CN113566769A - 一种基于云的联合收获机收割检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于云的联合收获机收割检测装置，有效的解决了现有技术中的联合收获机因凹板间隙过大、车速过快而影响到联合收获机对小麦等作物的收割的情况发生。本发明的检测装置包括信号采集电路、信号处理电路，所述信号采集电路利用测距传感器U1和车速传感器U2分别采集凹板间隙的距离信号和联合收获机的车速信号，采集到的距离信号和车速信号输出至信号处理电路，所述信号处理电路将距离信号和车速信号经判断器进行判断后将传输器导通，传输器产生报警信号，并将报警信号输出至ECU，从而避免了因凹板间隙的距离过大、车速过快对联合收获机收割工作的影响。

Description

一种基于云的联合收获机收割检测装置

技术领域

本发明涉及农机检测领域，特别是一种基于云的联合收获机收割检测装置。

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，现有技术中对此设计了联合收获机并基于云调度，实现对收麦过程的整体把控，受到了人们的喜爱。

但是在实际的收割过程发现，对小麦的收割极易受到作业环境的影响，其中影响较大的是联合收获机的车速，若是驾驶员急于完成收割作业，故将联合收获机开的较快，加之凹板间隙过大，此时排草处麦穗脱粒不净，进而影响到联合收获机对小麦等作物的收割，当此情况发生时，驾驶员只得停下联合收获机重新调整凹板间隙并对排草处的麦穗进行处理，进而影响到联合收获机对作物的收割进程。

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的联合收获机收割检测装置，有效的解决了现有技术中的联合收获机因凹板间隙过大、车速过快而影响到联合收获机对小麦等作物的收割的情况发生。

其解决的技术方案是，一种基于云的联合收获机收割检测装置，所述检测装置包括信号采集电路、信号处理电路，所述信号采集电路利用测距传感器U1和车速传感器U2分别采集凹板间隙的距离信号和联合收获机的车速信号，采集到的距离信号和车速信号输出至信号处理电路，所述信号处理电路将距离信号和车速信号经判断器进行判断后将传输器导通，传输器产生报警信号，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、车速传感器U2，信号采集电路利用测距传感器U1和车速传感器U2分别采集凹板间隙的距离信号和联合收获机的车速信号，并将距离信号进行滤波后传输至信号处理电路，将车速信号进行跟随后输出至信号处理电路。

进一步地，所述信号采集电路包括测距传感器U1、车速传感器U2，测距传感器U1的1引脚分别连接电阻R3的上端、电阻R3的可调端、场效应管Q1的漏极、车速传感器U2的1引脚并连接正极性电源VCC，测距传感器U1的2引脚分别连接电容C1的一端、电阻R1的一端，电阻R1的另一端分别连接电阻R27的一端、电容C2的一端、场效应管Q1的栅极，场效应管Q1的源极分别连接电阻R2的一端、电阻R4的一端，电阻R27的另一端与电阻R3的下端相连接，电故障R4的另一端与运放器U3A的同相端相连接，运放器U3A的反相端与电阻R5的一端相连接，电阻R5的另一端与运放器U3A的输出端相连接，电阻R2的另一端分别连接电容C2的另一端、电容C1的另一端、测距传感器U1的3引脚、车速传感器U2的3引脚并连接地，车速传感器U2的2引脚与电阻R16的一端相连接，电阻R16的另一端与运放器U5A的同相端相连接，运放器U5A的反相端与电阻R14的一端相连接，电阻R14的另一端与运放器U5A的输出端相连接。

进一步地，所述信号处理电路包括判断器和传输器，所述判断器来接收信号采集电路传输过来的距离信号与车速信号，距离信号经判断器判断后输出至传输器，车速信号经判断器后输出高电平至传输器，传输器利用距离信号和高电平产生报警信号，报警信号传输至ECU。

