УНИВЕРСАЛЬНАЯ ПАНЕЛЬ ПРИБОРОВ ТРАКТОРА

Полезная модель относится к области тракторного машиностроения, а именно к контрольно-измерительному оборудованию промышленных и сельскохозяйственных тракторов, а также колесных и гусеничных машин на их основе, предназначенных для выполнения строительных, сельскохозяйственных, землеройных и других работ.
Известна универсальная комбинация приборов автомобиля (Патент на полезную модель RU 139981 U1), содержащая корпус, микропроцессорное устройство, выполненное с возможностью приема и обработки аналоговой, частотной и цифровой информации с электронного блока управления двигателем по CAN-шине интерфейса для отображения на центральном дисплее комбинации приборов, входной разъем, переключатели, центральный информационный дисплей, отображающий показания бортового компьютера, стрелочные указатели, световые и звуковые сигнализаторы и органы управления. При этом микропроцессор выполнен с возможностью приема и обработки аналоговой, частотной или цифровой информации с электронного блока управления двигателем конкретной модификации автомобиля через дискретные входы или посредством CAN-шины.
Наиболее близкой к предложенной универсальной панели приборов трактора является комбинация приборов трактора (Патент на полезную модель RU 106188 U1), состоящая из корпуса, на лицевой панели которого расположено информационное поле, включающее стрелочные приборы, многофункциональные дисплеи с функциями одометра и счетчика моточасов, световые сигнализаторы для контроля состояния систем и агрегатов трактора, при этом многофункциональные дисплеи имеют несколько режимов индикации, переключение между которыми осуществляется автоматически или с помощью кнопочных переключателей. При этом информация о текущем направлении движения трактора, включенной передаче, кодах неисправностей систем и агрегатов принимается от блока управления трансмиссии или движения трактора по CAN-интерфейсу и выводится на многофункциональные дисплеи, одометр и счетчик моточасов, выполнены с возможностью сохранения значений пробега и счетчика моточасов в энергонезависимой памяти, причем все приборы выполнены в едином корпусе.
Технический уровень развития устройств и агрегатов трактора требует внедрения современных средств отображения результатов диагностики их технического состояния, однако разработка и освоение производства различных модификаций панелей приборов неэффективна при производстве тракторов в количестве от 300 до 1000 тракторов в год.
Предлагаемое техническое решение направлено на создание универсальной панели приборов для применения в тракторах различных модификаций.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является расширение применяемости в тракторах различных модификаций.
Для достижения технического результата применены технические решения, обеспечивающие универсальность панели приборов за счет того, что универсальная панель приборов трактора состоит из корпуса, задней крышки, стекла, под которым расположено информационное поле, включающее стрелочные индикаторы, циферблаты, информационный дисплей и световые индикаторы аварийных и предупредительных событий, лицевую формообразующую панель, закрепленную на корпусе, электронный модуль, расположенный в корпусе и содержащий установленные на печатной плате входной разъем, электронные компоненты, звуковой сигнализатор, центральное процессорное устройство; в качестве центрального процессорного устройства применен микроконтроллер; индикаторы, расположенные на экране дисплея, выполнены в виде шкал с отметками аварийных и предупредительных диапазонов и числовыми значениями измеряемых величин и указателями измеряемых величин, выполненных в виде столбцов; аварийные диапазоны измеряемых величин обозначены красным цветом; предупредительные диапазоны измеряемых величин обозначены оранжевым цветом; в верхней части шкал изображены символы измеряемых величин, которые при измерении в аварийных и предупредительных диапазонах изменяют свой первоначальный белый цвет на цвета аварийных и предупредительных диапазонов, а цифро-буквенный индикатор напряжения