一种联合收割机割台高度自动控制系统的制作方法

本发明涉及一种联合收割机割台高度自动控制系统，适用于机械领域。

背景技术：

联合收割机作为农业机械的重要组成,在现代农业生产中有不可替代的作用。性能良好、安全舒适、自动化程度高的联合收割机的开发和研制将成为今后农业机械领域中的一个研究重点。联合收割机工作时往往因为割台高度调整不当，可能导致机器堵塞，引发机器故障，直接影响到收割机的收获效率。以往的割台利用机械仿形机构或人工调整工作高度，实时性和准确性均较差，而且不能进行割台高度数据的获取和分析，所以割台的自动化控制系统的研究显得尤为必要，并为联合收割机智能化的发展奠定基础。

技术实现要素：

本发明提出了一种联合收割机割台高度自动控制系统，利用传感器改装收割机割台液压升降装置，使安装在收割机割台上的传感器能够准确测得割台与行驶路面之间的距离，利用PLD工作原理，编辑逻辑程序，对探测到的数据进行收集，分析，处理并发出指令给收割机割台液压升降系统，使割台自动升降，保持与行驶路面适当距离，避免割台在行驶或收割作业过程中遇到凹凸不平路面时发生与地面相碰现象，造成不必要的经济损失，同时可以提高收割效率，有利于下一季精确收割，精确播种，避免浪费。从而为收割机割台的研制与改装提供理论与实践支持。

本发明所采用的技术方案是。

所述液压系统由蓄能器、液控单向阀、调速阀、电液换向阀、单向阀、液压泵、过滤器、溢流阀、液压缸等基本元件组成。主要功能：接受控制器所发出的信号控制液压回路，保证割台具有上升、下降和保持原位的工位。

当控制器发出需要提升割台的信号时，此时，电液换向阀4中2YA通电，副控制阀处于右位，液压泵输出液压将主控制阀置于右位，液体如入液压缸下腔，液压缸上升。当液压缸上升至合适高度可以越过障碍物时，控制器发出信号，此时2YA失电，副控制阀回归中位，主控制阀为H型中位机能，所以两个液控单向阀均关闭，液压缸双向紧闭，液压泵卸荷，割台保持原位。当收割机行驶过障碍时需将割台放下，同样仍需控制器发出信号，液压系统中1YA通电使主阀置于左位，液压缸下降。当液压缸到达一定位置时，控制器发出信号，1YA失电，液压缸双向紧闭，割台保持原位。

所述控制系统通过红外测距传感器将测到的距离信号通过信号转换板(PCBl)转换后连同手动控制和紧停等6个控制信号输入逻辑输出板(PCB2)，经过逻辑器件分析并控制液压电磁换向阀线圈实现升降控制。

传感器信号在四运放LM324的第一单元组成的电压跟随器经过阻抗变换，加在第二单元组成的减法放大器。在距离是10～3cm有比较陡的斜率，即有较好的距离分辨率。如果将中心的距离定在20cm附近，此时传感器约有+1.3V到14V的电压输出。所以在第二级，这是一个加法(代数和)放大器。由一VCC通过电阻R5、R6分压得以负电压，此电压的绝对值调整得与传感器中心距工作点的电压相等。两者一起通过电阻R11、R12加到U1B的反相端。因此，当距离大于中心距时，U1B输出的是正电位，相反，当距离小于中心距时，U1 B输出的是负电位。相等时则为零。

所述控制系统在控制电路的第二部分，增加了一些其他控制功能。使之更适合于实际应用。计有自动/手动切换、手动起升、手动下降、紧停等。这是为了便于安装和检修时的调试及安全。连同PCBl板来的两个信号，作为PCB2板的控制信号。这些信号之间的连锁是靠集成电路GAL22V10里确定的逻辑关系综合的。信号之间的连锁，可以防止因为误操作。控制信号经过光电耦合器件的隔离耦合，进入GAL22V10的输入脚。为了防止输入按钮的抖动，GAL22V10的第一脚引入一个由555元件组成的自激多谐波振荡器发出的脉冲。正脉冲的宽度大约是10ms，而且设置GAL22V10的输出在触发器状态，(反映在语句中，输出信号“Q”后带后缀“d”)。这样使得输出更加稳定。

