一种混凝土搅拌车智能控制系统的制作方法

技术领域：

本实用新型涉及工程机械智能化控制技术领域，特别涉及一种混凝土搅拌车智能控制系统，通过计算机处理各种数据信息实现对混凝土搅拌的自动控制，实现提高效率和搅拌均匀的功效。

背景技术：
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我国的建筑工程发展很快，无论是建设机场、高铁、桥梁还是港口这些都离不开混凝土搅拌车的身影。自从国家禁止市区搅拌作业的政策发布后，混凝土搅拌车的重要性越发的凸显出来，只有保证了混凝土搅拌车的工作效率才能保证工程完成的进度。

传统的混凝土搅拌车是与混凝土泵车配合使用，把混凝土输送到需要的地方，而混凝土搅拌车和混凝土泵车相配合时却存在很多问题，以往的作业方式需要两个或者更多的人协调才能完成混凝土搅拌车和混凝土泵车的对接作业，因为混凝土搅拌车司机是无法看见混凝土泵车的料斗的，需要有人对他进行指示引导，另外车辆停到指定位置后需要司机或者专门的操作人员到混凝土搅拌车的车尾来进行操作，浪费了时间和人力资源，而混凝土泵车料斗较高并且还会有混凝土飞溅；因此，操作者无法观察泵车料斗情况，当放料量大时会造成混凝土的溢出，造成浪费，放料量少时又会出现混凝土泵车吸空，影响泵送效率，有损发动机的使用寿命，中国专利cn201010215985.1公开的搅拌车卸料监控系统及具有该系统的混凝土搅拌车，该卸料监控系统包括监测中心单元、设置于所述搅拌车的搅拌筒上的触发部，以及搅拌筒转动信号发生装置，设置于触发部的运动轨迹上，基于触发部转动到第一位置而产生的第一转动信号和转动到第二位置而产生的第二转动信号，生成搅拌筒的转向与转速信号，搅拌筒转动信号发生装置与监测中心单元信号连接；中国专利cn201110131666.7公开的一种泵车及搅拌车联合作业调度系统及方法、搅拌车、泵车，调度系统包括调度单元，多个信息通信单元，所述调度单元根据接收到的每个搅拌车的作业信息与预设的判断基准进行比较分析，判断其中是否存在符合与泵车协同作业要求的搅拌车，一旦有符合要求的，则向该搅拌车上的信息通信单元发送泵车的作业信息，为该台搅拌车提供泵车的作业工况相关信息，如泵车的换向频率、换向周期、泵送的排量、地理位置等，为该台搅拌车与泵车协同作业提供准备。当该台搅拌车卸料完成后，另一搅拌车就位，调度中心又重复上述分析判断动作；中国专利cn201410482716.x公开的混凝土搅拌车的控制系统、方法、装置及混凝土搅拌车，控制系统包括多个采集装置，用于采集混凝土搅拌车的信号；控制器，用于根据接收到的车速信号和液压泵压差信号判断混凝土搅拌车当前所处工况，并根据确定的工况输出对应的控制信号，还用于存储与负载行驶工况和空载行驶工况分别对应的发动机万有特性曲线，当混凝土搅拌车处于负载行驶工况或空载行驶工况下、接收到的发动机负荷率未处于设定的油耗经济范围时，调节液压泵的排量以调节混凝土搅拌车的搅拌速度，使得接收到的发动机负荷率得以实时调整、并处于与当前工况对应的发动机万有特性曲线的油耗经济区；中国专利cn201610652120.9公开的搅拌车控制系统、搅拌车遥控装置及搅拌车，包括控制器，还包括与所述控制器连接的状态检测装置及驱动装置，控制器包括控制模块和通讯模块，所述状态检测装置用于获取搅拌车的工作状态数据并发送给所述控制模块，所述控制模块用于将接收的所述工作状态数据通过所述通讯模块发送，所述通讯模块还用于接收搅拌车控制指令并发送给控制模块，所述控制模块通过所述驱动装置控制所述搅拌车动作；以上专利产品普遍存在结构复杂，制作、运行和维修费用高且不具备智能控制功能，或不能满足混凝土搅拌车不同工况条件下的稳定运行，从而得不到推广应用。因此，研发设计一种混凝土搅拌车智能控制系统，用来提高搅拌效率，节省能源，提升搅拌质量，节省人工，具有良好的经济和社会效益，很有应用前景。

