CN105027841A - 一种割草机的控制板监测系统及其监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种割草机的控制板监测系统及其监测方法，其包括，电源供电模块、电源处理模块、微处理器控制模块、角度监测模块、电流处理模块电机驱动模块、看门狗模块与继电器模块。当割草机在割草的过程中检测到主板上的电子零部件的状态出现异常或微处理器模块失效后，割草机就会刹车制动，因而本发明具有割草效率高和安全性好等优点。

Description

一种割草机的控制板监测系统及其监测方法

技术领域

本发明涉及一种割草机的控制板监测系统及其监测方法，尤其涉及一种当割草机控制板上的零部件出现异常时而自动停机的监测系统及其监测方法。

背景技术

一般而言，割草机的性能好坏特别割草机控制板上零部件工作的正常与否，直接影响到割草机的使用效率；目前市场上的割草机，能够让割草机在不同状况的草坪下使用割草，割草机的刀条都是在使用者主动地释放开关或者割草机遇到了复杂的草坪时出现过流保护，低压保护和霍尔异常保护而被动地停机停止转动的；但是没有任何功能模块来监测电子控制部分的控制板上的零部件的可靠性；如若在使用中，电子控制板上的零部件失效，就会同时致使机器割草功能不完整甚至失效，使机器失去刹车功能，不能刹车停机而出现自由停机现象，这样如若使用者去侧翻割草机，割草机的快速转动的刀条就可能会伤害到使用者，存在安全隐患。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种割草机的控制板监测系统及其监测方法。所述割草机的控制板监测系统采用的技术方案为：包括，电源供电模块、电源处理模块、微处理器控制模块、角度监测模块、电流处理模块电机驱动模块、看门狗模块与继电器模块；

其中，所述电源供电模块用于给割草机供电；

所述电源处理模块用于将电源供电模块输出的高电压转换为低电压，并输入给微处理器控制模块；

所述角度监测模块用于监测割草机与水平面之间的倾角大小；

所述电流处理模块用于监测电流状态；所述电机驱动模块用于控制割草机刀条工作；

所述微处理器控制模块用于检测所述角度监测模块与电流处理模块的输出信号，并输出一控制信号给所述电机驱动模块；

所述看门狗模块用于实时监测微处理器控制模块的工作状态；

所述继电器模块用于断开或闭合所述割草机内电子控制板的信号回路。

优选地，所述电源处理模块是由稳压器、二极管、三极管串联稳压模块组成。

本发明割草机的控制板监测方法为：

步骤一：启动割草机的开关按钮，所述电源供电模块开始给割草机供电；

步骤二：所述电源处理模块将电源供电模块输出的高电压转换为低电压，并输入给微处理器控制模块；

步骤三：所述微处理器控制模块检测所述角度监测模块与电流处理模块的输出信号，并输出一控制信号给所述电机驱动模块；

步骤四：所述电机驱动模块接到来自微处理器控制模块控制信号后，控制割草机刀条停止或工作；

步骤五：当所述微处理器控制模块受损失效后没有输出维持开机的控制信号给看门狗模块，所述看门狗模块即输出一制动控制信号给所述继电器模块；

步骤六：所述继电器模块接收到来自看门狗模块的制动控制信号后，将直接断开所述割草机内电子控制板的信号回路，割草机将停止工作。

本发明是通过电子智能技术，通过看门狗模块监测微处理器控制模块的工作状态，进而实现监测电子控制板上的零部件的状态。当所述微处理器控制模块受损失效后没有输出维持开机的控制信号给看门狗模块，所述看门狗模块即输出一制动控制信号给所述继电器模块，所述继电器模块接收到来自看门狗模块的制动控制信号后，将直接断开所述割草机内电子控制板的信号回路，割草机将停止工作。因此，本发明可以提高割草机的割草效率，同时也保障了使用者的安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明割草机的控制板监测系统的电路模块原理示意图；

图2是本发明割草机的控制板监测系统的信号流向示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

图1是本发明割草机的控制板监测系统的电路模块原理示意图。如图1所示，本发明割草机的控制板监测系统包括，电源供电模块、电源处理模块、微处理器控制模块、角度监测模块、电流处理模块电机驱动模块、看门狗模块与继电器模块电源供电模块。所述控制板监测系统的电路模块工作原理具体如下：整个系统由电源供电模块负责给割草机供电，所述电源供电模块是用来提供整个割草机系统供电的一种装置，通常是锂离子电池组成的，它实时提供整个系统控制的工作动力，将电能转化为割草机割草的动能。

然后通过电源处理模块实现电压的大小转换，所述电源处理模块是一种电源转换装置，通常是由LDO（稳压器），二极管，三极管串联稳压模块组成的，具体是将电源供电模块提供的高压电压转化为微处理器控制模块正常工作的低压电压，并时刻反馈电压的状态给微处理器控制模块以检测电压的正常与否，来确保电子控制系统的正常工作。

所述微处理器控制模块是整个割草机的核心电子零部件，通常是由高度集成的IC芯片组成的，它通过电池提供过来的能量来工作，通过系统外围的模块检测部分来检测外围所有的信号状态，如出现系统信号的异常，就会主动发出停机信号，实现割草机的停机制动，保护使用者的安全。具体而言，所述微处理器控制模块在收到整机开关信号后经过处理，通过电机驱动模块来发出开启MOS（场效应管）的信号，实现开机或者关机的动作，进而实现控制割草机刀条工作或停止；

所述电机驱动模块是用来由微处理器控制模块发出时序信号，有规律的驱动三相MOS（场效应管）的上下桥而开启或者关闭MOS（场效应管）实现驱动功能的一种模块，它通常是由高度集成的IC（半导体）芯片和分立的二极管三极管组成。