进一步地，所述判断器包括运放器U4A、运放器U6A，运放器U4A的同相端与电阻R28的一端相连接，电阻R28的另一端分别连接晶闸管Q5的阳极、信号采集电路中的电阻R5的另一端、运放器U3A的输出端，运放器U4A的反相端分别连接双极性TVS二极管D1的一端、电阻R7的一端、电阻R6的下端，电阻R6的上端分别连接电阻R8的一端、三极管Q4的发射极、电阻R6的可调端、电阻R13的一端、电阻R9的一端、电阻R25的一端并连接正极性电源VCC，运放器U4A的输出端分别连接电阻R8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R10的一端，三极管Q4的集电极与稳压管D7的正极相连接，稳压管D7的负极与电阻R26的一端相连接，电阻R26的另一端与电容C3的一端相连接，电阻R10的另一端与三极管Q3的基极相连接，三极管Q3的集电极分别连接电阻R9的另一端、调距器、晶闸管Q5的控制极，三极管Q3的发射极与电阻R11的一端相连接，电阻R11的另一端分别连接电容C3的另一端、电阻R15的下端、电阻R18的一端并连接地，电阻R15的上端分别连接电阻R13的另一端、电阻R15的可调端、运放器U6A的同相端，运放器U6A的反相端与双极性TVS二极管D3的一端，双极性TVS二极管D3的另一端分别连接电阻R17的一端、运放器U6A的输出端，电阻R17的另一端连接三极管Q2的基极，三极管Q2的集电极分别连接电阻R25的另一端、稳压管D8的负极，稳压管D8的正极连接减速器，三极管Q2的发射极与电阻R18的另一端相连接。

进一步地，所述传输器包括电阻R12，电阻R12的一端与判读器中的晶闸管Q5的阴极相连接，电阻R12的另一端与运放器U7A的同相端，运放器U7A的反相端分别连接电阻R20的一端、电阻R21的一端，运放器U7A的输出端分别连接电阻R20的另一端、二极管D6的正极，二极管D6的负极分别连接二极管D4的负极、电阻R22的一端、电阻R23的一端，二极管D4的正极与电阻R19的一端相连接，电阻R19的另一端分别连接判断器中的稳压管D8的负极、减速器，电阻R23的另一端与运放器U8A的同相端相连接，运放器U8A的反相端分别连接电阻R24的一端、电阻R29的一端，电阻R24的另一端分别连接运放器U8A的输出端、ECU、双极性TVS二极管D5的一端，双极性TVS二极管D5的另一端分别连接电阻R22的另一端、电阻R21的另一端、电阻R29的另一端、判断器中的电阻R18的另一端、信号采集电路中的车速传感器U2的3引脚并连接地。

本发明实现了如下有益效果：

（1）通过设置距离传感器U1和车速传感器U2来分别采集凹板间隙的距离信号和联合收获机的车速信号，并设置判断器对距离信号于车速信号进行准确的判断，同时对凹板间隙的距离和联合收获机的车速进行调整，避免联合收获机开的较快，凹板间隙的设置的距离过大，导致排草处麦穗脱粒不净的情况发生，进而影响到联合收获机对小麦等作物的收割的情况发生；

（2）利用滤波器对距离信号进行滤波及补偿，避免了距离信号进行滤波而造成了损耗，导致后级电路无法对距离信号进行准确地判断的情况发生，利用传输器对输出的报警信号进行放大，避免报警信号在田地里进行传输时，因多径衰落的存在，导致ECU接收到的报警信号过于衰弱而无法分析的情况发生。

