本發(fā)明涉及動(dòng)態(tài)稱重與計(jì)價(jià)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種打捆機(jī)動(dòng)態(tài)稱重與計(jì)價(jià)裝置、控制系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)：

撿拾打捆技術(shù)是牧草及農(nóng)作物秸稈綜合利用過程中的關(guān)鍵技術(shù)之一。近年來國內(nèi)的打捆機(jī)發(fā)展迅速，但在自動(dòng)化控制、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等方面還有很大不足?，F(xiàn)有的打捆機(jī)無法在打捆完成時(shí)對(duì)草捆進(jìn)行實(shí)時(shí)稱重和密度監(jiān)測(cè)，只能通過另行稱重的方式對(duì)草捆進(jìn)行稱重，不能及時(shí)調(diào)整草捆的重量及密度，另行稱重的方式不僅需要多臺(tái)設(shè)備配合而且浪費(fèi)人力。為解決草捆稱重問題提出了在打捆機(jī)的草捆輸出滑道上安裝草捆稱重裝置和草捆計(jì)數(shù)裝置，以實(shí)現(xiàn)草捆自動(dòng)稱重和計(jì)數(shù)的技術(shù)方案，對(duì)應(yīng)專利有專利號(hào)為：CN203661663U，專利名為：一種打捆機(jī)監(jiān)測(cè)顯示系統(tǒng)的實(shí)用新型專利，但該方法依托于所述草捆輸出滑道，且需要傳感器保持水平位置狀態(tài)。由于田間作業(yè)環(huán)境惡劣，打捆機(jī)作業(yè)時(shí)并不能保證傳感器保持在水平位置且由于圓捆機(jī)所打草捆較大該專利所述的草捆輸出滑道并不適用于圓捆機(jī)。同時(shí)現(xiàn)有打捆機(jī)計(jì)價(jià)方式多為按件計(jì)價(jià)或按畝計(jì)價(jià)，但由于每畝草量不同，打捆機(jī)每畝地所打草捆數(shù)量及耗油量有較大差異，在計(jì)價(jià)過程中往往存在較大爭(zhēng)議。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，提供一種打捆機(jī)動(dòng)態(tài)稱重與計(jì)價(jià)系裝置、控制系統(tǒng)及控制方法，實(shí)現(xiàn)打捆機(jī)田間作業(yè)時(shí)草捆自動(dòng)稱重、計(jì)數(shù)并根據(jù)草捆重量、數(shù)量和打捆機(jī)行駛里程提供多種可選擇式計(jì)價(jià)模型。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下： 一種打捆機(jī)動(dòng)態(tài)稱重與計(jì)價(jià)裝置，包括牽引機(jī)、打捆機(jī)、動(dòng)態(tài)稱重平臺(tái)和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，所述牽引機(jī)與所述打捆機(jī)連接，所述動(dòng)態(tài)稱重平臺(tái)安裝在所述打捆機(jī)的出口處，所述牽引機(jī)、所述打捆機(jī)和所述動(dòng)態(tài)稱重平臺(tái)均與所述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)連接；所述動(dòng)態(tài)稱重平臺(tái)包括尾軸、雙彈簧機(jī)構(gòu)、U形連接件、連接板、U形安裝槽、傳感器安裝架、至少一個(gè)稱重傳感器、承重塊、秤臺(tái)面；所述雙彈簧機(jī)構(gòu)分別與U形連接件、連接板相連；所述U形連接件與尾軸同軸相連；所述尾軸通過連接板與打捆機(jī)相連；所述傳感器安裝架與U形安裝槽焊接在尾軸上；所述秤臺(tái)面設(shè)有緩沖弧面；所述秤臺(tái)面、承重塊、稱重傳感器通過螺栓從上至下依次連接安裝在傳感器安裝架上；慣性測(cè)量單元安裝在秤臺(tái)面下方中心位置。

