CN104956838A - 一种高位卸粮联合收割机的粮筒自动回位控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高位卸粮联合收割机的粮筒自动回位控制装置，控制装置包括卸粮机构、控制机构和驱动机构，卸粮机构包括横向粮筒、竖向粮筒和卸粮口，控制机构包括逻辑门电路、位置传感器、总控开关、手柄开关及电源，驱动机构包括电机和油缸，控制机构通过驱动机构驱动横向粮筒转动，从而调节卸粮口的位置进行卸粮和回位。本发明还提供一种高位卸粮联合收割机的粮筒自动回位控制方法。本发明控制方法简单，易于实施，减少劳动量；既可以自动回位，也可以急停、切换为手动操作，可靠性强；自动回位功能极大缩短了回位时间，简化操作过程，提升了作业效率；本发明的控制器采用逻辑门电路，更适合工况恶劣的联合收割机，使用寿命长，可靠性高。

Description

一种高位卸粮联合收割机的粮筒自动回位控制装置及方法

技术领域

本发明属于农业机械控制技术领域，尤其涉及联合收割机高位卸粮的自动回位技术。

背景技术

我国是农业大国，谷物联合收割机的市场需求量很大。联合收割机通常都具有集粮卸粮装置，用于收集收获农作物，以便于存储、运输、倾卸。其中的集粮卸粮装置分为人工卸粮和机械式卸粮两种。目前大中型谷物联合收割机高效作业必要条件之一是在收割机收割作业的同时自动完成卸粮作业，从而提高收割机的工作效率。

但国内多数现有大中型谷物联合收割机卸粮装置都采用人工卸粮，在粮箱已满需要卸粮时，采用人工扳动卸粮筒，劳动强度大，且卸粮筒卸粮口位置由人力手动控制，不能停在任意位置，操作麻烦。部分联合收割机具有机械式卸粮功能，但在完成卸粮作业后，还需手动操作机械，实现卸粮筒回位。由于卸粮机构的较低精度，和人为操作的延迟、滞后性，在手动操作卸粮筒回位时，往往不能一次到位。卸粮装置的这种手动回位方式，不能满足生产需要，且有回位动作较多、精度不高，需人工手动多次调整配合等缺点。

或门，又称或运算电路。几个条件中，只要有一个条件得到满足，某事件就会发生，这种关系叫做或逻辑关系。具有或逻辑关系的电路叫做或门。有多个输入端，只有一个输出端。只要输入中有一个为“1”电平时，输出就为“1”电平，只有当所有的输入全为“0”电平时，输出才为“0”电平。

与门，又称与电路。执行与运算的基本门电路。可以有几个输入端，只有一个输出端。当所有的输入同时为“1”电平时，输出才为“1”电平，否则输出为“0”电平。

发明内容

本发明首先要解决的技术问题是提供一种高位卸粮联合收割机的粮筒自动回位控制装置，能够实现联合收割机卸粮筒的自动回位，提高作业效率，简化操作。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种高位卸粮联合收割机的粮筒自动回位控制装置，所述控制装置包括卸粮机构、控制机构和驱动机构，所述卸粮机构包括横向粮筒、竖向粮筒和卸粮口，所述卸粮口安装在所述横向粮筒上，所述横向粮筒可转动地连接在竖向粮筒上，所述竖向粮筒安装在联合收割机的粮箱上，所述控制机构包括逻辑门电路、位置传感器、总控开关、手柄开关及电源，所述驱动机构包括电机和油缸，所述控制机构通过所述驱动机构驱动所述横向粮筒进行上下和左右转动，从而调节卸粮口的位置进行卸粮和回位。

在采用上述技术方案的同时，本发明还可以采用或者组合采用以下进一步的技术方案：

所述控制机构还包括报警传感器和继电器，所述报警传感器分别连接于蜂鸣器和所述逻辑门电路，所述逻辑门电路通过继电器连接至所述驱动机构。

所述位置传感器包括竖向位置传感器和横向位置传感器，所述竖向位置传感器用于接收所述横向粮筒上下转动至极限位置的信号，所述横向位置传感器用于接收所述左右转动至极限位置的信号。

