聯合收割機遙控系統的製作方法

2024-01-23 07:48:15

專利名稱：聯合收割機遙控系統的製作方法
技術領域：
本發明專利涉及一種應用於聯合收割機的遙控系統，操作者在2 5公裡範 圍內實現收割機的行走遙控及割臺、撥未輪的升降遙控，其適用於各種型號的 小麥、玉米聯合收割機。
背景技術：
目前，遙控技術已廣泛應用於生產、生活各個方面，但在農業領域的應用 卻是比較少的，尤其是農業機械方面應用更少；我國糧食主產區耕地面積廣大， 適合聯合收割機等大型機械作業，但由於工作條件惡劣艱苦，操作者太苦太累 且勞動強度很大；加之小麥收穫季節恰處於盛夏，收割機工作時麥皮飛揚，工 作環境非常惡劣，在這種情況下研製一套用於聯合收割機上的遙控系統非常有 實用性，可以大幅度地降低駕駛員的勞動強度，提高操作舒適性和收穫效益。

發明內容
本發明專利提供了一套用於小麥、玉米聯合收割機上的遙控系統，操作者 可以根據收割機上攝像頭傳回來的圖像信息在2 5公裡範圍內遙控聯合收割機 的運動(前進、後退、左轉和右轉)及割臺、撥禾輪的升與降。本系統操作簡 單，易於學習，適合在廣大農村推廣。
本系統分為三部分圖像的無線傳輸與接收裝置、控制信號的發送與接收 裝置(發送裝置為手持遙控器)、信號處理電路及液壓驅動裝置；採用遙控作業 方式，所對應實現的功能為聯合收割機的前進、後退、左轉、右轉及割臺、 撥禾輪的升與降。
圖像的無線發送與接收裝置由攝像頭、視頻編碼器及無線前後端網橋組成。 兩路CCD攝像頭將分別採集聯合收割機割臺及前方路徑(由攝像頭安裝位置決 定)信息，把兩路圖像信息經視頻編碼器分別進行視頻壓縮，壓縮後的兩路圖 像信息同時由前後端網橋組成的無線區域網無線傳輸到操作端可攜式PC機上， 操作人員藉助PC機上的圖像信息，通過觀察、判斷並操作手持遙控器實施對聯 合收割機的遙控。
控制信號的發送裝置為手持遙控器，操作人員通過上面的按鈕就可以發送 控制信號；接收裝置為下位機接收電路，此裝置安裝於聯合收割機上，接收電 路接收到手持遙控器的控制信號並解碼處理，然後驅動液壓系統進而實現相應 的動作。
詳細操作過程為操作人員在可攜式PC機上觀察聯合收割機上傳遞過來的兩 路圖像信號， 一路為路徑信號， 一路為割臺信號；操作者根據兩路圖像信號做 出判斷決定讓收割機執行何種動作，然後直接按手持遙控器上相應的按鈕，控 制信號由手持遙控器通過無線傳輸方式傳遞到收割機處理單元，然後將處理後的信號傳遞到中央處理單元AT89S52單片機，單片機分析判斷傳遞來的信號， 然後觸發相應的通用口高低電平，進而驅動相應的繼電器電路動作，以實現相 應的功能。
本套遙控系統要實現的是聯合收割機的運動(前進、後退、左轉及右轉) 及割臺、撥禾輪的升降遙控，在收割機端實現這些功能均採用液壓系統。液壓 驅動裝置由1個兩位兩通常閉電磁閥、兩個兩位三通電磁閥、三個三位四通電 磁閥、 一個齒輪泵、 一個油箱組成，電磁閥的通斷由相應繼電器電路控制實現， 每實現一個功能，都需要讓常閉的電磁閥斷開，然後讓另外某個電磁閥閉合即 可。6個常開電磁閥各控制一條或幾條油路用來實現一個功能。要實現左轉功能， 只需讓方向盤左轉，方向盤的左轉由一條油路控制相應機械機構來實現，要實 現右轉、前進、後退及割臺、撥禾輪的升降都同理，只是電磁閥結構及油路驅 動的機械結構有所不同。
