CN113557843A - 一种基于云调度的联合收获机检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于云调度的联合收获机检测装置，有效的解决了驾驶员驾驶员没有注意到割台被麦秆堵塞，进而导致联合收获机对小麦的收割效率大打折扣的情况发生。本发明的检测装置包括信号采集电路、信号输出电路，所述信号采集电路利用测距传感器U1采集动刀片和定刀片之间的距离信号，采集到的距离信号经滤波器和判断器后传输至信号输出电路，所述信号输出电路利用信号采集电路发送过来的近距离信号产生报警信号，并将报警信号输出至ECU，并将报交警信号输出至ECU，提高了利用联合收获机收割小麦时的收割效率。

Description

一种基于云调度的联合收获机检测装置

技术领域

本发明涉及农机检测领域，特别是一种基于云调度的联合收获机检测装置。

背景技术

“云”作为近些年兴起并兴盛的技术，逐渐向各个方向蔓延，如农业领域。将应用于田间的农业机械设备如联合收获机进行调度，实现合理分配农业机械设备资源的目的。随着技术的发展，针对小麦的收割设计了小麦联合收获机，针对玉米设计了玉米收获机、针对高粱设计了高粱收获机等，小麦收获机与其他的作物收获机相类似，如何针对小麦、大麦等作物实现高质量的收割成为人们一直以来努力的目标，现有技术中对此设计了摘穗式的联合收获机，此收获机利用动刀片和定刀片来收割小麦，并基于云调度，实现对收麦过程的整体把控，受到了人们的喜爱。

但是此类基于云调度的联合收获机在进入田地进行收割小麦时，需要驾驶员一直关注着小麦联合收获机的动刀片和定刀片之间的距离是否过大，动刀片和定刀片之间的距离过大会引起小麦联合收获机的割台被麦秆堵塞的情况发生，若是驾驶员没有注意到割台堵塞，就会导致联合收获机对小麦的收割效率大打折扣，导致种植户还需人工收割的情况发生。

因此本发明提供一种的新的方案来解决此问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种基于云调度的联合收获机检测装置，有效的解决了驾驶员驾驶员没有注意到割台被麦秆堵塞，进而导致联合收获机对小麦的收割效率大打折扣的情况发生。

其解决的技术方案是，一种基于云调度的联合收获机检测装置，所述检测装置包括信号采集电路、信号输出电路，所述信号采集电路利用测距传感器U1采集动刀片和定刀片之间的距离信号，采集到的距离信号经滤波器和判断器后传输至信号输出电路，所述信号输出电路利用信号采集电路发送过来的近距离信号产生报警信号，并将报警信号输出至ECU。

进一步地，所述信号采集电路包括测距传感器U1、滤波器、判断器，所述滤波器将测距传感器U1采集动刀片和定刀片之间的距离信号进行接收并进行滤波，滤波后的距离信号经判断器进行判断，并将距离信号传输至信号输出电路。

进一步地，所述滤波器包括电容C1，电容C1的一端分别连接电阻R1的一端、测距传感器U1的2引脚，电阻R1的另一端分别连接电阻R3的一端、电容C2的一端场效应管Q1的栅极，场效应管Q1的漏极分别连接电阻R2的可调端、电阻R2的上端、测距传感器U1的1引脚、电阻R8的一端并连接正极性电源VCC，电阻R3的另一端与电阻R2的下端相连接，场效应管Q1的源极分别连接电阻R5的一端、电阻R4的一端，电阻R5的另一端分别连接电阻R6的一端、电阻R7的一端、三极管Q2的基极，三极管Q2的集电极与三极管Q3的基极相连接，三极管Q3的发射极与电阻R8的另一端相连接，三极管Q3的集电极分别连接三极管Q2的发射极、电阻R7的另一端、电阻R4的另一端、电容C2的另一端、电容C1的另一端、测距传感器U1的3引脚并连接地。

