专利名称：联合收获机智能控制试验装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及农业机械领域，特别涉及一种联合收获机智能控制试验装置。
背景技术：
随着农业机械化的快速发展，联合收获机在农业生产中的应用也越来越广泛，极大的推动了农村的经济发展，其自动化的程度已成为现代化农业的一个重要的衡量标准。现有试验装置的检测试验都是在田间或在实验室的试验台架上用真实物料来进行的，其工作量大，耗费大量人力物力，且其试验周期较长，受季节的影响比较大，给生产和科研带来极大的不便。《联合收获机智能控制仿真器设计》农机化研究2011 (5):49-51公布了联合收获机智能控制仿真器，其主要通过MATLAB软件进行模拟仿真，不能模拟田间环境；中国专利ZL201120093805. 7公布了一种切纵流联合收获机前进速度智能控制装置，能够对 联合收获机的前进速度进行智能化控制，但其不能对联合收获机的其它部件进行智能化控制。
发明内容本发明所要解决的技术问题克服上述设备的技术缺点，提供一种能够模拟田间环境，对联合收获机进行智能化控制的试验装置，试验装置能够在实验室环境针对不同型号联合收获机进行控制试验，缩短了智能化联合收获机的研发周期，为实现联合收获机的智能控制打下基础。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是联合收获机智能控制试验装置主要由试验台车、智能控制模块、声光报警器、上位机、电机模块、模拟仿真模块组成。所述试验台车由行走系统、动力系统、速度控制系统和试验平台四部分组成；行走系统提供台车的行走动作；动力系统提供行走动力，主要包括电源、驱动电机和传动系，其中电源安装在试验平台上，驱动电机与传动系通过联轴器连接；速度控制系统包括操作手柄、拉杆、驱动摆杆、连杆、驱动机构；拉杆一端与操作手柄连接在一起；驱动摆杆两端有圆孔，一端与拉杆一端连接，另一端与连杆一端连接，驱动摆杆的中间孔与步进电机轴连接，拉杆、连杆与驱动摆杆连接时可以选择不同的连接孔，可以传递不同大小的扭矩；连杆另一端与试验台车的驱动机构连接。所述智能控制模块由控制器和传感器系统构成，传感器系统安装在试验台车上，采集到的信号经过相关调理电路送入到控制器中，控制器由可编程控制器及其外围电路构成，控制器安装在试验平台上；传感器系统由传感器、磁钢构成，磁钢帖在试验台车的轮毂上，传感器安装在磁钢前，传感器必须正对磁钢，传感器和磁钢之间的距离在2-5mm。所述声光报警器安装在试验平台上，包括蜂鸣器和指示灯，蜂鸣器和指示灯都是安装在试验台车上，蜂鸣器和指示灯通过相关电路与控制器相连，在试验过程中若出现故障，蜂鸣器鸣笛同时指示灯闪烁。[0009]所述上位机安装在试验平台上，包括PC机和触摸屏，PC机包括主机和显示器，其中显示器和触摸屏通过连接线与主机进行连接，触摸屏经过相关电路与控制器进行连接，主机用于接收源自控制器的信息，显示器用于显示相关参数并进行相关处理；触摸屏也可以进行状态信息的显示，同时触摸屏可以设置初始参数，便于直观的观察实验结果。所述电机模块包括直流无刷电机、步进电机，其中直流无刷电机和步进电机经过相关的调理电路与传感器系统进行连接，直流无刷电机安装在试验平台上，用于模拟联合收获机滚筒、输送槽、割台搅龙转速，步进电机安装在试验台车速度控制操作手柄上，用于控制试验平台的前进速度。所述模拟仿真模块安装在试验平台上，模拟仿真模块由单片机模块及其调理电路构成，通过相关调理电路与控制器进行连接，用于模拟损失量、喂入量，系统运行时能够向控制器发送喂入量和损失量数据。本发明方法采用的技术方案依次包括如下步骤 a:将试验台车运行到试验场地，确定具体要进行的试验，选择合适的算法程序。