CN111066761A - 一种履带自走式果园机械的智能化控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种履带自走式果园机械的智能化控制系统，包括中央控制系统、发动机系统、液压系统、远程通信与定位系统、各工作部子控制系统和无线遥控器，所述中央控制系统由支持移动车辆和工程车辆的专用控制器、触摸显示器、无线遥控接收器组成，所述专用控制器可存储预设的各工况优选或匹配作业参数及发动机输出参数，所述作业参数及发动机输出参数在设定调节范围内，能实现无级、连续可调。各果园机械机群均能通过网络与后台服务器连接，构成一个完整的远程监控管理及服务系统。本发明采用人机交互界面，操作简单，也可通过远程监控管理，实现客户端与后台间的数据共享及优化交互。
Description
技术领域
本发明涉及一种履带式农业机械，尤其适用于智能化履带自走式果园机械的智能化控制系统。
背景技术
随着农业机械的发展，越来越多的农业地头作业逐步被机器所取代，机械化程度越来越高。但在丘陵山区，由于地形地貌复杂，农作物种植多样化，作业条件恶劣，亟需具有区域多样化的智能化履带式中小型果园机械，尤其是一些影响人身安全的作业，如果园植保喷雾，目前作业人员不仅需要根据经验对果树作物进行农药喷洒，而且无法避免与农药的接触，更难以挖掘积累相关的生产管理和农艺数据。
发明内容
本发明目的是提供一种履带自走式果园机械的智能化控制系统，通过该控制方法及装置，可提高果园机械的易操控性和适用性，更好地满足不同作业环境、使用条件和客户的需求。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种履带自走式果园机械的智能化控制系统，其特征在于：包括中央控制系统、发动机系统、液压系统、远程通信与定位系统、各工作部子控制系统、无线遥控器和喷雾机内装设的远程车载终端；整车参数及作业数据经CAN总线传输识别及采集加密后，经由GPRS无线网络发送到云端服务器，并与企业的机群监控中心网络连接；
所述中央控制系统由支持移动车辆和工程车辆的专用控制器、触摸显示器、无线遥控接收器组成；所述专用控制器采用CAN总线通讯，快速IO响应，直接驱动电磁阀及比例阀，支持正交编码输入，支持串口程序下载及调试，存储预设的各工况优选或匹配参数，可输出故障诊断；所述触摸显示器可检测并显示发动机相关参数，实时调节及设置果园机械各工作部的作业参数，显示无线遥控器的操控状态及参数，显示果园机械各作业状态参数，接入GPS远程通讯与定位功能；所述无线遥控接收器通过CAN总线与PID调节器进行通讯，当模式选择开关设为无线遥控模式时，接收无线遥控器发射的无线电波，根据不同作业工况，自动选取控制器内存储区设定的工况操控参数，实现各种作业动作；
所述发动机系统由电起动的电控发动机及整机线束、发电机、蓄电池组成，为果园机械提供动力；发动机支持CAN通讯、CAN转速/油门与故障诊断，与中央控制系统采用兼容互通的通信协议，实现实时、有效的交互控制；
所述液压系统作为果园机械的动力传动系统，由各工作部的泵、马达及相应的电磁和比例阀组成；
所述远程通信与定位系统，基于CAN总线的GPS远程控制技术，通过机器上安装的远程车载终端，实现对果园机械的远程作业数据实时读取、作业参数调整、故障智能诊断、定位信息监控、程序数据传送和远程锁机及解锁控制；
所述各工作部子控制系统，通过电磁控制式比例阀，实现对果园机械各操控参数的无级调节和作业参数的优化匹配，满足不同作业条件下的作业需求；
所述无线遥控器发出的操控信号和喷雾机上各工作部的传感器信号，经控制器逻辑运算及与存储区存储的预设参数比对，得出优化或匹配的操控参数和发动机匹配转速、功率输出参数；
所述的机群监控中心包括服务器、定位系统、数据库及参数优化系统，通过云端计算处理及与客户端的数据传送、下载交互反馈，实现远程的数据共享、优化、存储与故障诊断、锁机及解锁监控管理。
优选的，所述的液压系统采用闭式系统，以充分兼顾果园机械的小型化和作业功能需求。
本发明采用人机交互界面，操作简单，且实时数据通过网络实现远程即时交互，便于监控和信息共享。
附图说明
图1为本发明的智能控制系统结构示意图；
图2为本发明实施例的无线遥控器操作面板示意图；
图3为本发明实施例的喷雾机智能化控制系统原理框图；
图4为本发明实施例的智能化喷雾系统原理框图。
具体实施方式
以下结合附图和果园履带自走式风送喷雾机实施例进一步说明本发明的控制系统。
图1是本发明的智能控制系统结构示意图，包括发动机系统1，用于检测相应速度、压力、液位的系列传感器2，包含各子工作部的液压系统3，远程通信与定位系统4，操控及人机交互界面6，无线遥控器7，有线控制器8，和中央控制系统5。所述的中央控制系统5模块化集成在电控柜内，包括支持移动车辆和工程车辆的专用控制器5.1，触摸显示器5.2，无线遥控接收器5.3，液压、发动机等控制接口5.4，发动机钥匙开关、模式选择开关、工况选择开关等系列开关5.5和远程车载终端5.6。专用控制器5.1内存储预设的各工况优选或匹配操控参数，根据不同作业工况，自动选取默认的工况操控参数，或由作业人员现场结合实际情况设定。
