KR100743566B1 - The slope detecting sensor of the agricultural machinery working machine - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 농업용 작업기의 수평감지장치의 그 일부를 절개하여 도시한 사시도.1 is a perspective view showing a part of the horizontal sensing device of the agricultural work machine according to an embodiment of the present invention cut away.
도 2는 본 발명에 따른 농업용 작업기의 수평감지장치의 회로구성도.Figure 2 is a circuit diagram of a horizontal sensing device of the agricultural work machine according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 가속도센서의 온도에 따른 감도 변화율을 도시한 그래프.3 is a graph showing a sensitivity change rate according to the temperature of the acceleration sensor according to the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols for main parts of the drawings
10. 케이스 12. 지지판10.Case 12.Support Plate
20. 가속도감지수단 22. 가속도센서20. Acceleration sensing means 22. Acceleration sensor
24. 저대역 통과 필터 30. 온도감지수단24. Low pass filter 30. Temperature sensing means
32. 온도센서 40. 제어수단32.
41. 신호증폭부 42. A/D 변환부41.
43. 마이크로 프로세서 44. D/A 변환부43.
45. 메모리부 46. 출력레벨조정부45.
47. 충격감지부47. Shock detection unit
본 발명은 경사의 변화가 심한 환경에서 농기계 작업기의 기울어짐을 측정하는 경사감지센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 농기계 작업기의 일측에 가속도센서를 부착시켜 지면과 작업기가 늘 수평을 유지할 수 있도록 기울어짐을 감시하고, 외란에 대한 오차를 보상하는 농기계 작업기의 경사감지센서에 관한 것이다.The present invention relates to an inclination sensor for measuring the inclination of the agricultural machinery work in an environment where the change of inclination is severe, and more particularly, by attaching an acceleration sensor to one side of the agricultural machinery working machine, it is inclined so that the ground and the working machine can always be horizontal. The present invention relates to an inclination sensor of a farm machinery working machine that monitors and compensates for errors in disturbance.
일반적으로 농기계에 작업기를 부착시켜 경작을 할 경우 지면이 평탄하지 않으므로, 경작의 정도가 논밭의 상태에 따라 달라지게 된다. 이러한 작업기와 지면과의 기울어짐은 농기계의 능률에 한계를 드러내게 됨으로써, 작업기의 성능과 신뢰를 떨어뜨리게 한다. 특히 우리나라와 같이 산이 많고 평야지대가 적은 농경지에서는 농기계, 예컨대 트랙터, 콤바인, 종합관리기 등의 작업효율을 더욱 떨어뜨릴 것이다.In general, when farming by attaching a working machine to agricultural machinery, because the ground is not flat, the degree of tilling will vary depending on the state of the paddy field. This inclination of the work machine and the ground reveals limitations in the efficiency of agricultural machinery, thereby degrading the performance and reliability of the work machine. Particularly in agricultural lands with a lot of mountains and low plains like Korea, the working efficiency of agricultural machines such as tractors, combines, and general management will be further reduced.
이러한 문제점을 해결하기 위해 경사감지센서를 부착하여 작업기의 동작을 제어하고 있었다. To solve this problem, the inclination sensor was attached to control the operation of the work machine.
종래의 경사감지센서로는 도체로 이루어지고, 하부에는 건전지에서 인가된 전원이 도통되게 입력단자를 연결하며, 도체의 상부에는 내부에 수용된 전도성 액체의 기울어진 정도에 따라 흐르는 전류의 세기에 따라 측정되게 왼쪽 출력단자와 오른쪽 출력단자가 구비되어 있다. 따라서 2개의 출력단자 사이에 전도성 액체를 삽입 설치하여 접점 사이에 기울어짐이 발생할 경우 전도성 액체가 이동되어 기울어진 정도에 따라 변하는 출력 전류를 감지하여 기울기를 감지하고 있는 것이다.Conventional inclination sensor is made of a conductor, the lower part is connected to the input terminal so that the power applied from the battery is conducted, the upper part of the conductor is measured in accordance with the strength of the current flowing in accordance with the degree of inclination of the conductive liquid contained therein The left output terminal and the right output terminal are provided. Therefore, when the conductive liquid is inserted between the two output terminals and the inclination occurs between the contacts, the conductive liquid is moved to detect the inclination by detecting the output current that changes according to the degree of inclination.