进一步地，所述判断器包括电阻R9，电阻R9的一端分别连接晶闸管Q5的阳极、滤波器中的三极管Q3的发射极，电阻R9的另一端与运放器U2A的的同相端相连接，运放器U2A的反向端分别连接双极性TVS二极管D1的一端、电阻R10的一端、电阻R11的下端、电阻R11的可调端，电阻R11的上端分别连接电阻R14的一端、三极管Q4的发射极、电阻R12的一端、滤波器中的电阻R8的一端并连接正极性电源VCC，运放器U2A的输出端分别连接电阻R12的另一端、三极管Q4的基极、双极性TVS二极管D1的另一端、电阻R15的一端，电阻R15的另一端与三极管Q6的基极相连接，三极管Q6的集电极与电阻R14的一端相连接，三极管Q6的发射极与稳压管D2的正极相连接，稳压管D2的负极与电阻R16的一端相连接，电阻R16的另一端与电容C4的一端相连接，电容C4的另一端分别连接电阻R13的一端、电阻R10的另一端、滤波器中的电阻R4的另一端并连接地，电阻R13的另一端分别连接三极管Q4的集电极晶闸管Q5的控制极，晶闸管Q5的阴极与电阻R17的一端相连接。

进一步地，所述信号输出电路接收信号采集电路传输过来的距离信号，并利用距离信号产生报警信号，并将报警信号进行放大后传输至ECU。

进一步地，所述信号输出电路包括二极管D5，二极管D5的负极与信号采集电路中的电阻R17的另一端相连接，二极管D5的正极分别连接电阻R20的一端、二极管D3的负极、电阻R21的一端，二极管D3的负极分别连接电阻R18的一端、电阻R19的上端、电阻R19的可调端，电阻R19的下端分别连接电阻R26的一端、双极性TVS二极管D4的一端、电阻R22的一端、信号采集电路中的电阻R4的另一端并接地，电阻R18的另一端分别连接电阻R20的另一端、信号采集电路中的测距传感器U1的1引脚并连接正极性电源VCC，电阻R21的另一端与运放器U3A的同相端相连接，运放器U3A的反向端分别连接电阻R22的另一端、电阻R23的一端，电阻R23的另一端分别连接运放器U3A的输出端、二级滚D6的正极，二极管D6的负极分别连接电阻R25的一端、调距板，电阻R25的另一端与运放器U4A的同相端相连接，运放器U4A的反向端分别连接电阻R26的另一端、电阻R27的一端，电阻R27的另一端分别连接运放器U4A的输出端、双极性TVS二极管D4的另一端、ECU。

本发明实现了如下有益效果：

通过设置测距传感器U1来采集动刀片和定刀片之间的距离信号，并设置判断器对距离信号进行判断，当检测到动刀片和定刀片之间卡住了麦秆时，则将距离信号输出至信号输出电路，利用信号输出电路产生报警信号，并开启调距板，也提醒驾驶员需对割台加大注意，利用滤波器对距离信号进行滤波后并进行补偿，避免判断器在对距离信号进行判断时因滤波而造成损耗，进而影响到判断器对距离信号进行判断的准确性，避免造成误判的情况发生，利用信号采集电路采集动刀片和定刀片之间是否卡住麦秆，利用信号输出电路判断整个割台是否可继续使用，割台是否被完全堵塞，提高整个检测装置检测的准确性，也避免联合收获机对小麦的收割效率大打折扣的情况发生，提高了利用联合收获机收割小麦时的收割效率。

附图说明

图1为本发明的电路原理图。

具体实施方式

为有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。

下面将参照附图描述本发明的各示例性的实施例。

一种基于云调度的联合收获机检测装置，应用在收割小麦的联合收获机上，所述检测装置包括包括信号采集电路、信号输出电路，所述信号采集电路利用测距传感器U1采集动刀片和定刀片之间的距离信号，采集到的距离信号经滤波器和判断器后传输至信号输出电路，所述信号输出电路利用信号采集电路发送过来的近距离信号产生报警信号，并将报警信号输出至ECU。