所述驱动机构包括横向驱动机构和竖向驱动机构，所述横向驱动机构用于驱动所述横向粮筒左右转动，所述竖向驱动机构用于驱动所述横向粮筒上下转动，从而调节所述卸粮口的位置。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种高位卸粮联合收割机的粮筒自动回位控制方法，能够实现联合收割机卸粮筒的自动回位功能，提高卸粮作业效率，简化操作，减轻人工劳动强度。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种高位卸粮联合收割机的粮筒自动回位控制方法，所述方法应用上述控制装置，并包括以下步骤：

1）、手动操作手柄开关，通过驱动机构控制横向粮筒向上转动至卸粮口离开固定支架；

2）、手动操作手柄开关，通过驱动机构控制横向粮筒向右转动至卸粮口到达指定的位置；

3）、当卸粮口到达指定位置时，触发位置传感器，控制机构通过总控开关启动卸粮机构，输送搅龙运行，开始卸粮作业；

4）、当粮箱空仓，设置于粮箱内侧底部的报警传感器触发蜂鸣器自动报警，提示卸粮作业结束，控制机构通过总控开关关闭卸粮机构，关闭输送搅龙；

5）、报警传感器延时触发控制机构的自动回位模式，当设定的延时时间到达后控制机构根据与步骤2）和步骤1）相反的过程控制横向粮筒回位。

在采用上述技术方案的同时，本发明还可以采用或者组合采用以下进一步的技术方案：

在所述步骤4）中，在所述延时设定时间内，通过切换总控开关能够进行粮筒回位的模式的选择，默认模式为自动回位模式。

在所述步骤4）中，如果在延时设定时间内，通过总控开关切换至手动模式，通过手柄开关控制横向粮筒的上下和左右转动，直至卸粮口回到固定支架上。

所述自动回位模式具体包括以下步骤：

1）、报警传感器和竖向位置传感器通过与门控制竖向驱动机构启动，使得横向粮筒向上转动；

2）、竖向位置传感器和横向位置传感器通过与非门控制竖向驱动机构停止，并启动横向驱动机构，使得横向粮筒向左转动；

3）、横向位置传感器通过非门控制横向驱动机构停止，并触发竖向驱动装置换向启动，使得横向驱动机构向下转动至卸粮口回位；

4）、竖向传感器感应到横向粮筒回位的信号，通过非门控制竖向驱动机构停止。

在所述卸粮筒的自动回位过程中，通过总控开关能够切换成手动操作回位模式，实现急停功能。

所述驱动机构还包括行程限位点和限位传感器，限位传感器与蜂鸣器连接，手动操作时，当驱动机构超越所设定的行程限位点时，蜂鸣器报警提示，防止卸粮筒发生碰撞。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明控制方法简单，易于实施，减少劳动量；

2、本发明具有两种模式，既可以使卸粮筒自动回位，也可以急停、切换为手动操作模式，且两种模式互锁，可靠性强；

3、卸粮筒自动回位功能极大缩短了卸粮筒的回位时间，简化操作过程，提升了作业效率；

4、本发明的控制器采用逻辑门电路，代替一般的嵌入式控制器，更适合工况恶劣的联合收割机，使用寿命长，可靠性高。

附图说明

图1是实施例结构示意图。

图2控制方法原理图。

图3是高位卸粮及回位动作流程图。

图4自动回位模式流程图。

图5手动操作模式流程图。

图6是电器原理图。

图7是电器布线图。

具体实施方式

实施例1，高位卸粮联合收割机的粮筒自动回位控制装置，参照附图1。

本发明的控制装置包括卸粮机构、控制机构和驱动机构。卸粮机构包括粮箱1、横向粮筒9、竖向粮筒2和卸粮口10，卸粮口10安装在横向粮筒9的外端，卸粮口10垂直向下，竖向粮筒2固定安装在粮箱1上，横向粮筒9可转动地连接在竖向粮筒2上。