бортовой сети электропитания, также изображенный на экране дисплея, изменяет свой первоначальный белый цвет на красный при перезарядке и разрядке аккумуляторных батарей, также на экране дисплея изображены цифро-буквенные индикаторы; в качестве светодиодов подсветки шкал и контрольных символов световых индикаторов, расположенных на циферблатах, применены RGB-светодиоды, управляемые микроконтроллером; изображения шкал и контрольных символов на циферблатах выполнены прозрачными; электронный модуль содержит формирователи входных сигналов, принимающие информацию от датчиков и передающие в порты микроконтроллера, преобразователь напряжения бортовой сети электропитания, приемопередатчик сообщения по CAN-интерфейсу; обеспечена возможность формирования набора данных о техническом состоянии двигателя и трансмиссии трактора, получаемых по CAN-интерфейсу, данные датчиков, данные о местоположении трактора, получаемые в системе спутниковой навигации GPS, передаваемые микроконтроллером в комбинированный модуль, поддерживающий прием данных со спутниковой навигационной системы GPS и обмен данными в сетях сотовой связи GSM с сервером диспетчерского центра системы дистанционного мониторинга с помощью антенн; в электронном блоке панели приборов через окно мобильного доступа, закрываемое крышкой, установлена SIM-карта; аварийные события выполнены с возможностью занесения в электронный журнал событий во внешнюю энергонезависимую Flash-память; обеспечена возможность речевых сообщений, сопровождающих световую сигнализацию об аварийном и предупредительном событии, при этом речевые сообщения занесены в цифровом виде в энергонезависимую память центрального микроконтроллера и после цифроаналогового преобразования подаваемые на вход звукового усилителя, подключаемого к акустической системе трактора через разъем панели приборов; на передней поверхности корпуса установлен кнопочный пульт, обеспечивающий изменения с отображением на экране дисплея следующих настроек: текущего времени, яркости и контрастности изображения на экране дисплея, номера версии установленного рабочего программного обеспечения, перечня аварийных событий, количества импульсов датчика скорости движения трактора на единицу скорости, количества импульсов датчика оборотов двигателя на один оборот двигателя; на печатной плате электронного модуля установлен USB-разъем для подключения программирующего устройства для установки рабочего программного обеспечения с учетом модификации трактора при производстве и для внесения улучшений рабочего программного обеспечения при эксплуатации; в качестве приводов стрелочных индикаторов применены шаговые двигатели вращения, управляемые микроконтроллером; на печатной плате электронного модуля установлены драйверы шаговых двигателей.
Для модификации колесного трактора информационное поле включает стрелочный индикатор скорости движения трактора (спидометр) и стрелочный индикатор оборотов двигателя (тахометр), на экране дисплея изображены индикатор давления воздуха в пневмосистеме, индикатор температуры охлаждающей жидкости двигателя, индикатор уровня топлива в топливном баке, а также на экране дисплея изображены цифро-буквенные индикаторы счетчика моточасов и одометра.
Для модификации гусеничного трактора информационное поле включает стрелочный индикатор температуры охлаждающей жидкости двигателя и стрелочный индикатор оборотов двигателя (тахометр), на экране дисплея изображены индикатор давления масла в системе смазывания двигателя, индикатор уровня топлива в топливном баке, а также на экране дисплея изображен цифро-буквенный индикатор счетчика моточасов.
Техническая сущность и описание предложенной универсальной панели приборов трактора поясняется чертежами на Фиг. 1-5:
Фиг. 1 - общий вид универсальной панели приборов трактора (вид спереди);
Фиг. 2 - общий вид универсальной панели приборов трактора (вид сзади);
Фиг. 3 - структурная схема универсальной панели приборов трактора;
Фиг. 4 - экран дисплея универсальной панели приборов колесного трактора;
Фиг. 5 - экран дисплея универсальной панели приборов гусеничного трактора.
