农机装备传动故障检测无线报警系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种农机装备传动故障检测无线报警系统，由传动故障检测发射电路和故障显示与报警电路通过无线连接方式构成；传动故障检测发射电路由霍尔传感器信号采集模块、电压比较器信号调理模块、“喂狗”信号分析模块、第一逻辑处理模块、单稳态触发模块、第二逻辑处理模块、无线信号发射模块组成；故障显示与报警电路包括无线接收模块、信号处理模块、LED灯和蜂鸣器，信号处理模块由拨码开关和排阻组成；无线信号发射模块与无线接收模块连接，无线接收模块与信号处理模块连接，信号处理模块分别与LED灯和蜂鸣器连接。本实用新型专利技术适用于农机装备的多路传动故障实时检测与报警，对提高农机业装备作业质量具有重要的实用价值。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及农机装备测试装置
，具体的是指一种农机装备传动故障检测无线报警系统。
技术介绍
传动机构作为动力传输设备，是农机装备中是一种常用的机械结构。在农机作业过程中，一方面，面对复杂的作业环境(如拖拉机的高振动状态)，传动机械部分时常有皮带或者链条脱落等情况出现；另一方面，传动机构经常处于高速运转状态，在长时间作业后，传动机构出现损坏、磨损、变形以及失去动平衡等问题在所难免。这些都会使传动机构发生故障，如果这些故障不能及时发现并处理，将会影响农机装备的正常作业，降低作业的质量与效率。例如对于一些播种机，一旦出现传动故障而没有及时发现并处理，就会造成漏播，从而导致作物减产。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种农机装备传动故障检测无线报警系统，针对传动机械的传动特点，应用霍尔传感器可以实现主动轮和从动轮工作状态的实时检测，并且提供故障报警与显示功能，以解决当传动系统发生故障时，作业人员不能及时发现传动故障的问题，从而为作业人员提供参考，提高农机作业的质量。为实现上述目的，本技术提供的农机装备传动故障检测无线报警系统，其特征在于:由传动故障检测发射电路和故障显示与报警电路通过无线连接方式构成；所述传动故障检测发射电路由霍尔传感器信号采集模块、电压比较器信号调理模块、“喂狗”信号分析模块、第一逻辑处理模块、单稳态触发模块、第二逻辑处理模块、无线信号发射模块组成；霍尔传感器信号采集模块采集的信号传送至比较器信号调理模块，从霍尔传感器采集得来的信号经过电压比较器调理模块以后，转变成“喂狗”信号传输至“喂狗”信号分析模块，“喂狗”信号分析模块与第一逻辑处理模块连接，第一逻辑处理模块与单稳态触发模块连接，单稳态触发模块与第二逻辑处理模块连接，第二逻辑处理模块与无线信号发射模块连接；所述故障显示与报警电路包括无线接收模块、信号处理模块、LED灯和蜂鸣器，所述信号处理模块由拨码开关和排阻组成；所述无线信号发射模块与无线接收模块连接，无线接收模块与信号处理模块连接，信号处理模块分别与LED灯和蜂鸣器连接。作为一种优选方案，所述霍尔传感器信号采集模块由固定在农机装备传动机构的主动轮与从动轮上的磁钢与霍尔传感器组成。作为又一种优选方案，所述电压比较器信号调理模块是用LM393搭成的电压比较器。作为又一种优选方案，所述“喂狗”信号分析模块是用看门狗芯片MAX813L搭成的电路。作为又一种优选方案，所述第一逻辑处理模块由74HC86AD芯片的两个异或门组成。作为又一种优选方案，所述单稳态触发模块由74HC123E芯片组成。作为又一种优选方案，所述第二逻辑处理模块由74HC86AD芯片的一个异或门和74LS00芯片的一个与非门组成。作为又一种优选方案，所述无线信号发射模块包括无线发射模块、排阻，拨码开关以及74LS00芯片的一个与非门。本技术的优点如下:其一，能够实时检测农机装备传动系统的工作状态，当故障出现时，能够及时报警，使作业人员能够及时处理，提高工作效率。其二，信号传输都是无线传输，而不是有线传输；该无线传输的信号并不会被障碍物阻挡，也就是说该无线传输可以轻易的从农机装备的末端传送到前端(如从油菜精量联合直播机的作业端传送到驾驶室供人查看)。相比有线传输，具有安装方便，节省材料的优点。其三，本技术电路中的无线发射模块只有在发生故障时才供电发射，其余电路则由数字芯片模块构成，功耗要求低，使用9v电池便可实现长时间工作。而且所用的电子元器件均为很常见，成本低廉。【附图说明】图1是本技术霍尔传感器信号采集信号的接口电路图。图2、图3、图4、图5是本技术对霍尔传感器采集的信号进行调理的电压比较器信号调理模块电路图。图6、图7、图8、图9是本技术对应的“喂狗”信号分析模块电路图。