控制机构包括控制器、存储器、位置传感器、报警传感器、继电器、总控开关、手柄开关及电源，控制器采用逻辑门电路（可编程门阵列FPGA），作为处理器控制所有模块的工作，代替一般的嵌入式控制器，电源通过存储器接入控制器的电源输入端，位置传感器、总控开关和手柄开关分别接入控制器的输入端，报警传感器通过蜂鸣器接入控制器的输入端。

所述位置传感器包括竖向位置传感器和横向位置传感器12，竖向位置传感器用于接收横向粮筒9上下转动至极限位置的信号，横向位置传感器12用于接收横向粮筒9左右转动至极限位置的信号。

驱动机构包括横向驱动机构5和竖向驱动机构6，横向驱动机构5采用微型直流电机，竖向驱动机构6包括液压油缸，横向驱动机构5用于驱动横向粮筒9的左右转动，竖向驱动机构6用于驱动横向粮筒9的上下转动，控制器的输出端通过继电器连接驱动机构，从而调节卸粮口10的位置进行卸粮以及回位。

实施例2，高位卸粮联合收割机的粮筒自动回位控制装置，参照附图2-7。

一种高位卸粮联合收割机的粮筒自动回位控制方法，该方法应用实施例1的自动回位控制装置，并包括以下步骤：

1）、手动操作手柄开关，通过驱动机构控制横向粮筒向上转动至卸粮口离开固定支架；

2）、手动操作手柄开关，通过驱动机构控制横向粮筒向右转动至卸粮口到达指定的位置；

3）、当卸粮口到达指定位置时，触发位置传感器，控制机构通过总控开关启动卸粮机构，输送搅龙运行，开始卸粮作业；

4）、当粮箱空仓，设置于粮箱内侧底部的报警传感器触发蜂鸣器自动报警，提示卸粮作业结束，控制机构通过总控开关关闭卸粮机构，关闭输送搅龙；

在所述延时设定时间内，通过切换总控开关能够进行粮筒回位的模式的选择，默认模式为自动回位模式；

如果在延时设定时间内，通过总控开关切换至手动模式，通过手柄开关控制横向粮筒的上下和左右转动，直至卸粮口回到固定支架上。

如果在延时设定时间内，没有通过总控开关进行切换，则当延时时间结束后，例如设定延时时间为5s，则5s时间到，自动进入步骤5）；

5）、报警传感器延时触发控制机构的自动回位模式，当延时的设定时间到达后控制机构根据与步骤2）和步骤1）相反的过程控制横向粮筒回位。

步骤5）中的自动回位模式具体包括以下步骤：

（1）、报警传感器和竖向位置传感器通过与门控制竖向驱动机构启动，使得横向粮筒向上转动；

（2）、竖向位置传感器和横向位置传感器通过与非门控制竖向驱动机构停止，并启动横向驱动机构，使得横向粮筒向左转动；

（3）、横向位置传感器通过非门控制横向驱动机构停止，并触发竖向驱动装置换向启动，使得横向驱动机构向下转动至卸粮口回位；

（4）、竖向传感器感应到横向粮筒回位的信号，通过非门控制竖向驱动机构停止。

在所述卸粮筒的自动回位过程中，通过总控开关能够切换成手动操作回位模式，实现急停功能。

所述驱动机构还包括行程限位点和限位传感器，限位传感器与蜂鸣器连接，手动操作时，当驱动机构超越所设定的行程限位点时，蜂鸣器报警提示。

Claims (10)

1.一种高位卸粮联合收割机的粮筒自动回位控制装置，所述控制装置包括卸粮机构、控制机构和驱动机构，所述卸粮机构包括横向粮筒、竖向粮筒和卸粮口，所述卸粮口安装在所述横向粮筒上，所述横向粮筒可转动地连接在竖向粮筒上，所述竖向粮筒安装在联合收割机的粮箱上，其特征在于：所述控制机构包括逻辑门电路、位置传感器、总控开关、手柄开关及电源，总控开关、手柄开关和位置传感器连接至逻辑门电路的输入端，所述驱动机构包括电机和油缸，所述控制机构通过所述驱动机构驱动所述横向粮筒进行上下和左右转动，从而调节卸粮口的位置进行卸粮和回位。