图2是本发明的无线遥控器操作面板示意图。按下启动开关7.1后，无线遥控器与图1所述的无线遥控接收器5.3建立实时通讯，工况选择开关7.2预设行驶、加药、喷雾和其他四种工况，行驶工况下，发动机功率仅与行驶作业匹配，药泵和风机自动关闭；加药工况下，发动机功率仅与药泵作业匹配，行走和风机自动关闭；喷雾工况下，发动机功率与行驶、药泵和风机作业匹配；其他工况为调试和定制作业预留工况，各作业部可结合药泵开关7.3、风机开关7.4配合作业。按下停止按钮7.5，停止药泵和风机作业。药泵和风机作业时，通过旋转药泵调节旋钮7.6和风量调节旋钮7.7，控制药泵和风机的作业参数无级连续调整。除加药模式限制整机行驶外，左右推动左推杆7.8控制整车的左右转弯，前后推动右推杆7.9控制整车的前进后退行驶，同时推动左推杆7.8和右推杆7.9，实现整机的差速转向。按下急停按钮7.10，发动机熄火，关闭整车所有动作及控制。无线遥控器操控模式下，一旦无线遥控器故障或失灵，即关闭整车所有动作及控制。
图3是本发明实施到果园风送喷雾机产品的智能化控制系统原理框图。喷雾机启动作业后，专用控制器检测数据，包括无线遥控器发出的操控信号和喷雾机上各工作部的传感器信号，经控制器逻辑运算及与存储区存储的预设参数比对，得出优化或匹配的操控参数和发动机匹配转速、功率输出参数；操作人员也可以根据现场作业环境及操控习惯，通过触摸显示器，在限定的调节范围内修改界面上可设置的喷雾机操控参数和发动机输出转速、功率，相应的调节参数存入专用控制器的预设参数存储区。上述的整车参数及作业数据，通过喷雾机内装设的远程车载终端，经CAN总线传输识别及采集加密后，经由GPRS等无线网络发送到云端服务器，并与企业的机群监控中心网络连接。所述的机群监控中心包括服务器、定位系统、数据库及参数优化系统，通过云端计算处理及与客户端的数据传送、下载等交互反馈，实现远程的数据共享、优化、存储与故障诊断、锁机及解锁监控管理。
图4是本发明实施到果园风送喷雾机上的智能化喷雾系统原理框图。每亩果园的施药量可以从系统预设的优选方案中选择，也可以根据果园实际情况或植保作业经验现场设定。施药量选定后，结合果园的果树行距、果树树形等信息，经喷雾系统的逻辑计算选优，或在现场局部调整，优化确定各工作部的电磁比例阀控制电流，形成精准的智能化喷雾作业方案。现场作业人员调整设定的参数，也可以选择增加存储到系统预设方案中，三种操控模式下，作业参数均可以交互存储到专用控制器的系统预设方案中，便于查询和在后续作业中直接调用。上述的作业方案主要包括喷雾机行驶速度、风机风量和药泵流量参数，精准的智能控制，可有效实现果园植保喷雾作业的节本、提质、增效。
Claims (2)
1.一种履带自走式果园机械的智能化控制系统，其特征在于：包括中央控制系统、发动机系统、液压系统、远程通信与定位系统、各工作部子控制系统、无线遥控器和喷雾机内装设的远程车载终端；整车参数及作业数据经CAN总线传输识别及采集加密后，经由GPRS无线网络发送到云端服务器，并与企业的机群监控中心网络连接；所述中央控制系统由支持移动车辆和工程车辆的专用控制器、触摸显示器、无线遥控接收器组成；所述专用控制器采用CAN总线通讯，快速IO响应，直接驱动电磁阀及比例阀，支持正交编码输入，支持串口程序下载及调试，存储预设的各工况优选或匹配参数，可输出故障诊断；所述触摸显示器可检测并显示发动机相关参数，实时调节及设置果园机械各工作部的作业参数，显示无线遥控器的操控状态及参数，显示果园机械各作业状态参数，接入GPS远程通讯与定位功能；所述无线遥控接收器通过CAN总线与PID调节器进行通讯，当模式选择开关设为无线遥控模式时，接收无线遥控器发射的无线电波，根据不同作业工况，自动选取控制器内存储区设定的工况操控参数，实现各种作业动作；所述发动机系统由电起动的电控发动机及整机线束、发电机、蓄电池组成，为果园机械提供动力；发动机支持CAN通讯、CAN转速/油门与故障诊断，与中央控制系统采用兼容互通的通信协议，实现实时、有效的交互控制；所述液压系统作为果园机械的动力传动系统，由各工作部的泵、马达及相应的电磁和比例阀组成；所述远程通信与定位系统，基于CAN总线的GPS远程控制技术，通过机器上安装的远程车载终端，实现对果园机械的远程作业数据实时读取、作业参数调整、故障智能诊断、定位信息监控、程序数据传送和远程锁机及解锁控制；所述各工作部子控制系统，通过电磁控制式比例阀，实现对果园机械各操控参数的无级调节和作业参数的优化匹配，满足不同作业条件下的作业需求；所述无线遥控器发出的操控信号和喷雾机上各工作部的传感器信号，经控制器逻辑运算及与存储区存储的预设参数比对，得出优化或匹配的操控参数和发动机匹配转速、功率输出参数；所述的机群监控中心包括服务器、定位系统、数据库及参数优化系统，通过云端计算处理及与客户端的数据传送、下载交互反馈，实现远程的数据共享、优化、存储与故障诊断、锁机及解锁监控管理。
2.如权利要求1所述的履带自走式果园机械的智能化控制系统，其特征在于：所述的液压系统采用闭式系统，以充分兼顾果园机械的小型化和作业功能需求。
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