專利名稱：自走式割曬機的人機界面控制系統(tǒng)和控制方法
技術領域：
本發(fā)明屬于電子控制技術領域，涉及一種自走式割曬機的人機界面控制系統(tǒng)和控制方法。
背景技術：
割曬機是一種谷物收獲機械，其功能是割倒小麥等農作物禾稈，將其攤鋪在留茬上，成為穗尾搭接的禾條，以便于晾曬。割曬機是農業(yè)機械的重要組成部分，分為自走式、拖拉機牽引式和懸掛式三種。傳統(tǒng)的自走式割曬機由萬能動力底盤和割臺總成組成，其動刀的傳動機構由割臺傳動箱、傳動箱皮帶輪、圓柱螺旋直齒主、被動輪、I軸、II軸、III軸、彈性聯(lián)軸器、曲柄、滾輪軸、滾柄及動刀桿組成，傳動機構整體配置在割臺總成中間部位，實現(xiàn)了整幅寬度內的割刀的中間驅動，割刀受力合理，具有機具傳動平穩(wěn)、振動小、噪音低、故障少、工作可靠、作業(yè)質量好等特點，但美中不足的地方是結構較為復雜，體積較大。而且傳統(tǒng)割曬機的控制系統(tǒng)采用開關、繼電器，硬接線方式來完成控制功能，在系統(tǒng)中存在大量機械觸點，其接線繁瑣，可靠性、可維護性和擴充性都很差。系統(tǒng)的防護等級低，不適合惡劣環(huán)境，振動易誤動作，操作繁瑣勞動強度大。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種自走式割曬機的人機界面控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)提高了割曬機的自動化水平；此外，本發(fā)明還提供一種自走式割曬機的人機界面控制方法。為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案。一種自走式割曬機的人機界面控制系統(tǒng)，包括傳感器、與傳感器相連的控制器，與控制器相連的顯示器；所述傳感器用以感應割曬機各個部件的實時工作狀態(tài)；所述控制器用以接收各傳感器感應到的信息，并控制割曬機的各個動作；所述顯示器用以輸入用戶控制命令并顯示控制器獲得的割曬機各個部件的實時工作狀態(tài)參數(shù)。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述控制器與顯示器和傳感器均通過CAN總線通信連接。作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述傳感器包括發(fā)動機狀態(tài)傳感器、液壓系統(tǒng)狀態(tài)傳感器、行走檔位傳感器、割臺狀態(tài)傳感器、撥禾輪狀態(tài)傳感器、集料帶狀態(tài)傳感器；所述發(fā)動機狀態(tài)傳感器包括發(fā)動機水溫傳感器、發(fā)動機轉速傳感器、機油壓力傳感器和發(fā)動機油溫傳感器；所述割臺狀態(tài)傳感器包括割臺高度傳感器、割臺角度傳感器、割刀轉速傳感器；所述撥禾輪狀態(tài)傳感器包括撥禾輪轉速傳感器；所述集料帶狀態(tài)傳感器包括集料帶速度傳感器。作為本發(fā)明的再一種優(yōu)選方案，所述控制系統(tǒng)和人機界面還包括與控制器相連的報警系統(tǒng)，所述報警系統(tǒng)包括機油壓力報警裝置、水溫報警裝置、油箱液位報警裝置、油水分離報警裝置、液壓油位報警裝置、液壓油溫報警裝置、液壓油過濾器堵塞報警裝置、補油
