一種小型聯(lián)合收割機(jī)按鍵手柄電控系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域，尤其是涉及一種小型聯(lián)合收割機(jī)按鍵手柄電控系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]為了實現(xiàn)收割機(jī)智能化與電氣化水平的提升，國內(nèi)學(xué)者對收割機(jī)的電控技術(shù)進(jìn)行了積極的研究。專利CN 103404297A涉及一種電驅(qū)動的聯(lián)合收割機(jī)，用多個電機(jī)取代傳統(tǒng)的傳動結(jié)構(gòu)，并加裝多個傳感器采集反饋信號，經(jīng)由中央控制系統(tǒng)進(jìn)行處理控制，實現(xiàn)機(jī)器的智能化，減輕作業(yè)人員的勞動強(qiáng)度?？紤]到作業(yè)過程可能存在的惡劣環(huán)境，一些自動控制的技術(shù)手段和硬件設(shè)備并不可靠，且用于驅(qū)動脫離滾筒的大功率交流電機(jī)在小型聯(lián)合收割機(jī)上應(yīng)用并不現(xiàn)實，車載電瓶不具備提供持續(xù)穩(wěn)定功率的能力。
[0003]國內(nèi)大型聯(lián)合收割機(jī)已經(jīng)實現(xiàn)部分功能部件的按鍵控制，小型聯(lián)合收割機(jī)并未應(yīng)用。然而受地形以及田塊面積的約束，小型聯(lián)合收割機(jī)占據(jù)著農(nóng)機(jī)行業(yè)很大的市場份額，市場上的小型聯(lián)合收割機(jī)智能化水平與電氣化水平相對落后，作業(yè)人員對各個工作部件調(diào)整控制時，依舊停留于對機(jī)械操縱桿和機(jī)械仿形結(jié)構(gòu)的操作，在駕駛操控收割機(jī)時，由于作業(yè)環(huán)境復(fù)雜多變，需要根據(jù)收割機(jī)的作業(yè)效果調(diào)整相關(guān)部件的工作狀態(tài)，操縱桿眾多，過程繁瑣。甚至，在對于清選風(fēng)機(jī)和魚鱗篩的調(diào)控時，作業(yè)人員需要離開駕駛室到機(jī)身后進(jìn)行調(diào)控，效率低且危險系數(shù)高。在《農(nóng)業(yè)部辦公廳關(guān)于2014年農(nóng)機(jī)事故情況的通報》的報告中，2014年，全國累計報告在國家等級公路以外的農(nóng)機(jī)事故1744起，死亡300人，受傷556人，直接經(jīng)濟(jì)損失1450.04萬元。聯(lián)合收割機(jī)事故843起、死亡50人、受傷193人，分別占事故起數(shù)、死亡人數(shù)和受傷人數(shù)的48.3%、16.7%和34.7%。在引發(fā)事故的主要原因中由操作失誤引起的事故1120起、死亡153人、受傷287人，分別占事故起數(shù)、死亡人數(shù)和受傷人數(shù)的64.2%、51%和51.6%。因而聯(lián)合收割機(jī)傳統(tǒng)操作模式亟待改善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在不足，本發(fā)明提供了一種小型聯(lián)合收割機(jī)按鍵手柄電控系統(tǒng)及方法，通過對小型聯(lián)合收割機(jī)多個工作部件的集中控制，可替代傳統(tǒng)小型聯(lián)合收割機(jī)中需要應(yīng)付多個操縱桿的不足，提高作業(yè)效率，降低了作業(yè)人員的勞動負(fù)荷與危險系數(shù)。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)手段實現(xiàn)上述技術(shù)目的的。
[0006]—種小型聯(lián)合收割機(jī)按鍵手柄電控系統(tǒng)，包括按鍵操控手柄、傳感器模塊、信號米集處理模塊、ARM處理器及外圍電路和執(zhí)行模塊；
[0007]所述按鍵操控手柄通過電路與ARM處理器連接，用于將信息傳輸至ARM處理器；所述傳感器模塊用于將檢測到的信息經(jīng)信號采集處理模塊傳遞至ARM處理器；所述ARM處理器用于接收按鍵操控手柄和傳感器模塊的信息并輸出控制信號控制執(zhí)行模塊執(zhí)行指令；
[0008]所述按鍵操控手柄上設(shè)有魚鱗篩開度增加按鍵、魚鱗篩開度減小按鍵、脫粒滾筒轉(zhuǎn)速提升按鍵、脫粒滾筒轉(zhuǎn)速降低按鍵、糧倉出糧口開按鍵、糧倉出糧口關(guān)按鍵、割臺高度提升按鍵、割臺高度降低按鍵、清選風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速提升按鍵、清選風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低按鍵、撥禾輪高度提升按鍵和撥禾輪高度降低按鍵；
[0009]所述傳感器模塊包括谷物儲量傳感器、脫離滾筒轉(zhuǎn)速傳感器、清選風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、魚鱗篩位置檢測傳感器、割臺位置檢測傳感器、撥禾輪位置檢測傳感器；所述谷物儲量傳感器用于檢測糧倉谷物儲量狀況，達(dá)到設(shè)定的報警閾值時，由聲光報警模塊聲光報警；所述脫離滾筒轉(zhuǎn)速傳感器用于檢測脫離滾筒轉(zhuǎn)速；所述清選風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器用于檢測清選風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速；所述魚鱗篩位置檢測傳感器用于檢測魚鱗篩開度；所述割臺位置檢測傳感器用于檢測割臺高度；所述撥禾輪位置檢測傳感器用于檢測撥禾輪的位置；
