專利名稱：聯(lián)合收割機(jī)集成監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種農(nóng)業(yè)機(jī)械，尤其是涉及一種聯(lián)合收割機(jī)集成監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，國外農(nóng)場普遍常用大型聯(lián)合收割機(jī)進(jìn)行收割機(jī)，國外聯(lián)合收割機(jī)性能優(yōu)越， 電子設(shè)備齊全，功能強(qiáng)大。我國最近幾十年也開始采用中小型收割機(jī)進(jìn)行收割，但這些收割機(jī)性能普遍要比國外同類機(jī)械差個(gè)2代到3代的水平，而且很多收割機(jī)上面的相關(guān)電子設(shè)備比較缺少，收割機(jī)故障周期長，而且故障發(fā)生不能提前預(yù)期，這些都嚴(yán)重的限制了我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展。我國農(nóng)民大多使用國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的聯(lián)合收割進(jìn)行作業(yè)。由于田間情況不明會(huì)發(fā)生故障，這些收割機(jī)在實(shí)際工作時(shí)會(huì)經(jīng)常發(fā)生故障，在這些故障中比較常見的是發(fā)動(dòng)機(jī)故障以及脫粒滾筒燈轉(zhuǎn)軸的堵轉(zhuǎn)等。如果能夠在故障發(fā)生初期能夠提示機(jī)車操作人員，操作人員進(jìn)行相關(guān)的調(diào)整，這樣會(huì)大大減少故障的發(fā)生，從而提高生產(chǎn)效率。目前關(guān)于脫粒滾筒，復(fù)脫器等轉(zhuǎn)軸部件的故障監(jiān)測普遍采用霍爾轉(zhuǎn)速傳感器來實(shí)時(shí)監(jiān)測轉(zhuǎn)速，根據(jù)轉(zhuǎn)速變化來判斷這些部件是否發(fā)生堵塞現(xiàn)象。鑒于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的性能監(jiān)測技術(shù)也相對(duì)比較成熟，目前收割機(jī)柴油機(jī)的監(jiān)測效仿汽油機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行一些基本參數(shù)的采集監(jiān)測。機(jī)車在工作時(shí)關(guān)鍵部件轉(zhuǎn)軸的溫度過高也是現(xiàn)在收割機(jī)比較常見的一個(gè)可能引起故障的原因，目前針對(duì)軸溫的監(jiān)測的一些系統(tǒng)比較復(fù)雜，并沒有一個(gè)簡單易行的監(jiān)測方法。而且國內(nèi)現(xiàn)有收割機(jī)上的電子監(jiān)測設(shè)備功能過于簡單，大多都只有基本的機(jī)車行走指示燈實(shí)現(xiàn)，因此，對(duì)于收割機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展和改進(jìn)是一個(gè)亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種聯(lián)合收割機(jī)集成監(jiān)測系統(tǒng)，解決了目前市場上收割機(jī)電子監(jiān)測設(shè)備過于簡單，功能不夠強(qiáng)大的問題，該系統(tǒng)融合了收割機(jī)關(guān)鍵部件監(jiān)測和相關(guān)電氣部件指示兩大功能。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是本發(fā)明包括轉(zhuǎn)軸監(jiān)測模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)測模塊、機(jī)車通用指示模塊、單片機(jī)處理單元、液晶顯示模塊和鍵盤輸入模塊；其中轉(zhuǎn)軸監(jiān)測模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)測模塊、機(jī)車通用指示模塊、液晶顯示模塊和鍵盤輸入模塊分別與單片機(jī)處理單元相連接。所述的轉(zhuǎn)軸監(jiān)測模塊包括測速和測溫兩個(gè)部分，測速部分有四個(gè)型號(hào)相同的霍爾轉(zhuǎn)速傳感器分別安裝在脫粒滾筒、風(fēng)扇、復(fù)脫器和籽粒升運(yùn)器的轉(zhuǎn)軸上；測溫部分有二個(gè)型號(hào)相同的軸承溫度傳感器分別安裝在脫粒滾筒前、后軸承外圈上；每個(gè)霍爾轉(zhuǎn)速傳感器經(jīng)過各自相應(yīng)的信號(hào)調(diào)理與單片機(jī)處理單元相連；軸承溫度傳感器分別經(jīng)過各自相應(yīng)的信號(hào)調(diào)理、轉(zhuǎn)換電路與單片機(jī)處理單元相連。