CN103270842B - 收割机智能控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种收割机智能控制系统，包括变量液压马达，用于驱动所述收割机行走；直线电机，用于带动控制手柄进而调节所述变量液压马达排量；脱粒扭矩传感器，用于实时检测收割机脱粒滚筒主轴的扭矩；搅龙扭矩传感器，用于实时检测水平输送搅龙主轴的扭矩；电机控制器，用于控制所述直线电机的动作；主控制器。本发明的控制系统，其结构简单、使用方便，能够避免收割机发生堵塞的现象，不依赖驾驶人员的经验，极大了降低了驾驶人员的劳动强度，降低了对驾驶人员的要求，并且大大提高了工作效率。

Description

收割机智能控制系统

技术领域

本发明涉及收割机技术领域，更具体的说涉及一种收割机智能控制系统。

背景技术

在利用收割机在进行谷物、水稻等收割的时候，往往集中在很短的时间内，要求速度尽可能快，为此，生产厂家尽可能的提高收割机的喂入量，但是，虽然在理论上收割机所设置的喂入量是没有问题的，但是实际工作中，受各种因素的影响，即使在标准的喂入量范围内，也经常性的造成工作部件频繁堵塞，这些堵塞现象严重的影响了收割机的正常工作，加大的降低了收割机的性能，影响了其工作效率。为此，人们设置了防堵塞装置，例如专利公开号为CN102714983A、专利公开日为2012年10月10日的中国发明专利就公开了一种用于全喂入联合收割机的防堵塞装置，但是，其适应性差，在实际应用中价值不大，又如，申请号为“200910064416.9”，名称为“联合收获机喂入量测试装置、方法及喂入量传感器”和申请号为“200810140616.3”，名称为“玉米收获机果穗喂入量测试方法及测试装置”的中国发明专利申请采用检测通道粮食压力来预测联合收割机的喂入量，进而避免收割机出现堵塞的现象，但是其具有滞后感，而且效果比较差，更多的还是依赖于驾驶人员的经验。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足之处，提供一种收割机智能控制系统，解决了收割机收割过程中经常发生堵塞的难题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：收割机智能控制系统，包括

变量液压马达，用于驱动所述收割机行走；

直线电机，用于带动控制手柄进而调节所述变量液压马达排量；

脱粒扭矩传感器，用于实时检测收割机脱粒滚筒主轴的扭矩；

搅龙扭矩传感器，用于实时检测水平输送搅龙主轴的扭矩；

电机控制器，用于控制所述直线电机的动作；

主控制器，用于向所述电机控制器发送直线电机动作指令及接收来自所述脱粒扭矩传感器的扭矩信号和搅龙扭矩传感器的扭矩信号；并计算出单位时间内所述脱粒扭矩传感器的扭矩变化值ΔT1及单位时间内所述搅龙扭矩传感器的扭矩变化值ΔT2，进而通过ΔT1、ΔT2来判定所述变量液压马达是否需调整排量及调整幅度并将调整幅度指令发送至所述电机控制器。

本申请人经过反复的研究是试验发现，发生堵塞的地方一般在脱粒滚筒和水平搅龙输送装置，前者用于脱粒，经常因为喂入量、杂物卡死等原因，造成堵塞，后者用于将脱粒出来的粮食输送出去，经常因为粮食过多、杂物卡死等原因，造成堵塞，而这些堵塞在发现的时候，已经形成了，只能进行清除，而申请人发现，在发生堵塞的之前，脱粒滚筒主轴、水平输送搅龙主轴的扭矩值有一个巨大的变化，这个时候，表示的是喂入量过多，收割机需要减速，因此，申请人设计了上面的控制系统，对收割机的速度进行实时调整，以避免堵塞现象的发生。

作为优选，所述主控制器包括：

接收模块，用于接收所述脱粒扭矩传感器和搅龙扭矩传感器传动过来的扭矩信号，计算出单位时间内所述脱粒扭矩传感器的扭矩变化值ΔT1，单位时间内所述搅龙扭矩传感器的扭矩变化值ΔT2；

判定模块，所述判定模块中设有增速区间Z、减速区间J及平衡区间P,所述判定模块对ΔT1和ΔT2进行对比，取其中的较大值ΔT，并判断ΔT是位于增速区间Z内还是位于减速区间J内，同时判断ΔT1和ΔT2是否均位于平衡区间P；

