專利名稱：一種切碎裝置的自動控制系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種能源林樹木切碎裝置，特別是一種高效的切碎裝置的自動控制系統。
技術背景隨著我國生物質綜合利用的廣度和深度不斷加大，對農林生物質的需求量也逐年增加。然而生物質綜合利用的前期收集環節成本占到總成本的近一半，迫切需要能提高收集效率、降低運輸成本、勞動成本且適合各種作業場合的機械設備。目前，在我國能源林機械領域，用于硬木質類秸桿，林木樹枝、樹杈和木材加工廢棄物切碎的設備種類較多，其中切碎裝置多為人工操作控制，無法自動適應不同尺寸樹枝干，且生產過程無法實現自動化機械化，生產效率低，勞動強度大，使用不方便。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種能方便地進行手動或自動控制轉換的切碎裝置的自動控制系統。為了實現上述目的，本實用新型提供了一種切碎裝置的自動控制系統，其中，包括主控制模塊、喂入切碎控制系統、電控系統和液壓系統，所述喂入切碎控制系統、所述電控系統和所述液壓系統分別與所述主控制模塊連接，所述喂入切碎控制系統包括手動喂入控制機構、自動喂入控制機構和急停控制機構，所述自動喂入控制機構與所述電控系統連接。上述的切碎裝置的自動控制系統，其中，所述手動喂入控制機構包括支架及安裝在所述支架上的手動控制部件、多個微動開關和復位部件，所述多個微動開關分別與所述主控制模塊連接，所述手動控制部件包括控制柄和控制凸輪，所述控制凸輪的中心與所述支架樞接，所述控制凸輪上設置有與所述控制柄連接的連接部，所述控制凸輪的外邊緣設置有多個限位面，所述多個限位面設置在所述控制凸輪的主工作面相對的一側，所述多個微動開關分別對應所述多個限位面設置在所述主工作面一側，所述復位部件分別對應于所述多個限位面設置有第一極限位置端和第二極限位置端。上述的切碎裝置的自動控制系統，其中，所述多個限位面包括順序連接的反轉限位面、等待限位面、正轉限位面和停轉限位面，所述多個微動開關包括對應于所述反轉限位面、等待限位面、正轉限位面和停轉限位面順序設置的第一微動開關、第二微動開關和第三微動開關。上述的切碎裝置的自動控制系統，其中，所述控制凸輪上還設置有滑道，所述滑道設置在所述連接部相對的一側。上述的切碎裝置的自動控制系統，其中，所述急停控制機構包括急停控制板、復位機構、調節板和急停微動開關，所述急停控制板安裝在所述切碎裝置的喂入機構的下進料桿的兩端，所述調節板的一端與所述急停控制板的一端連接，所述調節板的另一端固定在所述切碎裝置上，所述急停控制板的另一端設置有工作面，所述急停微動開關對應于所述工作面安裝在所述調節板上并與所述主控制模塊連接，所述下進料桿通過一連接耳連接在所述切碎裝置上且能繞所述連接耳的固定端樞轉，所述復位機構與所述連接耳連接。上述的切碎裝置的自動控制系統，其中，所述急停微動開關包括低靈敏度開關和高靈敏度開關，所述高靈敏度開關與所述工作面的距離小于所述低靈敏度開關。上述的切碎裝置的自動控制系統，其中，還包括高低靈敏度選擇開關，所述高低靈敏度選擇開關與所述主控制模塊連接。上述的切碎裝置的自動控制系統，其中，所述自動喂入控制機構包括設置于所述主控制模塊內的自動喂入控制單元,所述自動喂入控制單元包括數據采集子單元、數據處理子單元、數據比較子單元和喂入控制子單元，所述數據采集子單元和所述電控系統連接，所述喂入控制子單元和所述液壓系統連接。