专利名称：垄向区田筑垱机电子控制装置的制作方法
技术领域：
垄向区田筑挡机电子控制装置技术领域本发明涉及的是一种农业机械的电子控制装置，具体是一种用于防治坡耕地水土流失的垄向区田筑挡机的电子控制装置(以下简称筑挡机电子控制装置)。
背景技术：
垄向区田筑挡机(以下简称筑挡机)是一种坡耕地防治水土流失的农业机械，它悬挂在拖拉机后部，一台筑挡机通常由3-12甚至更多个筑挡单体与筑挡机架组成，在中耕或起垄作业时，随着拖拉机前行，筑挡机每个筑挡单体的四叶板在机械机构的控制下间歇转动，在垄沟中沿垄向间隔一定距离构筑出一个个土挡用于拦蓄坡耕地上的降雨，避免水土流失。根据拖拉机的功率，通常由3-12个甚至更多个筑挡单体挂接于筑挡机架上组成筑挡机，在进行筑挡作业，筑挡机的每个筑挡单体应能独立控制并协调工作，以达到更好的作业效果。在ZL00252808. 8专利中公开的垄向区田筑挡机，其所述的筑挡机电子控制器，为一体结构，挡距调节和控制输出在一个控制器内，挡距调节只能在控制器处进行，若控制器安置于拖拉机驾驶室内可方便驾驶原调解挡距，但控制器输出连线长度加大，加大成本，并使输出回路线路电阻增大，降低了输出效率和控制可靠性。若控制器安置于筑挡机机架上， 因调节器和控制器在一体上，驾驶员在作业时又无法调节挡距；原专利所述的电子控制器由多个筑挡单体共用一个输出回路，输出回路不独立，脉冲电流同时输出，输出回路的瞬时电流大；原专利所述的电子控制器由于没有采用单片机程序控制技术，没有使垄沟中的土挡按一定规则交错排列，不利于雨水和阳光均勻的分布，并使拖拉机供电不均衡，供电回路瞬时压降大，控制可靠性下降，效率降低，机组工作时牵引力变化较大，冲击力较大；原专利所述的电子控制器，没有电源保护电路，输出控制回路为有触点的继电器控制，寿命短，故障率高，可靠性低。
发明内容本发明要解决的技术问题是设计一种用于防治坡耕地水土流失的垄向区田筑挡机的电子控制器，使驾驶员在驾驶室中根据坡度能随时调节挡距，并能缩短输出控制连线长度，降低成，提高控制效率和控制可靠性。同时实现在控制器控制下，每个筑挡单体按一定间隔和节拍交替工作，使土挡按一定规则交错排列，使雨水和阳光更均勻的分布，均衡拖拉机的供电，减小控制器瞬时冲击电流和瞬时压降，提高控制效率和控制可靠性；降低机组工作时牵引力波动和冲击力。本发明的技术方案是本发明的筑挡机电子控制装置采用分体式结构，它由挡距调节器和主控制器两部分组成。其中，主控制器安置于悬挂在拖拉机后部的筑挡机主梁架中段；主控制器的输出端通过电缆与筑挡机每个筑挡单体的控制机构的电磁开关相联，因此缩短了控制电缆的长度，降低了成，提高了控制效率和控制可靠性。主控制器由多个独立的输出回路组成，每个输出回路独立输出脉冲控制电流，由于输出回路各自独立输出脉冲电流，既降低了单个输出回路的瞬时冲击电流和瞬时压降，降低了对单个输出回路元器件参数的要求，又使筑挡单体可独立控制；主控制器是以单片机为核心的含有控制程序的电子控制装置，它在程序控制下按设定的顺序和节拍交替输出脉冲电流，控制筑挡机各筑挡单体控制机构的电磁开关间歇动作，从而控制筑挡作业，它使筑挡机所筑的土挡按一定规则交错排列，这种设计能均衡拖拉机的供电，减小控制器瞬时冲击电流和瞬时压降，提高控制效率和控制可靠性；主控制器设有电源保护电路，具有过流，过压，电源反极性连接错误保护；脉冲电流输出回路采用场效应管无触点电子输出电路，寿命长、可靠性高。其中，挡距调节器带有一个调节旋钮，挡距调节器上的刻度标明了调节挡距的参考数值，它安置于拖拉机驾驶室内，驾驶员在驾驶室内通过挡距调节器随时调节挡距；挡距调节器仅通过一根三芯细电缆与筑挡机梁架上安装的主控制器连接，方便、可靠、成本低； 通过挡距调节器调节主控制器输出控制脉冲电流的周期，从而调节筑挡单体作业的挡距。 挡距调节器一起调节每个输出回路的脉冲电流周期。筑挡机电子控制装置的主控制器包含，电源保护电路(1)、电压转换电路O)、挡距调节接口电路(3)、通信接口 G)、单片机电路(5)、驱动单元㈩)、输出回路(7)以及输出指示电路⑶；其中，主控制器的电源保护电路⑴由短路、过流、过压、反极性输入保护电路组成；其中，主控制器的输出回路(7)，是由多个独立的并列输出回路组成，每个回路是无触点电子开关，它由P-沟道绝缘栅场效应管、栅极上拉电阻和钳位、续流二极管构成。本发明的电子控制装置主控制器电流脉冲的周期由驾驶员根据耕地坡度在驾驶室通过挡距调节器随时调节；主控制器各回路的脉冲电流不是同时输出，而是按确定的规则交错输出， 从而使筑挡机各筑挡单体控制机构的电磁开关按规则交错动作；其输出和动作的规则是， 使筑挡机在相邻沟中的两个筑挡单体所筑的土档交错排列，不在一条横线上，使筑挡机左、 右对称的不相临的一对筑挡单体同时工作，这种控制方案有利于相邻垄水份和阳光的更均勻分布，并保证筑挡机平衡受力，拖拉机平衡牵弓I，减少筑挡时的冲击力。
