(yè)平臺(tái)控制系統(tǒng)包括上位機(jī)控制系統(tǒng)、無(wú)線(xiàn)傳輸系統(tǒng)和下位機(jī)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)上電之后上位機(jī)控制系統(tǒng)中觸摸屏進(jìn)行作業(yè)設(shè)置，包括作業(yè)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，作業(yè)平臺(tái)的傾斜角度，前方障礙物距離等，上位機(jī)通過(guò)射頻模塊把相關(guān)信息發(fā)送給下位機(jī)，下位機(jī)控制系統(tǒng)接收到相應(yīng)指令后，做出相應(yīng)動(dòng)作，控制繼電器工作狀態(tài)。下位機(jī)控制系統(tǒng)中超聲波傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)前方是否有障礙物，壓力傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)輪胎壓力值，加速度傳感器采用AVT2800T全溫補(bǔ)超高精度模擬輸出型加速度傳感器，負(fù)責(zé)檢測(cè)作業(yè)平臺(tái)三維角度，通過(guò)中心處理器把相關(guān)信息反饋到上位機(jī)控制系統(tǒng)中，當(dāng)作業(yè)參數(shù)超過(guò)設(shè)定值報(bào)警模塊實(shí)現(xiàn)報(bào)警，實(shí)現(xiàn)遇障和坡面作業(yè)主動(dòng)安全預(yù)警控制。

所述的中心處理器模塊中存儲(chǔ)有控制軟件；所述控制軟件根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)編程，控制內(nèi)容包括作業(yè)平臺(tái)橫坡作業(yè)和縱坡作業(yè)兩種方式；

當(dāng)作業(yè)平臺(tái)在橫坡作業(yè)時(shí)，作業(yè)平臺(tái)進(jìn)入上坡調(diào)平階段，將橫坡調(diào)平油缸長(zhǎng)度AB伸長(zhǎng)到AB'完成作業(yè)平臺(tái)調(diào)平。

AB'計(jì)算式為：

AB'²＝OA²+OC²+B'C²-2B'C(OC×sinφ+OA×cosφ)

同樣作業(yè)平臺(tái)進(jìn)入下坡調(diào)平階段，將橫坡調(diào)平油缸長(zhǎng)度AB伸長(zhǎng)到AB″完成作業(yè)平臺(tái)調(diào)平。

AB″計(jì)算式為：

AB″²＝OA²+OC²+B″C²-2B″C(OC×sinφ+OA×cosφ)

當(dāng)作業(yè)平臺(tái)在縱坡作業(yè)時(shí)，作業(yè)平臺(tái)進(jìn)入調(diào)平階段，將縱坡調(diào)平油缸長(zhǎng)度DE伸長(zhǎng)到DE'完成作業(yè)平臺(tái)調(diào)平。

DE'計(jì)算式為：

上述公式中各點(diǎn)之間的距離均為長(zhǎng)度單位；θ為作業(yè)平臺(tái)傾斜角度，單位為度，Φ為工作平臺(tái)上坡調(diào)平角度，且Φ等于θ，A為橫坡調(diào)平油缸在橫臂上的安裝點(diǎn)，B為橫坡調(diào)平油缸與作業(yè)平臺(tái)安裝點(diǎn)，C為作業(yè)平臺(tái)與橫臂安裝點(diǎn)，O為橫臂右端點(diǎn)，B'為調(diào)平后橫坡調(diào)平油缸與作業(yè)平臺(tái)安裝點(diǎn)；B″為調(diào)平后橫坡調(diào)平油缸與作業(yè)平臺(tái)安裝點(diǎn)；β為工作平臺(tái)上坡調(diào)平角度，且β等于θ，D為縱坡調(diào)平油缸與下支撐座的安裝點(diǎn)；E為縱坡調(diào)平油缸與作業(yè)平臺(tái)的安裝點(diǎn)，F(xiàn)為作業(yè)平臺(tái)與連接板的安裝點(diǎn)，G為連接板與下支撐座的安裝點(diǎn)，E'為調(diào)平后縱坡調(diào)平油缸與作業(yè)平臺(tái)的安裝點(diǎn)。

該作業(yè)平臺(tái)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了作業(yè)平臺(tái)無(wú)線(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)，主動(dòng)安全預(yù)警功能，保證了作業(yè)人員的安全，提高了作業(yè)人員的工作效率，對(duì)果園作業(yè)機(jī)械自動(dòng)化水平的提高具有顯著意義。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施案例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。