本發(fā)明還提供一種應(yīng)用在打捆機(jī)動(dòng)態(tài)稱重與計(jì)價(jià)裝置中的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，包括重量采集模塊、里程計(jì)量模塊、GPS模塊、信號(hào)調(diào)理模塊、采集端處理器、無線通信模塊、中央處理器、觸摸顯示屏、串口通信模塊一、存儲(chǔ)模塊一、電源模塊一、串口通信模塊二、存儲(chǔ)模塊二、電源模塊二；所述重量采集模塊包括稱重傳感器、慣性測(cè)量單元和轉(zhuǎn)速傳感器；所述稱重傳感器用于采集草捆重力垂直于秤臺(tái)面的分力；所述轉(zhuǎn)速傳感器用于采集打捆機(jī)后輪轉(zhuǎn)速；所述里程計(jì)量模塊包括霍爾傳感器；所述霍爾傳感器用于計(jì)量打捆機(jī)行駛里程；所述重量采集模塊、里程計(jì)量模塊與采集端處理器之間設(shè)有信號(hào)調(diào)理模塊；所述稱重傳感器、慣性測(cè)量單元和霍爾傳感器的輸出端均與信號(hào)調(diào)理模塊的輸入端連接；所述采集端處理器還設(shè)有存儲(chǔ)模塊一和串口通信模塊一；所述存儲(chǔ)模塊一包括SD存儲(chǔ)器一和FLASH存儲(chǔ)器一；所述SD存儲(chǔ)器一、FLASH存儲(chǔ)器一和串口通信模塊一分別與采集端處理器雙向連接；所述采集端處理器與中央處理器之間設(shè)有無線通信模塊；所述無線通信模塊分別與采集端處理器和中央處理器雙向連接；所述中央處理器還設(shè)有存儲(chǔ)模塊二和串口通信模塊二；所述存儲(chǔ)模塊二包括SD存儲(chǔ)器二和FLASH存儲(chǔ)器二；所述SD存儲(chǔ)器二、FLASH存儲(chǔ)器二和串口通信模塊二分別與中央處理器雙向連接。

上述方案中，所述稱重傳感器通過螺栓從上至下依次連接安裝在傳感器安裝架上，所述轉(zhuǎn)速傳感器安裝在打捆機(jī)后輪軸上，所述霍爾傳感器安裝在打捆機(jī)后輪內(nèi)側(cè)，所述采集端處理器和電源模塊一安裝在打捆機(jī)側(cè)蓋上；所述信號(hào)調(diào)理模塊安裝在U形安裝槽內(nèi)；所述中央處理器、電源模塊二、GPS模塊和觸摸顯示屏分別安裝在牽引機(jī)駕駛室內(nèi)。

本發(fā)明還提供一種打捆機(jī)動(dòng)態(tài)稱重與計(jì)價(jià)方法，包括如下步驟：

步驟1：GPS模塊首先開始定位，機(jī)手通過觸摸顯示屏選擇計(jì)價(jià)模型；步驟2：計(jì)價(jià)模型確定后打捆機(jī)開始前進(jìn)進(jìn)行打捆作業(yè)，霍爾傳感器計(jì)量打捆機(jī)行駛里程；步驟3：采集端處理器通過無線通信模塊將打捆機(jī)行駛里程發(fā)送到中央處理器；步驟4：中央處理器將得出的行駛里程及費(fèi)用實(shí)時(shí)發(fā)送給觸摸顯示屏實(shí)時(shí)顯示；步驟5：打捆機(jī)完成打捆時(shí)停止前進(jìn)，轉(zhuǎn)速傳感器檢測(cè)打捆機(jī)后輪轉(zhuǎn)速是否為零，若為零則重量采集模塊開始采集數(shù)據(jù)；步驟6：草捆落地后打捆機(jī)繼續(xù)前進(jìn)作業(yè)，后輪轉(zhuǎn)速不為零重量采集模塊停止采集數(shù)據(jù)；步驟7：采集端處理器計(jì)算草捆重量并通過無線通信模塊傳輸給中央處理器；步驟8：中央處理器計(jì)算草捆總數(shù)量、總重量、草捆密度并繪制草捆密度曲線；步驟9：中央處理器將打捆機(jī)行駛里程、草捆總重量和草捆總數(shù)量代入計(jì)價(jià)模型得出打捆機(jī)作業(yè)收費(fèi)金額；步驟10：中央處理器將GPS定位信息、草捆數(shù)量、總重量、草捆密度、草捆密度曲線及打捆機(jī)作業(yè)收費(fèi)金額通過觸摸顯示屏實(shí)時(shí)顯示。

優(yōu)選的，所述計(jì)價(jià)模型為草捆重量計(jì)價(jià)或草捆數(shù)量計(jì)價(jià)或里程、重量綜合計(jì)價(jià)。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明將航天領(lǐng)域的慣性測(cè)量單元和稱重傳感器相結(jié)合，能夠在打捆機(jī)作業(yè)過程中自動(dòng)稱重、計(jì)數(shù)、監(jiān)測(cè)草捆密度并提供多種可選擇式計(jì)價(jià)模型減少打捆機(jī)作業(yè)時(shí)的計(jì)價(jià)糾紛。