技术实现要素：
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本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足和缺陷，寻求设计提供一种混凝土搅拌车智能控制系统，能够解决混凝土搅拌车工作效率低和操作人员数量多的问题，智能控制系统还能解决混凝土搅拌车和混凝土泵车之间的相互协调问题，将所有的混凝土搅拌车的操作功能都集中在驾驶室中，驾驶、搅拌、对接、出料多种工序一人就能完成，提高工作效率，节省人员成本，操作安全可控。

为了实现上述目的，本实用新型涉及混凝土搅拌车智能控制系统，其主体结构包括搅拌车智能控制系统总模块，处理器模块、控制系统模块、图像信息采集系统模块和数据传输can总线；搅拌车智能控制系统总模块通过数据传输can总线与处理器模块、控制系统模块和图像信息采集系统模块相连接，图像信息采集系统模块包括摄像头模块、超声波测距传感器模块和液晶显示屏模块，图像信息采集系统模块通过数据传输can总线与摄像头模块、超声波测距传感器模块和液晶显示屏模块相连，图像信息采集系统模块用来对图像和声波等信息的采集；控制系统模块包括操作杆模块和开关按键模块，控制系统模块通过数据传输can总线与操作杆模块和开关按键模块相连，操作杆模块包括料斗上模块、料斗下模块、料斗左模块和料斗右模块，操作杆模块通过数据传输can总线与料斗上模块、料斗下模块、料斗左模块和料斗右模块相连，通过对操作杆模块的控制实现对混凝土搅拌车智能控制系统总模块的操作；处理器模块包括预设值模块、运算模块和自处理模块，处理器模块通过数据传输can总线与预设值模块、运算模块和自处理模块相连，自处理模块包括流量+模块和流量-模块，自处理模块通过数据传输can总线与流量+模块和流量-模块相连，处理器模块用来处理图像信息采集系统模块采集的信息和对控制系统模块发出的指令进行处理，图像信息采集系统模块采集的信息经处理器模块和处理器模块中预设值模块数据进行对比，在处理器模块运算模块中进行计算，然后处理器模块根据运算模块的结果在自处理模块中自动通过调整流量+模块和流量-模块从而控制流量的大小；液晶显示屏模块上能够显示图像信息采集系统模块中摄像头模块反馈回来的图像和当前混凝土搅拌车距离混凝土泵车料斗距离，通过图像信息采集系统模块中摄像头模块反馈回的图像信息处理器模块运算模块计算出的当前混凝土泵车料斗的水平液位和与之匹配的排量及混凝土搅拌车罐体内所剩的混凝土方量，然后处理器模块根据运算模块的结果在自处理模块中自动通过调整流量+模块和流量-模块从而控制流量的大小，控制系统模块包括操作杆模块和开关按键模块，将混凝土搅拌车尾部上下左右的操作杆模块移到驾驶室中，司机在驾驶室就能操作，省去了司机来回跑的时间，并且还在液晶显示屏模块和操作杆模块之间加装了开关按键模块，只有开关按键模块按下时操作杆模块才能够使用，避免了误操作，集成为一个方向操作操作杆模块，使其不仅能调节单一方向，而且能斜45度推动，实现两个方向的同时运动，而且集成的方向操作杆模块是采用数据传输can总线与控制器通信减少了控制器io模块的使用量，节省成本，拥有了完整的图像信息采集系统模块，通过在混凝土搅拌车尾部加装上、左、右位置的摄像头模块来进行混凝土搅拌车尾部图像信息的采集，让驾驶员能够更清晰的观察混凝土搅拌车的尾部状况，脱离倒车引导员也能实现自主倒车，混凝土搅拌车的车尾摄像头模块通过总线把图像信息直接的反应在驾驶室的液晶显示屏模块上，而且也能监测到混凝土搅拌车出料斗的状态，为操作杆模块调节方向提供依据，混凝土搅拌车尾部装有超声波测距传感器模块，通过超声波测距传感器模块发送超声波的返回速度确定混凝土搅拌车距离混凝土泵车料斗的距离，显示在液晶显示屏模块上，这样能够有效消除摄像头模块由于视角不同而产生的误差，提高了倒车的安全性，显示器旁边安装一个按键开关，只有开关按键模块被打开，方向操作杆模块才能够使用，而且在使用操作杆模块的同时，混凝土搅拌车上方的摄像头模块通过影像搜集，在液晶显示屏模块显示出当前混凝土泵车料斗中混凝土水平面位置。