计算模块，若ΔT1和ΔT2均位于平衡区间P内，则判定模块不会向所述计算模块发出计算指令；

若ΔT位于增速区间Z内，则计算模块接收来自判定模块的计算指令并对ΔT进行分析，得出变量液压马达应增加的排量调整幅度t1，并将调整幅度指令发送至所述电机控制器；

若ΔT位于减速区间J内，则计算模块接收来自判定模块的计算指令并对ΔT进行分析，得出变量液压马达应减少的排量调整幅度t2，并将该调整幅度指令发送至所述电机控制器。

作为优选，所述脱粒扭矩传感器和所述主控制器之间设有第一放大器，所述搅龙扭矩传感器和所述主控制器之间设有第二放大器。

作为优选，所述单位时间内脱粒扭矩传感器的扭矩变化值ΔT1及单位时间内搅龙扭矩传感器的扭矩变化值ΔT2中的单位时间均为0.5s。

作为优选，当所述较大值ΔT位于减速区间J时，所述变量液压马达应减少的排量调整幅度为：。

作为优选，当所述较大值ΔT位于减速区间J时，所述变量液压马达应增加的排量调整幅度为：。

作为优选，减速区间：50＜J≤85，增速区间：0＜Z＜40，平衡区间：40≤P≤50。

作为优选，还包括一报警器，当所述较大值ΔT超出所述增速区间Z时，所述计算模块向所述报警器发出报警指令。

本发明有益效果在于：

本发明的控制系统，其结构简单、使用方便，能够避免收割机发生堵塞的现象，不依赖驾驶人员的经验，极大了降低了驾驶人员的劳动强度，降低了对驾驶人员的要求，并且大大提高了工作效率。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为本发明实施例1的结构框图。

图中：

1-变量液压马达；

2-直线电机；

3-控制手柄；

4-脱粒扭矩传感器；

5-搅龙扭矩传感器；

6-电机控制器；

7-主控制器；

8-第一放大器；

9-第二放大器。

具体实施方式

以下所述仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明的范围进行限定。

实施例，见附图1，收割机智能控制系统，包括

变量液压马达1，用于驱动所述收割机行走；

直线电机2，用于带动控制手柄3进而调节所述变量液压马达1排量，直线电机2带动控制手柄3，进而控制变量液压马达1的排量，通过增加或减少变量液压马达1的排量，从而实现对收割机速度的控制；

脱粒扭矩传感器4，安装在收割机脱粒滚筒主轴上，用于实时检测收割机脱粒滚筒主轴的扭矩；所述脱粒扭矩传感器4和所述主控制器7连接，之间设有第一放大器8，

搅龙扭矩传感器5，安装在水平输送搅龙主轴上，用于实时检测水平输送搅龙主轴的扭矩；所述搅龙扭矩传感器5和所述主控制器7相连接，之间设有第二放大器9；

电机控制器6，用于控制所述直线电机2的动作，通过直线电机2带动直线电机伸出或者缩回；

主控制器7，用于向所述电机控制器6发送直线电机2动作指令及接收来自所述脱粒扭矩传感器4的扭矩信号和搅龙扭矩传感器5的扭矩信号；并计算出单位时间内所述脱粒扭矩传感器4的扭矩变化值ΔT1及单位时间内所述搅龙扭矩传感器5的扭矩变化值ΔT2，进而通过ΔT1、ΔT2来判定所述变量液压马达1是否需调整排量及调整幅度并将调整幅度指令发送至所述电机控制器6。

在本实施方式中，所述主控制器7包括接收模块701，用于接收所述脱粒扭矩传感器4和搅龙扭矩传感器5传动过来的扭矩信号，计算出单位时间内所述脱粒扭矩传感器4的扭矩变化值ΔT1，一般的，这个单位时间是0.5s，单位时间内所述搅龙扭矩传感器5的扭矩变化值ΔT2，一般的，该处的单位时间是0.5s；

判定模块702，所述判定模块中设有增速区间Z、减速区间J及平衡区间P,减速区间：50＜J≤85，增速区间：0＜Z＜40，平衡区间：40≤P≤50，所述判定模块对ΔT1和ΔT2进行对比，取其中的较大值ΔT，并判断ΔT是位于增速区间Z内还是位于减速区间J内，同时判断ΔT1和ΔT2是否均位于平衡区间P，如ΔT1=30，ΔT2=60，则ΔT1和ΔT2均不在平衡区间P内，此时较大值ΔT=60；

计算模块703，例如，若ΔT1=40，ΔT2=45，则ΔT1和ΔT2均位于平衡区间P内，则判定模块不会向所述计算模块发出计算指令，变量液压马达1保持原来的排量不变；