이러한 경사감지센서의 내부에는 전도성 액체인 수은, 염화수소, 염화나트륨, 황산칼륨, 에틸렌 글리코올(Ethylene glycol) 등을 사용하는데 이러한 액체는 응집력 즉, 점도에 의해서 기울기에 따른 액체의 이동이 원활하지 않아 작업기의 움직임에 따른 반응 속도가 현격히 느리다(최소 약 200ms 이상). 이 때문에 작업 속도가 빠를 때에는 느린 반응 속도로 인하여 제어가 원활하지 않고, 특히 액체의 성질에 의해 누수의 우려가 있으며, 또한 수은은 유독성 물질로 외부로 누출될 경우 환경 및 장비의 오염, 논밭의 오염 등과 같은 또 다른 손실을 감수해야만 하는 단점이 있었다.Inside the inclination sensor, conductive liquids such as mercury, hydrogen chloride, sodium chloride, potassium sulfate, and ethylene glycol are used.These liquids do not move smoothly due to their cohesion, that is, their viscosity due to viscosity. The response speed is very slow (at least about 200ms). For this reason, when the working speed is fast, the control is not smooth due to the slow reaction speed, and there is a risk of leakage due to the nature of the liquid.In addition, when mercury is leaked to the outside as a toxic substance, pollution of the environment and equipment, pollution of the rice fields There was a disadvantage of having to take another loss, such as.
따라서, 본 발명의 목적은 상기의 여러 문제점을 해결하기 위한 것으로, 경작에 사용되는 농기계 작업기의 기울어짐 정보를 신속하고 정확하게 측정할 수 있는 경사감지센서를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the above problems, and to provide an inclination sensor that can quickly and accurately measure the inclination information of the agricultural work machine used for tilling.
또한, 본 발명은 가속도센서의 온도보상 및 출력레벨 설정에 따른 오차를 줄이도록 하는데 다른 목적이 있다.In addition, the present invention has another object to reduce the error caused by the temperature compensation and output level setting of the acceleration sensor.
상기 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 농기계 작업기의 경사감지센서는, 농기계 작업기에 부착되는 케이스와; 상기 케이스의 내부의 구비되는 기판에 실장되어 가속도를 검출하는 가속도센서가 구비된 가속도감지수단과; 상기 가속도감지수단의 가속도센서의 온도를 감지하여 온도값 신호를 출력시키는 온도센서가 구비된 온도감지수단과; 상기 가속도감지수단의 가속도센서로부터 출력되는 가속도 신호를 상기 온도감지수단에서 출력되는 온도값 신호에 의해 온도특성을 보상하여 출력 각도값을 계산하여 출력하는 제어수단;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The inclination detection sensor of the agricultural machinery work machine according to the present invention for realizing the above object, and a case attached to the agricultural machinery work machine; Acceleration sensing means mounted on a substrate provided inside the case and provided with an acceleration sensor for detecting acceleration; Temperature sensing means having a temperature sensor for sensing a temperature of the acceleration sensor of the acceleration sensing means and outputting a temperature value signal; And control means for calculating an output angle value by compensating the temperature characteristic by the temperature value signal output from the temperature sensing means and outputting the acceleration signal output from the acceleration sensor of the acceleration sensing means. .
