本發(fā)明涉及動態(tài)稱重與計價技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種打捆機動態(tài)稱重與計價裝置、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)的打捆機發(fā)展迅速，但在自動化控制、實時監(jiān)測等方面還有很大不足。現(xiàn)有的打捆機無法在打捆完成時對草捆進行實時稱重和密度監(jiān)測，只能通過另行稱重的方式對草捆進行稱重，不能及時調(diào)整草捆的重量及密度，另行稱重的方式不僅需要多臺設(shè)備配合而且浪費人力。為解決草捆稱重問題提出了在打捆機的草捆輸出滑道上安裝草捆稱重裝置和草捆計數(shù)裝置，以實現(xiàn)草捆自動稱重和計數(shù)的技術(shù)方案，對應(yīng)專利有專利號為：CN203661663U，專利名為：一種打捆機監(jiān)測顯示系統(tǒng)的實用新型專利，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，打捆機作業(yè)時并不能保證傳感器保持在水平位置且由于圓捆機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。同時現(xiàn)有打捆機計價方式多為按件計價或按畝計價，但由于每畝草量不同，打捆機每畝地所打草捆數(shù)量及耗油量有較大差異，在計價過程中往往存在較大爭議。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，提供一種打捆機動態(tài)稱重與計價系裝置、控制系統(tǒng)及控制方法，實現(xiàn)打捆機田間作業(yè)時草捆自動稱重、計數(shù)并根據(jù)草捆重量、數(shù)量和打捆機行駛里程提供多種可選擇式計價模型。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下： 一種打捆機動態(tài)稱重與計價裝置，包括牽引機、打捆機、動態(tài)稱重平臺和計算機控制系統(tǒng)，所述牽引機與所述打捆機連接，所述動態(tài)稱重平臺安裝在所述打捆機的出口處，所述牽引機、所述打捆機和所述動態(tài)稱重平臺均與所述計算機控制系統(tǒng)連接；所述動態(tài)稱重平臺包括尾軸、雙彈簧機構(gòu)、U形連接件、連接板、U形安裝槽、傳感器安裝架、至少一個稱重傳感器、承重塊、秤臺面；所述雙彈簧機構(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；所述秤臺面設(shè)有緩沖弧面；所述秤臺面、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；慣性測量單元安裝在秤臺面下方中心位置。

本發(fā)明還提供一種應(yīng)用在打捆機動態(tài)稱重與計價裝置中的計算機控制系統(tǒng)，包括重量采集模塊、里程計量模塊、GPS模塊、信號調(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、存儲模塊一、電源模塊一、串口通信模塊二、存儲模塊二、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面的分力；所述轉(zhuǎn)速傳感器用于采集打捆機后輪轉(zhuǎn)速；所述里程計量模塊包括霍爾傳感器；所述霍爾傳感器用于計量打捆機行駛里程；所述重量采集模塊、里程計量模塊與采集端處理器之間設(shè)有信號調(diào)理模塊；所述稱重傳感器、慣性測量單元和霍爾傳感器的輸出端均與信號調(diào)理模塊的輸入端連接；所述采集端處理器還設(shè)有存儲模塊一和串口通信模塊一；所述存儲模塊一包括SD存儲器一和FLASH存儲器一；所述SD存儲器一、FLASH存儲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)有存儲模塊二和串口通信模塊二；所述存儲模塊二包括SD存儲器二和FLASH存儲器二；所述SD存儲器二、FLASH存儲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后輪軸上，所述霍爾傳感器安裝在打捆機后輪內(nèi)側(cè)，所述采集端處理器和電源模塊一安裝在打捆機側(cè)蓋上；所述信號調(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駕駛室內(nèi)。

本發(fā)明還提供一種打捆機動態(tài)稱重與計價方法，包括如下步驟：

步驟1：GPS模塊首先開始定位，機手通過觸摸顯示屏選擇計價模型；步驟2：計價模型確定后打捆機開始前進進行打捆作業(yè)，霍爾傳感器計量打捆機行駛里程；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用實時發(fā)送給觸摸顯示屏實時顯示；步驟5：打捆機完成打捆時停止前進，轉(zhuǎn)速傳感器檢測打捆機后輪轉(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：草捆落地后打捆機繼續(xù)前進作業(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行駛里程、草捆總重量和草捆總數(shù)量代入計價模型得出打捆機作業(yè)收費金額；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作業(yè)收費金額通過觸摸顯示屏實時顯示。

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

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明將航天領(lǐng)域的慣性測量單元和稱重傳感器相結(jié)合，能夠在打捆機作業(yè)過程中自動稱重、計數(shù)、監(jiān)測草捆密度并提供多種可選擇式計價模型減少打捆機作業(yè)時的計價糾紛。