图1是本发明的电子控制器的电路框图图2是本发明的筑挡机电子控制器的控制方法的一种输出控制时序、节拍排列方法
具体实施方式
以下实施实例用来说明本发明，但不用来限制本发明的范围。本发明的筑挡机电子控制装置框图如图1所示，它由电源保护(1)、电源转换电路 O)、挡距调节接口(3)、通信接口 G)、单片机电路(5)、驱动单元(6)、输出回路(7)、输出指示电路⑶及挡距调节器(9)组成；其中，主控制器的电源保护电路(1)由短路、过流、 过压、反极性接入保护电路组成，过流保护采用了大电流自复位保险器件，使控制器在外界过流和短路故障排除后能自动恢复，免维护；其中，单片机电路(5)，是以MCS-51系列单片机STC-12C5412AD构成，单片机在程序控制下按给定的控制方法，按规定的顺序、节拍控制脉冲电流的输出；其中，通讯端口(4)用于程序调试和下载控制程序；输出回路7，由多个独立的输出回路组成，每个回路构成一个无触点电子开关，它由P-沟道绝缘栅场效应管、栅极上拉电阻和钳位、续流二极管等组成，绝缘栅场效应管工作于开关状态，控制电流脉冲的
4输出，栅极上配置了上拉电阻，它可加速场效应管的关断；每一输出回路用限流电阻和LED 发光管构成输出检测和指示电路，当有脉冲电流输出时LED发光管闪亮和指示此路工作状态；当某回路发光管闪亮时指示该回路有电流脉冲输出，工作正常；挡距调节器(9)用电位器调节输出脉冲电流的节拍周期。 图2为本发明的一种9行筑挡机控制器的一种控制时序、节拍排列。图右端纵向字母A-I代表控制器中A-I共9个独立的脉冲电流输出回路，图上端横向P1-P5为脉冲电流输出的节拍，图中绘制了两个周期循环，从图中可看出9个回路分为5组，对称位置的A 和I，B和H，C和G，D和F回路两两个一组共4组，它们同时输出脉电流，E回路单独一组输出脉电流，5组对应5个输出节拍分别用P1-P5标示，由于这样的分组和输出节拍，某节拍最多只有2个回路输出脉冲电流，因而比不分组同时输出的方法总脉冲冲击电流减低到原来的2/9，实现了使筑挡单体在相邻沟中构筑的土档交错排列，不在一条横线上，使筑挡机左、 右对称的不相临的一对筑挡单体能同时工作。由此带来了一系列前面论述的优点。
权利要求1.垄向区田筑挡机电子控制装置，其特征在于该装置为分体式结构，包含一个主控制器和一个挡距调节器；主控制器安置于筑挡机主梁架上；主控制器的输出端通过电缆与筑挡机上各筑挡单体的控制机构上的电磁开关相联；主控制器由多个独立的输出回路组成，每个输出回路独立输出脉冲控制电流；主控制器以单片机为核心，在单片机程序控制下按设定顺序和节拍输出脉冲控制电流；所述的挡距调节器安置于拖拉机驾驶室内，它通过电缆与筑挡机梁架上安装的主控制器连接，挡距调节器上有刻度，标明了所调节挡距的参考值。
2.根据权利要求1所述的筑挡机电子控制装置，其特征是所述的主控制器包含电源保护电路⑴、电压转换电路⑵、挡距调节接口电路⑶、通信接口⑷、单片机电路(5)、驱动单元(6)、输出回路(7)以及输出指示电路(8)。
3.根据权利要求2所述的筑挡机电子控制装置，其特征是所述的输出回路(7)，是由多个独立的输出回路组成，每个回路是无触点电子开关，它由P-沟道绝缘栅场效应管、栅极上拉电阻和钳位、续流二极管构成。
专利摘要本实用新型涉及的是一种农业机械的电子控制装置，具体是一种用于防治坡耕地水土流失的垄向区田筑垱机的电子控制装置。该电子控制装置包括一个主控制器和一个垱距调节器；主控制器以单片机为核心，按设定的顺序、节拍、周期输出脉冲驱动电流，通过电磁开关控制筑垱单体的四叶板翻转铲间歇转动，在垄沟中按一定距离构筑出一个个土垱。本实用新型的电子控制器节省和简化了机械传动结构，使驾驶员在驾驶室中就能随时调节垱距，由于采用了脉冲驱动电流按顺序、节拍交替输出的控制方法，降低了瞬时工作电流、瞬时压降，使工作阻力在时间和空间上均匀、均衡，降低冲击，提高了可靠性。相邻垄的土垱交错排列，使水份和阳光更均匀分布。
文档编号E02D17/18GK202227370SQ20102058041
公开日2012年5月23日 申请日期2010年10月28日 优先权日2010年10月28日
发明者冯江, 刘立意, 尹大庆, 张影微, 李文哲, 沈菖蒲, 温锦涛, 王秋华 申请人:东北农业大学