그리고, 바람직하게 상기 제어수단은, 상기 가속도감지수단의 가속도센서로부터 출력되는 가속도 신호를 입력받아 필요한 각도 대역 값으로 증폭시키는 신호증폭부와; 상기 신호증폭부 및 온도감지수단에서 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부와; 상기 A/D 변환부로부터 받은 가속도 신호 및 온도감지수단으로부터 받은 온도값 신호를 일정한 시간마다 저장하는 메모리부와; 상기 메모리부에 저장된 신호를 읽거나 기록하며, 상기 메모리부에 저장된 가속도 신호를 데이터 값으로 하여 소프트웨어로 구현된 2개의 적분기를 통하여 두 번 적분 연산하고 이에 의해 계산된 입력 각도값을 온도값 신호에 따른 편차를 보상하여 출력 각도값 신호로 출력하는 마이크로 프로세서; 및 상기 마이크로 프로세서에서 계산된 출력 각도값인 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 외부로 출력하는 D/A 변환부;를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.Preferably, the control means, the signal amplification unit for receiving the acceleration signal output from the acceleration sensor of the acceleration sensing means and amplified to the required angle band value; An A / D converter converting an analog signal output from the signal amplifier and the temperature sensing means into a digital signal; A memory unit for storing the acceleration signal received from the A / D converter and the temperature value signal received from the temperature sensing means at regular time intervals; Read or write the signal stored in the memory unit, calculate the integration twice through two integrators implemented in software using the acceleration signal stored in the memory unit as a data value and input the calculated angle value to the temperature value signal. A microprocessor for compensating for the deviation and outputting the output angle value signal; And a D / A converter converting a digital signal, which is an output angle value calculated by the microprocessor, into an analog signal and outputting the analog signal to the outside.
그리고, 바람직하게 상기 마이크로 프로세서는, 상기 가속도센서로부터 출력되는 가속도 신호를 일정시간마다 A/D 변환값을 읽고 메모리부에 데이터 값으로 저장한 후 수학식 1에 의해 일정한 수의 데이터 값의 평균치를 구하여 리플이 최소화된 입력 각도값을 검출하는 것이 바람직하다.Preferably, the microprocessor reads the A / D conversion value every predetermined time and stores the acceleration signal output from the acceleration sensor as a data value in a memory unit, and then averages a predetermined number of data values according to Equation (1). It is desirable to detect the input angle value obtained by minimizing ripple.
[수학식 1][Equation 1]
여기서, K는 데이터 수, N+0은 현재 읽은 데이터 값, N+L은 L시간 전에 읽은 데이터 값.Where K is the number of data, N + 0 is the data value currently read, and N + L is the data value read L hours ago.
그리고, 바람직하게 상기 마이크로 프로세서는, 상기 온도센서의 온도값 신호에 기초하여 상기 가속도센서로부터 출력되는 가속도 신호에 따른 입력 각도값을 수학식 2에 의해 온도편차를 보상하는 것이 바람직하다.Preferably, the microprocessor compensates the temperature deviation by Equation 2 with an input angle value according to the acceleration signal output from the acceleration sensor based on the temperature value signal of the temperature sensor.
[수학식 2][Equation 2]
여기서, G는 게인(Gain) 값, O는 옵셋(Offset) 값.Here, G is a gain value and O is an offset value.
또한, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 농기계 작업기의 경사감지센서는, 상기 제어수단이 상기 A/D 변환부에 접속되어 농기계 작업기의 출력사양에 맞춰 출력 레벨을 설정하는 출력레벨조정부;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the inclination detection sensor of the agricultural machinery work machine according to another preferred embodiment of the present invention, the control means is connected to the A / D conversion unit output level adjusting unit for setting the output level in accordance with the output specifications of the agricultural machinery work machine; Characterized in that it comprises a.
그리고, 바람직하게 상기 출력레벨조정부는, 상기 신호증폭부에서 가속도센 서의 출력신호를 OP AMP로 증폭시켜 소망값의 범위로 조정되면 이 필요한 각도 대역 값으로 증폭시킨 값을 가변 저항기로 레벨을 조정하여 출력하는 것이 바람직하다.Preferably, the output level adjusting unit amplifies the output signal of the acceleration sensor by the OP AMP in the signal amplifying unit and adjusts the level by using a variable resistor to amplify the value amplified to the required angle band value. It is preferable to output by.