通過對本發明專利基本控制功能及特點的介紹中我們可以看到它的有益效 果是完全克服聯合收割機傳統作業時的諸多缺點，使駕駛員從條件惡劣、繁 重的駕駛作業中解放出來，通過一臺可攜式PC及一個小型手持遙控器即可在2 5公裡範圍內實現聯合收割機的遙控控制。


下面結合附圖和實施進一步說明本發明。 圖1是本發明的手持遙控器內部電路圖。 圖2是本發明接收控制信號電路圖。 圖3是本發明的手持遙控器簡圖。 圖4是本發明的液壓裝置簡圖。 圖5是遙控式聯合收割機整體圖。 圖6是轉向系統機械結構圖。
圖1為本發明手持遙控器內部電路圖。圖中有8個按鍵，分別發出8個不 同的控制信號。本電路主要由M74H147B1R系列編碼器、PT2262-L系列編碼器及 KYL-1020U無線發射模塊組成，電源為一節5v乾電池。用戶通過六個按鍵組成 六種不同的控制信號，經過兩個編碼器的編碼，然後將信號傳遞到無線發射模 塊發射出去。發射頻率調節可以通過軟體對發射模塊進行設置而實現。
圖2是本發明接收控制信號電路圖。本電路由KYL-1020U無線接收模塊、 PT2272-L解碼器(與PT2262-L配套)、單片機控制單元、硬體看門狗復位及繼 電器控制電路組成。繼電器控制電路只畫了兩個控制迴路(即接於Pl.O、 Pl. 1 上)，其餘五個口 (P1.2、 P1.3、 P1.4、 P1.5、 P1.6、 P1.7、 P2. 7)均與前面電 路一致，只是所接執行機構有所不同P1.0電磁閥控制回油路、Pl.l後電磁閥 控制左轉油路、Pl. 2後電磁閥控制右轉油路、Pl. 3後電磁閥控制前進油路、Pl. 4 後電磁閥控制後退油路、P1.5後電磁閥控制割臺升油路、P1.6後電磁閥控制割臺降油路、Pl. 7後電磁閥控制撥未輪升油路、P2. 7後電磁閥控制撥禾輪降油路。 以左轉為例進行說明，當接收電路收到左轉信號時，單片機引腳Pl.O及Pl. 1 引腳置低電平，後面繼電器吸合，此時控制迴路電磁閥由常閉狀態轉為斷開， 控制左轉電磁閥閉合，高壓油推動左轉執行機構動作，以實現左轉功能。
圖3是手持遙控器簡圖。八個按鍵分別控制聯合收割機的前進、後退、左 轉、右轉及割臺、撥禾輪的升與降。
圖4是本發明的液壓裝置簡圖。由圖可以看出整個液壓裝置由油箱、齒輪 泵、l個兩位兩通常閉電磁閥、2個兩位三通電磁閥、3個三位四通電磁閥及3 個油缸組成。電磁閥1為常閉的，在不執行任何動作時，此油路是連通的，高 壓油由此路回油箱，構成一個迴路。當有功能要執行時此電磁閥斷開即回油路 斷開，另外一個相應電磁閥閉合，對應油路通，此時高壓油就由此路推動相應 執行機構動作以實現相應的功能。由圖可以看出，電磁閥2控制右轉油路、電 磁閥3控制左轉油路、電磁閥4控制割臺的升降油路、電磁閥5控制撥禾輪的 升降油路、電磁閥6控制前進、後退油路。
圖5是遙控式聯合收割機整體圖。圖中可看出撥禾輪1和割臺3都是有液 壓控制，液壓缸2和4上裝有電磁閥，通過遙控器可控制1和3的升降。攝像 頭5用於檢測撥未輪和割臺的高低。攝像頭6用於檢測路面狀況用於控制收割 機的左右轉及前進後退。信號接收裝置7用於接收遙控器發出的控制信號並解 碼處理，然後驅動液壓系統進而實現相應的動作。
圖6是轉向系統機械結構圖。聯合收割機作業時直線行走，需要左轉時， 按下手持設備上的左轉按鈕則電磁閥1接通，液壓缸2上部進油，下部的油回 油箱，通過活塞杆下部的齒條帶動蝸輪4逆時針旋轉使梯形轉向機構帶動聯合 收割機左轉。電磁閥3控制收割機右轉。
具體實施例方式