所述信号采集电路包括测距传感器U1、滤波器、判断器，所述滤波器将利用电阻R1、电容C1、电容C2对测距传感器U1采集到的动刀片和定刀片之间的距离信号进行π型滤波，滤除距离信号中的杂波，其中测距传感器U1采用型号类似为ORA1S01型号的红外测距传感器，利用场效应管Q1对距离信号进行跟随处理，提高距离信号的驱动能力和相应能力，为避免电阻R1、电容C1、电容C2对距离信号进行滤波时有损耗产生，导致判断器无法对距离信号的幅值产生准确的判断，利用三极管Q2、三极管Q3对距离信号进行放大（将距离信号放大至未经电阻R1、电容C1、电容C2进行π型滤波时的幅值），以形成对距离信号的补偿，避免距离信号经判断器判断时产生的结果不准确的情况发生，判断器将经过补偿的距离信号传输至运放器U2A上与标准信号进行比较，双极性TVS二极管D1则用来加速输出运放器U2A的输出的比较结果，标准信号为联合收获机在进入小麦田地时预设的动刀片和定刀片之间的距离值信号，当运放器U2A输出高电平即距离信号的幅值高于标准信号的幅值时，表明动刀片和定刀片之间没有卡住麦秆，割台没被麦秆堵塞，此时三极管Q6被导通，稳压管D2、电阻R16、电容C4将三极管Q6产生的高电压泄放至地，避免对判断器产生影响，而当运放器U2A输出低电平即距离信号的幅值低于标准信号的幅值时，表明动刀片和定刀片之间卡住了麦秆，割台被麦秆堵塞，此时三极管Q4导通，三极管Q4则将晶闸管Q5导通，晶闸管Q5则将此时的距离信号输出至信号输出电路；

所述滤波器包括电容C1，电容C1的一端分别连接电阻R1的一端、测距传感器U1的2引脚，电阻R1的另一端分别连接电阻R3的一端、电容C2的一端场效应管Q1的栅极，场效应管Q1的漏极分别连接电阻R2的可调端、电阻R2的上端、测距传感器U1的1引脚、电阻R8的一端并连接正极性电源VCC，电阻R3的另一端与电阻R2的下端相连接，场效应管Q1的源极分别连接电阻R5的一端、电阻R4的一端，电阻R5的另一端分别连接电阻R6的一端、电阻R7的一端、三极管Q2的基极，三极管Q2的集电极与三极管Q3的基极相连接，三极管Q3的发射极与电阻R8的另一端相连接，三极管Q3的集电极分别连接三极管Q2的发射极、电阻R7的另一端、电阻R4的另一端、电容C2的另一端、电容C1的另一端、测距传感器U1的3引脚并连接地；

所述判断器包括电阻R9，电阻R9的一端分别连接晶闸管Q5的阳极、滤波器中的三极管Q3的发射极，电阻R9的另一端与运放器U2A的的同相端相连接，运放器U2A的反向端分别连接双极性TVS二极管D1的一端、电阻R10的一端、电阻R11的下端、电阻R11的可调端，电阻R11的上端分别连接电阻R14的一端、三极管Q4的发射极、电阻R12的一端、滤波器中的电阻R8的一端并连接正极性电源VCC，运放器U2A的输出端分别连接电阻R12的另一端、三极管Q4的基极、双极性TVS二极管D1的另一端、电阻R15的一端，电阻R15的另一端与三极管Q6的基极相连接，三极管Q6的集电极与电阻R14的一端相连接，三极管Q6的发射极与稳压管D2的正极相连接，稳压管D2的负极与电阻R16的一端相连接，电阻R16的另一端与电容C4的一端相连接，电容C4的另一端分别连接电阻R13的一端、电阻R10的另一端、滤波器中的电阻R4的另一端并连接地，电阻R13的另一端分别连接三极管Q4的集电极晶闸管Q5的控制极，晶闸管Q5的阴极与电阻R17的一端相连接。

所述信号输出电路利用二极管D5接收信号采集电路输出的距离信号，而二极管D3接收的是电阻R18和电阻R19提供其他动刀片和定刀片之间卡住麦秆的他路信号，此时距离信号和他路信号将二极管D3、二极管D5、电阻R20组成的与门电路导通，表明此时割台已经无法再继续去收割小麦，否则收割的效率见大打折扣，二极管D3、二极管D5、电阻R20组成的与门电路输出高电平信号，将此高电平信号作为报警信号，报警信号利用运放器U3A来提高驱动能力，提高驱动调距板的能力，报警信号利用二极管D6来启动调距板，将动刀片和定刀片之间的卡住麦秆给松开，同时利用电阻R25将报警信号传输至运放器U4A中进行放大，避免报警信号在无线传输至ECU中时，因为多径衰落导致报警信号大幅度衰减，致使ECU无法接收到报警信号或是ECU接收到的报警信号过于微弱，而无法分析，利用双极性TVS二极管D4来避免报警信号会引起的ECU的浪涌现象，报警信号发送至ECU，提醒驾驶员动刀片和定刀片卡住了麦秆，割台被麦秆堵塞，需对割台加大注意；