本发明的有益效果是：该控制系统使割台自动升降，保持与行驶路面适当距离，避免割台在行驶或收割作业过程中遇到凹凸不平路面时发生与地面相碰现象，造成不必要的经济损失，同时可以提高收割效率，有利于下一季精确收割，精确播种，避免浪费。从而为收割机割台的研制与改装提供理论与实践支持。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的割台升降液压系统图。

图2是本发明的整体电路框架图。

图中：1.蓄能器；2.液控单向阀；3.调速阀；4.电液换向阀；5.单向阀；6.液压泵；7.过滤器；8.溢流阀；9.液压缸。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1，液压系统由蓄能器、液控单向阀、调速阀、电液换向阀、单向阀、液压泵、过滤器、溢流阀、液压缸等基本元件组成。主要功能：接受控制器所发出的信号控制液压回路，保证割台具有上升、下降和保持原位的工位。

当控制器发出需要提升割台的信号时，此时，电液换向阀4中2YA通电，副控制阀处于右位，液压泵输出液压将主控制阀置于右位，液体如入液压缸下腔，液压缸上升。当液压缸上升至合适高度可以越过障碍物时，控制器发出信号，此时2YA失电，副控制阀回归中位，主控制阀为H型中位机能，所以两个液控单向阀均关闭，液压缸双向紧闭，液压泵卸荷，割台保持原位。当收割机行驶过障碍时需将割台放下，同样仍需控制器发出信号，液压系统中1YA通电使主阀置于左位，液压缸下降。当液压缸到达一定位置时，控制器发出信号，1YA失电，液压缸双向紧闭，割台保持原位。

割台上升时，进油回路，泵一单向阀一电液换向阀右位一节流阀一液控单向阀一液压缸下腔；回油回路，液压缸上腔一液控单向阀一电液换向阀右位一油箱。割台下降时，进油回路，泵一单向阀一电液换向阀左位一液控单向阀一液压缸上腔；回油回路，液压缸上腔一储能器一液控单向阀一节流阀一电液换向阀左位一油箱。

如图2，控制系统通过红外测距传感器将测到的距离信号通过信号转换板(PCBl)转换后连同手动控制和紧停等6个控制信号输入逻辑输出板(PCB2)，经过逻辑器件分析并控制液压电磁换向阀线圈实现升降控制。

传感器信号在四运放LM324的第一单元组成的电压跟随器经过阻抗变换，加在第二单元组成的减法放大器。在距离是10～3cm有比较陡的斜率，即有较好的距离分辨率。如果将中心的距离定在20cm附近，此时传感器约有+1.3V到14V的电压输出。所以在第二级，这是一个加法(代数和)放大器。由一VCC通过电阻R5、R6分压得以负电压，此电压的绝对值调整得与传感器中心距工作点的电压相等。两者一起通过电阻R11、R12加到U1B的反相端。因此，当距离大于中心距时，U1B输出的是正电位，相反，当距离小于中心距时，U1 B输出的是负电位。相等时则为零。

控制系统在控制电路的第二部分，增加了一些其他控制功能。使之更适合于实际应用。计有自动/手动切换、手动起升、手动下降、紧停等。这是为了便于安装和检修时的调试及安全。连同PCBl板来的两个信号，作为PCB2板的控制信号。这些信号之间的连锁是靠集成电路GAL22V10里确定的逻辑关系综合的。信号之间的连锁，可以防止因为误操作。控制信号经过光电耦合器件的隔离耦合，进入GAL22V10的输入脚。为了防止输入按钮的抖动，GAL22V10的第一脚引入一个由555元件组成的自激多谐波振荡器发出的脉冲。正脉冲的宽度大约是10ms，而且设置GAL22V10的输出在触发器状态，(反映在语句中，输出信号“Q”后带后缀“d”)。这样使得输出更加稳定。

GAL22V10的输出同样经过光电耦合器件的隔离耦合，加到五端器件的控制端。为了便于观察输入、输出的状况，输入、输出端都有LED灯指示。五端器件能够输出1.6A的电流，可以直接驱动电磁阀线圈。由于输入、输出信号与控制电路的关键器件GAL22V10之间都有光电耦合器件隔离，没有直接的电的联系，所以进一步提高了线路的抗干扰能力，就更能适应比较恶劣的工作环境。

对于PCBl板的电路，在Protel Advanced SIM99仿真器中仿真，为此，用Sim.ddb元件库里的元件绘制电路图。Sim．ddb元件库里的元件都有PSPICE的模型，所以Protel Advanced SIM99的仿真与PSPICE的仿真本质上是一样的。