使用時首先調整好聯合收割機上的CCD、圖像編碼器及信號處理模塊，使各 部分均上電。然後在近距離處測試圖像傳輸效果，然後在遙控器裡裝上電池， 在遠處用可攜式PC查看圖像信息，使用遙控器進行遙控操作即可，操作非常方 便。
權利要求
1.一種聯合收割機遙控系統，由手持遙控器控制液壓系統實現聯合收割機的左轉、右轉、前進、後退及割臺、撥禾輪的升降。該系統包括1)圖像的無線傳輸與接收裝置；2)手持遙控器(控制信號發送裝置)；3)控制信號接收及處理裝置；4)液壓驅動及機械執行機構。其特徵是操作者用小型遙控器在遠方藉助實時工作圖像信息即可遙控聯合收割機的運動及工作，克服了操作環境惡劣、駕駛員長期駕駛過度疲勞等缺點。
2. 根據權利要求1所述的聯合收割機遙控系統，其特徵在於可以採集兩路視頻 信號來顯示收割機的工作狀態， 一路顯示收割機前方運行路徑信息，另一路 則監控割臺及撥未輪的升降情況，使操作者可以更加全面地掌握聯合收割機 的運行工作狀態，以便發出合適的控制指令。
3. 根據權利要求2所述的聯合收割機遙控系統，其特徵在於不同於傳統的圖像 採集範圍，本系統增加了一路專門採集割臺及撥禾輪的升降情況圖像，使控 制更加準確、可靠。
4. 根據權利要求3所述的聯合收割機遙控系統，其特徵在於圖像信號是通過無 線區域網傳遞，使用更加方便，適合於大田作業的聯合收割機。
5. 根據權利要求1所述的聯合收割機遙控系統，其特徵在於控制信號的發送是 通過一個手持遙控器完成的，操作簡單方便，易於操作者快速掌握。
6. 根據權利要求5所述的聯合收割機遙控系統，其特徵在於小型遙控器發出的 是無線遙控信號，發射頻率可以通過軟體進行調整，無須申請使用頻段。
7. 根據權利要求1所述的聯合收割機遙控系統，其特徵在於接收控制信號裝置 安裝於聯合收割機上，接收電路與液壓系統、機械執行機構共同完成了所需 的遙控功能。
8. 根據權利要求7所述的聯合收割機遙控系統，其特徵在於接收裝置接收到某 一控制信號，處理單元即對其進行解碼處理，然後驅動相應的繼電器動作、 電磁閥開閉、油路通斷來驅動機械執行機構完成相應的功能。
9. 根據權利要求8所述的聯合收割機遙控系統，其特徵在於系統要實現收割機 的左轉、右轉、前進、後退及割臺、撥禾輪的升降控制，其驅動機構為全液 壓系統，形式簡單、成本低、可靠性高。
10. 根據權利要求9所述的聯合收割機遙控系統，其特徵在於9條液壓油路的通 斷是通過9個電磁閥控制的，其中有一個是控制回油路的，其狀態為常閉，其餘電磁閥均為常開的；收割機沒有任何動作的情況下，整個液壓系統中的 油是循環的，當要執行某一功能，我們只需中斷這一循環，讓高壓油進入對 應油路即可。
全文摘要
一種聯合收割機遙控系統，可以在2～5公裡範圍內對收割機進行遙控操作，可以很好地緩解駕駛員的勞動強度，改善惡劣的操作環境，大幅度地提高操作舒適性和改善收割效益。該系統通過安裝在收割機上的兩個攝像頭實時採集路況信息和割臺、撥禾輪信息，操作者在遠方藉助顯示在可攜式PC上的兩路圖像信息進行綜合判斷，利用手持遙控器發送控制指令，聯合收割機上的接收系統接收信號，處理並控制驅動九路油路推動不同的執行機構以實現八種不同的遙控操作(包括左轉、右轉、前進、後退及割臺、撥禾輪的升與降)。
文檔編號A01D41/00GK101622928SQ200910023549
公開日2010年1月13日 申請日期2009年8月10日 優先權日2009年8月10日
發明者徐秀棟, 楊福增, 王京風 申請人:西北農林科技大學