专利名称：自走式割晒机的人机界面控制系统和控制方法
技术领域：
本发明属于电子控制技术领域，涉及一种自走式割晒机的人机界面控制系统和控制方法。
背景技术：
割晒机是一种谷物收获机械，其功能是割倒小麦等农作物禾秆，将其摊铺在留茬上，成为穗尾搭接的禾条，以便于晾晒。割晒机是农业机械的重要组成部分，分为自走式、拖拉机牵引式和悬挂式三种。传统的自走式割晒机由万能动力底盘和割台总成组成，其动刀的传动机构由割台传动箱、传动箱皮带轮、圆柱螺旋直齿主、被动轮、I轴、II轴、III轴、弹性联轴器、曲柄、滚轮轴、滚柄及动刀杆组成，传动机构整体配置在割台总成中间部位，实现了整幅宽度内的割刀的中间驱动，割刀受力合理，具有机具传动平稳、振动小、噪音低、故障少、工作可靠、作业质量好等特点，但美中不足的地方是结构较为复杂，体积较大。而且传统割晒机的控制系统采用开关、继电器，硬接线方式来完成控制功能，在系统中存在大量机械触点，其接线繁琐，可靠性、可维护性和扩充性都很差。系统的防护等级低，不适合恶劣环境，振动易误动作，操作繁琐劳动强度大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种自走式割晒机的人机界面控制系统，该系统提高了割晒机的自动化水平；此外，本发明还提供一种自走式割晒机的人机界面控制方法。为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。一种自走式割晒机的人机界面控制系统，包括传感器、与传感器相连的控制器，与控制器相连的显示器；所述传感器用以感应割晒机各个部件的实时工作状态；所述控制器用以接收各传感器感应到的信息，并控制割晒机的各个动作；所述显示器用以输入用户控制命令并显示控制器获得的割晒机各个部件的实时工作状态参数。作为本发明的一种优选方案，所述控制器与显示器和传感器均通过CAN总线通信连接。作为本发明的另一种优选方案，所述传感器包括发动机状态传感器、液压系统状态传感器、行走档位传感器、割台状态传感器、拨禾轮状态传感器、集料带状态传感器；所述发动机状态传感器包括发动机水温传感器、发动机转速传感器、机油压力传感器和发动机油温传感器；所述割台状态传感器包括割台高度传感器、割台角度传感器、割刀转速传感器；所述拨禾轮状态传感器包括拨禾轮转速传感器；所述集料带状态传感器包括集料带速度传感器。作为本发明的再一种优选方案，所述控制系统和人机界面还包括与控制器相连的报警系统，所述报警系统包括机油压力报警装置、水温报警装置、油箱液位报警装置、油水分离报警装置、液压油位报警装置、液压油温报警装置、液压油过滤器堵塞报警装置、补油
4泵压力报警装置、行走主泵压力报警装置、总线故障报警装置、割刀过载报警装置。一种自走式割晒机的人机界面控制方法，包括以下步骤步骤一，传感器感应割晒机各个部件的工作状态；步骤二，控制器通过CAN总线接收传感器感应到的信息，并将所述感应到的信息以工作状态参数的形式通过显示器显示给操作人员；步骤三，操作人员通过显示器或操作器件输入控制命令，控制调整割晒机的工作状态。作为本发明的一种优选方案，所述步骤一包括以下部分或全部传感步骤Al)发动机水温传感器感应发动机内的水温度获得发动机水温参数；发动机转速传感器感应发动机的转动速度获得发动机转速参数；机油压力传感器感应发动机内油的压力获得发动机油压参数和发动机油位参数；发动机油温传感器感应发动机内的油温度获得发动机油温参数；A2)液压系统状态传感器感应、监测液压系统工作压力、主泵工作压力、补油泵压力；所述液压系统状态传感器为压力传感器；A3)行走档位传感器感应档位杆所选择的档位；A4)割台高度传感器感应割台距底面的高度；割台角度传感器感应割台工作时与底面所成的角度；割刀转速传感器感应割刀工作时的运转速度；A5)拨禾轮转速传感器感应拨禾轮工作时的运转速度；A6)集料带速度传感器感应集料带工作时的运转速度。作为本发明的另一种优选方案，所述控制方法还包括以下部分或全部报警步骤Bi)机油压力报警在机油压力小于等于1. 2Kpa时发出报警；B2)水温报警在水温超过正常温度时发出报警；B3)油箱液位报警在油箱液位到达下限值时发出报警；B4)油水分离报警在油水分离器给出信号时发出报警；B5)液压油位报警在油位到达下限值时发出报警；B6)液压油温报警在油温大于等于70°C时发出报警；B7)液压油过滤器堵塞报警在液压油过滤器发生堵塞时发出报警；B8)补油泵压力报警在压力低于1. SMpa时发出报警；B9)行走主泵压力报警在压力小于等于IOMp或大于等于35Mpa时发出报警；B10)总线故障报警在CAN总线发生故障时发出报警；Bll)割刀过载报警在转速低于设定值时发出报警。本发明的有益效果在于本发明所述的人机界面控制系统犹如割晒机的大脑，具有安全可靠、易操作、人性化的优点，提高了割晒机的自动化水平，使割晒机的工作效率更高，可靠性更好，而且能够节省时间、人力、物力。