이하 본 발명을 더욱 상세하게 기술하기 위해, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 설명한다.In order to describe the present invention in more detail below, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 농업용 작업기의 수평감지장치의 그 일부를 절개하여 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 농업용 작업기의 수평감지장치의 회로구성도이다.1 is a perspective view showing a part of the horizontal sensing device of the agricultural work machine according to an embodiment of the present invention cutaway, Figure 2 is a circuit configuration of the horizontal sensing device of the agricultural work machine according to the present invention.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 농업용 작업기의 수평감지장치는 크게 케이스(10), 가속도감지수단(20), 온도감지수단(30) 및 제어수단(40)을 포함하여 구성된다. 1 and 2, the horizontal sensing device of the agricultural work machine according to the present invention includes a
먼저, 상기 케이스(10)는 농기계 작업기에 설치되는 것으로서, 도 1에 도시된 케이스의 형상은 예시에 불과하며 이 케이스(10)는 농기계에 따라 적당한 크기로 변경가능하고 모든 측이 밀폐되는 것이 바람직하다. 상기 케이스 (10)내에는 다음에 설명되는 가속도감지수단(20)의 가속도센서(22)가 지지판(12)을 통해 케이스(10)의 내면에 부착 고정되어 있고, 케이스(10) 내에 에폭시(epoxy)수지를 충전하여 충격이나 방수에 안전하도록 설계된다.First, the
상기 가속도감지수단(20)은 상기 케이스(10)의 움직임에 의한 가속도를 검출하는 것으로서, 서로 직교하는 X축, Y축 방향의 가속도 성분을 출력할 수 있는 가 속도센서(22)를 이용한다. 즉, 상기 가속도센서(22)는 농기계 작업기의 일측에 설치되는 것으로서, 케이스(10)의 움직임으로부터 서로 직교하는 X축, Y축의 2축 성분 가속도를 동시에 출력하여 케이스(10)의 방향과 속도변화를 감지하여 이를 전기적신호로 출력하는 것이다. 현재 상용화되고 있는 가속도센서로는 1축 가속도센서, 2축 가속도센서 및 3축 가속도센서의 3종이다. The acceleration detecting means 20 detects the acceleration by the movement of the
본 발명에 따른 가속도센서(22)는 2축 가속도센서가 사용되며, 이러한 가속도센서(22)를 케이스(10)의 바닥에 평행하게 장착하여 2축 방향의 가속도 데이터를 측정하도록 한다. As the
또한, 상기 가속도센서(22)에서 나오는 출력신호는 저대역 통과 필터(Low Pass Filter)(24)로 전달되게 된다. 따라서, 저대역 통과 필터(24)로 전해진 가속도센서(22)의 출력신호는 필터링 과정을 통하여 고주파 노이즈 성분이 제거되어 노이즈 발생을 최소화하여 제어수단(40)에 인가되도록 한다. In addition, the output signal from the
한편, 상기 가속도센서(22)는 온도변화, 습도변화, 표고, 출력레벨 등의 농기계 작업기의 상태안정도의 고저에 의하여 그 기준치가 비교적 용이하게 변동하는 경향이 있기 때문에, 엔진시동 직후와 난기운전 후 농기계 작업기의 상태안정도가 변화한다면 기준치에 상당한 차이가 생기는 것이 되어 기울기 측정이 나빠진다. 따라서, 상태안정도가 변화하고 있는 때에는 가속도센서(22)의 검출치에 기초하여 보상비율을 보상함으로써 검출정밀도를 개선하는 것이 가능하다.On the other hand, the
이 경우 상태안정도의 변화가 클수록 검출치의 변동도 커지고, 상태안정도가 적을수록 기준치의 변동도 작게 되기 때문에, 상태 보상수단에 의하여 농기계 작업 기의 상태안정도가 낮을수록 가속도센서(22)의 검출치에 기초하여 보상비율을 크게 하고, 농기계 작업기의 상태안정도가 높을수록 가속도센서(22)의 검출치에 기초하여 보상비율을 작게 하는 것에 의하여 정밀도가 좋은 기울기 제어를 할 수 있게 된다. 또한, 상기 가속도센서(22) 소자의 신호는 주위 온도뿐만 아니라 회로의 허용오차 및 전력 소비에 의해 영향을 받게 된다. In this case, the larger the change in the state stability, the larger the variation of the detection value, and the smaller the state stability, the smaller the variation of the reference value. Thus, the lower the state stability of the agricultural machinery work machine by the state compensating means, the lower the stability of the