ΔT=60，位于增速区间Z内，则计算模块接收来自判定模块的计算指令并对ΔT进行分析，得出变量液压马达1应增加的排量调整幅度t1，并将调整幅度指令发送至所述电机控制器6，此时的所述变量液压马达1应增加的排量调整幅度为：，增加的排量调整幅度以百分比表示，计算结果为0.0048，就是表示变量液压马达1应增加的排量调整幅度为原排量的0.48%。

ΔT1=20，ΔT2=35，则ΔT=35，ΔT位于减速区间J内，则计算模块接收来自判定模块的计算指令并对ΔT进行分析，得出变量液压马达1应减少的排量调整幅度t2，并将该调整幅度指令发送至所述电机控制器6，此时的，所述变量液压马达1应减少的排量调整幅度为：，减少的排量调整幅度以百分比表示，计算结果为0.00325，就是表示变量液压马达1应减少的排量调整幅度为原排量的0.325%。

申请人经过反复试验后发现，正常工作的时候，ΔT1=20、ΔT2都在正常范围内，也就是较大值ΔT不管如何大，都会在增速区间Z内，而如果超出这一数值，就表示出现了异常情况，需要检测，因此我们设置了一个报警器10，当所述较大值ΔT超出所述增速区间Z时，所述计算模块向所述报警器10发出报警指令，报警器10发出报警。

以上说明仅仅是对本发明的解释，使得本领域普通技术人员能完整的实施本方案，但并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，这些都是不具有创造性的修改。但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (5)

1.收割机智能控制系统，其特征在于：包括

变量液压马达（1），用于驱动所述收割机行走；

直线电机（2），用于带动控制手柄（3）进而调节所述变量液压马达（1）排量；

脱粒扭矩传感器（4），用于实时检测收割机脱粒滚筒主轴的扭矩；

搅龙扭矩传感器（5），用于实时检测水平输送搅龙主轴的扭矩；

电机控制器（6），用于控制所述直线电机（2）的动作；

主控制器（7），用于向所述电机控制器（6）发送直线电机（2）动作指令及接收来自所述脱粒扭矩传感器（4）的扭矩信号和搅龙扭矩传感器（5）的扭矩信号；并计算出单位时间内所述脱粒扭矩传感器（4）的扭矩变化值ΔT1及单位时间内所述搅龙扭矩传感器（5）的扭矩变化值ΔT2，进而通过ΔT1、ΔT2来判定所述变量液压马达（1）是否需调整排量及调整幅度并将调整幅度指令发送至所述电机控制器（6）;

所述主控制器（7）包括：

接收模块，用于接收所述脱粒扭矩传感器（4）和搅龙扭矩传感器（5）传动过来的扭矩信号，计算出单位时间内所述脱粒扭矩传感器（4）的扭矩变化值ΔT1，单位时间内所述搅龙扭矩传感器（5）的扭矩变化值ΔT2；

判定模块，所述判定模块中设有增速区间Z、减速区间J及平衡区间P,所述判定模块对ΔT1和ΔT2进行对比，取其中的较大值ΔT，并判断ΔT是位于增速区间Z内还是位于减速区间J内，同时判断ΔT1和ΔT2是否均位于平衡区间P；

计算模块，若ΔT1和ΔT2均位于平衡区间P内，则判定模块不会向所述计算模块发出计算指令；

若ΔT位于增速区间Z内，则计算模块接收来自判定模块的计算指令并对ΔT进行分析，得出变量液压马达（1）应增加的排量调整幅度t1，并将调整幅度指令发送至所述电机控制器（6）；

若ΔT位于减速区间J内，则计算模块接收来自判定模块的计算指令并对ΔT进行分析，得出变量液压马达（1）应减少的排量调整幅度t2，并将该调整幅度指令发送至所述电机控制器（6）；当所述ΔT位于减速区间J时，所述变量液压马达（1）应减小的排量调整幅度为：。

2.根据权利要求1所述的收割机智能控制系统，其特征在于：所述脱粒扭矩传感器（4）和所述主控制器（7）之间设有第一放大器（8），所述搅龙扭矩传感器（5）和所述主控制器（7）之间设有第二放大器（9）。

3.根据权利要求1所述的收割机智能控制系统，其特征在于：所述单位时间内脱粒扭矩传感器（4）的扭矩变化值ΔT1及单位时间内搅龙扭矩传感器（5）的扭矩变化值ΔT2中的单位时间均为0.5s。

4.根据权利要求1或2或3所述的收割机智能控制系统，其特征在于：减速区间：50＜J≤85，增速区间：0＜Z＜40，平衡区间：40≤P≤50。

5.根据权利要求1或2或3所述的收割机智能控制系统，其特征在于：还包括一报警器（10），当所述ΔT超出所述增速区间Z时，所述计算模块向所述报警器（10）发出报警指令。