所述电流处理模块是用来监测整个割草机在割草或者开始割草之前的电流的一种装置，通过信号反馈给处理信号的微处理器控制模块来实时处理，是否开启或者关停割草机，实现安全割草的一种功能装置，它通常是由运算放大器或者集成IC芯片组成的。

所述角度监测模块是用来监测割草机在割草过程中或者开始割草之前与水平面的角度的大小，将监测到的角度信号通过处理模块，实时传送给微处理器控制模块，来判断是否开启割草机或者停止割草的一种模块装置，它通常是由角度监测IC芯片以及外围的分立电容电阻组成的。

正常工作的情况下，微处理器控制模块会实时监测电流处理模块，角度检测模块以及电子线路板上本身的电压和霍尔信号的正常与否，再实现开机或者关机动作，一旦有电压，电流和角度以及其它的异常都会发出关机信号，实现制动刹车停机，及时保护使用者的安全。在本发明中，所述微处理器控制模块主要用于检测所述角度监测模块与电流处理模块的输出信号，当割草机的底盘与水平面之间的倾角超过一定范围（如倾角超过60度，控制系统监测到的整机状态将会显示异常而停机）时，所述微处理器控制模块输出一停机控制信号给所述电机驱动模块，再通过驱动模块完成关机动作。

所述看门狗模块是用来实时监测微处理器控制模块本身及内部软件程序的工作状态的，通常是由二极管，三极管组成的分立回路。随着割草机使用时间的延长，各器件逐渐老化，一旦微处理器控制模块出现故障，或者程序软件跑飞，而使割草机处于一种不可控的状态，看门狗模块就会及时启动继电器的另一组触点回路，独立地实现制动，强制割草机停止割草，从而保障使用者的安全，防止意外伤害事件的发生。

所述继电器模块是用于断开或闭合所述割草机内电子控制板的信号回路，通常是由大功率继电器组成的，用于切断或者闭合整个回路，实现电能的开关切换。

本发明是由电源供电模块，电源处理模块，微处理器控制模块，电机驱动模块，角度监测模块、电流处理模块、看门狗模块和继电器模块来一起相互配合有序工作来实现的控制板监测系统，可实现快速制动停机，且效率高和安全性能高等优点。

图2是本发明割草机控制板监测系统的信号流向示意图。如图2所示，本发明的具体工作流程如下：

当使用者按下割草机上的开关按钮，开关按钮会输出一个开关信号给信号处理回路，信号处理回路上的微处理器模块收到开关信号后就会检测其上的所有零部件的工作状态，同时角度控制板模块也会发送角度信息给信号处理回路，信号处理回路将检测到的状态信息转化成电子信号输出给主板，主板通过收到信号处理回路送来的信号进行进一步处理，以决定是否停机；一旦检测出零部件的状态异常，主板就会立即发出关机信号给电机，电机就会立即停止转动，完成整个的割草过程之前的检测。

当割草机的所有状态检测通过后，割草机开始割草；如果在割草机的过程中检测到主板上的电子零部件的状态出现异常，微处理器就会发出停机信号给主板，主板收到停机信号后，就会发出停机指令给电机，割草机就会刹车制动，实现停机。

需要说明的是，本发明所述的开关信号是连接整机与线路板的开关组成的回路所产生的信号，它通常是由二极管、三极管，电阻组成的；本发明的电源供电处理信号是电池包和电源管理部分所组成的回路产生的信号，它通常是由锂离子电池和电源芯片组成的；本发明的信号处理回路是微处理控制器（如单片机）以及外围的电路组成的回路所产生的信号，通常是由单片机以及外围的电阻、电容组成的。本发明的主板是接受和处理倾角信号的回路所组成的，用来直接控制割草机刀条的转动与停止，通常是由MOS（场效应管）、电阻，电容以及二极管、三极管组成的。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (3)

1.一种割草机的控制板监测系统，其特征在于：包括，电源供电模块、电源处理模块、微处理器控制模块、角度监测模块、电流处理模块、电机驱动模块、看门狗模块与继电器模块；

其中，所述电源供电模块用于给割草机供电；

所述电源处理模块用于将电源供电模块输出的高电压转换为低电压，并输入给微处理器控制模块；

所述角度监测模块用于监测割草机与水平面之间的倾角大小；

所述电流处理模块用于监测电流状态；所述电机驱动模块用于控制割草机刀条工作；

所述微处理器控制模块用于检测所述角度监测模块与电流处理模块的输出信号，并输出一控制信号给所述电机驱动模块；

所述看门狗模块用于实时监测微处理器控制模块的工作状态；

所述继电器模块用于断开或闭合所述割草机内电子控制板的信号回路。

2.根据权利要求1所述的割草机的控制板监测系统，其特征在于：所述电源处理模块是由稳压器、二极管、三极管串联稳压模块组成。

3.一种如权利要求1或2所述的割草机的控制板监测方法，其监测步骤为：

步骤一：启动割草机的开关按钮，所述电源供电模块开始给割草机供电；

步骤二：所述电源处理模块将电源供电模块输出的高电压转换为低电压，并输入给微处理器控制模块；

步骤三：所述微处理器控制模块检测所述角度监测模块与电流处理模块的输出信号，并输出一控制信号给所述电机驱动模块；

步骤四：所述电机驱动模块接到来自微处理器控制模块控制信号后，控制割草机刀条停止或工作；

步骤五：当所述微处理器控制模块受损失效后没有输出维持开机的控制信号给看门狗模块，所述看门狗模块即输出一制动控制信号给所述继电器模块；

步骤六：所述继电器模块接收到来自看门狗模块的制动控制信号后，将直接断开所述割草机内电子控制板的信号回路，割草机将停止工作。