이러한 가속도센서(22)와 같은 반도체 칩들은 온도에 따라 미세한 값의 차이가 날 수 있으므로 가속도센서(22)의 온도값을 측정하여 온도변화에 따른 오차값을 보상(Calibration)토록 온도감지수단(30)이 더 구비된다. 즉, 상기 온도감지수단(30)은 상기 가속도센서(22)의 온도를 감지하여 온도값을 대응하는 신호로 출력하여 제어수단(40)으로 공급하는 것으로서, 상기 가속도센서(22)와 온도센서(32)는 하나의 칩으로 구현되어 있다.Since the semiconductor chips such as the
다음으로 상기 제어수단(40)은, 상기 가속도감지수단(20)과 온도감지수단(30)의 신호를 전달받아 별도의 제어 프로그램에 의해 상기 가속도센서(22)의 검출값을 기울기값으로 계산하여 출력하는 것을 수행한다.Next, the control means 40 receives the signals of the acceleration sensing means 20 and the temperature sensing means 30 to calculate the detected value of the
이러한 상기 제어수단(40)은, 상기 가속도감지수단(20)의 가속도센서(22)로부터 출력되는 전기적신호를 입력받아 필요한 각도 대역 값으로 증폭시키는 신호증폭부(41)와, 상기 신호증폭부(41)에 접속되어 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키는 A/D 변환부(42)와, 상기 A/D 변환부(42)로부터 받은 가속도 신호 및 온도감지수단(30)으로부터 받은 온도값 신호를 저장하는 메모리부(43)와, 상기 메모리부(43)에 저장된 신호를 소프트웨어로 연산하고, 이에 의해 출력 각도값을 계산하 는 마이크로 프로세서(44), 상기 마이크로 프로세서(44)에 접속되어 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환시켜 출력신호로 생성시키는 D/A 변환부(45)를 포함하여 구성된다.The control means 40 is a
먼저, 상기 신호증폭부(41)는 상기 가속도센서(22)의 출력신호를 OP AMP로 증폭시켜 소망값의 범위로 조정되면서 필요한 각도 대역 값으로 증폭시키는 것으로, 증폭된 신호는 A/D 변환부(42)를 통하여 디지털 신호로 변환된다. First, the
여기서 상기 A/D 변환부(42)는 가속도센서(22)에서 출력되는 신호의 증폭에 의해 상기 온도감지수단(30)의 온도센서(32)에서 출력되는 신호가 균형이 이루어지도록 증폭이 설정될 수 있다.Here, the A /
상기와 같은 A/D 변환부(42) 및 온도감지수단(30)에서 출력되는 신호는 일정한 시간마다 메모리부(43)에 저장된다.The signals output from the A /
다음으로, 상기 마이크로 프로세서(44)는 상기 메모리부(43)로부터 저장된 신호를 읽거나 기록하며, 상기 메모리부(43)에 저장된 데이터 값으로 소프트웨어로 연산하고 이에 의해 계산된 입력 각도값을 온도값 신호에 따른 편차를 보상하여 출력 각도값 신호를 출력한다. Next, the
이때, 상기 마이크로 프로세서(44)는 저장되는 데이터 값이 농기계 작업기의 미세한 진동으로 가속도 신호에 영향을 받지 않도록 하기 위해 고속으로 일정시간마다 일정한 수의 데이터 값을 평균하여 진동에 의한 영향을 줄이도록 제어신호를 출력시킨다. 즉, 다음과 같은 [수학식 1]에 의해 그 전에 읽은 데이터 K개를 평균하여 리플이 최소화된 각도를 계산한다. At this time, the
여기서, K는 데이터 수이고, N+0은 현재 읽은 DATA 이고, N+L은 L시간 전에 읽은 DATA 이다.Where K is the number of data, N + 0 is the currently read DATA, and N + L is the DATA read before L hours.
따라서, 농기계 작업기의 기울기 검출 시 미세한 진동에 의한 영향을 최소화하여 정밀도가 좋은 기울기 제어를 할 수 있게 된다. 또한 K값을 조절하여 반응속도를 조정함으로써 본기의 작업속도에 맞는 센서를 생산할 수 있다.Therefore, it is possible to minimize the influence of the fine vibration when detecting the tilt of the agricultural machinery work machine to perform a good tilt control. In addition, by adjusting the reaction speed by adjusting the K value, it is possible to produce a sensor suitable for the working speed of the main unit.