上述的切碎裝置的自動控制系統，其中，所述電控系統包括轉速傳感器、發動機水 ·溫傳感器、發動機油壓傳感器和/或油量傳感器，所述轉速傳感器設置在所述切碎裝置的發動機飛輪齒圈上或設置于所述切碎裝置的切碎滾筒的軸端，所述發動機水溫傳感器及發動機油壓傳感器均設置在所述切碎裝置的發動機上，所述油量傳感器設置在所述切碎裝置的油箱上。上述的切碎裝置的自動控制系統，其中，還包括報警系統，所述報警系統分別與所述電控系統和所述主控制模塊連接。本實用新型的有益功效在于本實用新型在整個工作過程中可實現手動或自動控制物料的喂入，通過傳感器實時監測發動機水溫、油壓、轉速狀態以及切碎裝置轉速并通過報警燈報警指示，能實現對不同直徑樹枝干的壓緊輸送，結構簡單、性能可靠、成本較低、生產效率高，使用靈活方便，有效降低了勞動強度，安全性能好。
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細描述，但不作為對本實用新型的限定。

圖I為本實用新型的自動控制系統框圖；圖2為本實用新型的手動喂入控制機構結構示意圖；圖3為本實用新型的急停控制機構結構示意圖。其中，附圖標記I主控制模塊2喂入切碎控制系統21手動喂入控制機構211 支架212手動控制部件2121 控制柄2122控制凸輪21221連接部21222 限位面21223 主工作面21224滑道[0030]213微動開關2131第一微動開關2132第二微動開關2133第三微動開關214復位部件 2141第一極限位置端 2142第二極限位置端22自動喂入控制機構23急停控制機構231急停控制板2311 工作面232復位機構233調節板234急停微動開關3電控系統4液壓系統5下進料桿6連接耳7 螺栓
具體實施方式
以下結合附圖對本發明的結構原理和工作原理作具體的描述參見圖1，圖I為本實用新型的自動控制系統框圖。本實用新型的切碎裝置的自動控制系統，包括主控制模塊I、喂入切碎控制系統2、電控系統3和液壓系統4，所述喂入切碎控制系統2、所述電控系統3和所述液壓系統4分別與所述主控制模塊I連接，所述喂入切碎控制系統2包括手動喂入控制機構21、自動喂入控制機構22和急停控制機構23，所述自動喂入控制機構22與所述電控系統3連接。本實用新型的主控制模塊I選用AVR系列的Atmegal6單片機作為主控單片機，為系統提供2路中斷輸入、12個開關量輸入、3個開關量輸出。主控制模塊循環掃描傳感器以及手動控制桿的開關量輸入，通過程序對輸入信號處理，控制電磁閥換向以及報警燈閃爍。其傳感器部分包括安裝于發動機飛輪齒圈的轉速傳感器、帶負控報警功能的發動機水溫、油壓傳感器以及裝于油箱的油量傳感器。參見圖2，圖2為本實用新型的手動喂入控制機構結構示意圖。所述手動喂入控制機構21包括支架211及安裝在所述支架211上的手動控制部件212、多個微動開關213和復位部件214，所述多個微動開關213分別與所述主控制模塊I連接，所述手動控制部件212包括控制柄2121和控制凸輪2122，所述控制凸輪2122的中心與所述支架211樞接，所述控制凸輪2122上設置有與所述控制柄2121連接的連接部21221，所述控制凸輪的外邊緣設置有多個限位面21222，所述多個限位面21222設置在所述控制凸輪2122的主工作面21223相對的一側，所述多個微動開關分別對應所述多個限位面21222設置在所述主工作面21223 —側，所述復位部件214分別對應于所述多個限位面21222設置有第一極限位置端2141和第二極限位置端2142。本實施例中，所述多個限位面21222包括順序連接的反轉限位面、等待限位面、正轉限位面和停轉限位面，所述多個微動開關213包括對應于所述反轉限位面、等待限位面、正轉限位面和停轉限位面順序設置的第一微動開關2131、第二微動開關2132和第三微動開關2133。