CN103728892B - 一种方捆打捆机用打捆控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种方捆打捆机用打捆控制系统，其特征在于：包括草捆长度检测器、活塞位置检测器、控制器、电源、人机交互装置和执行机构，控制器与草捆长度检测器、活塞位置检测器、电源、人机交互装置和执行机构依靠通信连接，在草捆长度检测器检测出的草捆长度值大于等于设定值和活塞位置检测器检测出的活塞运行位置为安全位置时，控制器控制执行机构进行打捆操作。有益效果是：由人机交互装置给控制器设定设定值，草捆长度检测器检测草捆的长度，活塞位置检测器检测活塞的位置，控制器进行逻辑判断并控制执行机构的运行，使打捆机结构简单、智能化程度高且系统控制误差小，节省生产成本且提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及方捆打捆机领域，尤其是一种方捆打捆机用打捆控制系统。
背景技术
方捆机是一种重要的农牧机械，它可以将牧草或农作物秸秆压实并捆绑成长方体形状，有利于牧草或秸秆的存储、运输，发展前景很好。方捆机的打捆过程如下：喂料装置周期性地将草料送入到打捆室，作往复直线运动的活塞周期性地推动送入的草料向前移动，草料向前移动后为后送入的草料让位，后送入的草料又会推动之前的草料向前移动；在活塞和打捆室的共同作用下，草料逐渐被压实形成草捆，草捆在后续草料的推动下持续向前移动。草捆在移动的过程中会带动计量轮转动，通过计量轮的转动角度和计量轮的半径可以计算草捆的长度，在草捆的长度达到设定值时，执行机构开始打捆，执行机构在打捆的时候，还须保证活塞不与打捆部件发生干涉。
目前方捆机多采用内啮合齿轮和凸轮离合器等机械机构组成的系统来控制执行机构打捆，该机械结构的控制系统结构复杂，误差较大、且占用空间大，智能化程度低，不利于方捆机智能化和高速化的发展。
因此如何设计一种打捆控制系统，能使控制系统的控制误差较小、且结构简单，智能化程度较高，有利于方捆机智能化和高速化的发展，是本领域技术人员亟待解决的重要问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单、智能化程度较高、系统控制误差较小的方捆打捆机用打捆控制系统。
为了完成上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种方捆打捆机用打捆控制系统，包括草捆长度检测器、活塞位置检测器、控制器、人机交互装置和执行机构，所述控制器与草捆长度检测器、活塞位置检测器、人机交互装置和执行机构依靠通信连接，在草捆长度检测器检测出的草捆长度值大于或等于设定值，以及活塞位置检测器检测出的活塞运行位置为安全位置时，控制器控制执行机构进行打捆操作；
所述的草捆长度检测器包括计量轮和草捆长度传感器，草捆长度传感器固定在计量轮的转轴上，草捆长度传感器检测计量轮的转动角度并采集信号传递给控制器由控制器计算草捆的长度，控制器通过计量轮转动的角度和计量轮的半径换算出草捆向前移动的距离，而草捆向前移动的距离即为草捆的长度；
所述的执行机构包括依次同轴联接的链轮、电磁离合器、打结轴和打捆部件，所述电磁离合器分为闭合和打开两种状态，电磁离合器由控制器控制闭合或打开，电磁离合器处于闭合状态时，链轮将带动打结轴一起转动，打结轴转动会带动打捆部件运转，实现方草捆的捆绑成捆；电磁离合器处于打开状态时，链轮与打结轴断开联接，打结轴停止转动，打捆部件亦停止运转；
所述的活塞位置检测器用于检测活塞是否到达安全位置，所述活塞由曲柄驱动，活塞和曲柄构成曲柄滑块机构，所述活塞到达安全位置时曲柄所处的转动相位为安全相位，所述的安全位置为活塞继续运动不会与打捆部件立即要发生的运转发生干涉，能够配合打捆部件顺利完成打捆功能的位置；所述活塞位置检测器通过检测曲柄的转动相位来实现对活塞位置的检测，活塞位置检测器固定在打捆机的机架上，机架上设有弧形的调整凹槽，活塞位置检测器固定在调整凹槽内并可在调整凹槽内做位置调整；
所述控制器为单片机或数字信号处理器DSP。