所述信号输出电路包括二极管D5，二极管D5的负极与信号采集电路中的电阻R17的另一端相连接，二极管D5的正极分别连接电阻R20的一端、二极管D3的负极、电阻R21的一端，二极管D3的负极分别连接电阻R18的一端、电阻R19的上端、电阻R19的可调端，电阻R19的下端分别连接电阻R26的一端、双极性TVS二极管D4的一端、电阻R22的一端、信号采集电路中的电阻R4的另一端并接地，电阻R18的另一端分别连接电阻R20的另一端、信号采集电路中的测距传感器U1的1引脚并连接正极性电源VCC，电阻R21的另一端与运放器U3A的同相端相连接，运放器U3A的反向端分别连接电阻R22的另一端、电阻R23的一端，电阻R23的另一端分别连接运放器U3A的输出端、二级滚D6的正极，二极管D6的负极分别连接电阻R25的一端、调距板，电阻R25的另一端与运放器U4A的同相端相连接，运放器U4A的反向端分别连接电阻R26的另一端、电阻R27的一端，电阻R27的另一端分别连接运放器U4A的输出端、双极性TVS二极管D4的另一端、ECU。

本发明在进行使用的时候，所述信号采集电路包括测距传感器U1、滤波器、判断器，所述滤波器利用电阻R1、电容C1、电容C2对测距传感器U1采集到的距离信号进行π型滤波，滤除距离信号中的杂波，利用场效应管Q1对距离信号进行跟随处理，利用三极管Q2、三极管Q3对距离信号进行放大避免距离信号经判断器判断时产生的结果不准确的情况发生，判断器将经过补偿的距离信号传输至运放器U2A上与标准信号进行比较，当运放器U2A输出高电平即距离信号的幅值高于标准信号的幅值时，表明动刀片和定刀片之间没有卡住麦秆，此时三极管Q6被导通，稳压管D2、电阻R16、电容C4将三极管Q6产生的高电压泄放至地，避免对判断器产生影响，而当运放器U2A输出低电平即距离信号的幅值低于标准信号的幅值时，表明动刀片和定刀片之间卡住了麦秆， 此时三极管Q4导通，三极管Q4则将晶闸管Q5导通，晶闸管Q5则将此时的距离信号输出至信号输出电路，所述信号输出电路利用二极管D5接收距离信号，而二极管D3接收的是电阻R18和电阻R19提供其他动刀片和定刀片之间卡住麦秆草的他路信号，此时距离信号和他路信号将二极管D3、二极管D5、电阻R20组成的与门电路导通，输出报警信号，报警信号利用运放器U3A来提高驱动能力，提高驱动调距板的能力，报警信号利用二极管D6来启动调距板，将动刀片和定刀片之间的卡住的麦秆给松开，同时利用电阻R25将报警信号传输至运放器U4A中进行放大，避免报警信号在无线传输至ECU中时，因为多径衰落导致报警信号大幅度衰减，致使ECU无法接收到报警信号或是ECU接收到的报警信号过于微弱，而无法分析，报警信号发送至ECU，提醒驾驶员动刀片和定刀片卡住了麦秆，需对动刀片和定刀片加大注意。

通过设置测距传感器U1来采集动刀片和定刀片之间的距离信号，并设置判断器对距离信号进行判断，当检测到动刀片和定刀片之间卡住了麦秆时，则将距离信号输出至信号输出电路，利用信号输出电路产生报警信号，并开启调距板，也提醒驾驶员需对摘穗盘加大注意，利用滤波器对距离信号进行滤波后并进行补偿，避免判断器在对距离信号进行判断时因滤波而造成损耗，进而影响到判断器对距离信号进行判断的准确性，避免造成误判的情况发生，利用信号采集电路采集动刀片和定刀片之间是否卡住麦秆，利用信号输出电路判断整个割台是否可继续使用，割台是否被完全堵塞，提高整个检测装置检测的准确性，也避免联合收获机对小麦的收割效率大打折扣的情况发生，提高了利用联合收获机收割小麦时的收割效率。

Claims (6)

1.一种基于云调度的联合收获机检测装置，其特征在于，所述检测装置包括信号采集电路、信号输出电路，所述信号采集电路利用测距传感器U1采集动刀片和定刀片之间的距离信号，采集到的距离信号经滤波器和判断器后传输至信号输出电路，所述信号输出电路利用信号采集电路发送过来的近距离信号产生报警信号，并将报警信号输出至ECU。

