CN206399569U - 一种用于联合收割机的扭矩监测*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于联合收割机的扭矩监测***，包括对应粘贴在发动机转轴、脱粒滚筒转轴、输送转轴、喂入蛟龙转轴以及拔禾轮转轴的全桥式应变传感器；还包括信号调理模块、A/D模数转换模块以及多路选通器；各个全桥式应变传感器分别对应连接到多路选通器的各个信号输入端，多路选通器的输出端与信号调理模块的输入端连接，信号调理模块的输出端与A/D模数转换模块的输入端连接，A/D模数转换模块的输出端连接有单片机；单片机的信号输出端连接有第一无线通信模块；联合收割机的上位机包括主控芯片，主控芯片分别连接有与第一无线通信模块进行双向通信的第二无线通信模块以及GSM/GPRS移动通信模块等。本实用新型结构简单，安装方便，能实现远程监测。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于监测联合收割机上转轴扭矩的扭矩监测***。
背景技术
联合收割机是指能够一次完成谷类作物收割、脱粒、分离茎干、清除杂余物等工序的农业机械。联合收割机服役过程中，常因主要工作转轴（如发动机转轴、脱粒滚筒转轴等）扭矩载荷过大而导致关键部件损坏，因此，需要对主要工作转轴的扭矩进行监控，以及时发现异常，排除故障。目前，多选用传统的扭矩传感器来测量转轴扭矩，这种传感器体积较大，不便于安装在安装空间受限的工作转轴上，而且，这种安装方式多数是破坏性的（如切断转轴等），会缩短部件寿命，影响收割机的服役时间。
实用新型内容
针对上述现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种用于联合收割机的扭矩监测***，无需破坏转轴结构，安装位置灵活，布线简单，并能实现远程监控。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：一种用于联合收割机的扭矩监测***，包括对应粘贴在发动机转轴、脱粒滚筒转轴、输送转轴、喂入蛟龙转轴以及拔禾轮转轴的全桥式应变传感器；还包括信号调理模块、A/D模数转换模块以及多路选通器；所述各个全桥式应变传感器分别对应连接到所述多路选通器的各个信号输入端，所述多路选通器的输出端与所述信号调理模块的输入端连接，所述信号调理模块的输出端与所述A/D模数转换模块的输入端连接，所述A/D模数转换模块的输出端连接有单片机；所述单片机的信号输出端连接有第一无线通信模块；所述联合收割机的上位机包括主控芯片，所述主控芯片分别连接有触摸显示屏、语音模块、告警短信生成模块、GSM/GPRS移动通信模块以及与所述第一无线通信模块进行双向通信的第二无线通信模块。
上述技术方案中，多路选通器能够按照一定的时序依次接收各全桥式应变传感器的信号，信号采集井然有序，避免发生信号冲突。在检测联合收割机各转轴的扭矩时，只需将全桥式应变传感器粘贴在各个转轴上，这样，全桥式应变传感器内的各应变片在转轴扭矩的作用下伸长或缩短，产生应变，其电阻值随应变的变化而变化，从而将被测量变化转换为电阻变化，再经过全桥式应变传感器内的电桥电路将电阻变化转换成电压变化并输出到信号调理模块，经信号调理模块进行处理后输出到A/D模数转换模块，A/D模数转换模块再将模拟信号转换成数字信号输出到单片机，单片机进行数据处理后发送到上位机，由于是通过无线通信模块进行发送，因此不受安装位置的限制，并能简化布线。
上位机的触摸显示屏使工作人员能够直观地看到各种检测数据并能在屏幕上直接进行读写操作，十分方便；语音模块能够在检测到故障时发出提示音，以便工作人员及时发现现场故障；告警短信生成模块能生成告警短信，反馈到主控芯片，主控芯片再将告警短信通过GSM/GPRS移动通信模块发送至工作人员的手机，实现故障远程报警。采用GSM模块，能在信号强度较弱的情况下发送数据信息，减少漏发率；采用GPRS模块，能提高数据传输速度。
优选的，所述信号调理模块包括信号放大单元和滤波单元。这样，微弱的电压信号经过放大、降噪，可提高信号的可识别度和精度，以便A/D模数转换模块进行处理。
优选的，所述第一无线通信模块、第二无线通信模块均为ESP8266串口无线通信模块。稳定性好，具有AP、Station和AP兼Station等多种工作模式，方便网络的构建，并可实现将扭矩监测***接入互联网。具体地，在AP模式下，***能够和上位机组建成局域网，收发无线信号；在Station模式下，***能够以无线的方式接入互联网。
优选的，所述全桥式应变传感器中各应变片的边长均小于10mm。这样，***适用于各种狭小的安装空间，提高了通用性。
优选的，所述A/D模数转换模块的型号为ADS1256。ADS1256模数转换芯片可提供±0.001%非线性特性，其无噪声精度高达23比特，因此，在将应变信号转换为数字信号的同时，可提高测量精度。
综上所述，本实用新型具有结构简单，安装方便，测量精度高，能够实现远程监测等优点。
附图说明
图1是具体实施方式中用于联合收割机的扭矩监测***的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和优选实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
