一种带u盘存储功能的深松整地联合作业机监控系统的制作方法

一种带u盘存储功能的深松整地联合作业机监控系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及农业机械，是一种带U盘存储功能的深松整地联合作业机监控系统。
【背景技术】
[0002]土壤耕整作业是一项基本的田间作业项目，耕深是衡量耕整作业机械作业性能的重要参数，在作业过程中是否稳定、是否符合农艺的要求则会直接影响耕作的效果。目前，国内现有的包括一些进口的大型耕整地机械都没有智能化监控装置，耕深的调节通常依靠机手凭经验大概调节，由于土壤条件和人员操作的差异，很容易造成同一块地耕整地深度不一致，直接影响作业质量；耕整地作业一般是农户雇佣有经验的机手进行操作，一些机手为了降低柴油消耗，通常会在作业过程中减小机具深松深度，仅靠人工抽样钢尺板测量方式无法了解整个作业过程的耕深情况，导致农户与机手之间的信任危机加重。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型针对以上现有技术存在的缺点，公开了一种带U盘存储功能的深松整地联合作业机监控系统，通过检测装置把机构角度变化值转换为深度变化值，采用触摸屏显示器设置耕深限值和作业幅宽，实时显示当前耕深、作业速度、作业面积和平均耕深等参数，并把耕深数据记录到U盘中，同时可以切换到摄像头界面观测机具实际的耕整地效果，显示直观，使用起来十分方便。
[0004]为了达到以上目的，本实用新型是采取以下的技术方案来实现的:
[0005]一种带U盘存储功能的深松整地联合作业机监控系统，包括检测机构、控制单元和显示单元，检测机构包括传感装置、行驶装置和支撑装置，行驶装置包括仿形地轮和转动轴，仿形地轮与转动轴通过连接架连接，转动轴与支撑装置连接，支撑装置固定在联合作业机上，传感装置包括角度传感器和速度传感器，角度传感器设置在转动轴上，速度传感器设置在仿形地轮上，角度传感器和速度传感器分别与控制单元单独相连，控制单元与显示单元相连，控制单元上设置有用于传输数据到U盘的接口 ；控制单元和显示单元均设置在联合作业机的驾驶室内。
[0006]控制单元还包括处理器、电源电路、速度检测电路、A/D转换电路、时钟电路、数据存储电路和RS232串口通讯电路，处理器通过RS232串口通信电路与所述显示单元双向连接，处理器与电源电路、速度检测电路、A/D转换电路、时钟电路和数据存储电路分别单独相连，数据存储电路通过U盘接口将数据拷入U盘。
[0007]转动轴与支撑单元连接，支撑单元包括固定板、横梁、支撑板和弹簧，横梁的一端垂直焊接在固定板上，支撑板一端通过加强筋水平焊接在横梁中部，支撑板的另一端设置与其垂直的转动轴，转动轴水平设置，转动轴的中部有倾斜设置的左挂接耳，横梁中部下方设置右挂接耳，弹簧安装在左挂接耳和右挂接耳上。
[0008]进一步地，仿形地轮通过过盈配合设置在连接架的底端，连接架的上端与所述转动轴连接。
[0009]进一步地，转动轴两端分别与带座轴承通过过盈配合连接，所述角度传感器设置在角度传感器底座上。
[0010]进一步地，在仿形地轮与所述连接架之间设置护罩，所述速度传感器设置在护罩表面。
[0011]进一步地，角度传感器底座的侧面呈L型，一侧固定在所述支撑板上，另一侧与联轴器的一端固定。
[0012]进一步地，在支撑板与连接架之间设置挡板，挡板通过螺栓固定在所述支撑板上。
[0013]进一步地，显示单元为一触摸屏显示器，触摸屏显示器主要用于系统耕深限值和作业幅宽的设置，以及作业速度、当前耕深、平均耕深、作业面积的显示，同时可以切换到摄像头界面观测实际的作业效果。
[0014]进一步地，固定板设置在深松整地联合作业机机具的钢架上。
[0015]控制单元与触摸屏显示器通过RS232串口线连接，控制单元安装在驾驶室内，包括处理器、电源电路、速度检测电路、A/D转换电路、时钟电路和RS232串口通讯电路；采用TI公司的高性能32位浮点DSP芯片TMS320F28335作为处理器的控制芯片，该芯片包含单精度浮点运算单元，16X16位和32X32位乘法累加器。
[0016]处理器用于核心算法的计算，主要指耕深值的计算和作业速度的计算。
[0017]电源电路用于提供系统需要的5V、3.3V和1.9V电压，并提供电源指示灯。
[0018]速度检测电路用于检测机具的作业速度，输入信号通过光电耦合器进行隔离，隔离后的信号经电平转换后输入到DSP的CAP模块进行速度捕获计算。