所述的發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)測模塊其水溫傳感器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液出水管處；油壓傳感器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)面；曲軸位置傳感器安裝在曲軸輪側(cè)面；其中水溫傳感器經(jīng)過信號(hào)調(diào)理、轉(zhuǎn)換電路與單片機(jī)處理單元相連，曲軸位置傳感器經(jīng)過信號(hào)調(diào)理與單片機(jī)處理單元相連。所述的機(jī)車通用指示模塊其油位傳感器安裝在收割機(jī)油箱處并通過轉(zhuǎn)換電路與單片機(jī)相連；空氣濾清器開關(guān)、收割機(jī)近、遠(yuǎn)燈，左右轉(zhuǎn)向燈開關(guān)與發(fā)光二極管電路相連。所述的單片機(jī)處理單元采用AT89S5X系列單片機(jī)，單片機(jī)通過由鎖存器 74HC373N,譯碼器74HC154N和定時(shí)器8253構(gòu)成的外部擴(kuò)展電路連接三路霍爾轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)調(diào)理電路；第四路霍爾轉(zhuǎn)速傳感器調(diào)理電路接單片機(jī)P3. 4 口 ；兩路軸承溫度傳感器經(jīng)調(diào)理電路經(jīng)TCL2543信號(hào)轉(zhuǎn)換電路與單片機(jī)PI. 0-P1. 7 口相連，曲軸位置傳感器經(jīng)調(diào)理電路接單片機(jī)的P3. 5 口，水溫傳感器和油位傳感器經(jīng)TCL2543轉(zhuǎn)換電路與單片機(jī)處理單元相連。所述的液晶顯示模塊型號(hào)為LM2068與單片機(jī)相連。所述的鍵盤輸入模塊為4*4矩陣式輸入鍵盤，鍵盤直接通過PI. 0-P1. 7 口與單片機(jī)相連接。本發(fā)明具有的有益效果是本發(fā)明可以安裝在駕駛艙內(nèi)，其傳感器部分固定在收割機(jī)相關(guān)位置，當(dāng)收割機(jī)在田間進(jìn)行作業(yè)的時(shí)候，該套系統(tǒng)不僅能夠?qū)κ崭顧C(jī)常見故障問題驚醒預(yù)警報(bào)警，同時(shí)還可以對(duì)收割機(jī)一些電氣部件工作狀況有指示作用，系統(tǒng)簡單，功能強(qiáng)大，多方面地信息顯示給操作人員，從一定意義上說延長了機(jī)車的有效使用時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。


圖1是收割機(jī)集成監(jiān)測系統(tǒng)電路的結(jié)構(gòu)框圖。圖2是收割機(jī)集成監(jiān)測系統(tǒng)的單片機(jī)處理單元和轉(zhuǎn)軸監(jiān)測模塊中的測速部分。圖3是收割機(jī)集成監(jiān)測系統(tǒng)的轉(zhuǎn)軸監(jiān)測模塊中的測溫部分。圖4是收割機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)測模塊。圖5是收割機(jī)集成監(jiān)測系統(tǒng)的機(jī)車通用指示模塊。圖6是收割機(jī)集成監(jiān)測系統(tǒng)的液晶顯示模塊和鍵盤輸入模塊。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做出進(jìn)一步的說明。如圖1所示，本發(fā)明包括轉(zhuǎn)軸監(jiān)測模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)測模塊、機(jī)車通用指示模塊、單片機(jī)處理單元、液晶顯示模塊和鍵盤輸入模塊；其中轉(zhuǎn)軸監(jiān)測模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)測模塊、機(jī)車通用指示模塊、液晶顯示模塊和鍵盤輸入模塊分別與單片機(jī)處理單元相連接。