在所述草捆的长度值大于或等于设定长度值时，以及所述曲柄到达安全相位时，所述控制器控制所述电磁离合器闭合，打结轴转动并带动打捆部件运转，开始打捆；在所述曲柄再次到达所述安全相位时，控制器控制电磁离合器打开，所述打结轴停止转动，所述打捆部件完成打捆，同时，所述草捆的长度值开始重新计算，系统开始下一个循环。
所述的人机交互装置为触屏集成面板或旋钮/按键与液晶显示屏幕的组合，人机交互装置的输出端与控制器的输入端相连接，人机交互装置的输入端与控制器的输出端相连接，通过所述的人机交互装置可以向所述控制器输入或修改草捆的设定长度值，人机交互装置的显示屏显示控制器输出的草捆的设定长度值、打捆的个数和产量评估的信息。
所述的链轮的转动周期与曲柄的转动周期相同且同步运动。
本发明的有益效果是：由于设置了控制系统、草捆长度检测器、活塞位置检测器和人机交互装置，人机交互装置用于给控制器设定设定值，草捆长度检测器用于检测草捆的长度，活塞位置检测器检测活塞的位置，控制器进行逻辑判断并控制执行机构的打捆运行，使得打捆机结构简单、智能化程度较高且系统控制误差变小，节省了生产成本且提高了生产效率。
附图说明
图1是本发明的控制系统的框架图。
图2是本发明中草捆长度检测器的结构示意图。
图3是本发明中执行机构的结构示意图。
图4是本发明中活塞位置检测器的装配示意图。
图中，1、活塞，2、计量轮，3、草捆长度传感器，4、链轮，5、电磁离合器，6、打结轴，7、曲柄，8、机架，9、活塞位置检测器，10、调整凹槽。
具体实施方式
本发明为一种方捆打捆机用打捆控制系统，由于设置了控制系统、草捆长度检测器、活塞位置检测器和人机交互装置，人机交互装置用于给控制器设定设定值，草捆长度检测器用于检测草捆的长度，活塞位置检测器检测活塞的位置，控制器进行逻辑判断并控制执行机构的打捆运行，使得打捆机结构简单、智能化程度较高且系统控制误差变小，节省了生产成本且提高了生产效率。
下面结合附图对本发明做进一步说明。
具体实施例，如图1至图4所示，一种方捆打捆机用打捆控制系统，包括草捆长度检测器、活塞位置检测器9、控制器、人机交互装置和执行机构，本控制系统采用蓄电池供电，所述控制器与草捆长度检测器、活塞位置检测器9、人机交互装置和执行机构依靠通信连接，所述的人机交互装置为触屏集成面板或旋钮/按键与液晶显示屏幕的组合，人机交互装置的输出端与控制器的输入端相连接，人机交互装置的输入端与控制器的输出端相连接，人机交互装置的显示屏显示控制器输出的草捆的设定长度值、打捆的个数和产量评估的信息，人机交互装置用于给控制器设定参数的设定值并显示系统状态，在草捆长度检测器检测出的草捆长度值大于或等于设定值，以及活塞位置检测器9检测出的活塞1运行位置为安全位置时，控制器控制执行机构进行打捆操作。
所述的草捆长度检测器包括计量轮2和草捆长度传感器3，草捆长度传感器3固定在计量轮2的转轴上，草捆长度传感器3检测计量轮2的转动角度并采集信号传递给控制器由控制器计算草捆的长度，控制器通过计量轮2转动的角度和计量轮2的半径换算出草捆向前移动的距离，而草捆向前移动的距离即为草捆的长度。
所述的执行机构包括依次同轴联接的链轮4、电磁离合器5、打结轴6和打捆部件，所述的链轮4由驱动装置驱动转动，其与曲柄7的转动周期相同，且同步运动，传动比为1的链条或同步带传动即可实现此要求；所述电磁离合器5分为闭合和打开两种状态，电磁离合器5由控制器控制闭合或打开，电磁离合器5处于闭合状态时，链轮4将带动打结轴6一起转动，打结轴6转动会带动打捆部件运转，实现方草捆的捆绑成捆；电磁离合器5处于打开状态时，链轮4与打结轴6断开联接，打结轴6停止转动，打捆部件亦停止运转。
所述的活塞位置检测器9用于检测活塞1是否到达安全位置，所述活塞1由曲柄7驱动，活塞1和曲柄7构成曲柄滑块机构，所述活塞1到达安全位置时曲柄7所处的转动相位为安全相位，所述的安全位置为活塞1继续运动不会与打捆部件立即要发生的运转发生干涉，能够配合打捆部件顺利完成打捆功能的位置；所述活塞位置检测器9通过检测曲柄7的转动相位来实现对活塞1位置的检测，活塞位置检测器9固定在打捆机的机架8上，机架8上设有弧形的调整凹槽10，活塞位置检测器9固定在调整凹槽10内并可在调整凹槽10内做位置调整；在打捆机出厂之前或维修之后需要调整活塞位置检测器9在调整凹槽10内的位置，以确保活塞位置检测器9所对应的相位为曲柄7的安全相位，调整位置完毕后，将活塞位置检测器9固定在调整凹槽10内即可。