图10是本技术第一逻辑处理模块电路图。图11是本技术单稳态触发模块电路图。图12是本技术第二逻辑处理模块电路图的第一部分。图13是本技术第二逻辑处理模块电路图的第二部分。图14是本技术无线发射电路图。图15是本技术无线接收电电路图。图16是本技术蜂鸣器电路图。图17是本技术LED灯电路图。图18是本技术具体实施应用的总结构图。图19是本技术工作方式流程框图。图20是本技术的总体硬件框图。【具体实施方式】以下结合附图和具体实施例对本技术作进一步的详细描述。如图1所示:四个霍尔传感器分别采集到三个从动轮和一主动轮的信号，分别为Port1、Port2、Port3 和 Port4.如图2、图3、图4、图5所示，四个电压比较器分别对Portl、Port2、Port3和Port4进行处理，之后分别输出S1、S2、S3、S4。如图6、图7、图8、图9所示，S1、S2、S3、S4分别输入到对应的喂狗芯片信号分析电路中，之后分别输出WD1、WD2、WD3、WD4。如图10所示，第一逻辑处理模块对WD1、WD2、WD3分析，以检测从动轮的工作状态是否发生了变化，之后输出C。如图11所示，C输入到单稳态触发模块中，当从动轮工作状态发生变化时，如果有一个从动轮从正常工作突然发生故障或者从故障变为正常是，C的电平都会发生翻转，触发单稳态电路，两个输出信号必有一个变成高电平(通过外接电阻电容确定高电平持续时间为0.75s)，另一个仍为低电平。如图12所示，N和Y两个信号经过异或运算以后得到信号Q，使得当无论是故障发生或是故障解除时，Q都为高电平(高电平持续时间与单稳态触发模块高电平持续时间一致)。如图13所示，信号Q与信号WD4经过与非运算后得到信号K，只有当主动轮转动，且信号Q为高电平时，信号K才为低电平，无线信号才能发射。如图14所示，WD1、WD2、WD3三个信号经过取反以后，分别输入到D0、D1、D2三个引脚，分别表示三个从动轮的工作状态的信息。WD4信号则不需要取反直接输入到D3引脚，传递主动轮的工作状态的信息，即为工作指示灯(绿色)。信号K则控制发射芯片的使能端，该发射芯片的使能端是低电平触发，所以当K信号为低电平时能触发无线发射芯片。排阻RES-8充当上拉电阻的作用，Sffl则为排阻的开关，达到通信加地址的目的。如图15所示，排阻RES-8充当上拉电阻的作用，SWl则为排阻的开关，达到通信加地址的目的。而D0、D1、D2、D3上面的信号则与发射电路上面的一致，这四个信号则直接控制四个指示灯，D0、D1、D2为故障指示灯(红色)，灯亮显示该从动轮有故障；D3为工作指示灯，灯亮表示主动轮在转动。VT则控制蜂鸣器，蜂鸣器响时提醒工作人员故障存在。该接收电路的输出端是自锁的，就是说接到一次信号后，输出端的信号会一直保持，直到下一次接收到信号才会发生改变。如图16所示，为蜂鸣器启动电路，由VT端输出的信号BEEP控制。如图17所示，为LED灯启动电路，由DO、D1、D2、D3端输出的信号LED 1、LED2、LED3、LED4控制。如图18、图19所示，总体表现了本技术报警系统的工作方式和流程。如图20所示，为本技术硬件功能的总体示意图，其中I为信号输入端，2为信号调理模块，3为“看门狗”信号判断模块，4、6、7、8均为逻辑运算模块，5为单稳态电路，9、11为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种农机装备传动故障检测无线报警系统，其特征在于：由传动故障检测发射电路和故障显示与报警电路通过无线连接方式构成；所述传动故障检测发射电路由霍尔传感器信号采集模块、电压比较器信号调理模块、“喂狗”信号分析模块、第一逻辑处理模块、单稳态触发模块、第二逻辑处理模块、无线信号发射模块组成；霍尔传感器信号采集模块采集的信号传送至比较器信号调理模块，从霍尔传感器采集得来的信号经过电压比较器调理模块以后，转变成“喂狗”信号传输至“喂狗”信号分析模块，“喂狗”信号分析模块与第一逻辑处理模块连接，第一逻辑处理模块与单稳态触发模块连接，单稳态触发模块与第二逻辑处理模块连接，第二逻辑处理模块与无线信号发射模块连接；所述故障显示与报警电路包括无线接收模块、信号处理模块、LED灯和蜂鸣器，所述信号处理模块由拨码开关和排阻组成；所述无线信号发射模块与无线接收模块连接，无线接收模块与信号处理模块连接，信号处理模块分别与LED灯和蜂鸣器连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：丁幼春，廖庆喜，周雅文，廖宜涛，
申请(专利权)人：华中农业大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42