4泵壓力報警裝置、行走主泵壓力報警裝置、總線故障報警裝置、割刀過載報警裝置。一種自走式割曬機的人機界面控制方法，包括以下步驟步驟一，傳感器感應割曬機各個部件的工作狀態(tài)；步驟二，控制器通過CAN總線接收傳感器感應到的信息，并將所述感應到的信息以工作狀態(tài)參數(shù)的形式通過顯示器顯示給操作人員；步驟三，操作人員通過顯示器或操作器件輸入控制命令，控制調整割曬機的工作狀態(tài)。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述步驟一包括以下部分或全部傳感步驟Al)發(fā)動機水溫傳感器感應發(fā)動機內的水溫度獲得發(fā)動機水溫參數(shù)；發(fā)動機轉速傳感器感應發(fā)動機的轉動速度獲得發(fā)動機轉速參數(shù)；機油壓力傳感器感應發(fā)動機內油的壓力獲得發(fā)動機油壓參數(shù)和發(fā)動機油位參數(shù)；發(fā)動機油溫傳感器感應發(fā)動機內的油溫度獲得發(fā)動機油溫參數(shù)；A2)液壓系統(tǒng)狀態(tài)傳感器感應、監(jiān)測液壓系統(tǒng)工作壓力、主泵工作壓力、補油泵壓力；所述液壓系統(tǒng)狀態(tài)傳感器為壓力傳感器；A3)行走檔位傳感器感應檔位桿所選擇的檔位；A4)割臺高度傳感器感應割臺距底面的高度；割臺角度傳感器感應割臺工作時與底面所成的角度；割刀轉速傳感器感應割刀工作時的運轉速度；A5)撥禾輪轉速傳感器感應撥禾輪工作時的運轉速度；A6)集料帶速度傳感器感應集料帶工作時的運轉速度。作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述控制方法還包括以下部分或全部報警步驟Bi)機油壓力報警在機油壓力小于等于1. 2Kpa時發(fā)出報警；B2)水溫報警在水溫超過正常溫度時發(fā)出報警；B3)油箱液位報警在油箱液位到達下限值時發(fā)出報警；B4)油水分離報警在油水分離器給出信號時發(fā)出報警；B5)液壓油位報警在油位到達下限值時發(fā)出報警；B6)液壓油溫報警在油溫大于等于70°C時發(fā)出報警；B7)液壓油過濾器堵塞報警在液壓油過濾器發(fā)生堵塞時發(fā)出報警；B8)補油泵壓力報警在壓力低于1. SMpa時發(fā)出報警；B9)行走主泵壓力報警在壓力小于等于IOMp或大于等于35Mpa時發(fā)出報警；B10)總線故障報警在CAN總線發(fā)生故障時發(fā)出報警；Bll)割刀過載報警在轉速低于設定值時發(fā)出報警。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明所述的人機界面控制系統(tǒng)猶如割曬機的大腦，具有安全可靠、易操作、人性化的優(yōu)點，提高了割曬機的自動化水平，使割曬機的工作效率更高，可靠性更好，而且能夠節(jié)省時間、人力、物力。


圖1為本發(fā)明所述的自走式割曬機的控制系統(tǒng)和人機界面的結構框圖；圖2為顯示器的主頁面示意圖；圖3為顯示器的報警頁面示意圖4為顯示器的發(fā)動機參數(shù)頁面示意圖；圖5為顯示器的輔助頁面示意圖；圖6為本發(fā)明所述的自走式割曬機的控制系統(tǒng)和人機界面控制方法的流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步詳細說明。本實施例所述的控制系統(tǒng)分別對發(fā)動機狀態(tài)、液壓系統(tǒng)狀態(tài)、行走檔位、割臺高度和角度、累計運行時間、撥禾輪和集料帶速度、急停等進行顯示和控制，并且對相關的故障做出報警顯示。