如圖2、圖3所示，所述的轉(zhuǎn)軸監(jiān)測模塊包括測速和測溫兩個(gè)部分，測速部分有四個(gè)型號(hào)相同的霍爾轉(zhuǎn)速傳感器分別安裝在脫粒滾筒、風(fēng)扇、復(fù)脫器和籽粒升運(yùn)器的轉(zhuǎn)軸上用來采集這四個(gè)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速信號(hào)；測溫部分有二個(gè)型號(hào)相同的軸承溫度傳感器分別安裝在脫粒滾筒前、后軸承外圈上用來采集脫粒滾筒的軸溫信號(hào)；每個(gè)霍爾轉(zhuǎn)速傳感器型號(hào)為 SM12-31010NA,圖2中這四個(gè)傳感器標(biāo)號(hào)為U37，U39，U40，U42，這些傳感器經(jīng)過各自相應(yīng)的信號(hào)調(diào)理與單片機(jī)處理單元相連；圖3中軸承溫度傳感器采用PT100，；這些傳感器分別經(jīng)過各自的信號(hào)調(diào)理、轉(zhuǎn)換電路與單片機(jī)處理單元相連。如圖4所示，所述的發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)測模塊其水溫度傳感器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液出水管處，用來采集發(fā)動(dòng)機(jī)水溫信號(hào)；油壓傳感器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)面，用來采集發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油壓力信號(hào)；曲軸位置傳感器安裝在曲軸輪側(cè)面，用來采集發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)；其中水溫傳感器經(jīng)過信號(hào)調(diào)理、轉(zhuǎn)換電路與單片機(jī)處理單元相連，曲軸位置傳感器經(jīng)過信號(hào)調(diào)理與單片機(jī)處理單元相連。圖4中U38表示油壓傳感器，R81表示水溫傳感器，U32表示曲軸位置傳感器。如圖5所示，所述的機(jī)車通用指示模塊其油位傳感器安裝在收割機(jī)油箱處用來采集柴油液位信號(hào)，并通過轉(zhuǎn)換電路與單片機(jī)相連；空氣濾清器開關(guān)、收割機(jī)近、遠(yuǎn)燈，左右轉(zhuǎn)向燈開關(guān)與發(fā)光二極管電路相連，通過發(fā)光二極管來指示機(jī)車的一些工作狀態(tài)。圖5中 R78表示油位傳感器，S18表示空氣濾清器開關(guān)，S19表示遠(yuǎn)、近關(guān)燈開關(guān)，S13表示左、右轉(zhuǎn)向燈開關(guān)。如圖2所示，所述的單片機(jī)處理單元采用AT89S5X系列單片機(jī)，單片機(jī)通過由鎖存器74HC373N，譯碼器74HC154N和定時(shí)器8253構(gòu)成的外部擴(kuò)展電路連接三路霍爾轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)調(diào)理電路；第四路霍爾轉(zhuǎn)速傳感器調(diào)理電路接單片機(jī)P3. 4 口 ；兩路軸承溫度傳感器經(jīng)調(diào)理電路經(jīng)TCL2543信號(hào)轉(zhuǎn)換電路與單片機(jī)PI. 0-P1. 7 口相連，曲軸位置傳感器經(jīng)調(diào)理電路接單片機(jī)的P3. 5 口，水溫傳感器和油位傳感器經(jīng)TCL2543轉(zhuǎn)換電路與單片機(jī)處理單元相連。軸承溫度過高，堵轉(zhuǎn)或發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)會(huì)報(bào)警，提示操作人員做相應(yīng)的調(diào)整。如圖6所示，所述的液晶顯示模塊型號(hào)為LM2068，直接與單片機(jī)相連。液晶會(huì)用來顯示機(jī)車上傳感器所采集的機(jī)車工況信息，如當(dāng)前機(jī)車脫粒滾筒轉(zhuǎn)速，復(fù)脫器轉(zhuǎn)速，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，發(fā)動(dòng)機(jī)水溫，轉(zhuǎn)速等，供操作人員作為機(jī)車工況性能判別參考。如圖6所示，所述的鍵盤輸入模塊為4*4矩陣式輸入鍵盤，鍵盤直接通過 Pl. 0-P1. 7 口與單片機(jī)相連接。但聯(lián)合收割機(jī)在不同田間收獲不同農(nóng)作物時(shí)，收割機(jī)的一些參數(shù)報(bào)警值會(huì)發(fā)生變化，這個(gè)時(shí)候只要通過鍵盤輸入修改相關(guān)參數(shù)即可使用，這樣可使系統(tǒng)能夠適應(yīng)多種作業(yè)環(huán)境。