УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ПУЛЬТ УПРАВЛЕНИЯ КОМБАЙНОМ

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно, к устройствам управления зерноуборочными и кормоуборочными комбайнами.
Известна клавиатура с возможностью замены буквенно-цифровых обозначений клавиш (Патент на полезную модель RU 134142 U1), клавиатура выполнена на базе пленочной клавиатуры, которая является сложным изделием, представляет собой пакет из нескольких слоев пленки, изготовленных по технологии трафаретной печати, склеенных между собой, и имеет длительный срок изготовления, высокую стоимость и низкую износостойкость изображений, наносимых на наружную поверхность. Изменение буквенно-цифровых обозначений клавиш заменой вкладыша является ручной технологической операцией и при серийном производстве неэффективна.
Наиболее близким к предложенному универсальному пульту управления комбайном является пульт дистанционного управления (Патент на полезную модель RU 2362218 С2, G12В 9/10), содержащий корпус, выполненный из прочного термопластичного пластика, состоящий из нижней и верхней части корпуса, соединенных между собой. В корпусе через определенные интервалы расположены рабочие кнопки, соединенные между собой основанием и выполненные из упругого материала. Рабочие кнопки выполнены в виде квадратных столбиков на упругом подвесе. В верхней части корпуса выполнены сквозные отверстия, сформированные в положениях, соответствующих рабочим кнопкам. Рабочие кнопки выполнены выступающими над наружной поверхностью верхней части корпуса с возможностью нажатия. Упругое основание с рабочими кнопками опирается на закрепленную в верхней части корпуса печатную плату рабочих кнопок. Переключающие контакты расположены на печатной плате непосредственно под рабочими кнопками. В корпусе размещено электронное оборудование, содержащее микроконтроллер, управляющий работой пульта управления, запоминающее устройство и т.п.
Современное производство комбайнов ориентировано на удовлетворение потребностей производителей сельскохозяйственной продукции, которые определяются размерами хозяйств, перечнем видов сельскохозяйственной продукции, урожайностью. Линейка производимой продукции комбайнового завода включает 5-8 и более моделей комбайнов, а применение комплектующих изделий различных производителей - двигателя, трансмиссии, электрогидравлики и прочее, расширяет линейку производимых комбайнов до 20 и более модификаций.
Для обеспечения ритмичного и технологичного производства необходим универсальный пульт управления комбайнами.
Предлагаемое техническое решение направлено на создание универсального пульта управления комбайнами для применения в различных моделях комбайнов и их модификациях.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является расширение применяемости пульта управления в различных моделях комбайнов и их модификациях.
Сущность полезной модели
Для достижения технического результата применены технические решения, обеспечивающие универсальность пульта управления комбайном за счет того, что основание с рабочими кнопками выполнено из прозрачной силиконовой резины, на наружную поверхность которого последовательно в два слоя нанесены лакокрасочные покрытия - белое прозрачное и черное непрозрачное; на наружных поверхностях рабочих кнопок выполнены пиктограммы их назначения для каждой модели и модификации комбайна лазерным гравированием непрозрачного черного слоя лакокрасочного покрытия и нанесено прозрачное износостойкое покрытие; рабочие кнопки выполнены в виде однокнопочных выключателей и двухкнопочных переключателей с электронной фиксацией; однокнопочные выключатели обеспечивают выключение и включение агрегатов комбайна; двухкнопочные переключатели обеспечивают регулирование параметров агрегатов комбайна; при нажатии на одну из рабочих кнопок двухкнопочного переключателя обеспечивается увеличение регулируемого параметра агрегата комбайна, при нажатии на другую рабочую кнопку обеспечивается уменьшение, при нажатии на две рабочие кнопки обеспечивается прекращение регулирования; на наружной поверхности верхней части корпуса установлена съемная самоклеящаяся панель с отверстиями, соответствующими положению и форме рабочих кнопок; самоклеящаяся панель изготовлена из прозрачного пластика; на наружной поверхности самоклеящейся панели в зависимости от модели и модификации комбайна способом двухслойной трафаретной печати белым прозрачным красителем на черном фоне выполнены пиктограммы обозначений двухкнопочных переключателей, расположенных между рабочими кнопками, пиктограммы выключения однокнопочных выключателей, пиктограмма «Авария ПУ», зона, соответствующая положению и размерам двухпозиционного семисегментного индикатора; основание с рабочими кнопками опирается на двухстороннюю печатную плату рабочих кнопок, закрепленную в верхней части корпуса; на верхней стороне печатной платы установлены контактные замыкатели, светодиоды постоянной и управляемой подсветки, двухразрядный семисегментный светодиодный индикатор; на нижней стороне печатной платы установлена розетка вертикального штыревого электрического соединителя с печатной