其中，所述控制凸輪2122上還設置有滑道21224，所述滑道21224設置在所述連接部21221相對的一側。上進料桿的4個位置通過控制板2121帶動控制凸輪2122繞著螺栓沿滑道21224旋轉，當控制凸輪2122的反轉限位面觸碰彈簧復位機構232的第一極限位置端2141時，控制凸輪2122的主工作面21223將第一微動開關2131按下，此時主控制模塊I接受“反轉”開關量輸入信號；當控制凸輪2122的等待限位面觸碰彈簧復位機構232的第二極限位置端2142時，控制凸輪2122的主工作面21223位于第一微動開關2131與第二微動開關2132之間，沒有微動開關按下，此時主控制模塊I未接受到開關量輸入信號，主控制模塊I經過程序將其判為“等待”輸入；由于彈簧復位機構232的作用，若上進料在“反轉”位置時不再施加力，則控制凸輪2122自動復位至“等待”位置；當控制凸輪2122的正轉限位面觸碰彈簧復位機構232的第二極限位置端2142時，控制凸輪2122的主工作面21223將第一微動開 關2131按下，此時主控制模塊I接受“正轉”開關量輸入信號；當控制凸輪2122的停轉限位面觸碰彈簧復位機構232的第二極限位置端2142時，控制凸輪2122的主工作面21223同時將第一微動開關2131與第三微動開關2133按下，此時主控制模塊I接受2路開關量輸入，經過程序將其判為“停轉”輸入；由于彈簧復位機構232的作用，若上進料在“停轉”位置時不再施加力，則控制凸輪2122自動復位至“正轉”位置。該部分結構緊湊、可操作性強，適于在戶外環境下簡便的操作喂入輥輸入。參見圖3，圖3為本實用新型的急停控制機構結構示意圖。所述急停控制機構23包括急停控制板231、復位機構232、調節板233和急停微動開關234，所述急停控制板231安裝在所述切碎裝置的喂入機構的下進料桿5的兩端，所述調節板233的一端與所述急停控制板231的一端連接，所述調節板233的另一端固定在所述切碎裝置上，所述急停控制板231的另一端設置有工作面2311，所述急停微動開關234對應于所述工作面2311安裝在所述調節板233上并與所述主控制模塊I連接，所述下進料桿5通過一連接耳6連接在所述切碎裝置上且能繞所述連接耳6的固定端樞轉，所述復位機構232與所述連接耳6連接。本實施例中，所述急停微動開關234包括低靈敏度開關和高靈敏度開關，所述高靈敏度開關與所述工作面的距離小于所述低靈敏度開關。還可包括高低靈敏度選擇開關，所述高低靈敏度選擇開關與所述主控制模塊I連接。下進料桿5未被觸碰時在復位機構232的力作用下處于最外側位置；當下進料桿5被觸碰時,它將繞著螺栓7轉動較小角度，由于高靈敏微動開關較之于低靈敏微動開關更接近下進料桿5的工作面，故會先觸碰高靈敏微動開關，則主控制模塊I接受到開關量輸入信號，此時主控制模塊I根據高低靈敏功能選擇開關判定是否處于高靈敏狀態，若是，則主控制模塊I判定該狀態為高靈敏急停狀態，通過電磁閥控制喂入輥停轉；否則主控制模塊I無動作。若觸碰下進料桿5使其繞著螺栓7轉動較大角度，此時高靈敏微動開關和低靈敏微動開關依次接通，主控制模塊I接收到2個開關量輸入信號，此時主控制模塊I根據高低靈敏功能選擇開關判定是否處于低靈敏狀態，若是，則主控制模塊I判定該狀態為低靈敏急停狀態，通過電磁閥控制喂入輥停轉；否則主控制模塊I無動作。下進料桿5觸碰微動開關的旋轉角度的大小，可通過調節調節板233固定螺栓來改變，以適應不同的靈敏度要求。該結構緊湊、簡單，適用于工作狀況下的緊急停車，并加入高低靈敏度的選擇，適應不同的工況。