本發(fā)明的工作原理當(dāng)收割機(jī)在田間進(jìn)行作業(yè)時(shí)，該系統(tǒng)通電開始工作，安裝在收割機(jī)各個(gè)部件的傳感器開始采集信號(hào)，這時(shí)候系統(tǒng)上的液晶屏?xí)?shí)時(shí)顯示機(jī)車當(dāng)前的脫粒滾筒轉(zhuǎn)速，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，復(fù)脫器轉(zhuǎn)速，籽粒升運(yùn)器轉(zhuǎn)速，脫粒滾筒前后軸承溫度，發(fā)動(dòng)機(jī)水溫，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，收割機(jī)電壓。當(dāng)工作過程中出現(xiàn)異常情款，一些參數(shù)超過了預(yù)先設(shè)定的范圍，則系統(tǒng)判斷可能發(fā)生故障，進(jìn)行蜂鳴器報(bào)警或指示燈顯示機(jī)車不正常狀況。發(fā)生以下情況時(shí)，蜂鳴器報(bào)警
1.脫粒滾筒轉(zhuǎn)速過低，可能發(fā)生堵轉(zhuǎn)情況。
2.風(fēng)扇轉(zhuǎn)速過低，可能發(fā)生堵轉(zhuǎn)情況。
3.復(fù)脫器轉(zhuǎn)速過低，可能發(fā)生堵轉(zhuǎn)情況。
4.籽粒升運(yùn)器轉(zhuǎn)速過低，可能發(fā)生堵轉(zhuǎn)情況。
5.脫粒滾筒軸溫過高，超過正常工作值。
6.機(jī)車負(fù)載過大，造成發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速過低。
發(fā)生以下情況時(shí)，會(huì)有相應(yīng)指示燈提示
1.柴油發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油油壓力過限。
2.柴油發(fā)動(dòng)機(jī)水溫過高。3.柴油發(fā)動(dòng)機(jī)空氣濾清器堵塞。4.收割機(jī)柴油將近用完。同時(shí)當(dāng)收割機(jī)在進(jìn)行遠(yuǎn)、近光燈照亮的時(shí)候會(huì)有相關(guān)指示燈顯示，收割機(jī)左右轉(zhuǎn)向的時(shí)候也會(huì)有相關(guān)指示燈顯示。該集成系統(tǒng)能對(duì)上訴所有列舉情況進(jìn)行提前報(bào)警和指示功能，使機(jī)車操作人員對(duì)收割機(jī)當(dāng)前工作狀況清楚了解，減少了故障發(fā)生后進(jìn)一步損壞機(jī)車的可能性，指明了常見故障發(fā)生的位置，減少了診斷維修時(shí)間，增加了機(jī)車工作時(shí)間和工作壽命，從而提高了生產(chǎn)效率。
權(quán)利要求
1.一種聯(lián)合收割機(jī)集成監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)軸監(jiān)測模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)測模塊、機(jī)車通用指示模塊、單片機(jī)處理單元、液晶顯示模塊和鍵盤輸入模塊；其中轉(zhuǎn)軸監(jiān)測模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)測模塊、機(jī)車通用指示模塊、液晶顯示模塊和鍵盤輸入模塊分別與單片機(jī)處理單元相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種聯(lián)合收割機(jī)集成監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述的轉(zhuǎn)軸監(jiān)測模塊包括測速和測溫兩個(gè)部分，測速部分有四個(gè)型號(hào)相同的霍爾轉(zhuǎn)速傳感器分別安裝在脫粒滾筒、風(fēng)扇、復(fù)脫器和籽粒升運(yùn)器的轉(zhuǎn)軸上；測溫部分有二個(gè)型號(hào)相同的軸承溫度傳感器分別安裝在脫粒滾筒前、后軸承外圈上；每個(gè)霍爾轉(zhuǎn)速傳感器經(jīng)過各自相應(yīng)的信號(hào)調(diào)理與單片機(jī)處理單元相連；軸承溫度傳感器分別經(jīng)過各自相應(yīng)的信號(hào)調(diào)理、轉(zhuǎn)換電路與單片機(jī)處理單元相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種聯(lián)合收割機(jī)集成監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述的發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)測模塊其水溫傳感器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液出水管