實施例一本實施例提供一種自走式割曬機的控制系統(tǒng)和人機界面，如圖1至5所示，該控制系統(tǒng)包括傳感器、與傳感器相連的控制器，與控制器相連的顯示器和報警系統(tǒng)。傳感器所述傳感器用以感應割曬機各個部件的實時工作狀態(tài)；所述傳感器包括發(fā)動機狀態(tài)傳感器、液壓系統(tǒng)狀態(tài)傳感器、行走檔位傳感器、割臺狀態(tài)傳感器、撥禾輪狀態(tài)傳感器、集料帶狀態(tài)傳感器；所述發(fā)動機狀態(tài)傳感器包括發(fā)動機水溫傳感器、發(fā)動機轉速傳感器、機油壓力傳感器和發(fā)動機油溫傳感器；所述割臺狀態(tài)傳感器包括割臺高度傳感器、割臺角度傳感器、割刀轉速傳感器；所述撥禾輪狀態(tài)傳感器包括撥禾輪轉速傳感器；所述集料帶狀態(tài)傳感器包括集料帶速度傳感器。控制器所述控制器用以控制調整傳感器感應到的信息；控制器可讀取操作按鈕狀態(tài)、各個傳感器的輸入值，對車輛進行各種自動控制和安全連鎖控制。控制器可通過CAN總線 J1939讀取發(fā)動機運轉狀況，分別將發(fā)動機轉速、水溫、機油壓力、蓄電池電壓、油箱液位、油水分離狀態(tài)、發(fā)動機累積工作時間等工作狀態(tài)顯示在顯示器上。顯示器所述顯示器用以輸入用戶控制命令并顯示控制器獲得的實時工作狀態(tài)參數(shù)。顯示器可以顯示發(fā)動機工況、車輛運行工況、報警信息等，采用漢字顯示方式，方便操作者操作車輛和了解車輛工作狀態(tài)。所述控制器與顯示器和傳感器均通過CAN總線通信連接。通過控制手柄及開關對撥禾輪和集料帶進行控制，在顯示器中對撥禾輪、集料帶的速度進行顯示。操作人員可通過顯示器上顯示的各工作狀態(tài)參數(shù)實現(xiàn)割臺高矮操作、割臺角度操作、撥禾輪高矮和前后操作、撥禾輪運行快慢操作、集料帶運行快慢操作。顯示器還可以顯示日期和時間，其通過讀取主機時間使顯示器的時間跟主機時間一致?？梢酝ㄟ^修改顯示器顯示的工作狀態(tài)參數(shù)來改變割曬機的運作。報警系統(tǒng)所述報警系統(tǒng)包括機油壓力報警器、水溫報警器、油箱液位報警器、油水分離報警器、液壓油位報警器、液壓油溫報警器、液壓油過濾器堵塞報警器、補油泵壓力報警器、行走主泵壓力報警器、總線故障報警器、割刀過載報警器。顯示器還可顯示空檔開關狀態(tài)，當方向盤不在中位時，不能起車，同時發(fā)出報警。割曬機的座椅下有延時開關，可通過延時開關檢測座椅上是否有人。當檢測到座椅上無人的時間超過10秒時，報警系統(tǒng)發(fā)出報警并停止割臺動作。報警系統(tǒng)還具有工作輪胎低壓報警功能。所述自走式割曬機的控制系統(tǒng)和人機界面具有以下功能1、發(fā)動機參數(shù)讀取采用CAN為底層協(xié)議專為大型貨車和重工機械車輛設計的J1939協(xié)議，讀取發(fā)動機水溫、轉速、機油壓力等參數(shù)，并在顯示器上顯示出來。具有高可靠性和良好的錯誤檢測能力，可廣泛應用于汽車計算機控制系統(tǒng)和環(huán)境溫度惡劣、電磁輻射強和振動大的工業(yè)環(huán)