[0010]所述執(zhí)行模塊包括魚鱗篩電動缸、魚鱗篩驅(qū)動器、魚鱗篩片、脫粒滾筒步進(jìn)電機(jī)、脫粒滾筒電機(jī)驅(qū)動器、脫粒滾筒操作桿、糧倉出糧口電動缸、糧倉出糧口電動缸驅(qū)動器、糧口閥門、割臺電液比例閥、割臺液壓油缸、撥禾電液比例閥、撥禾液壓油缸、清選異步交流電機(jī)、清選電機(jī)變頻器和風(fēng)機(jī)。
[0011]進(jìn)一步的，所述按鍵操控手柄位于操縱桿的一端。
[0012]進(jìn)一步的，所述按鍵操控手柄的啟動開關(guān)和糧倉出糧口開按鍵采用非自動復(fù)位式按鍵。
[0013]進(jìn)一步的，所述魚鱗篩開度增加按鍵、魚鱗篩開度減小按鍵、脫粒滾筒轉(zhuǎn)速提升按鍵、脫粒滾筒轉(zhuǎn)速降低按鍵、割臺高度提升按鍵、割臺高度降低按鍵、清選風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速提升按鍵、清選風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低按鍵、撥禾輪高度提升按鍵和撥禾輪高度降低按鍵均采用自動復(fù)位式按鍵。
[0014]進(jìn)一步的，所述脫粒滾筒轉(zhuǎn)速提升按鍵、脫粒滾筒轉(zhuǎn)速降低按鍵、糧倉出糧口開按鍵、糧倉出糧口關(guān)按鍵、割臺高度提升按鍵、割臺高度降低按鍵、撥禾輪高度提升按鍵和撥禾輪高度降低按鍵均布置于按鍵操控手柄的正面；所述魚鱗篩開度增加按鍵、魚鱗篩開度減小按鍵、清選風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速提升按鍵和清選風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低按鍵均布置于按鍵操控手柄的反面。
[0015]進(jìn)一步的，所述谷物儲量傳感器位于糧倉中；所述脫離滾筒轉(zhuǎn)速傳感器位于脫離滾筒上；所述清選風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器位于清選風(fēng)機(jī)上部；所述魚鱗篩位置檢測傳感器位于魚鱗篩電動缸的連桿上；所述割臺位置檢測傳感器位于割臺液壓油缸的活塞上；所述撥禾輪位置檢測傳感器位于撥禾液壓油缸的活塞上。
[0016]—種小型聯(lián)合收割機(jī)按鍵手柄電控方法，包括如下步驟:
[0017]S1:開啟按鍵操控手柄，谷物儲量傳感器、脫離滾筒轉(zhuǎn)速傳感器、清選風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、魚鱗篩位置檢測傳感器、割臺位置檢測傳感器、撥禾輪位置檢測傳感器均開始工作，并將檢測到的信息經(jīng)信號采集處理模塊傳遞至ARM處理器；ARM處理器輸出控制信號控制執(zhí)行模塊執(zhí)行指令使其達(dá)到常規(guī)作業(yè)狀態(tài)；即魚鱗篩開度處于額定角度，脫粒滾筒處于額定轉(zhuǎn)速，清選風(fēng)機(jī)處于額定轉(zhuǎn)速，撥禾輪處于額定高度，割臺處于額定高度，糧倉出糧口關(guān)閉；
[0018]S2:達(dá)到常規(guī)作業(yè)狀態(tài)后，脫離滾筒轉(zhuǎn)速傳感器、清選風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、魚鱗篩位置檢測傳感器、割臺位置檢測傳感器、撥禾輪位置檢測傳感器停止工作，通過控制按鍵操控手柄上的魚鱗篩開度增加按鍵、魚鱗篩開度減小按鍵、脫粒滾筒轉(zhuǎn)速提升按鍵、脫粒滾筒轉(zhuǎn)速降低按鍵、糧倉出糧口開按鍵、糧倉出糧口關(guān)按鍵、割臺高度提升按鍵、割臺高度降低按鍵、清選風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速提升按鍵、清選風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低按鍵、撥禾輪高度提升按鍵和撥禾輪高度降低按鍵來適應(yīng)相應(yīng)工作狀態(tài)；當(dāng)谷物儲量傳感器檢測到糧倉儲量達(dá)到報警值時，聲光報警，此時按下糧倉出糧口開按鍵，出糧開始，按鍵不自動復(fù)位；按下糧倉出糧口關(guān)按鍵使按鍵彈起，出糧口關(guān)閉，出糧結(jié)束；
[0019]S3:關(guān)閉按鍵操控手柄，脫離滾筒轉(zhuǎn)速傳感器、清選風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、魚鱗篩位置檢測傳感器、割臺位置檢測傳感器、撥禾輪位置檢測傳感器開始工作，并將檢測到的信息經(jīng)信號采集處理模塊傳遞至ARM處理器；ARM處理器輸出控制信號控制執(zhí)行模塊執(zhí)行指令使其達(dá)到安全休業(yè)狀態(tài)；即魚鱗篩開度恢復(fù)至安全值，脫粒滾筒轉(zhuǎn)速為零，清選風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為零，撥禾輪處于安全高度，割臺處于安全高度，糧倉出糧口關(guān)閉。
[0020]進(jìn)一步的，步驟S2中所述魚鱗篩開度增加按鍵、魚鱗篩開度減小按鍵、脫粒滾筒轉(zhuǎn)速提升按鍵、脫粒滾筒轉(zhuǎn)速降低按鍵、割臺高度提升按鍵、割臺高度降低按鍵、清選風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速提升按鍵、清選風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低按鍵、撥禾輪高度提升按鍵和撥禾輪高