图1为本发明所述的自走式割晒机的控制系统和人机界面的结构框图；图2为显示器的主页面示意图；图3为显示器的报警页面示意图4为显示器的发动机参数页面示意图；图5为显示器的辅助页面示意图；图6为本发明所述的自走式割晒机的控制系统和人机界面控制方法的流程图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步详细说明。本实施例所述的控制系统分别对发动机状态、液压系统状态、行走档位、割台高度和角度、累计运行时间、拨禾轮和集料带速度、急停等进行显示和控制，并且对相关的故障做出报警显示。实施例一本实施例提供一种自走式割晒机的控制系统和人机界面，如图1至5所示，该控制系统包括传感器、与传感器相连的控制器，与控制器相连的显示器和报警系统。传感器所述传感器用以感应割晒机各个部件的实时工作状态；所述传感器包括发动机状态传感器、液压系统状态传感器、行走档位传感器、割台状态传感器、拨禾轮状态传感器、集料带状态传感器；所述发动机状态传感器包括发动机水温传感器、发动机转速传感器、机油压力传感器和发动机油温传感器；所述割台状态传感器包括割台高度传感器、割台角度传感器、割刀转速传感器；所述拨禾轮状态传感器包括拨禾轮转速传感器；所述集料带状态传感器包括集料带速度传感器。控制器所述控制器用以控制调整传感器感应到的信息；控制器可读取操作按钮状态、各个传感器的输入值，对车辆进行各种自动控制和安全连锁控制。控制器可通过CAN总线 J1939读取发动机运转状况，分别将发动机转速、水温、机油压力、蓄电池电压、油箱液位、油水分离状态、发动机累积工作时间等工作状态显示在显示器上。显示器所述显示器用以输入用户控制命令并显示控制器获得的实时工作状态参数。显示器可以显示发动机工况、车辆运行工况、报警信息等，采用汉字显示方式，方便操作者操作车辆和了解车辆工作状态。所述控制器与显示器和传感器均通过CAN总线通信连接。通过控制手柄及开关对拨禾轮和集料带进行控制，在显示器中对拨禾轮、集料带的速度进行显示。操作人员可通过显示器上显示的各工作状态参数实现割台高矮操作、割台角度操作、拨禾轮高矮和前后操作、拨禾轮运行快慢操作、集料带运行快慢操作。显示器还可以显示日期和时间，其通过读取主机时间使显示器的时间跟主机时间一致。可以通过修改显示器显示的工作状态参数来改变割晒机的运作。报警系统所述报警系统包括机油压力报警器、水温报警器、油箱液位报警器、油水分离报警器、液压油位报警器、液压油温报警器、液压油过滤器堵塞报警器、补油泵压力报警器、行走主泵压力报警器、总线故障报警器、割刀过载报警器。显示器还可显示空档开关状态，当方向盘不在中位时，不能起车，同时发出报警。割晒机的座椅下有延时开关，可通过延时开关检测座椅上是否有人。当检测到座椅上无人的时间超过10秒时，报警系统发出报警并停止割台动作。报警系统还具有工作轮胎低压报警功能。所述自走式割晒机的控制系统和人机界面具有以下功能1、发动机参数读取采用CAN为底层协议专为大型货车和重工机械车辆设计的J1939协议，读取发动机水温、转速、机油压力等参数，并在显示器上显示出来。具有高可靠性和良好的错误检测能力，可广泛应用于汽车计算机控制系统和环境温度恶劣、电磁辐射强和振动大的工业环