[0052]本實施例中，所述自動喂入控制機構22包括設置于所述主控制模塊I內的自動喂入控制單元，所述自動喂入控制單元包括數據采集子單元、數據處理子單元、數據比較子單元和喂入控制子單元，所述數據采集子單元和所述電控系統3連接，所述喂入控制子單元和所述液壓系統4連接。主控制模塊I實時采集由安裝于滾筒軸端處的轉速傳感器得到的正弦波信號，經過信號處理輸入給主控制模塊I 一定頻率的脈沖，主控制模塊I處理后得到發動機實時轉速，在切碎過程中，若主控制模塊I監測到當前滾筒轉速低于預設臨界值，即通過電磁閥控制喂入輥停轉，此時切碎過程已停止，滾筒轉速開始恢復，一旦滾筒轉速恢復至預設臨界值之上，則主控制模塊I控制電磁閥使喂入輥正轉繼續喂入。此過程在主控制模塊I中循環執行，起到智能喂入之作用。切碎模式選擇開關由用戶根據當前物料選擇當前切碎的模式一大枝、中枝或者小枝；這三種切碎模式分別對應主控模式不同的預設臨界值，從而使得切碎不同的物料喂入輥智能喂入的臨界條件不同，達到高效切碎的目的。此外，安裝于發動機飛輪齒圈處的轉速傳感器得到發動機轉速，通過與滾筒轉速的比較得到皮帶滑差比，若該滑差比低于正常預設值，則主控制模塊I通過報警燈報警，提示用戶皮帶過送，采取相·應措施。所述電控系統3包括轉速傳感器、發動機水溫傳感器、發動機油壓傳感器和/或油量傳感器，所述轉速傳感器設置在所述切碎裝置的發動機飛輪齒圈上或設置于所述切碎裝置的切碎滾筒的軸端，所述發動機水溫傳感器及發動機油壓傳感器均設置在所述切碎裝置的發動機上，所述油量傳感器設置在所述切碎裝置的油箱上。還可包括報警系統，所述報警系統分別與所述電控系統3和所述主控制模塊I連接。安裝于發動機的帶負控報警功能的機油壓力傳感器以及帶負控報警功能的水溫傳感器，當發動機在工作過程中的機油壓力低于設定值或者水溫高于設定值，主控制模塊I接收到開關量信號，主控制模塊I即控制喂入輥停轉，并控制報警燈閃爍以提示用戶報警。本實用新型用于切枝機的控制，可實現在整個工作過程中手動、自動控制喂入輥喂入，通過傳感器實時監測發動機水溫、油壓、轉速狀態以及切碎滾筒轉速并通過報警燈報警指示的作用。包括能夠手動操作的上控制桿控制部分，它的四個位置按車身方向從前到后分別是“反轉”、“等待”、“正轉”以及“停轉”，可使喂入輥實現相應的動作；包括能夠被觸碰發生小角度轉動而實現喂入輥停轉的下控制桿控制部分，并可以選擇高、低靈敏度，以適應不同的工作狀況；包括監測發動機轉速、切碎滾筒轉速，監測皮帶松緊程度，控制喂入輥智能喂料的智能喂入部分，并有相應的切碎大枝、中枝、小枝的模式選擇功能；包括實時監測發動機水溫、油壓狀態的發動機監測報警部分；包括控制報警燈閃爍的繼電器以及控制液壓喂入輥換向的電磁閥。當然，本實用新型還可有其它多種實施例，在不背離本實用新型精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本實用新型作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬于本實用新型所附的權利要求的保護范圍。
權利要求1.一種切碎裝置的自動控制系統，其特征在于，包括主控制模塊、喂入切碎控制系統、電控系統和液壓系統，所述喂入切碎控制系統、所述電控系統和所述液壓系統分別與所述主控制模塊連接，所述喂入 切碎控制系統包括手動喂入控制機構、自動喂入控制機構和急停控制機構，所述自動喂入控制機構與所述電控系統連接。