如图1所示，一种用于联合收割机的扭矩监测***，包括对应粘贴在发动机转轴、脱粒滚筒转轴、输送转轴、喂入蛟龙转轴以及拔禾轮转轴的全桥式应变传感器1；还包括信号调理模块3、A/D模数转换模块4以及多路选通器2；所述各个全桥式应变传感器1分别对应连接到所述多路选通器2的各个信号输入端，所述多路选通器2的输出端与所述信号调理模3块的输入端连接，所述信号调理模块3的输出端与所述A/D模数转换模块4的输入端连接，所述A/D模数转换模块4的输出端连接有单片机5；所述单片机5的信号输出端连接有第一无线通信模块6；所述联合收割机的上位机7包括主控芯片，所述主控芯片分别连接有触摸显示屏、语音模块、告警短信生成模块、GSM/GPRS移动通信模块以及与所述第一无线通信模块6进行双向通信的第二无线通信模块。
上述技术方案中，多路选通器2能够按照一定的时序依次接收各全桥式应变传感器1的信号，信号采集井然有序，避免发生信号冲突。在检测联合收割机各转轴的扭矩时，只需将全桥式应变传感器1粘贴在各个转轴上，这样，全桥式应变传感器1内的各应变片在转轴扭矩的作用下伸长或缩短，产生应变，其电阻值随应变的变化而变化，从而将被测量变化转换为电阻变化，再经过全桥式应变传感器1内的电桥电路将电阻变化转换成电压变化并输出到信号调理模块3，经信号调理模块3进行处理后输出到A/D模数转换模块4，A/D模数转换模块4再将模拟信号转换成数字信号输出到单片机5，单片机5进行数据处理后发送到上位机，由于是通过无线通信模块6进行发送，因此不受安装位置的限制，并能简化布线。
上位机7的触摸显示屏使工作人员能够直观地看到各种检测数据并能在屏幕上直接进行读写操作，十分方便；语音模块能够在检测到故障时发出提示音，以便工作人员及时发现现场故障；告警短信生成模块能生成告警短信，反馈到主控芯片，主控芯片再将告警短信通过GSM/GPRS移动通信模块发送至工作人员的手机，实现故障远程报警。
本具体实施方式中，所述信号调理模块3包括信号放大单元和滤波单元。这样，微弱的电压信号经过放大、降噪，可提高信号的可识别度和精度，以便A/D模数转换模块4进行处理。
本具体实施方式中，所述第一无线通信模块6、第二无线通信模块均为ESP8266串口无线通信模块。稳定性好，具有AP、Station和AP兼Station等多种工作模式，方便网络的构建，并可实现将扭矩监测***接入互联网。具体地，在AP模式下，***能够和上位机组建成局域网，收发无线信号；在Station模式下，***能够以无线的方式接入互联网。
本具体实施方式中，所述上位机7内置有GSM/GPRS移动通信模块。这样，就能将扭矩监测***接入移动通信网络网，直接向工作人员的手机发送监测数据，使工作人员能进行远程监控，及时发现故障。采用GSM模块，能在信号强度较弱的情况下发送数据信息，减少漏发率；采用GPRS模块，能提高数据传输速度。
本具体实施方式中，所述全桥式应变传感器1中各应变片的边长均小于10mm。这样，***适用于各种狭小的安装空间，提高了通用性。
本具体实施方式中，所述A/D模数转换模块4的型号为ADS1256。ADS1256模数转换芯片可提供±0.001%非线性特性，其无噪声精度高达23比特，因此，在将应变信号转换为数字信号的同时，可提高测量精度。
综上所述，本实用新型具有结构简单、安装方便、检测精度高等优点，能够对检测数据进行无线远程传输，实现远程监管。
Claims (5)
1.一种用于联合收割机的扭矩监测***，其特征在于：包括对应粘贴在发动机转轴、脱粒滚筒转轴、输送转轴、喂入蛟龙转轴以及拔禾轮转轴的全桥式应变传感器；还包括信号调理模块、A/D模数转换模块以及多路选通器；所述各个全桥式应变传感器分别对应连接到所述多路选通器的各个信号输入端，所述多路选通器的输出端与所述信号调理模块的输入端连接，所述信号调理模块的输出端与所述A/D模数转换模块的输入端连接，所述A/D模数转换模块的输出端连接有单片机；所述单片机的信号输出端连接有第一无线通信模块；所述联合收割机的上位机包括主控芯片，所述主控芯片分别连接有触摸显示屏、语音模块、告警短信生成模块、GSM/GPRS移动通信模块以及与所述第一无线通信模块进行双向通信的第二无线通信模块。
2.根据权利要求1所述的用于联合收割机的扭矩监测***，其特征在于：所述信号调理模块包括信号放大单元和滤波单元。
3.根据权利要求1所述的用于联合收割机的扭矩监测***，其特征在于：所述第一无线通信模块、第二无线通信模块均为ESP8266串口无线通信模块。
4.根据权利要求1所述的用于联合收割机的扭矩监测***，其特征在于：所述全桥式应变传感器中各应变片的边长均小于10mm。
5.根据权利要求1所述的用于联合收割机的扭矩监测***，其特征在于：所述A/D模数转换模块的型号为ADS1256。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107314842A (zh) * | 2017-08-18 | 2017-11-03 | 北京强度环境研究所 | 一种弯矩监测器及其数据处理方法 |
| CN109470389A (zh) * | 2018-11-27 | 2019-03-15 | 上海应用技术大学 | 应变式扭矩测量***及方法 |
| CN110374857A (zh) * | 2019-07-09 | 2019-10-25 | 西安交通大学 | 一种隔膜压缩机油压和气压监测装置及方法 |
| CN110530560A (zh) * | 2019-10-09 | 2019-12-03 | 河南科技大学 | 一种脱粒力检测装置 |
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