또한, 상기 마이크로 프로세서(44)는 상기 온도감지수단(30)의 온도센서(32)로부터의 가속도센서(22)의 온도값 신호를 입력받아 온도 변화에 따른 편차값을 보상함으로써 가속도센서(22)의 출력신호를 미세조정한다.In addition, the
도 3은 본 발명에 따른 가속도센서의 온도에 따른 감도 변화율을 도시한 그래프이다.3 is a graph showing the sensitivity change rate according to the temperature of the acceleration sensor according to the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 마이크로 프로세서(44)는 게인(Gain)값 G의 설정 및 옵셋(Offset)값 O의 설정을 통해 다음과 같은 [수학식 2]를 통하여 온도보상을 행한다.As shown in FIG. 3, the
여기서 상기 게인(Gain) 값 설정은, 먼저 온도를 20℃ 단위로 나누어 각각의 구간을 선형화시켜 직선의 기울기를 구한다. 상기 온도값 신호 및 가속도 신호는 10 bit를 단위로 하여 디지털 신호로 입력되므로, 게인(Gain) 값 G는 Herein, the gain value is set by first dividing the temperature in 20 ° C units to linearize each section to obtain a slope of a straight line. Since the temperature value signal and the acceleration signal are input as a digital signal in units of 10 bits, a gain value G is
으로 구해진다.Obtained by
예를 들면, 게인(Gain) 값 G는 현재의 온도값이 20℃ 일 때의 입력 각도값에서 기준인 0℃일 때의 입력 각도값을 빼고, 그 값을 온도차이의 값인 20으로 나눈 것이다.For example, the gain value G is obtained by subtracting the input angle value at the time of 0 ° C from the input angle value when the current temperature is 20 ° C, and dividing the value by 20, which is the temperature difference.
또한, 가속도센서(22)는 온도에 따라 반응하는 입력 감도가 달라지게 되므로, 이렇게 구해진 게인(Gain) 값에 가속도 센서(22)의 온도에 따른 옵셋 변화를 보상하기 위해 옵셋값을 계산한다. 옵셋(Offset) 값 O는 In addition, since the acceleration sensitivity of the
으로 구해진다.Obtained by
예를 들면, 옵셋(Offset) 값 O는 온도 25℃, 기울기 각도 0°일 때의 목표출력 각도값에서 온도 25℃, 기울기 각도 0°일 때의 현재 입력 각도값을 뺀 것이다. 따라서 이와 같은 계산에 의해 기울기 각도에 따른 현재 입력 각도값을 목표출력 각도값과 비교하여 옵셋값을 결정한다.For example, the offset value O is obtained by subtracting the current input angle value at a temperature of 25 ° C and a tilt angle of 0 ° from the target output angle value at a temperature of 25 ° C and a tilt angle of 0 °. Therefore, the offset value is determined by comparing the current input angle value according to the tilt angle with the target output angle value by the calculation.
이러한 상기 마이크로 프로세서(44)의 데이터 값의 보상은 신호증폭부(41)에서 가속도센서(22)의 출력신호를 OP AMP로 증폭시켜 소망값의 범위로 조정되면 필 요한 각도 대역 값으로 증폭시키는 것과 가변 저항기를 사용하여 레벨을 변화시켜 보상하는 것이다. 여기서, 온도 보상은 최적의 센서신호 보상이 -40℃에서 85℃의 주위 온도 범위에서 얻어지도록 선택되는 것이 바람직하다. The compensation of the data value of the