其具体使用方法：通过打开控制系统模块中的开关按键模块，对整个搅拌车智能控制系统进行打开，图像信息采集系统模块中的摄像头模块采集回的图像信息通过数据传输can总线分别传输给图像信息采集系统模块中的液晶显示屏模块和处理器模块，图像信息采集系统模块中的摄像头模块采集回的图像信息在图像信息采集系统模块中的液晶显示屏模块中显示，图像信息采集系统模块中的摄像头模块采集回的图像信息在处理器模块中进行处理，处理器模块通过将图像信息采集系统模块中的摄像头模块采集回的图像信息和处理器模块中的预设值模块数据进行对比后，进行结果分析，如满足处理器模块中的预设值模块的数据，则数据通过数据传输can总线传输给处理器模块中的自处理模块进行非运算处理，从而实现对搅拌车输出流量的智能控制，如不满足处理器模块中的预设值模块的数据，则数据通过数据传输can总线传输给处理器模块中的运算模块进行运算，处理器模块中的运算模块进行运算后得出数据和处理器模块中的预设值模块数据进行对比后，进行结果分析，得出具体调整数据，具体调整数据通过数据传输can总线将得出的具体调整数据传输给处理器模块中的自处理模块进行运算处理，自处理模块根据运算模块得出的具体调整数据自动调整流量+模块和流量-模块，如输出流量需要调小则自处理模块控制流量-模块将流量变小，如输出流量需要调大则自处理模块控制流量+模块将流量变大，从而实现对搅拌车输出流量的智能控制。

为了使混凝土搅拌车司机倒车方便我们在混凝土搅拌车尾部加装摄像头模块，加装的摄像头模块一共有两种，一种是为司机提高图像信息，另一种是为控制系统模块提供有效数据的，两种摄像头模块都是通过总线来进行数据的传递，不同的是，提供图像信息的数据不需要经处理器模块进行算法计算，可以直接通过数据传输can总线发送给液晶显示器模块，而提供信息采集的摄像头模块经过处理器模块进行背景差分、二值化和中值滤波读取图像信息，处理器模块运算模块计算出混凝土泵车料斗的混凝土液位，从而处理器模块自处理模块调整混凝土搅拌车的排量来实现对混凝土搅拌车出料量多少的控制；混凝土泵车尾部加装超声波测距传感器模块，通过超声波的返回时间判断混凝土搅拌车距离混凝土泵车的距离，虽然已近有摄像头模块传递图像信息，但是通过图像来确定距离有一定的困难，通过加装超声波测距传感器模块能够通过数据直观的看到两者的距离，使司机在倒车时更安全。

控制混凝土搅拌车的操作杆模块，通过控制系统模块将信号传输给处理器模块从而控制混凝土搅拌车料斗的上下左右的移动，操作杆模块斜推45度时还能同时两个方向的移动，而且推动量大料斗就移动的快，如果推动量小料斗移动就慢，操作杆模块使用数据传输can总线与控制系统模块通信，节省了控制器端口，节省成本。

本实用新型与现有技术相比，通过在混凝土搅拌车尾部加装摄像头模块和超声波测距传感器模块，实现为司机提高图像信息和控制器提供有效数据，通过控制混凝土搅拌车的方向操作杆模块，实现混凝土搅拌车智能控制，以满足混凝土搅拌车不同工况条件下的稳定运行，提高整机性能，降低劳动强度及准确性，同时提高了整个系统的可靠性、稳定性和安全性，其主体简单，设计构思巧妙，使用安全方便，应用效果友好，市场前景广阔。