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。

一种基于云的联合收获机收割检测装置，应用在联合收获机上，所述检测装置包括信号采集电路、信号处理电路，所述信号采集电路利用测距传感器U1和车速传感器U2分别采集凹板间隙的距离信号和联合收获机的车速信号，采集到的距离信号和车速信号输出至信号处理电路，所述信号处理电路将距离信号和车速信号经判断器进行判断后将传输器导通，传输器产生报警信号，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、车速传感器U2，信号采集电路利用测距传感器U1和车速传感器U2分别采集凹版间隙的距离信号和联合收获机的车速信号，测距传感器U1采用型号类似为ORA1S01的红外测距传感器，车速传感器采用型号类似为LZDSL3-970的速度传感器，两传感器均采用现有技术，在此不作多赘述，将采集到的距离信号经电阻R1、电容C1、电容C2进行滤波，滤除距离信号中的杂波，为避免距离信号进行滤波造成了损耗，导致后级电路无法对距离信号进行准确地判断，利用场效应管Q1对距离信号进行放大，将距离信号的幅值放大至未进行滤波时的幅值大小，即实现对距离信号的补偿，距离信号经运放器U3A进行跟随后传输至信号处理电路上，运放器U3A将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，而车速信号经电阻R16传输至运放器U5A上进行跟随处理，同距离信号一样，提高车速信号的能力与相应能力，车速信号也被传输至信号处理电路；

所述信号采集电路包括测距传感器U1、车速传感器U2，测距传感器U1的1引脚分别连接电阻R3的上端、电阻R3的可调端、场效应管Q1的漏极、车速传感器U2的1引脚并连接正极性电源VCC，测距传感器U1的2引脚分别连接电容C1的一端、电阻R1的一端，电阻R1的另一端分别连接电阻R27的一端、电容C2的一端、场效应管Q1的栅极，场效应管Q1的源极分别连接电阻R2的一端、电阻R4的一端，电阻R27的另一端与电阻R3的下端相连接，电故障R4的另一端与运放器U3A的同相端相连接，运放器U3A的反相端与电阻R5的一端相连接，电阻R5的另一端与运放器U3A的输出端相连接，电阻R2的另一端分别连接电容C2的另一端、电容C1的另一端、测距传感器U1的3引脚、车速传感器U2的3引脚并连接地，车速传感器U2的2引脚与电阻R16的一端相连接，电阻R16的另一端与运放器U5A的同相端相连接，运放器U5A的反相端与电阻R14的一端相连接，电阻R14的另一端与运放器U5A的输出端相连接。

所述信号处理电路包括判断器和传输器，判断器利用电阻R28来接收距离信号，利用二极管D2来接收车速信号，距离信号被传输至运放器U4A上与第一标准信号进行比较，车速信号被传输至运放器U5A上与第二标准信号进行比较，其中第一标准信号为收获机在上一处麦田里设置的凹版间隙的距离信号，由电阻R6和电阻R7进行和分压提供，第二距离信号为正常的联合收获机的车速信号，由电阻R13和电阻R15进行和分压提供，当运放器U4A输出低电平将三极管Q4导通时，则表明凹版间隙的距离并不需要改变，此时三极管Q4输出的高电压经稳压管D7、电阻R26、电容C3泄放至地，而当运放器U4A输出高电平将三极管Q3导通时，则此时凹版间隙的距离需要调整，此时三极管Q3将调距器导通，进而调整凹版间隙的距离，同时三极管Q3将晶闸管Q5导通，晶闸管Q5将距离信号传输至传输器上，而当运放器U6A输出的结果未将三极管Q2导通时，表明此时联合收获机的车速还处在正常状况下，无需进行减速处理，而当运放器U6A输出的结果将三极管Q2导通时，表明此时联合收获机的车速较高，不处在正常的车速之中，影响到联合收获机对小麦等作物的收割，此时三极管Q2通过稳压管D8将减速器开启，为联合收获机进行减速，避免影响到联合收获机的收割工作，车速信号传输至传输器上，传输器分别利用运放器U7A和电阻R19接收距离信号和车速信号，距离信号经运放器U7A放大后传输至二极管D6上，二极管D4则接收车速信号，二极管D6、二极管D4、电阻R22组成的或门接收到距离信号或是车速信号或是两信号都接收到，则或门输出高电平，将此高电平作为报警信号并传输至ECU进行提醒驾驶员，提醒驾驶员此时为了保证收割效率将联合收获机的车速降低或是凹版间隙的距离进行了调整，为避免报警信号在田地里传输时因多径衰落造成了大幅度衰减，造成ECU接收到的报警信号过于微弱而无法分析的现象，此时利用运放器U8A将报警信号进行放大，并利用双极性TVS二极管D5来抑制浪涌现象的发生，进一步保证传输器的安全性；