платой контроллера пульта управления и односторонний фольгированный диэлектрик, выполняющий функции экрана от внешних электромагнитных помех; в качестве контактного замыкателя применена металлическая куполообразная мембрана с пуклевкой в зоне контактирования с проводящим слоем печатной платы и боковыми вырезами, образующими четыре боковых контакта с проводниками печатной платы, при этом, один из боковых контактов припаян к печатной плате; светодиоды постоянной подстветки белым цветом пиктограмм двухкнопочных переключателей установлены в светопроводных каналах с непрозрачными стенками; светодиоды постоянной подсветки белым цветом пиктограмм рабочих кнопок установлены в одном из вырезов куполообразной мембраны; светодиоды управляемой подсветки драйвером светодиодов зеленым цветом пиктограмм выключения однокнопочных выключателей и светодиод управляемой подсветки желтым цветом пиктограммы «Авария ПУ» также установлены в светопроводных каналах с непрозрачными стенками; электронное оборудование расположено на двухсторонней печатной плате контроллера пульта управления, закрепленной в нижней части корпуса; на печатной плате контроллера пульта управления установлена вилка штыревого электрического соединителя с розеткой печатной платы рабочих кнопок, микроконтроллер, память, драйвер светодиодов, силовые ключи, оптореле, приемопередатчик CAN-сообщений, пьезоэлектрический звукоизлучатель, преобразователь напряжения бортовой сети электропитания, выходные разъемы, USB-разъем; в качестве памяти применена внешняя энергонезависимая память; микроконтроллер обеспечивает преобразование поступившего на вход сигнала в результате замыкания контактного замыкателя при нажатии на рабочую кнопку в сигнал управления агрегатом комбайна; в зависимости от модели, модификации комбайна и назначения поступившего сигнала микроконтроллер обеспечивает управление агрегатом комбайна по одному из трех каналов управления - по каналу силового управления с использованием силовых ключей, по каналу логического управления с использованием оптореле в качестве гальванической развязки, по каналу цифрового управления с использованием приемо-передатчика по CAN-шине; микроконтроллер обеспечивает автоматическое диагностирование пульта управления; при обнаружении неисправности по сигналу микроконтроллера драйвер светодиодов обеспечивает отображение на двухразрядном семисегментном светодиодном индикаторе кода неисправности и подсветку пиктограммы «Авария ПУ»: коды неисправностей занесены во внешнюю энергонезависимую память; микроконтроллер также обеспечивает занесение информации о неисправности во внешнюю энергонезависимую память для сохранения в течение жизненного цикла пульта управления; по сигналу микроконтроллера драйвер светодиодов обеспечивает подсветку пиктограммы выключения при нажатии на кнопку однокнопочного выключателя при выключении агрегата комбайна; пьезоэлектрический звукоизлучатель обеспечивает звуковое сопровождение обнаруженной неисправности, а также нажатие на рабочую кнопку; преобразователь напряжения бортовой сети электропитания обеспечивает необходимым электропитанием электронное оборудование пульта управления и светодиоды постоянной подсветки; USB-разъем обеспечивает подключение программирующего устройства для занесения рабочей программы в память микроконтроллера при производстве пульта управления в зависимости от модели и модификации комбайна.
Техническая сущность и описание предложенного универсального пульта управления комбайном поясняется чертежами на Фиг. 1, Фиг. 2, Фиг. 3, Фиг. 4:
Фиг. 1 Общий вид пульта управления модели комбайна (вид спереди);
Фиг. 2 Поперечный разрез изображения пульта управления комбайном (повернуто);
Фиг. 3 Схема структурная пульта управления;
Фиг. 4 Общий вид пульта управления модификации комбайна (вид
спереди).
Конструкция универсального пульта управления комбайном Фиг. 1, Фиг. 2 содержит корпус, состоящий из верхней части 1 и нижней части 2, соединенных между собой. В корпусе через определенные интервалы расположены рабочие кнопки 4, соединенные между собой основанием 3 и изготовленные из прозрачной силиконовой резины марки Пентосил (Россия) прямым горячим прессованием. На наружную поверхность основания 3 с рабочими кнопками 4 последовательно в два слоя нанесены лакокрасочные силиконовые покрытия - белое прозрачное и черное непрозрачное. На наружных поверхностях рабочих кнопок 5 выполнены пиктограммы их назначения для каждой модели и модификации комбайна путем удаления непрозрачного черного слоя на программно-управляемом лазерном гравировщике. В электронной памяти лазерного гравировщика создана библиотека пиктограмм для пультов управления всех выпускаемых моделей и модификаций комбайнов. На наружную поверхность основания 3 с рабочими кнопками 4 нанесено износостойкое силиконовое покрытие, обеспечивающее износостойкость при более, чем 1,5 млн нажатий на рабочую кнопку 4. Рабочие кнопки выполнены в виде однокнопочных выключателей 6 и двухкнопочных переключателей 7 с электронной фиксацией. Однокнопочные выключатели 6 обеспечивают выключение и включение агрегатов комбайна. Двухкнопочные переключатели 