2.如权利要求1所述的一种高位卸粮联合收割机的粮筒自动回位控制装置，其特征在于：所述控制机构还包括报警传感器和继电器，所述报警传感器分别连接于蜂鸣器和所述逻辑门电路，所述逻辑门电路通过继电器连接至所述驱动机构。

3.如权利要求1所述的一种高位卸粮联合收割机的粮筒自动回位控制装置，其特征在于：所述位置传感器包括竖向位置传感器和横向位置传感器，所述竖向位置传感器用于接收所述横向粮筒上下转动至极限位置的信号，所述横向位置传感器用于接收所述横向粮筒左右转动至极限位置的信号。

4.如权利要求1所述的一种高位卸粮联合收割机的粮筒自动回位控制装置，其特征在于：所述驱动机构包括横向驱动机构和竖向驱动机构，所述横向驱动机构用于驱动所述横向粮筒左右转动，所述竖向驱动机构用于驱动所述横向粮筒上下转动。

5.一种高位卸粮联合收割机的粮筒自动回位控制方法，其特征在于：所述方法应用权利要求1、2、3或4所述的控制装置，并包括以下步骤：

1）、手动操作手柄开关，通过驱动机构控制横向粮筒向上转动至卸粮口离开固定支架；

2）、手动操作手柄开关，通过驱动机构控制横向粮筒向右转动至卸粮口到达指定的位置；

3）、当卸粮口到达指定位置时，触发位置传感器，控制机构通过总控开关启动卸粮机构，输送搅龙运行，开始卸粮作业；

4）、当粮箱空仓，设置于粮箱内侧底部的报警传感器触发蜂鸣器自动报警，提示卸粮作业结束，控制机构通过总控开关关闭卸粮机构，关闭输送搅龙；

5）、报警传感器延时触发控制机构的自动回位模式，当设定的延时时间到达后，控制机构根据与步骤2）和步骤1）相反的过程控制横向粮筒回位。

6.如权利要求5所述的一种高位卸粮联合收割机的粮筒自动回位控制方法，其特征在于：在所述步骤4）中，在所述延时设定时间内，通过切换总控开关能够进行粮筒回位的模式的选择，默认模式为自动回位模式。且两种模式互锁，防止回位动作干扰。

7.如权利要求5所述的一种高位卸粮联合收割机的粮筒自动回位控制方法，其特征在于：在所述步骤4）中，如果在延时设定时间内，通过总控开关切换至手动模式，通过手柄开关控制横向粮筒的上下和左右转动，直至卸粮口回到固定支架上。

8.如权利要求5所述的一种高位卸粮联合收割机的粮筒自动回位控制方法，其特征在于：所述自动回位模式具体包括以下步骤：

1）、报警传感器和竖向位置传感器通过与门控制竖向驱动机构启动，使得横向粮筒向上转动；

2）、竖向位置传感器和横向位置传感器通过与非门控制竖向驱动机构停止，并启动横向驱动机构，使得横向粮筒向左转动；

3）、横向位置传感器通过非门控制横向驱动机构停止，并触发竖向驱动装置换向启动，使得横向驱动机构向下转动至卸粮口回位；

4）、竖向传感器感应到横向粮筒回位的信号，通过非门控制竖向驱动机构停止。

9.如权利要求5所述的一种高位卸粮联合收割机的粮筒自动回位控制方法，其特征在于：在所述卸粮筒的自动回位过程中，通过总控开关能够切换成手动操作回位模式，实现急停功能。

10.如权利要求5所述的一种高位卸粮联合收割机的粮筒自动回位控制方法，其特征在于：所述驱动机构还包括行程限位点和限位传感器，所述限位传感器与蜂鸣器连接，手动操作时，当驱动机构超越所设定的行程限位点时，蜂鸣器报警提示，防止卸粮筒发生碰撞。