그리고, 본 발명에서 상기 마이크로 프로세서(44)에 접속되어 출력되는 출력각도값인 디지털 신호를 다시 아날로그 신호로 변환시키는 D/A 변환부(45)가 구비되어, 농기계 작업기의 구동신호인 아날로그 출력신호로 송출되도록 한다.In addition, a D /
한편, 본 발명에 따른 농기계 작업기의 경사감지센서는 작업기의 장착 대상에 따라 각각의 기울기 각도의 출력을 다르게 처리할 수 있는 출력레벨조정부(46)가 더 구비되는 것이 바람직하다. On the other hand, the inclination detection sensor of the agricultural machinery work machine according to the present invention is preferably further provided with an output
상기 출력레벨조정부(46)는 트랙터, 콤바인, 이양기, 경운기 등과 같이 농기계 작업기의 장착 대상에 따라 지면의 기울기에 따른 영향이 달라지게 되며, 또한 농기계 작업기의 액추에이터의 작동 또는 조작 입력수가 많을수록 상기 가속도센서(22)의 검출치에 기초하여 보상비율을 크게 함과 동시에, 상기 농기계 작업기의 액추에이터의 작동 또는 조작 입력수가 적을수록 상기 가속도센서(22)의 검출치에 기초하여 보상비율을 작게 하는 것으로서, 이러한 특성을 반영하여 각각의 출력 각도값에 관한 출력값 설정을 다르게 처리하는 것이다. The output
즉, A/D 변환부(42)에 의해 출력되는 디지털 신호가 5 비트(bit)인 경우 32 간격까지 레벨 간격을 설정하는 것이 가능하며, 비트 수를 증가시켜 그 범위를 변화시킬 수 있다. 예를 들면, X축 값이 X축 ± 10°로 설정되면, [-10°: 0.5V , 0°: 2.5V, +10°: 4.5V] 로 출력되고, Y축 값이 Y축 ± 10°로 설정되면, [-10°: 2V , 0°: 3V, +10°: 4V]로 출력할 수 있다. 이러한 출력값의 조정은 상기 신호증폭부(41)에서 상기 가속도센서(22)의 출력신호를 OP AMP로 증폭시켜 소망값의 범위로 조정되면서 필요한 각도 대역 값으로 증폭시킨 값과 마이크로 프로세서(44)의 프로그램에 의해 자동으로 계산된다.That is, when the digital signal output by the A /
한편, 상기 가속도센서(22)는 다양한 농기계 작업기에 설치되므로 깊은 구덩이와 같은 곳에 빠지는 경우에 의해 급격한 충격이 발생할 가능성이 있고, 이와 같은 경우에는 가속도센서(22)가 이상(異常)을 오(誤)검출할 가능성이 있다. On the other hand, since the
이러한 경우를 대비하여 본 발명에 따른 상기 제어수단(40)은 충격감지부(47)를 더 구비하여 급격한 충격이 발생하여 입력 값의 오차가 발생하면 이상 입력 신호로 인식하여 이로 인한 영향이 최소화될 수 있도록 이러한 값을 연산에 사용하지 않도록 한다. 또한, 작업기의 특성에 따라서 보다 높은 출력값이 나타나도록 하여 구덩이에서 벗어날 수 있도록 출력전압 조정이 가능하여 본 발명은 농기계 작업기의 충격을 감지하는 용도로도 사용될 수도 있을 것이다. 또한 작업기의 충격량을 별도로 출력하여 본 제어기에서 각도값과 충격값을 입력받아 효과적으로 액추에이터를 제어할 수 있게 해 줄 수도 있다.In order to prepare for such a case, the control means 40 according to the present invention further includes an
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 농기계 작업기의 경사감지센서의 작동과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.If described in detail the operation of the tilt sensor of the agricultural machinery working machine according to the present invention configured as described above.