7 обеспечивают регулирование параметров агрегатов комбайна. При нажатии на одну из рабочих кнопок двухкнопочного переключателя 7 обеспечивается увеличение регулируемого параметра агрегата комбайна, при нажатии на другую рабочую кнопку двухкнопочного переключателя 7 обеспечивается уменьшение регулируемого параметра агрегата комбайна, при нажатии на две рабочие кнопки регулирование прекращается. На наружной поверхности верхней части корпуса установлена съемная самоклеящаяся панель 9 с отверстиями, соответствующими положению и форме рабочих кнопок 4. Самоклеящаяся панель 9 изготовлена из прозрачного тонколистового пластика. На наружной поверхности самоклеящейся панели 9 в зависимости от модели и модификации комбайна способом двухслойной трафаретной печати белым прозрачным красителем на черном непрозрачном фоне выполнены пиктограммы обозначений 10 двухкнопочных переключателей 7, пиктограммы выключения 8 однокнопочных выключателей 6, пиктограмма «Авария ПУ» 11, зона 12, соответствующая положению и размерам двухпозиционного семисегментного индикатора 13. Основание 3 с рабочими кнопками 4 опирается на двухстороннюю печатную плату 14, закрепленную в верхней части корпуса 1. На верхней стороне печатной платы 14 установлены контактные замыкатели 15, светодиоды постоянной подсветки белым цветом 16 пиктограмм 10 обозначений двухкнопочных переключателей, светодиоды постоянной подсветки белым цветом 17 пиктограмм обозначений рабочих кнопок 5, светодиоды управляемой подсветки 18 зеленым цветом пиктограмм выключения 8 однокнопочных выключателей 6, желтым цветом пиктограммы «Авария ПУ» 19, двухразрядный семисегментный светодиодный индикатор 13. На нижней стороне печатной платы установлена розетка 20 вертикального штыревого электрического соединителя с платой контроллера 22 пульта управления комбайном и односторонний фольгированный диэлектрик 21, выполняющий функции экрана от внешних электромагнитных помех. В качестве контактного замыкателя применена куполообразная мембрана 15 с пуклевкой в зоне контактирования с проводником печатной платы и боковыми вырезами, образующими четыре боковых контакта с печатной платой фирмы «NICMATIC» (Франция), при этом, один из боковых контактов припаян к печатной плате. Светодиоды 16, 18, 19 установлены в светопрозрачных каналах с непрозрачными стенками. Светодиод 17 установлен в одном из вырезов куполообразной мембраны 15. Двухсторонняя печатная плата контроллера пульта управления 22 установлена в нижней части корпуса 2 и содержит вилку штыревого электрического соединителя 23, микроконтроллер 24, USB-разъем 25, выходные разъемы 26 и другое электронное оборудование.
Структурная схема изображена на Фиг. 3, поясняет работу универсального пульта управления.
Сигнал, возникающий при замыкании контактного замыкателя 15 при нажатии на рабочую кнопку 4, поступает по одному из каналов сигналов кнопок 27…62 на один из входов микроконтроллера 24. Микроконтроллер 24 обеспечивает преобразование поступившего сигнала в сигнал управления и, в зависимости от модели, модификации комбайна и назначения поступившего сигнала, обеспечивает управление агрегатом комбайна по одному из трех каналов управления - по каналу силового управления током до 3А с использованием силовых ключей 63…92, по каналу логического управления током 50 мА с использованием оптореле 93…101 гальванической развязки, по каналу цифрового управления с использованием приемо-передатчика 102 по CAN-шине. Микроконтроллер 24 обеспечивает автоматическое диагностирование пульта управления. При обнаружении неисправности по сигналу микроконтроллера 24 драйвер светодиодов 103 обеспечивает отображение на двухразрядном семисегментном светодиодном индикаторе 13 кода неисправности и подсветку пиктограммы 11 «Авария ПУ». Коды неисправностей занесены во внешнюю энергонезависимую память 104. Микроконтроллер 24 также обеспечивает занесение информации о неисправности во внешнюю энергонезависимую память 104 для сохранения в течение жизненного цикла пульта управления. По сигналу микроконтроллера 24 драйвер светодиодов 103 обеспечивает подсветку пиктограммы выключения 8 при нажатии на рабочую кнопку однокнопочного выключателя 6 при выключении агрегата комбайна. Обнаружение неисправности пульта управления, а также нажатие на любую рабочую кнопку 4 обеспечивается звуковым сопровождением пьезоэлектрическим: излучателем 105. Преобразователь напряжение бортовой сети электропитания 106 обеспечивает необходимым электропитанием электронное оборудование пульта управления и светодиоды постоянной подсветки 17. USB-разъем 107 обеспечивает подключение программирующего устройства для занесения рабочей программы в память микроконтроллера 24 при производстве пульта управления в зависимости от модели; и модификации комбайна. На Фиг. 4 представлена модификация пульта управления при применении в комбайне двигателя, использующего в качестве моторного топлива сжиженный газ. Добавлены рабочие кнопки 108, свойственные примененному двигателю.
Применение полезной модели универсального пульта управления комбайном позволяет расширить применение в ряде моделей и модификаций комбайнов.