2.如权利要求1所述的一种基于云调度的联合收获机检测装置，其特征在于，所述信号采集电路包括测距传感器U1、滤波器、判断器，所述滤波器将测距传感器U1采集动刀片和定刀片之间的距离信号进行接收并进行滤波，滤波后的距离信号经判断器进行判断，并将距离信号传输至信号输出电路。

3.如权利要求2所述的一种基于云调度的联合收获机检测装置，其特征在于，所述滤波器包括电容C1，电容C1的一端分别连接电阻R1的一端、测距传感器U1的2引脚，电阻R1的另一端分别连接电阻R3的一端、电容C2的一端场效应管Q1的栅极，场效应管Q1的漏极分别连接电阻R2的可调端、电阻R2的上端、测距传感器U1的1引脚、电阻R8的一端并连接正极性电源VCC，电阻R3的另一端与电阻R2的下端相连接，场效应管Q1的源极分别连接电阻R5的一端、电阻R4的一端，电阻R5的另一端分别连接电阻R6的一端、电阻R7的一端、三极管Q2的基极，三极管Q2的集电极与三极管Q3的基极相连接，三极管Q3的发射极与电阻R8的另一端相连接，三极管Q3的集电极分别连接三极管Q2的发射极、电阻R7的另一端、电阻R4的另一端、电容C2的另一端、电容C1的另一端、测距传感器U1的3引脚并连接地。

4.如权利要求2所述的一种基于云调度的联合收获机检测装置，其特征在于，所述判断器包括电阻R9，电阻R9的一端分别连接晶闸管Q5的阳极、滤波器中的三极管Q3的发射极，电阻R9的另一端与运放器U2A的的同相端相连接，运放器U2A的反向端分别连接双极性TVS二极管D1的一端、电阻R10的一端、电阻R11的下端、电阻R11的可调端，电阻R11的上端分别连接电阻R14的一端、三极管Q4的发射极、电阻R12的一端、滤波器中的电阻R8的一端并连接正极性电源VCC，运放器U2A的输出端分别连接电阻R12的另一端、三极管Q4的基极、双极性TVS二极管D1的另一端、电阻R15的一端，电阻R15的另一端与三极管Q6的基极相连接，三极管Q6的集电极与电阻R14的一端相连接，三极管Q6的发射极与稳压管D2的正极相连接，稳压管D2的负极与电阻R16的一端相连接，电阻R16的另一端与电容C4的一端相连接，电容C4的另一端分别连接电阻R13的一端、电阻R10的另一端、滤波器中的电阻R4的另一端并连接地，电阻R13的另一端分别连接三极管Q4的集电极晶闸管Q5的控制极，晶闸管Q5的阴极与电阻R17的一端相连接。

5.如权利要求1所述的一种基于云调度的联合收获机检测装置，其特征在于，所述信号输出电路接收信号采集电路传输过来的距离信号，并利用距离信号产生报警信号，并将报警信号进行放大后传输至ECU。

6.如权利要求5所述的一种基于云调度的联合收获机检测装置，其特征在于，所述信号输出电路包括二极管D5，二极管D5的负极与信号采集电路中的电阻R17的另一端相连接，二极管D5的正极分别连接电阻R20的一端、二极管D3的负极、电阻R21的一端，二极管D3的负极分别连接电阻R18的一端、电阻R19的上端、电阻R19的可调端，电阻R19的下端分别连接电阻R26的一端、双极性TVS二极管D4的一端、电阻R22的一端、信号采集电路中的电阻R4的另一端并接地，电阻R18的另一端分别连接电阻R20的另一端、信号采集电路中的测距传感器U1的1引脚并连接正极性电源VCC，电阻R21的另一端与运放器U3A的同相端相连接，运放器U3A的反向端分别连接电阻R22的另一端、电阻R23的一端，电阻R23的另一端分别连接运放器U3A的输出端、二级滚D6的正极，二极管D6的负极分别连接电阻R25的一端、调距板，电阻R25的另一端与运放器U4A的同相端相连接，运放器U4A的反向端分别连接电阻R26的另一端、电阻R27的一端，电阻R27的另一端分别连接运放器U4A的输出端、双极性TVS二极管D4的另一端、ECU。

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