^Mi ο2. CAN总线通讯控制器与显示器之间使用CAN总线进行数据通讯，CAN总线是一种先进的总线通讯技术，具有通讯速度快、通讯距离长、通讯安全可靠等特点，已在工程车辆上广泛被使用。 控制器通过CAN总线将运行数据传给显示器显示，显示器将修改的参数值传给控制器储存。控制器与发动机之间也是通过CAN连接，控制器实时读取发动机水温、转速、机油压力等参数。当总线数据传输出现故障时，在显示器上将显示总线故障信号。3、割刀过载保护割晒机在工作过程中由于工作场地不平和工作环境不同，割刀难免会触碰到硬物，在这种情况下极容易损坏割刀。本发明所述的控制系统通过速度传感器采集割刀在工作中的变化速度，经过程序处理，相应的升高割台一定距离，有效的保护了割刀。4、割晒机的功能控制车辆控制功能可实现割台上升下降操作、拨禾轮上下和前后操作、割台角度操作、 拨禾轮运行快慢、集料带运行快慢操作。5、运行工况实时显示割晒机人机界面作为控制系统的重要组成部分，基于一般用户对WINDOWS系统较为熟悉，在界面设计中尽量兼容WINDOWS界面的特征。位图按钮可在操作中实现高亮度、突起、凹陷等效果，使界面表现的形式更为灵活，同时可以方便用户识别。本发明所述的人机界面控制系统全部由专用控制器件组成，防护等级高，抗灰尘、 抗潮湿、抗振动。自动化程度较高、操作简单舒适。自我保护功能齐全、不易损坏、故障率低。系统有着完善的安全保护功能，不会产生误操作也不易发生事故。如驾驶员离开驾驶室超过5秒，割台驱动的动力源会自动关闭；速度控制杆未在空档时，系统不允许发动机开启；在割晒机的速度为3. 2-4. 8公里/小时的时候，驾驶员离开座椅处，发动机会自动熄灭等等一系列先进的安全措施。割晒机人机界面作为控制系统的重要组成部分，作为人机界面用的高性能显示模块，满足恶劣环境下的应用要求，适用于工业、移动设备、重型设备等领域。可用于设备状态监控、虚拟仪表显示、报警信息显示、系统诊断、调试。高亮度TFT显示屏，具有高分辨率 (640X480像素)、高防护等级(IP65)、宽温(_30°C +75°C )等特性。宽供电电压范围、低功耗、反相保护。基于一般用户对WINDOWS系统较为熟悉，在界面设计中尽量兼容WINDOWS 界面的特征。位图按钮可在操作中实现高亮度、突起、凹陷等效果，使界面表现的形式更为灵活，同时可以方便用户识别。实施例二本实施例提供一种实施例一所述的自走式割晒机的人机界面的控制方法，如图6所示，该方法包括以下步骤步骤一，传感器感应割晒机各个部件的工作状态；该步骤包括以下部分或全部传感步骤Al)发动机水温传感器感应发动机内的水温度获得发动机水温参数；发动机转速传感器感应发动机的转动速度获得发动机转速参数；机油压力传感器感应发动机内油的压力获得发动机油压参数和发动机油位参数；发动机油温传感器感应发动机内的油温度获得发动机油温参数；A2)液压系统状态传感器感应、监测液压系统工作压力、主泵工作压力、补油泵压力；所述液压系统状态传感器为压力传感器；A3)行走档位传感器感应档位杆所选择的档位；A4)割台高度传感器感应割台距底面的高度；割台角度传感器感应割台工作时与底面所成的角度；割刀转速传感器感应割刀工作时的运转速度；A5)拨禾轮转速传感器感应拨禾轮工作时的运转速度；A6)集料带速度传感器感应集料带工作时的运转速度。步骤二，控制器通过CAN总线接收传感器感应到的信息，并将所述感应到的信息以工作状态参数的形式通过显示器显示给操作人员；步骤三，操作人员通过显示器或操作器件输入控制命令，控制调整割晒机的工作状态。所述控制方法还可以包括以下部分或全部报警步骤Bi)机油压力报警在机油压力小于等于1. 2Mpa时发出报警；B2)水温报警在水温超过正常温度时发出报警；B3)油箱液位报警在油箱液位到达下限值时发出报警；B4)油水分离报警在油水分离器给出信号时发出报警；B5)液压油位报警在油位到达下限值时发出报警；B6)液压油温报警在油温大于等于70°C时发出报警；B7)液压油过滤器堵塞报警在液压油过滤器发生堵塞时发出报警；B8)补油泵压力报警在压力低于1. SMpa时发出报警；B9)行走主泵压力报警在压力小于等于IOMp或大于等于35Mpa时发出报警；B10)总线故障报警在CAN总线发生故障时发出报警；Bll)割刀过载报警在转速低于设定值时发出报警。这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其他形式、结构、布置、比例，以及用其他元件、 材料和部件来实现。
权利要求
1.一种自走式割晒机的人机界面控制系统，其特征在于所述人机界面控制系统包括传感器、与传感器相连的控制器，与控制器相连的显示器；所述传感器用以感应割晒机各个部件的实时工作状态；所述控制器用以接收各传感器感应到的信息，并控制割晒机的各个动作；所述显示器用以输入用户控制命令并显示控制器获得的割晒机各个部件的实时工作状态参数。