[0019]A/D转换电路用于处理角度传感器输出的模拟量信号，便于处理器进行耕深值与角度值之间的变换。
[0020]时钟电路用于产生系统时间，便于触摸屏显示和数据存储。
[0021 ] U盘用于存储作业过程中的耕深数据，便于作业完毕后农户核查作业质量。
[0022]RS232串口通讯电路连接触摸屏显示器与处理器，便于二者之间进行数据交互。
[0023]本实用新型的有益效果如下:
[0024]I)该监控系统能够快速执行中断响应，具有精度高，功耗小，成本低，数据及程序存储量大等优点；
[0025]2)采用触摸屏显示器作为显示设备，参数通过触摸屏进行设置和显示，操作起来十分方便，可以为机手调整耕深提供可靠的依据，改善了之前人工凭经验粗放式调节方式；
[0026]3)系统具有数据U盘存储功能，可以为农户核查耕作情况提供数据依据，有效的化解了农户与机手之间的信任危机。
【附图说明】
[0027]图1为本实用新型整个系统框图。
[0028]图2为本实用新型检测机构侧视图。
[0029]图3为本实用新型控制单元框图。
[0030]图4为本实用新型测量实现原理图。
[0031]1.固定板，2.横梁，3.支撑板，4.加强筋，5.螺栓，6.挡板，7.角度传感器底座，
8.右挂接耳，9.弹簧，10.左挂接耳，11.角度传感器，12.连接架，13.护罩，14.车轮轴，15.速度传感器，16.仿形地轮，17.控制单元，18.触摸屏显示器，19.转动轴，20.带座轴承，21.联轴器，22.深松铲。
【具体实施方式】
[0032]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
[0033]如图1和图2所示，一种带U盘存储功能的深松整地联合作业机监控系统，包括检测机构、控制单元17和显示单元，检测机构包括传感装置、行驶装置和支撑装置，行驶装置包括仿形地轮16和转动轴19，仿形地轮16与转动轴19通过连接架12连接，传感装置包括角度传感器11和速度传感器15，角度传感器11设置在转动轴19上，速度传感器15设置在仿形地轮16上，角度传感器11和速度传感器15分别与控制单元17单独相连，控制单元17与显示单元相连，控制单元17上设置有用于传输数据到U盘的接口。
[0034]控制单元17还包括 处理器、电源电路、速度检测电路、A/D转换电路、时钟电路、数据存储电路和RS232串口通讯电路，处理器通过RS232串口通信电路与所述显示单元双向连接，处理器与电源电路、速度检测电路、A/D转换电路、时钟电路和数据存储电路分别单独相连，数据存储电路通过U盘接口将数据拷入U盘。
[0035]转动轴19与支撑单元连接，支撑单元包括固定板1、横梁2、支撑板3和弹簧9，横梁2的一端垂直焊接在固定板I上，支撑板3 —端通过加强筋水平焊接在横梁2中部，支撑板3的另一端设置与其垂直的转动轴19，转动轴19水平设置，转动轴19的中部有倾斜设置的左挂接耳10，横梁2中部下方设置右挂接耳8，弹簧9安装在左挂接耳10和右挂接耳8上。
[0036]进一步地，仿形地轮16的车轮轴14通过过盈配合设置在连接架12的底端，连接架12的上端与所述转动轴19连接；仿形地轮是仿造地轮的形状制成的。
[0037]进一步地，转动轴19两端分别与带座轴承20通过过盈配合连接，所述角度传感器11设置在角度传感器底座7上。
[0038]通过固定板I安装在机具钢架上，机具作业时，仿形地轮16向机具前进方向的反方向运动，挡板6的安装使得连接架12与作业时的地面保持一定的角度，弹簧9提供一定的伸缩力保证仿形地轮16尽量的紧贴地面，速度传感器15为霍尔感应式传感器，检测仿形地轮16上均布的螺栓，输出高低变化的电平值。当耕深值变化时，仿形地轮16带动连接架12通过转动轴19围绕带座轴承20转动，通过联轴器21联动角度传感器11输出变化的电压值。
[0039]下地工作前，根据耕整土地的农艺要求和配套机具的实际尺寸，通过触摸屏显示器18设定好耕深限值和作业幅宽，设定完毕后机具开始作业，仿形地轮16转动，速度传感器15输出脉冲信号，控制单元17通过速度检测电路捕获该脉冲信号，计算出脉冲信号的频率，同时对该脉冲信号进行脉冲计数，结合仿形地轮16的尺寸、机械打滑率和设置的作业幅宽，即可计算出机具的作业速度和作业面积，通过RS232串口通讯电路传输给触摸屏显示器18进行显示。作业过程中，随着深松铲下降深度的变化，通过机械联动角度传感器11输出变化的电压值，控制单元17通过A/D转换电路把该电压值转换为对应的角度变化值，参照图4所示的测量原理图，按照公式h = H-(R*COS0+r)即可计算出当前耕深(h表示实际耕深，H表示转动轴19中心到深松铲22的铲尖的距离，R表示转动轴19中心到仿形地轮16轮心的距离，r表示仿形地轮16半径)，控制单元17每隔Is将计算出的当前耕深进行累加，并记录累加次数，当机具结束作业时，将耕深累加值与累加次数相除就是机具整个作业过程的平均耕深值，计算出的当前耕深和平均耕深通过RS232串口通讯电路传输给触摸屏显示单元18进行显示。控制单元17对当前耕深累加的同时把当前耕深值与时钟电路产生的系统时间数值组合，通过U盘存储电路存储在U盘中。