處；油壓傳感器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)面；曲軸位置傳感器安裝在曲軸輪側(cè)面；其中水溫傳感器經(jīng)過信號(hào)調(diào)理、轉(zhuǎn)換電路與單片機(jī)處理單元相連，曲軸位置傳感器經(jīng)過信號(hào)調(diào)理與單片機(jī)處理單元相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種聯(lián)合收割機(jī)集成監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述的機(jī)車通用指示模塊其油位傳感器安裝在收割機(jī)油箱處并通過轉(zhuǎn)換電路與單片機(jī)相連；空氣濾清器開關(guān)、收割機(jī)近、遠(yuǎn)燈，左右轉(zhuǎn)向燈開關(guān)與發(fā)光二極管電路相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種聯(lián)合收割機(jī)集成監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述的單片機(jī)處理單元采用AT89S5X系列單片機(jī)，單片機(jī)通過由鎖存器74HC373N，譯碼器74HC154N 和定時(shí)器8253構(gòu)成的外部擴(kuò)展電路連接三路霍爾轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)調(diào)理電路；第四路霍爾轉(zhuǎn)速傳感器調(diào)理電路接單片機(jī)P3. 4 口 ；兩路軸承溫度傳感器經(jīng)調(diào)理電路經(jīng)TCL2M3信號(hào)轉(zhuǎn)換電路與單片機(jī)PI. 0-P1. 7 口相連，曲軸位置傳感器經(jīng)調(diào)理電路接單片機(jī)的P3. 5 口，水溫傳感器和油位傳感器經(jīng)TCL2543轉(zhuǎn)換電路與單片機(jī)處理單元相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種聯(lián)合收割機(jī)集成監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述的液晶顯示模塊型號(hào)為LM2068與單片機(jī)相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種聯(lián)合收割機(jī)集成監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述的鍵盤輸入模塊為4*4矩陣式輸入鍵盤，鍵盤直接通過PI. 0-P1. 7 口與單片機(jī)相連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了涉及一種聯(lián)合收割機(jī)集成監(jiān)測系統(tǒng)。包括轉(zhuǎn)軸監(jiān)測模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)測模塊、機(jī)車通用指示模塊、單片機(jī)處理單元、液晶顯示模塊和鍵盤輸入模塊；其中轉(zhuǎn)軸監(jiān)測模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)測模塊、機(jī)車通用指示模塊、液晶顯示模塊和鍵盤輸入模塊分別與單片機(jī)處理單元相連接。本發(fā)明可以安裝在駕駛艙內(nèi)，其傳感器部分固定在收割機(jī)相關(guān)位置，當(dāng)收割機(jī)在田間進(jìn)行作業(yè)的時(shí)候，該套系統(tǒng)不僅能夠?qū)κ崭顧C(jī)常見故障問題驚醒預(yù)警報(bào)警，同時(shí)還可以對(duì)收割機(jī)一些電氣部件工作狀況有指示作用，系統(tǒng)簡單，功能強(qiáng)大，多方面地信息顯示給操作人員，從一定意義上說延長了機(jī)車的有效使用時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。
文檔編號(hào)A01D41/127GK102239771SQ20111010713
公開日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2011年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月19日
發(fā)明者余琳, 應(yīng)義斌, 王劍平, 蓋玲, 高飛 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)