2.根据权利要求1所述的自走式割晒机的人机界面控制系统，其特征在于所述控制器与显示器和传感器均通过CAN总线通信连接。
3.根据权利要求1所述的自走式割晒机的人机界面控制系统，其特征在于所述传感器包括发动机状态传感器、液压系统状态传感器、行走档位传感器、割台状态传感器、拨禾轮状态传感器、集料带状态传感器；所述发动机状态传感器包括发动机水温传感器、发动机转速传感器、机油压力传感器和发动机油温传感器；所述割台状态传感器包括割台高度传感器、割台角度传感器、割刀转速传感器；所述拨禾轮状态传感器包括拨禾轮转速传感器； 所述集料带状态传感器包括集料带速度传感器。
4.根据权利要求1所述的自走式割晒机的人机界面控制系统，其特征在于所述控制系统和人机界面还包括与控制器相连的报警系统，所述报警系统包括机油压力报警装置、 水温报警装置、油箱液位报警装置、油水分离报警装置、液压油位报警装置、液压油温报警装置、液压油过滤器堵塞报警装置、补油泵压力报警装置、行走主泵压力报警装置、总线故障报警装置、割刀过载报警装置。
5.一种自走式割晒机的人机界面控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤步骤一，传感器感应割晒机各个部件的工作状态；步骤二，控制器通过CAN总线接收传感器感应到的信息，并将所述感应到的信息以工作状态参数的形式通过显示器显示给操作人员；步骤三，操作人员通过显示器或操作器件输入控制命令，控制调整割晒机的工作状态。
6.根据权利要求5所述的自走式割晒机的人机界面控制方法，其特征在于所述步骤一包括以下部分或全部传感步骤Al)发动机水温传感器感应发动机内的水温度获得发动机水温参数；发动机转速传感器感应发动机的转动速度获得发动机转速参数；机油压力传感器感应发动机内油的压力获得发动机油压参数和发动机油位参数；发动机油温传感器感应发动机内的油温度获得发动机油温参数；A2)液压系统状态传感器感应、监测液压系统工作压力、主泵工作压力、补油泵压力； 所述液压系统状态传感器为压力传感器；A3)行走档位传感器感应档位杆所选择的档位速度；A4)割台高度传感器感应割台距底面的高度；割台角度传感器感应割台工作时与底面所成的角度；割刀转速传感器感应割刀工作时的运转速度；A5)拨禾轮转速传感器感应拨禾轮工作时的运转速度；A6)集料带速度传感器感应集料带工作时的运转速度。
7.根据权利要求5所述的自走式割晒机的人机界面控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括以下部分或全部报警步骤Bi)机油压力报警在机油压力小于等于1. 2Kpa时发出报警；B2)水温报警在水温超过正常温度时发出报警；B3)油箱液位报警在油箱液位到达下限值时发出报警；B4)油水分离报警在油水分离器给出信号时发出报警；B5)液压油位报警在油位到达下限值时发出报警；B6)液压油温报警在油温大于等于70°C时发出报警；B7)液压油过滤堵塞报警在液压油过滤器发生堵塞时发出报警；B8)补油泵压力报警在压力低于1. SMpa时发出报警；B9)行走主泵压力报警在压力小于等于IOMp或大于等于35Mpa时发出报警；B10)总线故障报警在CAN总线发生故障时发出报警；Bll)割刀过载报警在转速低于设定值时发出报警。
全文摘要
本发明公开了一种自走式割晒机的人机界面控制系统和控制方法，该控制系统包括传感器、与传感器相连的控制器，与控制器相连的显示器；所述传感器用以感应割晒机各个部件的实时工作状态；所述控制器用以接收各传感器感应到的信息，并控制割晒机的各个动作；所述显示器用以输入用户控制命令并显示控制器获得的割晒机各个部件的实时工作状态参数。本发明所述控制系统和人机界面犹如割晒机的大脑，具有安全可靠、易操作、人性化的优点，提高了割晒机的自动化水平，使割晒机的工作效率更高，可靠性更好，而且能够节省时间、人力、物力。
文档编号G05B19/418GK102566516SQ201010584478
公开日2012年7月11日 申请日期2010年12月10日 优先权日2010年12月10日
发明者吴英斌, 李树达, 李玉煌 申请人:上海派芬自动控制技术有限公司