附图说明：

图1为本实用新型的涉及系统结构原理示意框图。

图2为本实用新型涉及的混凝土搅拌车智能控制系统控制流程原理示意图。

图3为本实用新型的液晶显示屏显示图像布置图。

图4为本实用新型方向操作杆示意图。

具体实施方式：

下面通过实施例并结合附图对本实用新型进一步说明。

实施例1：

本实施例涉及的混凝土搅拌车智能控制系统，其结构原理示意框如图1所示：主体功能结构包括搅拌车智能控制系统总模块1，处理器模块2、控制系统模块3、图像信息采集系统模块4和数据传输can总线19；搅拌车智能控制系统总模块1通过数据传输can总线19与处理器模块2、控制系统模块3和图像信息采集系统模块4相连接，图像信息采集系统模块4包括摄像头模块12、超声波测距传感器模块13和液晶显示屏模块14，图像信息采集系统模块4通过数据传输can总线19与摄像头模块12、超声波测距传感器模块13和液晶显示屏模块14相连，图像信息采集系统模块4用来对图像和声波等信息的采集；控制系统模块3包括操作杆模块11和开关按键模块10，控制系统模块3通过数据传输can总线19与操作杆模块11和开关按键模块10相连，操作杆模块11包括料斗上模块15、料斗下模块16、料斗左模块17和料斗右模块18，操作杆模块11通过数据传输can总线19与料斗上模块15、料斗下模块16、料斗左模块17和料斗右模块18相连，通过对操作杆模块11的控制实现对混凝土搅拌车智能控制系统总模块1的操作；处理器模块2包括预设值模块6、运算模块7和自处理模块5，处理器模块2通过数据传输can总线19与预设值模块6、运算模块7和自处理模块5相连，自处理模块5包括流量+模块8和流量-模块9，自处理模块5通过数据传输can总线19与流量+模块8和流量-模块9相连，处理器模块2用来处理图像信息采集系统模块4采集的信息和对控制系统模块3发出的指令进行处理，图像信息采集系统模块4采集的信息经处理器模块2和处理器模块2中预设值模块6数据进行对比，在处理器模块2运算模块7中进行计算，然后处理器模块2根据运算模块7的结果在自处理模块5中自动通过调整流量+模块8和流量-模块9从而控制流量的大小；液晶显示屏模块14上能够显示图像信息采集系统模块4中摄像头模块12反馈回来的图像和当前混凝土搅拌车距离混凝土泵车料斗距离，通过图像信息采集系统模块4中摄像头模块12反馈回的图像信息处理器模块2运算模块7计算出的当前混凝土泵车料斗的水平液位和与之匹配的排量及混凝土搅拌车罐体内所剩的混凝土方量，然后处理器模块2根据运算模块7的结果在自处理模块5中自动通过调整流量+模块8和流量-模块9从而控制流量的大小，控制系统模块3包括操作杆模块11和开关按键模块10，将混凝土搅拌车尾部上下左右的操作杆模块11移到驾驶室中，司机在驾驶室就能操作，省去了司机来回跑的时间，并且还在液晶显示屏模块14和操作杆模块11之间加装了开关按键模块10，只有开关按键模块10按下时操作杆模块11才能够使用，避免了误操作，集成为一个方向操作操作杆模块11，使其不仅能调节单一方向，而且能斜45度推动，实现两个方向的同时运动，而且集成的方向操作杆模块11是采用数据传输can总线19与控制器通信减少了控制器io模块的使用量，节省成本，拥有了完整的图像信息采集系统模块4，通过在混凝土搅拌车尾部加装上、左、右位置的摄像头模块12来进行混凝土搅拌车尾部图像信息的采集，让驾驶员能够更清晰的观察混凝土搅拌车的尾部状况，脱离倒车引导员也能实现自主倒车，混凝土搅拌车的车尾摄像头模块12通过总线把图像信息直接的反应在驾驶室的液晶显示屏模块14上，而且也能监测到混凝土搅拌车出料斗的状态，为操作杆模块11调节方向提供依据，混凝土搅拌车尾部装有超声波测距传感器模块13，通过超声波测距传感器模块13发送超声波的返回速度确定混凝土搅拌车距离混凝土泵车料斗的距离，显示在液晶显示屏模块14上，这样能够有效消除摄像头模块12由于视角不同而产生的误差，提高了倒车的安全性，显示器旁边安装一个按键开关，只有开关按键模块10被打开，方向操作杆模块11才能够使用，而且在使用操作杆模块11的同时，混凝土搅拌车上方的摄像头模块12通过影像搜集，在液晶显示屏模块14显示出当前混凝土泵车料斗中混凝土水平面位置。