^Mi ο2. CAN總線通訊控制器與顯示器之間使用CAN總線進行數(shù)據(jù)通訊，CAN總線是一種先進的總線通訊技術，具有通訊速度快、通訊距離長、通訊安全可靠等特點，已在工程車輛上廣泛被使用。 控制器通過CAN總線將運行數(shù)據(jù)傳給顯示器顯示，顯示器將修改的參數(shù)值傳給控制器儲存?？刂破髋c發(fā)動機之間也是通過CAN連接，控制器實時讀取發(fā)動機水溫、轉速、機油壓力等參數(shù)。當總線數(shù)據(jù)傳輸出現(xiàn)故障時，在顯示器上將顯示總線故障信號。3、割刀過載保護割曬機在工作過程中由于工作場地不平和工作環(huán)境不同，割刀難免會觸碰到硬物，在這種情況下極容易損壞割刀。本發(fā)明所述的控制系統(tǒng)通過速度傳感器采集割刀在工作中的變化速度，經過程序處理，相應的升高割臺一定距離，有效的保護了割刀。4、割曬機的功能控制車輛控制功能可實現(xiàn)割臺上升下降操作、撥禾輪上下和前后操作、割臺角度操作、 撥禾輪運行快慢、集料帶運行快慢操作。5、運行工況實時顯示割曬機人機界面作為控制系統(tǒng)的重要組成部分，基于一般用戶對WINDOWS系統(tǒng)較為熟悉，在界面設計中盡量兼容WINDOWS界面的特征。位圖按鈕可在操作中實現(xiàn)高亮度、突起、凹陷等效果，使界面表現(xiàn)的形式更為靈活，同時可以方便用戶識別。本發(fā)明所述的人機界面控制系統(tǒng)全部由專用控制器件組成，防護等級高，抗灰塵、 抗潮濕、抗振動。自動化程度較高、操作簡單舒適。自我保護功能齊全、不易損壞、故障率低。系統(tǒng)有著完善的安全保護功能，不會產生誤操作也不易發(fā)生事故。如駕駛員離開駕駛室超過5秒，割臺驅動的動力源會自動關閉；速度控制桿未在空檔時，系統(tǒng)不允許發(fā)動機開啟；在割曬機的速度為3. 2-4. 8公里/小時的時候，駕駛員離開座椅處，發(fā)動機會自動熄滅等等一系列先進的安全措施。割曬機人機界面作為控制系統(tǒng)的重要組成部分，作為人機界面用的高性能顯示模塊，滿足惡劣環(huán)境下的應用要求，適用于工業(yè)、移動設備、重型設備等領域?？捎糜谠O備狀態(tài)監(jiān)控、虛擬儀表顯示、報警信息顯示、系統(tǒng)診斷、調試。高亮度TFT顯示屏，具有高分辨率 (640X480像素)、高防護等級(IP65)、寬溫(_30°C +75°C )等特性。寬供電電壓范圍、低功耗、反相保護?；谝话阌脩魧INDOWS系統(tǒng)較為熟悉，在界面設計中盡量兼容WINDOWS 界面的特征。位圖按鈕可在操作中實現(xiàn)高亮度、突起、凹陷等效果，使界面表現(xiàn)的形式更為靈活，同時可以方便用戶識別。實施例二本實施例提供一種實施例一所述的自走式割曬機的人機界面的控制方法，如圖6所示，該方法包括以下步驟步驟一，傳感器感應割曬機各個部件的工作狀態(tài)；該步驟包括以下部分或全部傳感步驟Al)發(fā)動機水溫傳感器感應發(fā)動機內的水溫度獲得發(fā)動機水溫參數(shù)；發(fā)動機轉速傳感器感應發(fā)動機的轉動速度獲得發(fā)動機轉速參數(shù)；機油壓力傳感器感應發(fā)動機內油的壓力獲得發(fā)動機油壓參數(shù)和發(fā)動機油位參數(shù)；發(fā)動機油溫傳感器感應發(fā)動機內的油溫度獲得發(fā)動機油溫參數(shù)；A2)液壓系統(tǒng)狀態(tài)傳感器感應、監(jiān)測液壓系統(tǒng)工作壓力、主泵工作壓力、補油泵壓力；所述液壓系統(tǒng)狀態(tài)傳感器為壓力傳感器；A3)行走檔位傳感器感應檔位桿所選擇的檔位；A4)割臺高度傳感器感應割臺距底面的高度；割臺角度傳感器感應割臺工作時與底面所成的角度；割刀轉速傳感器感應割刀工作時的運轉速度；A5)撥禾輪轉速傳感器感應撥禾輪工作時的運轉速度；A6)集料帶速度傳感器感應集料帶工作時的運轉速度。