附圖說明

圖1是打捆機(jī)動(dòng)態(tài)稱重過程的其中一個(gè)示意圖。

圖2是打捆機(jī)動(dòng)態(tài)稱重過程的另外一個(gè)示意圖。

圖3是打捆機(jī)動(dòng)態(tài)稱重平臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是打捆機(jī)動(dòng)態(tài)稱重與計(jì)價(jià)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。

圖5是打捆機(jī)動(dòng)態(tài)稱重與計(jì)價(jià)系統(tǒng)流程圖。

圖中：1-牽引機(jī)，2-打捆機(jī)，3-動(dòng)態(tài)稱重平臺(tái)，4-草捆，5-連接板，6-雙彈簧機(jī)構(gòu)，7-U形連接件，8-尾軸，9-U形安裝槽，10-傳感器安裝架，11-秤臺(tái)面，12-緩沖弧面，13-承重塊，14-稱重傳感器，15-慣性測(cè)量單元，16-重量采集模塊，17-轉(zhuǎn)速傳感器，18-里程計(jì)量模塊，19-霍爾傳感器，20-信號(hào)調(diào)理模塊，21-存儲(chǔ)模塊一，22-FLASH存儲(chǔ)器一，23-SD存儲(chǔ)器一，24-電源模塊一，25-串口通信模塊一，26-采集端處理器，27-無線通信模塊，28-GPS模塊，29-中央處理器，30-電源模塊二，31-串口通信模塊二，32-觸摸顯示屏，33-存儲(chǔ)模塊二，34-FLASH存儲(chǔ)器二，35-SD存儲(chǔ)器二。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。

打捆機(jī)動(dòng)態(tài)稱重過程參見圖1和圖2。打捆機(jī)2由牽引機(jī)1牽引在田間打捆作業(yè)過程中，由于通過U形連接件7與尾軸8相連的雙彈簧機(jī)構(gòu)6產(chǎn)生的扭矩力使得動(dòng)態(tài)稱重平臺(tái)3保持傾斜向上的狀態(tài)（如圖1所示)，不影響打捆機(jī)2正常作業(yè)。當(dāng)打捆機(jī)2完成打捆過程打開后倉蓋拋送草捆4時(shí)，草捆4施加給動(dòng)態(tài)稱重平臺(tái)3的壓力使得動(dòng)態(tài)稱重平臺(tái)3構(gòu)成一個(gè)斜置的穩(wěn)定平臺(tái)（如圖2所示）。草捆4沿著動(dòng)態(tài)稱重平臺(tái)3滾落，在此過程中動(dòng)態(tài)稱重平臺(tái)3采集草捆4重量信息得出草捆重量。

打捆機(jī)動(dòng)態(tài)稱重平臺(tái)結(jié)構(gòu)參見圖3。打捆機(jī)動(dòng)態(tài)稱重平臺(tái)3通過尾軸8和連接板5與打捆機(jī)2相連，雙彈簧機(jī)構(gòu)6分別與U形連接件7、連接板5相連，傳感器安裝架10與U形安裝槽9焊接在尾軸8上，秤臺(tái)面11、承重塊13、稱重傳感器14通過螺栓從上至下依次連接安裝在傳感器安裝架10上，秤臺(tái)面11設(shè)有緩沖弧面12，慣性測(cè)量單元15安裝在秤臺(tái)面11下方中心位置。