所述控制器为单片机或数字信号处理器DSP，其具有众多接口和较强的运算能力；因此本发明中的控制系统还可以扩展其它功能，如草捆密度检测功能，草捆密度控制功能及其它草捆性状或机器性状的检测或控制功能。
在所述草捆的长度值大于或等于设定长度值时，以及所述曲柄7到达安全相位时，所述控制器控制所述电磁离合器5闭合，打结轴6转动并带动打捆部件运转，开始打捆；在所述曲柄7再次到达所述安全相位时，控制器控制电磁离合器5打开，所述打结轴6停止转动，所述打捆部件完成打捆，同时，所述草捆的长度值开始重新计算，系统开始下一个循环。由于设置了控制系统、草捆长度检测器、活塞位置检测器和人机交互装置，人机交互装置用于给控制器设定设定值，草捆长度检测器用于检测草捆的长度，活塞位置检测器检测活塞的位置，控制器进行逻辑判断并控制执行机构的打捆运行，使得打捆机结构简单、智能化程度较高且系统控制误差变小，节省了生产成本且提高了生产效率。
Claims (4)
1.一种方捆打捆机用打捆控制系统，包括草捆长度检测器和执行机构，所述的执行机构包括依次同轴联接的链轮(4)、电磁离合器(5)、打结轴(6)和打捆部件，所述电磁离合器(5)分为闭合和打开两种状态，电磁离合器(5)由控制器控制闭合或打开，电磁离合器(5)处于闭合状态时，链轮(4)将带动打结轴(6)一起转动，打结轴(6)转动会带动打捆部件运转，实现方草捆的捆绑成捆；电磁离合器(5)处于打开状态时，链轮(4)与打结轴(6)断开联接，打结轴(6)停止转动，打捆部件亦停止运转，其特征在于：该打捆控制系统还设置有活塞位置检测器、控制器和人机交互装置，所述控制器与草捆长度检测器、活塞位置检测器、人机交互装置和执行机构依靠通信连接，在草捆长度检测器检测出的草捆长度值大于或等于设定值，以及活塞位置检测器检测出的活塞(1)运行位置为安全位置时，控制器控制执行机构进行打捆操作；
所述的草捆长度检测器包括计量轮(2)和草捆长度传感器(3)，草捆长度传感器(3)固定在计量轮(2)的转轴上，草捆长度传感器(3)检测计量轮(2)的转动角度并采集信号传递给控制器，由控制器计算草捆的长度，控制器通过计量轮(2)转动的角度和计量轮(2)的半径换算出草捆向前移动的距离，而草捆向前移动的距离即为草捆的长度；
所述的活塞位置检测器用于检测活塞(1)是否到达安全位置，所述活塞(1)由曲柄(7)驱动，活塞(1)和曲柄(7)构成曲柄滑块机构，所述活塞(1)到达安全位置时曲柄(7)所处的相位为安全相位，所述的安全位置为活塞(1)继续运动不会与打捆部件立即要发生的运转发生干涉，能够配合打捆部件顺利完成打捆功能的位置；所述活塞位置检测器通过检测曲柄(7)的转动相位来实现对活塞(1)位置的检测，活塞位置检测器(9)固定在打捆机的机架(8)上，机架(8)上设有弧形的调整凹槽(10)，活塞位置检测器(9)固定在调整凹槽(10)内并可在调整凹槽(10)内做位置调整；
所述控制器为单片机或数字信号处理器DSP。
2.根据权利要求1所述的一种方捆打捆机用打捆控制系统，其特征在于：在所述草捆的长度值大于或等于设定长度值时，以及所述曲柄(7)到达安全相位时，所述控制器控制所述电磁离合器(5)闭合，打结轴(6)转动并带动打捆部件运转，开始打捆；在所述曲柄(7)再次到达所述安全相位时，控制器控制电磁离合器(5)打开，所述打结轴(6)停止转动，所述打捆部件完成打捆，同时，所述草捆的长度值开始重新计算，系统开始下一个循环。
3.根据权利要求1所述的一种方捆打捆机用打捆控制系统，其特征在于：所述的人机交互装置为触屏集成面板或旋钮/按键与液晶显示屏幕的组合，人机交互装置的输出端与控制器的输入端相连接，人机交互装置的输入端与控制器的输出端相连接，通过所述的人机交互装置可以向所述控制器输入或修改草捆的设定长度值，人机交互装置的显示屏显示控制器输出的草捆的设定长度值、打捆的个数和产量评估的信息。
4.根据权利要求1所述的一种方捆打捆机用打捆控制系统，其特征在于：所述的链轮(4)的转动周期与曲柄(7)的转动周期相同且同步运动。
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