本实施例结合附图2，对搅拌车智能控制系统的具体智能控制流程进一步详细说明：图2为本实施例涉及的混凝土搅拌车智能控制系统的具体控制流程示意图，通过打开控制系统模块3中的开关按键模块10，对整个搅拌车智能控制系统进行打开，图像信息采集系统模块4中的摄像头模块12采集回的图像信息通过数据传输can总线19分别传输给图像信息采集系统模块4中的液晶显示屏模块14和处理器模块2，图像信息采集系统模块4中的摄像头模块12采集回的图像信息在图像信息采集系统模块4中的液晶显示屏模块14中显示，图像信息采集系统模块4中的摄像头模块12采集回的图像信息在处理器模块2中进行处理，处理器模块2通过将图像信息采集系统模块4中的摄像头模块12采集回的图像信息和处理器模块2中的预设值模块6数据进行对比后，进行结果分析，如满足处理器模块2中的预设值模块6的数据，则数据通过数据传输can总线19传输给处理器模块2中的自处理模块5进行非运算处理，从而实现对搅拌车输出流量的智能控制，如不满足处理器模块2中的预设值模块6的数据，则数据通过数据传输can总线19传输给处理器模块2中的运算模块7进行运算，处理器模块2中的运算模块7进行运算后得出数据和处理器模块2中的预设值模块6数据进行对比后，进行结果分析，得出具体调整数据，具体调整数据通过数据传输can总线19将得出的具体调整数据传输给处理器模块2中的自处理模块5进行运算处理，自处理模块5根据运算模块7得出的具体调整数据自动调整流量+模块8和流量-模块9，如输出流量需要调小则自处理模块5控制流量-模块9将流量变小，如输出流量需要调大则自处理模块5控制流量+模块8将流量变大，从而实现对搅拌车输出流量的智能控制。

本实施例结合图3对发明涉及的图像信息采集系统模块4进一步详细说明：图3为本实用新型的图像信息采集系统模块4中的摄像头模块12分布图，为了使混凝土搅拌车司机倒车方便我们在混凝土搅拌车尾部加装摄像头模块12，加装的摄像头模块12一共有两种，一种是为司机提高图像信息，另一种是为控制系统模块3提供有效数据的，两种摄像头模块12都是通过总线来进行数据的传递，不同的是，提供图像信息的数据不需要经处理器模块2进行算法计算，可以直接通过数据传输can总线19发送给液晶显示器模块14，而提供信息采集的摄像头模块12经过处理器模块2进行背景差分、二值化和中值滤波读取图像信息，处理器模块2运算模块7计算出混凝土泵车料斗的混凝土液位，从而处理器模块2自处理模块5调整混凝土搅拌车的排量来实现对混凝土搅拌车出料量多少的控制；混凝土泵车尾部加装超声波测距传感器模块13，通过超声波的返回时间判断混凝土搅拌车距离混凝土泵车的距离，虽然已近有摄像头模块12传递图像信息，但是通过图像来确定距离有一定的困难，通过加装超声波测距传感器模块13能够通过数据直观的看到两者的距离，使司机在倒车时更安全。

本实施例结合附图4所示的控制混凝土搅拌车的操作杆模块11，通过控制系统模块3将信号传输给处理器模块2从而控制混凝土搅拌车料斗的上下左右的移动，操作杆模块11斜推45度时还能同时两个方向的移动，而且推动量大料斗就移动的快，如果推动量小料斗移动就慢，操作杆模块11使用数据传输can总线19与控制系统模块3通信，节省了控制器端口，节省成本。

本实施例涉及提出一种混凝土搅拌车智能控制系统，当混凝土搅拌车在倒车和放料时，原先需要多个人协同合作，现在只需要一个人就能完成所有的工作省时省力，而且还能自动控制混凝土搅拌车的排量，达到与混凝土泵车的协调一致，避免放料快会溢出造成浪费，放料慢会造成空吸，其结构新颖，设计巧妙，实用性强，具有美观性和实用性，易于推广使用，实验数据证明，本实施例涉及控制系统安装于现有混凝土搅拌车上，或在同型号车辆上配套使用，经场地测试，能够提高搅拌效率23％以上，节省能源15％以上，搅拌质量相对提升30％以上，节省人工10％以上。