步驟二，控制器通過CAN總線接收傳感器感應到的信息，并將所述感應到的信息以工作狀態(tài)參數(shù)的形式通過顯示器顯示給操作人員；步驟三，操作人員通過顯示器或操作器件輸入控制命令，控制調整割曬機的工作狀態(tài)。所述控制方法還可以包括以下部分或全部報警步驟Bi)機油壓力報警在機油壓力小于等于1. 2Mpa時發(fā)出報警；B2)水溫報警在水溫超過正常溫度時發(fā)出報警；B3)油箱液位報警在油箱液位到達下限值時發(fā)出報警；B4)油水分離報警在油水分離器給出信號時發(fā)出報警；B5)液壓油位報警在油位到達下限值時發(fā)出報警；B6)液壓油溫報警在油溫大于等于70°C時發(fā)出報警；B7)液壓油過濾器堵塞報警在液壓油過濾器發(fā)生堵塞時發(fā)出報警；B8)補油泵壓力報警在壓力低于1. SMpa時發(fā)出報警；B9)行走主泵壓力報警在壓力小于等于IOMp或大于等于35Mpa時發(fā)出報警；B10)總線故障報警在CAN總線發(fā)生故障時發(fā)出報警；Bll)割刀過載報警在轉速低于設定值時發(fā)出報警。這里本發(fā)明的描述和應用是說明性的，并非想將本發(fā)明的范圍限制在上述實施例中。這里所披露的實施例的變形和改變是可能的，對于那些本領域的普通技術人員來說實施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領域技術人員應該清楚的是，在不脫離本發(fā)明的精神或本質特征的情況下，本發(fā)明可以以其他形式、結構、布置、比例，以及用其他元件、 材料和部件來實現(xiàn)。
權利要求
1.一種自走式割曬機的人機界面控制系統(tǒng)，其特征在于所述人機界面控制系統(tǒng)包括傳感器、與傳感器相連的控制器，與控制器相連的顯示器；所述傳感器用以感應割曬機各個部件的實時工作狀態(tài)；所述控制器用以接收各傳感器感應到的信息，并控制割曬機的各個動作；所述顯示器用以輸入用戶控制命令并顯示控制器獲得的割曬機各個部件的實時工作狀態(tài)參數(shù)。
2.根據(jù)權利要求1所述的自走式割曬機的人機界面控制系統(tǒng)，其特征在于所述控制器與顯示器和傳感器均通過CAN總線通信連接。
3.根據(jù)權利要求1所述的自走式割曬機的人機界面控制系統(tǒng)，其特征在于所述傳感器包括發(fā)動機狀態(tài)傳感器、液壓系統(tǒng)狀態(tài)傳感器、行走檔位傳感器、割臺狀態(tài)傳感器、撥禾輪狀態(tài)傳感器、集料帶狀態(tài)傳感器；所述發(fā)動機狀態(tài)傳感器包括發(fā)動機水溫傳感器、發(fā)動機轉速傳感器、機油壓力傳感器和發(fā)動機油溫傳感器；所述割臺狀態(tài)傳感器包括割臺高度傳感器、割臺角度傳感器、割刀轉速傳感器；所述撥禾輪狀態(tài)傳感器包括撥禾輪轉速傳感器； 所述集料帶狀態(tài)傳感器包括集料帶速度傳感器。
4.根據(jù)權利要求1所述的自走式割曬機的人機界面控制系統(tǒng)，其特征在于所述控制系統(tǒng)和人機界面還包括與控制器相連的報警系統(tǒng)，所述報警系統(tǒng)包括機油壓力報警裝置、 水溫報警裝置、油箱液位報警裝置、油水分離報警裝置、液壓油位報警裝置、液壓油溫報警裝置、液壓油過濾器堵塞報警裝置、補油泵壓力報警裝置、行走主泵壓力報警裝置、總線故障報警裝置、割刀過載報警裝置。