所述判断器包括运放器U4A、运放器U6A，运放器U4A的同相端与电阻R28的一端相连接，电阻R28的另一端分别连接晶闸管Q5的阳极、信号采集电路中的电阻R5的另一端、运放器U3A的输出端，运放器U4A的反相端分别连接双极性TVS二极管D1的一端、电阻R7的一端、电阻R6的下端，电阻R6的上端分别连接电阻R8的一端、三极管Q4的发射极、电阻R6的可调端、电阻R13的一端、电阻R9的一端、电阻R25的一端并连接正极性电源VCC，运放器U4A的输出端分别连接电阻R8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R10的一端，三极管Q4的集电极与稳压管D7的正极相连接，稳压管D7的负极与电阻R26的一端相连接，电阻R26的另一端与电容C3的一端相连接，电阻R10的另一端与三极管Q3的基极相连接，三极管Q3的集电极分别连接电阻R9的另一端、调距器、晶闸管Q5的控制极，三极管Q3的发射极与电阻R11的一端相连接，电阻R11的另一端分别连接电容C3的另一端、电阻R15的下端、电阻R18的一端并连接地，电阻R15的上端分别连接电阻R13的另一端、电阻R15的可调端、运放器U6A的同相端，运放器U6A的反相端与双极性TVS二极管D3的一端，双极性TVS二极管D3的另一端分别连接电阻R17的一端、运放器U6A的输出端，电阻R17的另一端连接三极管Q2的基极，三极管Q2的集电极分别连接电阻R25的另一端、稳压管D8的负极，稳压管D8的正极连接减速器，三极管Q2的发射极与电阻R18的另一端相连接；

所述传输器包括电阻R12、电阻R19，电阻R12的一端与判读器中的晶闸管Q5的阴极相连接，电阻R12的另一端与运放器U7A的同相端，运放器U7A的反相端分别连接电阻R20的一端、电阻R21的一端，运放器U7A的输出端分别连接电阻R20的另一端、二极管D6的正极，二极管D6的负极分别连接二极管D4的负极、电阻R22的一端、电阻R23的一端，二极管D4的正极与电阻R19的一端相连接，电阻R19的另一端分别连接判断器中的稳压管D8的负极、减速器，电阻R23的另一端与运放器U8A的同相端相连接，运放器U8A的反相端分别连接电阻R24的一端、电阻R29的一端，电阻R24的另一端分别连接运放器U8A的输出端、ECU、双极性TVS二极管D5的一端，双极性TVS二极管D5的另一端分别连接电阻R22的另一端、电阻R21的另一端、电阻R29的另一端、判断器中的电阻R18的另一端、信号采集电路中的车速传感器U2的3引脚并连接地。