打捆機(jī)動(dòng)態(tài)稱重與計(jì)價(jià)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖參見圖4。打捆機(jī)動(dòng)態(tài)稱重與計(jì)價(jià)系統(tǒng)包括重量采集模塊16、里程計(jì)量模塊18、信號(hào)調(diào)理模塊20、存儲(chǔ)模塊一21、串口通信模塊一25、采集端處理器26、電源模塊一24、無線通信模塊27、GPS模塊28、中央處理器29、串口通信模塊二31、電源模塊二30、觸摸顯示屏32和存儲(chǔ)模塊二33。重量采集模塊16包括稱重傳感器14、慣性測(cè)量單元15和轉(zhuǎn)速傳感器17。稱重傳感器14安裝傳感器安裝架10上，慣性測(cè)量單元15安裝在秤臺(tái)面11下方中心位置，轉(zhuǎn)速傳感器17安裝在打捆機(jī)2后輪軸上。里程計(jì)量模塊18包括霍爾傳感器19，霍爾傳感器19安裝在打捆機(jī)2后輪內(nèi)側(cè)，采集端處理器26和電源模塊一24安裝在打捆機(jī)2側(cè)蓋上，信號(hào)調(diào)理模塊安裝在U形安裝槽內(nèi)，中央處理器29、電源模塊二30、GPS模塊28和觸摸顯示屏32分別安裝在牽引機(jī)1駕駛室內(nèi)，觸摸顯示屏32與中央處理器29雙向連接，無線通信模塊27分別與采集端處理器26和中央處理器29雙向連接。

當(dāng)轉(zhuǎn)速傳感器17檢測(cè)到后輪轉(zhuǎn)速為零時(shí)稱重傳感器14和慣性測(cè)量單元14開始采集數(shù)據(jù)，稱重傳感器14采集草捆4重力垂直于稱臺(tái)面11的分力，慣性測(cè)量單元14采集動(dòng)態(tài)稱重平臺(tái)3相對(duì)于地理坐標(biāo)系的三軸角度及草捆4沿動(dòng)態(tài)稱重平臺(tái)3滾落時(shí)施加給動(dòng)態(tài)稱重平臺(tái)3的三軸加速度，后輪轉(zhuǎn)速不為零時(shí)重量采集模塊16停止采集數(shù)據(jù)，重量采集模塊16采集的數(shù)據(jù)通過信號(hào)調(diào)理模塊20放大轉(zhuǎn)換后由采集端處理器26分析計(jì)算處理，得出的重量信息通過無線通信模塊27傳輸?shù)桨惭b在牽引機(jī)1駕駛室內(nèi)的中央處理器29中，最終通過觸摸顯示屏32顯示，存儲(chǔ)模塊一21和存儲(chǔ)模塊二33分別存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，通過串口通信模塊1和串口通信模塊2進(jìn)行輸出。

本發(fā)明中，該采集端處理器26還設(shè)有存儲(chǔ)模塊一21和串口通信模塊一25；存儲(chǔ)模塊一21包括SD存儲(chǔ)器一23和FLASH存儲(chǔ)器一22，SD存儲(chǔ)器一23和FLASH存儲(chǔ)器一22和串口通信模塊一25分別與采集端處理器26雙向連接。

本發(fā)明中，中央處理器29還設(shè)有存儲(chǔ)模塊二33和串口通信模塊二31，存儲(chǔ)模塊二33包括SD存儲(chǔ)器二35和FLASH存儲(chǔ)器二34，SD存儲(chǔ)器二35、FLASH存儲(chǔ)器二34和串口通信模塊二31分別與中央處理器29雙向連接。

打捆機(jī)動(dòng)態(tài)稱重與計(jì)價(jià)系統(tǒng)工作流程如圖5所示。打捆機(jī)2開始工作后，GPS模塊28首先開始定位，機(jī)手通過觸摸顯示屏32選擇計(jì)價(jià)模型，三種計(jì)價(jià)模型分別為草捆重量計(jì)價(jià)、草捆數(shù)量計(jì)價(jià)和里程、重量綜合計(jì)價(jià)，計(jì)價(jià)模型確定后打捆機(jī)2開始前進(jìn)進(jìn)行打捆作業(yè)，霍爾傳感器19計(jì)量打捆機(jī)2行駛里程，并通過無線通信模塊27傳輸給中央處理器29，同時(shí)轉(zhuǎn)速傳感器17檢測(cè)打捆機(jī)2后輪轉(zhuǎn)速是否為零，若為零則重量采集模塊18開始采集數(shù)據(jù)，后輪轉(zhuǎn)速不為零時(shí)重量采集模塊18停止采集數(shù)據(jù)，采集端處理器26計(jì)算草捆重量并通過無線通信模塊27傳輸給中央處理器29，若中央處理器29未接收到數(shù)據(jù)無線通信模塊27重新發(fā)送，中央處理器29計(jì)算草捆總數(shù)量、草捆總重量、草捆密度并繪制草捆密度曲線，然后計(jì)算打捆機(jī)2作業(yè)費(fèi)用并通過觸摸顯示屏33顯示上述信息和GPS定位信息。