5.一種自走式割曬機的人機界面控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下步驟步驟一，傳感器感應割曬機各個部件的工作狀態(tài)；步驟二，控制器通過CAN總線接收傳感器感應到的信息，并將所述感應到的信息以工作狀態(tài)參數(shù)的形式通過顯示器顯示給操作人員；步驟三，操作人員通過顯示器或操作器件輸入控制命令，控制調整割曬機的工作狀態(tài)。
6.根據(jù)權利要求5所述的自走式割曬機的人機界面控制方法，其特征在于所述步驟一包括以下部分或全部傳感步驟Al)發(fā)動機水溫傳感器感應發(fā)動機內的水溫度獲得發(fā)動機水溫參數(shù)；發(fā)動機轉速傳感器感應發(fā)動機的轉動速度獲得發(fā)動機轉速參數(shù)；機油壓力傳感器感應發(fā)動機內油的壓力獲得發(fā)動機油壓參數(shù)和發(fā)動機油位參數(shù)；發(fā)動機油溫傳感器感應發(fā)動機內的油溫度獲得發(fā)動機油溫參數(shù)；A2)液壓系統(tǒng)狀態(tài)傳感器感應、監(jiān)測液壓系統(tǒng)工作壓力、主泵工作壓力、補油泵壓力； 所述液壓系統(tǒng)狀態(tài)傳感器為壓力傳感器；A3)行走檔位傳感器感應檔位桿所選擇的檔位速度；A4)割臺高度傳感器感應割臺距底面的高度；割臺角度傳感器感應割臺工作時與底面所成的角度；割刀轉速傳感器感應割刀工作時的運轉速度；A5)撥禾輪轉速傳感器感應撥禾輪工作時的運轉速度；A6)集料帶速度傳感器感應集料帶工作時的運轉速度。
7.根據(jù)權利要求5所述的自走式割曬機的人機界面控制方法，其特征在于，所述控制方法還包括以下部分或全部報警步驟Bi)機油壓力報警在機油壓力小于等于1. 2Kpa時發(fā)出報警；B2)水溫報警在水溫超過正常溫度時發(fā)出報警；B3)油箱液位報警在油箱液位到達下限值時發(fā)出報警；B4)油水分離報警在油水分離器給出信號時發(fā)出報警；B5)液壓油位報警在油位到達下限值時發(fā)出報警；B6)液壓油溫報警在油溫大于等于70°C時發(fā)出報警；B7)液壓油過濾堵塞報警在液壓油過濾器發(fā)生堵塞時發(fā)出報警；B8)補油泵壓力報警在壓力低于1. SMpa時發(fā)出報警；B9)行走主泵壓力報警在壓力小于等于IOMp或大于等于35Mpa時發(fā)出報警；B10)總線故障報警在CAN總線發(fā)生故障時發(fā)出報警；Bll)割刀過載報警在轉速低于設定值時發(fā)出報警。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自走式割曬機的人機界面控制系統(tǒng)和控制方法，該控制系統(tǒng)包括傳感器、與傳感器相連的控制器，與控制器相連的顯示器；所述傳感器用以感應割曬機各個部件的實時工作狀態(tài)；所述控制器用以接收各傳感器感應到的信息，并控制割曬機的各個動作；所述顯示器用以輸入用戶控制命令并顯示控制器獲得的割曬機各個部件的實時工作狀態(tài)參數(shù)。本發(fā)明所述控制系統(tǒng)和人機界面猶如割曬機的大腦，具有安全可靠、易操作、人性化的優(yōu)點，提高了割曬機的自動化水平，使割曬機的工作效率更高，可靠性更好，而且能夠節(jié)省時間、人力、物力。
文檔編號G05B19/418GK102566516SQ201010584478
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月10日 優(yōu)先權日2010年12月10日
發(fā)明者吳英斌, 李樹達, 李玉煌 申請人:上海派芬自動控制技術有限公司