本发明在进行使用的时候，所述检测装置包括信号采集电路、信号处理电路，所述信号采集电路包括测距传感器U1、车速传感器U2，信号采集电路利用测距传感器U1和车速传感器U2分别采集凹板间隙的距离信号和联合收获机的车速信号，将采集到的距离信号经电阻R1、电容C1、电容C2进行滤波，并利用场效应管Q1对距离信号进行放大，距离信号经运放器U3A进行跟随后传输至信号处理电路上，车速信号经电阻R16传输至运放器U5A上进行跟随处理并传输至信号处理电路，所述信号处理电路包括判断器和传输器，判断器利用电阻R28来接收距离信号，利用二极管D2来接收车速信号，距离信号被传输至运放器U4A上与第一标准信号进行比较，车速信号被传输至运放器U5A上与第二标准信号进行比较，当运放器U4A输出低电平将三极管Q4导通时，此时三极管Q4输出的高电压经稳压管D7、电阻R26、电容C3泄放至地，而当运放器U4A输出高电平将三极管Q3导通时，则此时凹板间隙的距离需要调整，此时三极管Q3将调距器导通，进而调整凹板间隙的距离，同时三极管Q3将晶闸管Q5导通，晶闸管Q5将距离信号传输至传输器上，而当运放器U6A输出的结果将三极管Q2导通时，表明此时联合收获机的车速较高，不处在正常的车速之中，影响到联合收获机对小麦等作物的收割，此时三极管Q2通过稳压管D8将减速器开启，为联合收获机进行减速，避免影响到联合收获机的收割工作，车速信号传输至传输器上，传输器将距离信号经运放器U7A放大后传输至二极管D6上，二极管D4则接收车速信号，二极管D6、二极管D4、电阻R22组成的或门接收到距离信号或是车速信号或是两信号都接收到，则或门输出高电平，将此高电平作为报警信号并传输至ECU进行提醒驾驶员，提醒驾驶员此时为了保证收割效率将联合收获机的车速降低或是凹版间隙的距离进行了调整，为避免报警信号在田地里传输时因多径衰落造成了大幅度衰减，造成ECU接收到的报警信号过于微弱而无法分析的现象，此时利用运放器U8A将报警信号进行放大，并利用双极性TVS二极管D5来抑制浪涌现象的发生，进一步保证传输器的安全性。

通过设置距离传感器U1和车速传感器U2来分别采集凹板间隙的距离信号和联合收获机的车速信号，并设置判断器对距离信号于车速信号进行准确的判断，同时对凹板间隙的距离和联合收获机的车速进行调整，避免联合收获机开的较快，凹板间隙的设置的距离过大，导致排草处麦穗脱粒不净的情况发生，进而影响到联合收获机对小麦等作物的收割的情况发生，利用滤波器对距离信号进行滤波及补偿，避免了距离信号进行滤波而造成了损耗，导致后级电路无法对距离信号进行准确地判断的情况发生，利用传输器对输出的报警信号进行放大，避免报警信号在田地里进行传输时，因多径衰落的存在，导致ECU接收到的报警信号过于衰弱而无法分析的情况发生。

Claims (6)

1.一种基于云的联合收获机收割检测装置，其特征在于，所述检测装置包括信号采集电路、信号处理电路，所述信号采集电路利用测距传感器U1和车速传感器U2分别采集凹板间隙的距离信号和联合收获机的车速信号，采集到的距离信号和车速信号输出至信号处理电路，所述信号处理电路将距离信号和车速信号经判断器进行判断后将传输器导通，传输器产生报警信号，并将报警信号输出至ECU。

2.如权利要求1所述的一种基于云的联合收获机收割检测装置，其特征在于，所述信号采集电路包括测距传感器U1、车速传感器U2，信号采集电路利用测距传感器U1和车速传感器U2分别采集凹板间隙的距离信号和联合收获机的车速信号，并将距离信号进行滤波后传输至信号处理电路，将车速信号进行跟随后输出至信号处理电路。