b :启动试验台车，根据要进行试验，在触摸屏上进行初始化参数的设定。c :启动直流无刷电机，让电机在设定的转速参数下运行，同时启动模拟仿真模块，让其发送喂入量和损失量数据。d:将运行参数实时的送到控制器中，控制器根据算法程序对步进电机进行控制，从而实现对试验台车前进速度的控制。e :运行过程中，传感器把前进速度信号实时传送到上位机中，同时电机驱动器也能把电机的运行数据传送到上位机，控制器根据这些反馈回来的信息对试验台车进行控制。f :利用触摸屏采集试验过程中的试验参数，同时将数据传给主机机进行数据的处理。g:关闭试验台车电源，关闭电机，关闭信号采集开关，试验结束。本发明的有益效果是I.本发明以试验台车为载体，试验台车能够模拟联合收获机，占用空间小，在实验室环境下能够实现对联合收获机的各种试验，避免了联合收获机试验受季节的影响。2.本发明采用电机模块，电机模块能够模拟联合收获机滚筒、输送槽、割台搅龙等转速，便于进行联合收获机转速信号的采集；同时能够进行对试验台车前进速度的控制。3.本发明采用模拟仿真模块，模拟仿真模块能够模拟联合收获机收获过程中谷物的损失和喂入过程，便于观察喂入量和损失量。4.本发明采用步进电机作为试验台车的驱动机构，能够实现对试验装置前进速度的精确控制。5.本发明在试验台车的基础上，安装了控制器，通过传感器系统采集试验装置各部分工作状态信号，通过相应的调理电路进入控制器，实现了对试验装置的智能化控制。

图I联合收获机智能控制试验装置的结构示意图。图2联合收获机智能控制试验装置速度控制系统结构图。[0028]图3联合收获机智能控制试验装置工作原理图。如图所示，图中标号分别表示1一传感器系统，2—试验台车，3—操作手柄，4一触摸屏，5—直流无刷电机，6—模拟仿真模块，7—控制器，8—指示灯，9一蜂鸣器，10 —显不器，11 —王机，12 —电源，13 —试验平台，14 —拉杆，15 —驱动摆杆，16 —驱动机构，17 —连杆，18 —步进电机。
具体实施方式
如图I所示，本发明联合收获机智能控制试验装置，包括试验台车2、智能控制模块(由1、7构成)、声光报警器(由8、9构成)、上位机(由10、11构成)、电机模块5、模拟仿真模块6组成。如图I所示，试验台车2用于提供联合收获机智能控制试验装置的安装平台和执行试验装置的行走动作。控制器7控制试验台车的行走速度。 如图I所示，智能控制模块安装在试验台车上，包括控制器7和传感器系统I，传感器系统I用于采集转速信号，控制器7用于控制试验台车的行走速度、进行数据处理。如图I所示，声光报警器安装在试验台车上，包括蜂鸣器9和指示灯8，工作时声光报警器会根据试验是否出现故障进行报警警示。如图1、2所示，电机模块安装在试验台车上，包括直流无刷电机5和步进电机18，直流无刷电机5用于模拟联合收获机滚筒、输送槽、割台搅龙转速；步进电机18安装在速度控制系统中，用于控制试验平台的前进速度。速度控制系统包括操作手柄3、拉杆14、驱动摆杆15、连杆17、驱动机构16、步进电机18 ;拉杆14 一端与操作手柄3连接在一起；驱动摆杆15两端有圆孔，一端与拉杆14 一端连接，另一端与连杆17 —端连接，驱动摆杆15的中间孔与步进电机18轴连接，拉杆、连杆与驱动摆杆连接时可以选择不同的连接孔，可以传递不同大小的扭矩；连杆另一端与试验台车的驱动机构16连接。如图I所示，模拟仿真模块6安装在试验台车上，包括单片机模块及其调理电路，用于模拟损失量、喂入量，系统运行时能够向控制器发送喂入量和损失量数据。如图I所示，上位机安装在试验台车上，包括PC机和触摸屏4，PC机包括主机10和显示器11，运行时，主机用于接收源自控制器的信息，显示器用于显示相关参数并进行相关处理；触摸屏4也可以进行状态信息的显示，同时触摸屏4可以设置初始参数，便于直观的观察实验结果。