CN105660038A - 基于dsp的智能化玉米联合收获机故障监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了基于DSP的智能化玉米联合收获机故障监测系统，包括控制端和执行端，控制端包括DSP模块,信号采集及调理模块，故障数据库，ARM模块，显示屏，操作端，报警指示灯，蜂鸣器，远程监控管理系统；执行端包括变速箱控制器，变速箱输出轴，液压控制阀组，割台输入轴液压马达，绞龙输送机液压马达，剥皮机输入轴液压马达，升运器输入轴液压马达，脱粒装置液压马达，清选装置液压马达，七组转速传感器，籽粒箱，压力传感器，液压伺服驱动器，三个伺服液压缸，车体，双轴水平传感器。本发明的有益效果：响应速度快、可靠性高，能有效降低玉米联合收获机故障发生率，更好地实现智能化玉米联合收获机的故障监测和稳定作业。

Description

基于DSP的智能化玉米联合收获机故障监测系统

技术领域

本发明涉及玉米收获机械故障监测领域，尤其涉及基于DSP的智能化玉米联合收获机故障监测系统。

背景技术

随着我国农业机械化的快速发展，玉米联合收获机械技术水平落后，缺少作业时故障监测的问题日益突出。大量在发生初期通过简单干预、处理就可得到解决的物料堵塞问题因不能及时发现，最终形成了零部件损坏。这就是我国玉米联合收获机产品故障频发、故障损失大、维修困难、维护费用高，维修时间过长的主要原因，也是在我国大力推广玉米机械化收获技术过程中急待解决的问题。据统计，玉米联合收获机70%以上的机械故障是由于工作部件严重堵塞造成的零部件的损坏。这类故障如能在发生初期及时发现，往往只需通过临时降低作业速度、提高工作部件转速的办法就可解决，对机具的正常作业的影响很小，更不会出现因机械故障造成的停车检修、更换零件等情况。

发明内容

为了克服上述技术问题，本发明提供了基于DSP的智能化玉米联合收获机故障监测系统。

本发明解决其技术问题采取的技术方案是：基于DSP的智能化玉米联合收获机故障监测系统，包括控制端和执行端，所述控制端包括DSP模块,信号采集及调理模块，故障数据库，ARM模块，显示屏，操作端，报警指示灯，蜂鸣器，远程监控管理系统，所述信号采集及调理模块与DSP模块连接，所述故障数据库为DSP模块提供数据参考和支持，所述ARM模块与DSP模块通过RS232接口实现通信连接,所述显示屏、操作端与ARM模块连接，所述报警指示灯、蜂鸣器与DSP模块连接，所述DSP模块将故障状态和数据上传给远程监控管理系统；所述执行端包括变速箱控制器，变速箱输出轴，转速传感器1，液压控制阀组，割台输入轴液压马达，转速传感器2，绞龙输送机液压马达，转速传感器3，剥皮机输入轴液压马达，转速传感器4，升运器输入轴液压马达，转速传感器5，脱粒装置液压马达，转速传感器6，清选装置液压马达，转速传感器7，籽粒箱，压力传感器，液压伺服驱动器，伺服液压缸1，伺服液压缸2，伺服液压缸3，车体，双轴水平传感器，所述变速箱控制器分别与DSP模块和变速箱输出轴连接，所述转速传感器1分别与变速箱输出轴和信号采集及调理模块连接，所述液压控制阀组与DSP模块连接，所述割台输入轴液压马达、绞龙输送机液压马达、剥皮机输入轴液压马达、升运器输入轴液压马达、脱粒装置液压马达、清选装置液压马达与液压控制阀组连接，所述转速传感器2分别与割台输入轴液压马达和信号采集及调理模块连接，所述转速传感器3分别与绞龙输送机液压马达和信号采集及调理模块连接，所述转速传感器4分别与剥皮机输入轴液压马达和信号采集及调理模块连接，所述转速传感器5分别与升运器输入轴液压马达和信号采集及调理模块连接，所述转速传感器6分别与脱粒装置液压马达和信号采集及调理模块连接，所述转速传感器7分别与清选装置液压马达和信号采集及调理模块连接，所述压力传感器分别与籽粒箱和信号采集及调理模块连接，所述液压伺服驱动器与DSP模块连接，所述伺服液压缸1、伺服液压缸2、伺服液压缸3分别与液压伺服驱动器和车体连接，所述双轴水平传感器分别与车体和信号采集及调理模块连接。