3.如权利要求2所述的一种基于云的联合收获机收割检测装置，其特征在于，所述信号采集电路包括测距传感器U1、车速传感器U2，测距传感器U1的1引脚分别连接电阻R3的上端、电阻R3的可调端、场效应管Q1的漏极、车速传感器U2的1引脚并连接正极性电源VCC，测距传感器U1的2引脚分别连接电容C1的一端、电阻R1的一端，电阻R1的另一端分别连接电阻R27的一端、电容C2的一端、场效应管Q1的栅极，场效应管Q1的源极分别连接电阻R2的一端、电阻R4的一端，电阻R27的另一端与电阻R3的下端相连接，电故障R4的另一端与运放器U3A的同相端相连接，运放器U3A的反相端与电阻R5的一端相连接，电阻R5的另一端与运放器U3A的输出端相连接，电阻R2的另一端分别连接电容C2的另一端、电容C1的另一端、测距传感器U1的3引脚、车速传感器U2的3引脚并连接地，车速传感器U2的2引脚与电阻R16的一端相连接，电阻R16的另一端与运放器U5A的同相端相连接，运放器U5A的反相端与电阻R14的一端相连接，电阻R14的另一端与运放器U5A的输出端相连接。

4.如权利要求1所述的一种基于云的联合收获机收割检测装置，其特征在于，所述信号处理电路包括判断器和传输器，所述判断器来接收信号采集电路传输过来的距离信号与车速信号，距离信号经判断器判断后输出至传输器，车速信号经判断器后输出高电平至传输器，传输器利用距离信号和高电平产生报警信号，报警信号传输至ECU。

5.如权利要求1所述的一种基于云的联合收获机收割检测装置，其特征在于，所述判断器包括运放器U4A、运放器U6A，运放器U4A的同相端与电阻R28的一端相连接，电阻R28的另一端分别连接晶闸管Q5的阳极、信号采集电路中的电阻R5的另一端、运放器U3A的输出端，运放器U4A的反相端分别连接双极性TVS二极管D1的一端、电阻R7的一端、电阻R6的下端，电阻R6的上端分别连接电阻R8的一端、三极管Q4的发射极、电阻R6的可调端、电阻R13的一端、电阻R9的一端、电阻R25的一端并连接正极性电源VCC，运放器U4A的输出端分别连接电阻R8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R10的一端，三极管Q4的集电极与稳压管D7的正极相连接，稳压管D7的负极与电阻R26的一端相连接，电阻R26的另一端与电容C3的一端相连接，电阻R10的另一端与三极管Q3的基极相连接，三极管Q3的集电极分别连接电阻R9的另一端、调距器、晶闸管Q5的控制极，三极管Q3的发射极与电阻R11的一端相连接，电阻R11的另一端分别连接电容C3的另一端、电阻R15的下端、电阻R18的一端并连接地，电阻R15的上端分别连接电阻R13的另一端、电阻R15的可调端、运放器U6A的同相端，运放器U6A的反相端与双极性TVS二极管D3的一端，双极性TVS二极管D3的另一端分别连接电阻R17的一端、运放器U6A的输出端，电阻R17的另一端连接三极管Q2的基极，三极管Q2的集电极分别连接电阻R25的另一端、稳压管D8的负极，稳压管D8的正极连接减速器，三极管Q2的发射极与电阻R18的另一端相连接。

6.如权利要求1所述的一种基于云的联合收获机收割检测装置，其特征在于，所述传输器包括电阻R12、电阻R19，电阻R12的一端与判读器中的晶闸管Q5的阴极相连接，电阻R12的另一端与运放器U7A的同相端，运放器U7A的反相端分别连接电阻R20的一端、电阻R21的一端，运放器U7A的输出端分别连接电阻R20的另一端、二极管D6的正极，二极管D6的负极分别连接二极管D4的负极、电阻R22的一端、电阻R23的一端，二极管D4的正极与电阻R19的一端相连接，电阻R19的另一端分别连接判断器中的稳压管D8的负极、减速器，电阻R23的另一端与运放器U8A的同相端相连接，运放器U8A的反相端分别连接电阻R24的一端、电阻R29的一端，电阻R24的另一端分别连接运放器U8A的输出端、ECU、双极性TVS二极管D5的一端，双极性TVS二极管D5的另一端分别连接电阻R22的另一端、电阻R21的另一端、电阻R29的另一端、判断器中的电阻R18的另一端、信号采集电路中的车速传感器U2的3引脚并连接地。

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