下面介绍联合收获机智能控制试验装置具体工作流程。试验时，将试验装置运行到试验场地上，打开电源12，试验台开机初始化后，通过触摸屏4设置初始化参数，启动直流无刷电机5和模拟仿真模块6工作，直流无刷电机5模拟联合收获机的滚筒、割台搅龙、输送槽的转动，模拟仿真模块6模拟联合收获机喂入和损失的过程，工作时将传感器系统I采集到的转动信号和模拟仿真模块6产生的喂入量和损失量信号通过相关的调理电路送入到控制器7中，并通过显示器10和触摸屏4进行数据的显示，同时通过控制器7判断当前数据是否为正常，若采集到的数据正常则进行所要求的控制试验，若不正常则声光报警器工作，进行声光报警。试验过程控制器7实时的把数据保存在主机11中，同时可以通过主机11对采集到的试验数据进行处理。
权利要求1.一种联合收获机智能控制试验装置，其特征在于，包括试验台车(2)、智能控制模块、声光报警器、上位机、电机模块、模拟仿真模块(6);所述试验台车(2)由行走系统、动力系统、速度控制系统和试验平台四部分组成；所述动力系统包括电源(12)、驱动电机和传动系，其中电源(12)安装在试验平台上，驱动电机与传动系通过联轴器连接；速度控制系统包括操作手柄(3)、拉杆(14)、驱动摆杆(15)、连杆(17)、驱动机构(16);拉杆(14) 一端与操作手柄(3)连接在一起；驱动摆杆(15)两端有圆孔，驱动摆杆(15)的一端通过圆孔与拉杆(14)的另一端连接，驱动摆杆(15)的另一端通过圆孔与连杆(17)—端连接，驱动摆杆(15)的中间孔与步进电机(18)轴连接；连杆(17)的另一端与试验台车(2)的驱动机构(16)连接；所述智能控制模块安装在试验台车(2)上，包括控制器(7)和传感器系统(1)，传感器系统(I)安装在试验台车(2)上，采集到的信号经过相关调理电路送入到控制器(7)中；所述声光报警器安装在试验台车(2)上，包括蜂鸣器(9)和指示灯(8)，蜂鸣器(9)和指示灯(8)都是安装在试验台车(2)上，蜂鸣器(9)和指示灯(8)通过电路与控制器(7)相连；所述上位机安装在试验台车(2)上，包括显示器(10)、主机(11)和触摸屏(4)，所述显示器(10)和触摸屏(4)通过连接线与主机(11)进行连接，触摸屏(4)经过电路与控制器(7)进行连接；电机模块安装在试验台车(2)上，包括直流无刷电机(5)和步进电机(18)，所述直流无刷电机(5)和步进电机(18)经过调理电路与传感器系统(I)进行连接；所述模拟仿真模块(6 )安装在试验台车上，模拟仿真模块(6 )通过调理电路与控制器(7 )进行连接。
2.根据权利要求I所述的联合收获机智能控制试验装置，其特征在于所述驱动摆杆(15)设有三个以上连接孔，拉杆(14)、连杆(17)与驱动摆杆(15)连接时选择不同的连接孔，传递不同大小的扭矩。
专利摘要本实用新型公开了一种联合收获机智能控制试验装置及控制方法，主要涉及农业机械领域。其特征是由试验台车、智能控制模块、声光报警器、上位机、电机模块、模拟仿真模块组成。通过智能控制模块采集电机模块和模拟仿真模块的信号对试验台车进行智能化控制；同时通过上位机可以进行数据的显示和处理；运行过程中若发生故障能够及时进行声光报警。本实用新型能够使联合收获机在实验室环境下进行试验，不受季节、天气等因素的影响。为实现联合收获机的智能控制打下基础。
文档编号G01M99/00GK202614547SQ201220254679
公开日2012年12月19日 申请日期2012年6月1日 优先权日2012年6月1日
发明者陈进, 李耀明, 顾文龙, 郑世宇, 吕世杰, 季园园, 龚丽霞 申请人:江苏大学