상기 구성에서, 작업자가 경작작업을 하기 위해 농기계에 작업기(도시되지 않음)를 설치하고 경작작업을 하는 도중 지면이 평탄하지 않으므로 인해 지면(작업부위)과 작업기 사이에 경사가 발생하게 되면, 상기 가속도감지수단(20)에서 작업 부위와 작업기 사이의 경사를 감지하여 가속도센서(22)에 의해 측정된 출력신호에 대해서 저대역 통과 필터(24)를 통하여 다시 유효한 신호만을 걸러내어 이를 전기적 신호(소정의 전압)로 출력시킨다. In the above configuration, when the worker installs a work machine (not shown) on the agricultural machine for tilling work and the ground is not flat during the tilling work, when the slope occurs between the ground (working site) and the work machine, the acceleration The sensing means 20 detects the inclination between the work area and the work machine, and filters only the valid signal again through the
상기 가속도감지수단(20)으로부터 출력되는 전기적인 아날로그 신호값은 제어수단(40)의 신호증폭부(41)에 입력되어 증폭되게 된다.The electrical analog signal value output from the acceleration sensing means 20 is input to the
상기 신호증폭기(41)에서 증폭되어 출력되는 아날로그 신호값은 A/D 변환부(42)에 입력되어 디지털 신호값으로 변환 출력된다. 상기 A/D 변환부(42)에서 출력되는 디지털 신호값은 제어수단(40)의 메모리부(43)에 일정한 시간마다 저장된다.The analog signal value amplified and output from the
그리고, 마이크로 프로세서(44)는 상기 메모리부(43)에 저장된 가속도 신호를 데이터 값으로 하여 소프트웨어로 연산하고 이에 의해 계산된 입력 각도값을 온도값 신호에 따른 편차를 보상하여 출력 각도값 신호로 출력한다. 또한, 이 출력 각도값 신호를 D/A변환부(46)에 의해 아날로그 신호로 변환시킨 후 평균치가 소정치를 초과하면 알람을 울리거나 작업기의 구동수단(예를 들면, 액추에이터)을 제어하여 작업기의 경사를 보상하게 하고, 이에 따라 작업기의 지면은 수평을 유지할 수 있게 된다. 따라서, 작업기의 작업부위와 수평을 유지하게 되며, 작업은 지면의 상태에 관계없이 일정하게 행해지게 되는 것이다.In addition, the
지금까지 본 발명의 특정한 실시예를 중심으로 설명하였으나, 본 발명의 청구범위에 기재된 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 상술한 바와 같이 다양한 수정 및 변경이 이루어질 수 있음이 명백하다. 따라서, 본 발명의 상세한 설명 및 첨부된 도면은 본 고안의 기술 사상을 한정하는 것이 아니라 예시한 것으로 해석되어야 한다.While the foregoing has focused on specific embodiments of the present invention, it will be apparent that various modifications and changes can be made as described above without departing from the spirit of the invention as defined in the claims. Therefore, the detailed description and the accompanying drawings of the present invention should be construed as illustrative rather than limiting the technical idea of the present invention.
따라서, 상기한 바와 같이 본 발명은 경작지와 농기계 작업기가 늘 수평을 유지할 수 있도록 하여 안전사고를 미연에 방지하고, 그 구성이 간단하여 측정장치를 소형화시킬 수 있을 뿐만 아니라 소비전력도 매우 작으므로 각종 농기계 작업기 등에 간단하게 부착하여 경사를 적정하게 감지할 수 있는 효과가 있다.Therefore, as described above, the present invention allows the arable land and the agricultural machinery worker to always be horizontal, thereby preventing safety accidents, and the configuration thereof is simple, so that the measuring apparatus can be miniaturized and power consumption is very small. By simply attaching to a farm machinery, etc., there is an effect that can detect the slope appropriately.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060053734A KR100743566B1 (en) | 2006-06-15 | 2006-06-15 | The slope detecting sensor of the agricultural machinery working machine |
Applications Claiming Priority (1)
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KR1020060053734A KR100743566B1 (en) | 2006-06-15 | 2006-06-15 | The slope detecting sensor of the agricultural machinery working machine |
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KR100743566B1 true KR100743566B1 (en) | 2007-07-27 |
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ID=38499768
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KR1020060053734A KR100743566B1 (en) | 2006-06-15 | 2006-06-15 | The slope detecting sensor of the agricultural machinery working machine |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180125774A (en) * | 2017-05-16 | 2018-11-26 | 엘에스엠트론 주식회사 | Agricultural working machine |
CN115190962A (en) * | 2020-03-09 | 2022-10-14 | 纬湃科技有限责任公司 | Temperature drift compensation for an accelerometer mounted in a two-wheeled motor vehicle for measuring the inclination of the vehicle |
-
2006
- 2006-06-15 KR KR1020060053734A patent/KR100743566B1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (4)
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PAJ 01-063303(1989.03.09) |
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KR102316418B1 (en) * | 2017-05-16 | 2021-10-25 | 엘에스엠트론 주식회사 | Agricultural working machine |
CN115190962A (en) * | 2020-03-09 | 2022-10-14 | 纬湃科技有限责任公司 | Temperature drift compensation for an accelerometer mounted in a two-wheeled motor vehicle for measuring the inclination of the vehicle |
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