Конструкция универсальной панели приборов трактора Фиг. 1, 2 состоит из корпуса 1, задней крышки 2, стекла 3, под которым расположено информационное поле, включающее стрелочные индикаторы 4, 5, графический цветной дисплей 7, световые контрольные индикаторы аварийных и предупредительных событий 6, кнопочный пульт 8, лицевая формообразующая панель 9, выполненная в виде детали, закрепляемой на корпусе самонарезающими винтами 10. На задней крышке расположены входной разъем 11, установленный на печатной плате, закрываемое крышкой при эксплуатации мобильное окно 12 для установки SIM-карты, разъем для подключения антенны сотовой связи GSM 13, разъем для подключения антенны навигационной системы GPS 14, USB-разъем 15 для подключения программирующего устройства. Структурная схема Фиг. 3, определяющая основные функциональные части электронного устройства, их назначение и взаимосвязи, содержит микроконтроллер 16, который выполняет функции управления панелью приборов и подключенными периферийными устройствами, формирователи входных сигналов 17, которые принимают информацию от дискретных датчиков параметров систем и агрегатов, датчиков оборотов двигателя и скорости движения, обрабатывают информацию и передают ее в порты ввода центрального микроконтроллера, напряжение бортовой сети после преобразования до необходимого уровня преобразователем напряжения 18 подается в порт аналого-цифрового преобразователя микроконтроллера. Приемопередатчик 19 информации по CAN-шине выполняет функции сопряжения физического уровня CAN-шины и CAN-контроллера. Комбинированный модуль 20 обеспечивает прием данных местоположения трактора в системе спутниковой навигации GPS и, используя SIM-карту, передачу в сети сотовой связи GSM в диспетчерский центр системы дистанционного мониторинга данных о техническом состоянии узлов и агрегатов трактора, полученных по CAN-шине, и местоположении трактора. Драйверы шаговых двигателей 22, 23 предназначены для сопряжения центрального микроконтроллера с шаговыми двигателями стрелочного индикатора скорости движения 24 и стрелочным индикатором оборотов двигателя 25 и обеспечивают угловой поворот шагового двигателя, соответствующий измеренным датчиком скорости колесного трактора и датчиком оборотов двигателя значениям скорости трактора и оборотов двигателя. В модификации панели приборов для гусеничного трактора драйвер шагового двигателя 22 отображает температуру охлаждающей жидкости двигателя, измеренную датчиком температуры. RGB-светодиоды световых индикаторов 26 аварийной и предупредительной сигнализации предназначены для подсветки символов соответствующим цветом под управлением центрального микроконтроллера 16. Кнопочный пульт 30 предназначен для изменения и просмотра некоторых параметров, отображаемых на экране графического дисплея оператором: текущего времени, яркости и контрастности, номера версии установленного программного обеспечения, количества импульсов датчика скорости на единицу скорости, количества импульсов датчика оборотов двигателя на оборот, подключения CAN-шины. Энергонезависимая Flash-память 27 предназначена для хранения настроек отображений и журнала событий. Графический дисплей 29 предназначен для визуального отображения цифро-буквенной и графической информации на экране дисплея. Отображаемая на графическом дисплее информация выполнена белым цветом на черном фоне, аварийные зоны 32 выполнены красным цветом, предупредительные зоны 33 - оранжевым цветом, а цифровые значения одометра и счетчика моточасов заносятся в энергонезависимую память и сохраняются в течение всего срока эксплуатации трактора. Рабочее программное обеспечение устанавливается для каждой модификации панели приборов с возможностью внесения изменений при эксплуатации трактора с использованием USB-интерфейса 31.
Экран дисплея модификации колесного трактора Фиг. 4 содержит изображение индикатора давления воздуха в пневмосистеме с указанием аварийной зоны 32, индикатор температуры охлаждающей жидкости двигателя с указанием аварийной зоны 33, индикатор уровня топлива в топливном баке с указанием предупреждающей зоны 34, а также цифро-буквенные индикаторы.
Экран дисплея модификации гусеничного трактора Фиг. 5 содержит изображение индикатора давления масла в системе смазывания двигателя с указанием аварийной зоны 35, индикатор уровня топлива в топливном баке с указанием предупредительной зоны 34, а также цифро-буквенные индикаторы.
Реализация полезной модели универсальная панель приборов трактора позволяет расширить применяемость в тракторах различных модификаций.