附圖說明

圖1是打捆機動態(tài)稱重過程的其中一個示意圖。

圖2是打捆機動態(tài)稱重過程的另外一個示意圖。

圖3是打捆機動態(tài)稱重平臺結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是打捆機動態(tài)稱重與計價系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。

圖5是打捆機動態(tài)稱重與計價系統(tǒng)流程圖。

圖中：1-牽引機，2-打捆機，3-動態(tài)稱重平臺，4-草捆，5-連接板，6-雙彈簧機構(gòu)，7-U形連接件，8-尾軸，9-U形安裝槽，10-傳感器安裝架，11-秤臺面，12-緩沖弧面，13-承重塊，14-稱重傳感器，15-慣性測量單元，16-重量采集模塊，17-轉(zhuǎn)速傳感器，18-里程計量模塊，19-霍爾傳感器，20-信號調(diào)理模塊，21-存儲模塊一，22-FLASH存儲器一，23-SD存儲器一，24-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-存儲模塊二，34-FLASH存儲器二，35-SD存儲器二。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

打捆機動態(tài)稱重過程參見圖1和圖2。打捆機2由牽引機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相連的雙彈簧機構(gòu)6產(chǎn)生的扭矩力使得動態(tài)稱重平臺3保持傾斜向上的狀態(tài)（如圖1所示)，不影響打捆機2正常作業(yè)。當打捆機2完成打捆過程打開后倉蓋拋送草捆4時，草捆4施加給動態(tài)稱重平臺3的壓力使得動態(tài)稱重平臺3構(gòu)成一個斜置的穩(wěn)定平臺（如圖2所示）。草捆4沿著動態(tài)稱重平臺3滾落，在此過程中動態(tài)稱重平臺3采集草捆4重量信息得出草捆重量。

打捆機動態(tài)稱重平臺結(jié)構(gòu)參見圖3。打捆機動態(tài)稱重平臺3通過尾軸8和連接板5與打捆機2相連，雙彈簧機構(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，秤臺面11設(shè)有緩沖弧面12，慣性測量單元15安裝在秤臺面11下方中心位置。

打捆機動態(tài)稱重與計價系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖參見圖4。打捆機動態(tài)稱重與計價系統(tǒng)包括重量采集模塊16、里程計量模塊18、信號調(diào)理模塊20、存儲模塊一21、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和存儲模塊二33。重量采集模塊16包括稱重傳感器14、慣性測量單元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，慣性測量單元15安裝在秤臺面11下方中心位置，轉(zhuǎn)速傳感器17安裝在打捆機2后輪軸上。里程計量模塊18包括霍爾傳感器19，霍爾傳感器19安裝在打捆機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2側(cè)蓋上，信號調(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。

當轉(zhuǎn)速傳感器17檢測到后輪轉(zhuǎn)速為零時稱重傳感器14和慣性測量單元14開始采集數(shù)據(jù)，稱重傳感器14采集草捆4重力垂直于稱臺面11的分力，慣性測量單元14采集動態(tài)稱重平臺3相對于地理坐標系的三軸角度及草捆4沿動態(tài)稱重平臺3滾落時施加給動態(tài)稱重平臺3的三軸加速度，后輪轉(zhuǎn)速不為零時重量采集模塊16停止采集數(shù)據(jù)，重量采集模塊16采集的數(shù)據(jù)通過信號調(diào)理模塊20放大轉(zhuǎn)換后由采集端處理器26分析計算處理，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，存儲模塊一21和存儲模塊二33分別存儲數(shù)據(jù)，通過串口通信模塊1和串口通信模塊2進行輸出。

本發(fā)明中，該采集端處理器26還設(shè)有存儲模塊一21和串口通信模塊一25；存儲模塊一21包括SD存儲器一23和FLASH存儲器一22，SD存儲器一23和FLASH存儲器一22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)有存儲模塊二33和串口通信模塊二31，存儲模塊二33包括SD存儲器二35和FLASH存儲器二34，SD存儲器二35、FLASH存儲器二34和串口通信模塊二31分別與中央處理器29雙向連接。

打捆機動態(tài)稱重與計價系統(tǒng)工作流程如圖5所示。打捆機2開始工作后，GPS模塊28首先開始定位，機手通過觸摸顯示屏32選擇計價模型，三種計價模型分別為草捆重量計價、草捆數(shù)量計價和里程、重量綜合計價，計價模型確定后打捆機2開始前進進行打捆作業(yè)，霍爾傳感器19計量打捆機2行駛里程，并通過無線通信模塊27傳輸給中央處理器29，同時轉(zhuǎn)速傳感器17檢測打捆機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)速不為零時重量采集模塊18停止采集數(shù)據(jù)，采集端處理器26計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，然后計算打捆機2作業(yè)費用并通過觸摸顯示屏33顯示上述信息和GPS定位信息。