进一步地，所述DSP模块是32位浮点型DSP控制器TMS320F28335。

进一步地，所述ARM模块是型号为S3C2410的ARM开发板。

进一步地，所述故障数据库是玉米联合收获机作业时常发故障机理、现象与解决方法数据库，为DSP模块提供经验性数据参考和支持。

进一步地，所述远程监控管理系统是区域内统一管理调度玉米联合收获机的管理系统，DSP模块将玉米联合收获机作业时突发故障信息上传，便于远程监控管理系统的统一管理。

进一步地，所述伺服液压缸1、伺服液压缸2、伺服液压缸3分别安装在车体前端中间、后端左侧、后端右侧，能够对车体起到一个调整平衡的作用。

本发明的有益效果：该发明结构简单、响应速度快、可靠性高、灵活性好，且操作简单，能很快捷的移植到玉米联合收获机上，大量发生在初期因物料堵塞造成的故障问题通过简单干预、处理就能解决，避免了零部件损坏，有效降低玉米联合收获机作业时的故障发生率，大大降低其维修费用，提高机主收益，并可将实时故障上传，便于区域内所有联合收获机的统一管理。

附图说明

图1为本发明的原理结构框图。

具体实施方式

参照说明书附图1对本发明的基于DSP的智能化玉米联合收获机故障监测系统，作以下详细地说明。

基于DSP的智能化玉米联合收获机故障监测系统，包括控制端和执行端，所述控制端包括DSP模块,信号采集及调理模块，故障数据库，ARM模块，显示屏，操作端，报警指示灯，蜂鸣器，远程监控管理系统，所述信号采集及调理模块与DSP模块连接，所述故障数据库为DSP模块提供数据参考和支持，所述ARM模块与DSP模块通过RS232接口实现通信连接,所述显示屏、操作端与ARM模块连接，所述报警指示灯、蜂鸣器与DSP模块连接，所述DSP模块将故障状态和数据上传给远程监控管理系统；所述执行端包括变速箱控制器，变速箱输出轴，转速传感器1，液压控制阀组，割台输入轴液压马达，转速传感器2，绞龙输送机液压马达，转速传感器3，剥皮机输入轴液压马达，转速传感器4，升运器输入轴液压马达，转速传感器5，脱粒装置液压马达，转速传感器6，清选装置液压马达，转速传感器7，籽粒箱，压力传感器，液压伺服驱动器，伺服液压缸1，伺服液压缸2，伺服液压缸3，车体，双轴水平传感器，所述变速箱控制器分别与DSP模块和变速箱输出轴连接，所述转速传感器1分别与变速箱输出轴和信号采集及调理模块连接，所述液压控制阀组与DSP模块连接，所述割台输入轴液压马达、绞龙输送机液压马达、剥皮机输入轴液压马达、升运器输入轴液压马达、脱粒装置液压马达、清选装置液压马达与液压控制阀组连接，所述转速传感器2分别与割台输入轴液压马达和信号采集及调理模块连接，所述转速传感器3分别与绞龙输送机液压马达和信号采集及调理模块连接，所述转速传感器4分别与剥皮机输入轴液压马达和信号采集及调理模块连接，所述转速传感器5分别与升运器输入轴液压马达和信号采集及调理模块连接，所述转速传感器6分别与脱粒装置液压马达和信号采集及调理模块连接，所述转速传感器7分别与清选装置液压马达和信号采集及调理模块连接，所述压力传感器分别与籽粒箱和信号采集及调理模块连接，所述液压伺服驱动器与DSP模块连接，所述伺服液压缸1、伺服液压缸2、伺服液压缸3分别与液压伺服驱动器和车体连接，所述双轴水平传感器分别与车体和信号采集及调理模块连接。

进一步地，所述DSP模块是32位浮点型DSP控制器TMS320F28335。

进一步地，所述ARM模块是型号为S3C2410的ARM开发板。

进一步地，所述故障数据库是玉米联合收获机作业时常发故障机理、现象与解决方法数据库，为DSP模块提供经验性数据参考和支持。

进一步地，所述远程监控管理系统是区域内统一管理调度玉米联合收获机的管理系统，DSP模块将玉米联合收获机作业时突发故障信息上传，便于远程监控管理系统的统一管理。

进一步地，所述伺服液压缸1、伺服液压缸2、伺服液压缸3分别安装在车体前端中间、后端左侧、后端右侧，能够对车体起到一个调整平衡的作用。

其工作原理如下：

（1）将转速传感器1布置到变速箱输出轴上，用来检测收获机作业时的行进速度，采集到的速度信号通过信号采集及调理模块的转换及处理后传输给DSP模块，同理，将转速传感器2布置到割台输入轴上、转速传感器3布置到绞龙输送机轴上、转速传感器4布置到剥皮机输入轴上、转速传感器5布置到升运器输入轴上、转速传感器6布置到脱粒装置转动轴上、转速传感器7布置到清选装置转动轴上，分别检测收获机作业时割台输入轴、绞龙输送机、剥皮机、升运器、脱粒装置、清选装置的速度，采集到的速度信号通过信号采集及调理模块的转换及处理后传输给DSP模块；

（2）将压力传感器布置到籽粒箱底部，用来检测箱内玉米籽粒重量，采集到的压力信号通过信号采集及调理模块的转换及处理后传输给DSP模块；

（3）将伺服液压缸1、伺服液压缸2、伺服液压缸3分别安装在车体前端、后端左侧、后端右侧，用来调整车体平衡，将双轴水平传感器布置到车体的中间位置，用来检测车体两个方向的水平度，采集到的水平信号通过信号采集及调理模块的转换及处理后传输给DSP模块；