[0040]作业过程中，机手可以通过触摸屏显示器18的作业监控按键切换到模拟摄像头界面观测实际的作业效果，当耕深值超过设定的耕深限值时，触摸屏显示器18会发出报警信号提醒机手及时调整。
[0041]上述实施例不以任何形式限制本实用新型，凡采用等同替换或等效变换所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种带U盘存储功能的深松整地联合作业机监控系统，其特征在于，包括检测机构、控制单元和显示单元，检测机构包括传感装置、行驶装置和支撑装置，行驶装置包括仿形地轮和转动轴，仿形地轮与转动轴通过连接架连接，转动轴与支撑装置连接，支撑装置固定在联合作业机上，传感装置包括角度传感器和速度传感器，角度传感器设置在转动轴上，速度传感器设置在仿形地轮上，角度传感器和速度传感器分别与控制单元单独相连，控制单元与显示单元相连，控制单元上设置有用于传输数据到U盘的接口。
2.如权利要求1所述的深松整地联合作业机监控系统，其特征在于，所述控制单元还包括处理器、电源电路、速度检测电路、A/D转换电路、时钟电路、数据存储电路和RS232串口通讯电路，处理器通过RS232串口通信电路与所述显示单元双向连接，处理器与电源电路、速度检测电路、A/D转换电路、时钟电路和数据存储电路分别单独相连，数据存储电路通过U盘接口将数据拷入U盘。
3.如权利要求1所述的深松整地联合作业机监控系统，其特征在于，所述支撑装置包括固定板、横梁、支撑板和弹簧，横梁的一端垂直焊接在固定板上，支撑板一端通过加强筋水平焊接在横梁中部，支撑板的另一端设置与其垂直的转动轴，转动轴水平设置，转动轴的中部有倾斜设置的左挂接耳，横梁中部下方设置右挂接耳，弹簧安装在左挂接耳和右挂接耳上。
4.如权利要求1所述的深松整地联合作业机监控系统，其特征在于，所述仿形地轮通过过盈配合设置在连接架的底端，连接架的上端与所述转动轴连接。
5.如权利要求3所述的深松整地联合作业机监控系统，其特征在于，所述转动轴两端分别与带座轴承通过过盈配合连接，所述角度传感器设置在角度传感器底座上。
6.如权利要求4所述的深松整地联合作业机监控系统，其特征在于，在所述仿形地轮与所述连接架之间设置护罩，所述速度传感器设置在护罩表面。
7.如权利要求4所述的深松整地联合作业机监控系统，其特征在于，所述角度传感器底座的侧面呈L型，一侧固定在所述支撑板上，另一侧与联轴器的一端固定。
8.如权利要求3所述的深松整地联合作业机监控系统，其特征在于，在所述支撑板与所述连接架之间设置挡板，所述挡板通过螺栓固定在所述支撑板上。
9.如权利要求1所述的深松整地联合作业机监控系统，其特征在于，所述显示单元为一触摸屏显示器。
10.如权利要求3所述的深松整地联合作业机监控系统，其特征在于，所述固定板设置在深松整地联合作业机机具的钢架上。
【专利摘要】本实用新型公开了一种带U盘存储功能的深松整地联合作业机监控系统，包括检测机构、控制单元和显示单元，检测机构包括传感装置、行驶装置和支撑装置，行驶装置包括仿形地轮和转动轴，仿形地轮与转动轴通过连接架连接，转动轴与支撑装置连接，传感装置包括角度传感器和速度传感器，角度传感器设置在转动轴上，速度传感器设置在仿形地轮上，控制单元与显示单元相连，控制单元上设置有用于传输数据到U盘的接口。该监控系统具有测量精度高、操作简单、工作稳定可靠等特点，实际工作时，既可以为机手调整耕深提供可靠的依据，改善了之前人工凭经验粗放式调节方式，也可以为农户核查耕作情况提供数据依据，有效的化解了农户与机手之间的信任危机。
【IPC分类】G05B19-418
【公开号】CN204613717
【申请号】CN201520264272
【发明人】孙永佳, 沈景新, 李青龙, 陈刚, 孙宜田
【申请人】山东省农业机械科学研究院
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年4月27日