2.如權利要求I所述的切碎裝置的自動控制系統，其特征在于，所述手動喂入控制機構包括支架及安裝在所述支架上的手動控制部件、多個微動開關和復位部件，所述多個微動開關分別與所述主控制模塊連接，所述手動控制部件包括控制柄和控制凸輪，所述控制凸輪的中心與所述支架樞接，所述控制凸輪上設置有與所述控制柄連接的連接部，所述控制凸輪的外邊緣設置有多個限位面，所述多個限位面設置在所述控制凸輪的主工作面相對的一側，所述多個微動開關分別對應所述多個限位面設置在所述主工作面一側，所述復位部件分別對應于所述多個限位面設置有第一極限位置端和第二極限位置端。
3.如權利要求2所述的切碎裝置的自動控制系統，其特征在于，所述多個限位面包括順序連接的反轉限位面、等待限位面、正轉限位面和停轉限位面，所述多個微動開關包括對應于所述反轉限位面、等待限位面、正轉限位面和停轉限位面順序設置的第一微動開關、第二微動開關和第三微動開關。
4.如權利要求2或3所述的切碎裝置的自動控制系統，其特征在于，所述控制凸輪上還設置有滑道，所述滑道設置在所述連接部相對的一側。
5.如權利要求1、2或3所述的切碎裝置的自動控制系統，其特征在于，所述急停控制機構包括急停控制板、復位機構、調節板和急停微動開關，所述急停控制板安裝在所述切碎裝置的喂入機構的下進料桿的兩端，所述調節板的一端與所述急停控制板的一端連接，所述調節板的另一端固定在所述切碎裝置上，所述急停控制板的另一端設置有工作面，所述急停微動開關對應于所述工作面安裝在所述調節板上并與所述主控制模塊連接，所述下進料桿通過一連接耳連接在所述切碎裝置上且能繞所述連接耳的固定端樞轉，所述復位機構與所述連接耳連接。
6.如權利要求5所述的切碎裝置的自動控制系統，其特征在于，所述急停微動開關包括低靈敏度開關和高靈敏度開關，所述高靈敏度開關與所述工作面的距離小于所述低靈敏度開關。
7.如權利要求6所述的切碎裝置的自動控制系統，其特征在于，還包括高低靈敏度選擇開關，所述高低靈敏度選擇開關與所述主控制模塊連接。
8.如權利要求1、2、3、6或7所述的切碎裝置的自動控制系統，其特征在于，所述自動喂入控制機構包括設置于所述主控制模塊內的自動喂入控制單元,所述自動喂入控制單元包括數據采集子單元、數據處理子單元、數據比較子單元和喂入控制子單元，所述數據采集子單元和所述電控系統連接，所述喂入控制子單元和所述液壓系統連接。
9.如權利要求1、2、3、6或7所述的切碎裝置的自動控制系統，其特征在于，所述電控系統包括轉速傳感器、發動機水溫傳感器、發動機油壓傳感器和/或油量傳感器，所述轉速傳感器設置在所述切碎裝置的發動機飛輪齒圈上或設置于所述切碎裝置的切碎滾筒的軸端，所述發動機水溫傳感器及發動機油壓傳感器均設置在所述切碎裝置的發動機上，所述油量傳感器設置在所述切碎裝置的油箱上。
10.如權利要求1、2、3、6或7所述的切碎裝置的自動控制系統，其特征在于，還包括報警系統，所述報警系統分別與所述電控系統和所述主控制模塊連接。 ·
專利摘要一種切碎裝置的自動控制系統，包括主控制模塊、喂入切碎控制系統、電控系統和液壓系統，所述喂入切碎控制系統、所述電控系統和所述液壓系統分別與所述主控制模塊連接，所述喂入切碎控制系統包括手動喂入控制機構、自動喂入控制機構和急停控制機構，所述自動喂入控制機構與所述電控系統連接。本實用新型在整個工作過程中可實現手動或自動控制物料的喂入，通過電控系統實時監測發動機水溫、油壓、轉速狀態以及切碎裝置轉速并可通過報警系統報警指示，能實現對不同直徑樹枝干的壓緊輸送，結構簡單、性能可靠、成本較低、生產效率高，使用靈活方便，有效降低了勞動強度，安全性能好。
文檔編號B02C25/00GK202752090SQ2012204510
公開日2013年2月27日 申請日期2012年9月5日 優先權日2012年9月5日
發明者李樹君, 趙俊, 劉天舒, 邱灶楊, 閆希宇 申請人:中國農業機械化科學研究院