（4）DSP模块接收到的以上实时信号在显示屏上显示，当出现异常时，报警指示灯报警、蜂鸣器鸣笛提醒驾驶室内的驾驶员，结合故障数据库提供的常发故障机理、现象与解决方法信息，通过操作端进行操作，将操作信息传输给ARM模块，ARM模块进行分析后传输给DSP模块，DSP模块通过控制变速箱控制器来降低变速箱输出轴转速，进而降低收获机行走速度；通过控制液压控制阀组来降低割台输入轴液压马达、绞龙输送机液压马达、剥皮机输入轴液压马达、升运器输入轴液压马达、脱粒装置液压马达、清选装置液压马达转速，进而降低玉米摘穗、玉米穗绞龙输送、剥皮、升运输送、脱粒、清选的速度，防止堵塞现象发生；通过控制液压伺服驱动器来调整伺服液压缸1、伺服液压缸2、伺服液压缸3的伸缩来调整车体平衡，避免收获机作业时车体出现倾覆现象，同时将收获机作业时出现的故障数据上传给远程监控管理系统。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的范围内，可轻易想到的变化，都应涵盖在发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.基于DSP的智能化玉米联合收获机故障监测系统，包括控制端和执行端，所述控制端包括DSP模块,信号采集及调理模块，故障数据库，ARM模块，显示屏，操作端，报警指示灯，蜂鸣器，远程监控管理系统，所述信号采集及调理模块与DSP模块连接，所述故障数据库为DSP模块提供数据参考和支持，所述ARM模块与DSP模块通过RS232接口实现通信连接,所述显示屏、操作端与ARM模块连接，所述报警指示灯、蜂鸣器与DSP模块连接，所述DSP模块将故障状态和数据上传给远程监控管理系统；所述执行端包括变速箱控制器，变速箱输出轴，转速传感器1，液压控制阀组，割台输入轴液压马达，转速传感器2，绞龙输送机液压马达，转速传感器3，剥皮机输入轴液压马达，转速传感器4，升运器输入轴液压马达，转速传感器5，脱粒装置液压马达，转速传感器6，清选装置液压马达，转速传感器7，籽粒箱，压力传感器，液压伺服驱动器，伺服液压缸1，伺服液压缸2，伺服液压缸3，车体，双轴水平传感器，所述变速箱控制器分别与DSP模块和变速箱输出轴连接，所述转速传感器1分别与变速箱输出轴和信号采集及调理模块连接，所述液压控制阀组与DSP模块连接，所述割台输入轴液压马达、绞龙输送机液压马达、剥皮机输入轴液压马达、升运器输入轴液压马达、脱粒装置液压马达、清选装置液压马达与液压控制阀组连接，所述转速传感器2分别与割台输入轴液压马达和信号采集及调理模块连接，所述转速传感器3分别与绞龙输送机液压马达和信号采集及调理模块连接，所述转速传感器4分别与剥皮机输入轴液压马达和信号采集及调理模块连接，所述转速传感器5分别与升运器输入轴液压马达和信号采集及调理模块连接，所述转速传感器6分别与脱粒装置液压马达和信号采集及调理模块连接，所述转速传感器7分别与清选装置液压马达和信号采集及调理模块连接，所述压力传感器分别与籽粒箱和信号采集及调理模块连接，所述液压伺服驱动器与DSP模块连接，所述伺服液压缸1、伺服液压缸2、伺服液压缸3分别与液压伺服驱动器和车体连接，所述双轴水平传感器分别与车体和信号采集及调理模块连接。

2.根据权利要求1所述的基于DSP的智能化玉米联合收获机故障监测系统，其特征在于，所述DSP模块是32位浮点型DSP控制器TMS320F28335。

3.根据权利要求1所述的基于DSP的智能化玉米联合收获机故障监测系统，其特征在于，所述ARM模块是型号为S3C2410的ARM开发板。

4.根据权利要求1所述的基于DSP的智能化玉米联合收获机故障监测系统，其特征在于，所述故障数据库是玉米联合收获机作业时常发故障机理、现象与解决方法数据库，为DSP模块提供经验性数据参考和支持。

5.根据权利要求1所述的基于DSP的智能化玉米联合收获机故障监测系统，其特征在于，所述远程监控管理系统是区域内统一管理调度玉米联合收获机的管理系统，DSP模块将玉米联合收获机作业时突发故障信息上传，便于远程监控管理系统的统一管理。

6.根据权利要求1所述的基于DSP的智能化玉米联合收获机故障监测系统，其特征在于，所述伺服液压缸1、伺服液压缸2、伺服液压缸3分别安装在车体前端中间、后端左侧、后端右侧，能够对车体起到一个调整平衡的作用。