МОДУЛЬ ТЕРМИНАЛЬНЫЙ ГРАФИЧЕСКИЙ КОМБАЙНА

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к устройствам отображения информации о состоянии систем, агрегатов и узлов комбайна зерноуборочного самоходного.
Известен центральный блок комбинации приборов 56.3801-03 (Руководство по эксплуатации АДИГ.453895.003-08РЭ, Научно-производственный комплекс «Элара» им. Г.А.Ильенко, г. Чебоксары), обеспечивающий отображение информации о функциональном и механическом состоянии узлов, агрегатов систем и параметров движения автомобиля с использованием стрелочных указателей, световых индикаторов и малогабаритного жидкокристаллического индикатора (далее ЖК-индикатор).
Наиболее близким к предложенному модулю терминальному графическому комбайна является комбинация приборов транспортного средства с цветным TFT 12,3" (Патент на полезную модель RU 2071222 U1 В60K 37/00), состоящая из литой передней рамки, в которой через уплотнительные прокладки установлен цветной широкоформатный ЖК-индикатор размером диагонали 12,3 дюйма, что ухудшает обзорность из кабины комбайна; в задней крышке установлен электронный процессорный модуль управления, на печатной плате которого установлен электрический соединитель для взаимодействия с внешними устройствами сообщениями по CAN-шине, звуковой сигнализатор и другие электронные компоненты; элементы крепления в транспортном средстве расположены на задней крышке, на которой закреплен радиатор охлаждения с самоклеющимися теплопроводными прокладками для улучшения теплоотвода от микроконтроллера; ЖК-индикатор обеспечивает на экране отображение в виде стрелочных указателей параметров движения и состояние систем, агрегатов транспортного средства: скорости движения транспортного средства, скорости вращения коленчатого вала двигателя, температуры масла в трансмиссии, уровень топлива в топливном баке, давление масла в системе смазки двигателя, общего и суточного пробега, текущего времени и даты.
Современный зерноуборочный комбайн - сложная зерноуборочная машина, выполняющая при движении в процессе уборки непрерывным потоком и одновременно срезание колосьев, обмолот, очистку, подачу зерна в бункер и выгрузку из него. Качество комбайнирования определяется величиной потерь зерна не более 1,5% урожая, чистотой зерна 95…98%, а также выполнением уборки в требуемые сроки. Требуемое качество уборки обеспечивается при исправном состоянии агрегатов комбайна, которое контролируется специальными датчиками, состояния которых отображаются на видеомониторе комбайна и сервере центра дистанционного мониторинга с использованием GPS и GSM передатчиков и при выявлении неисправностей устраняются в зависимости от сложности неисправности комбайнером, либо ремонтным предприятием в минимально короткие сроки.
Предлагаемое техническое решение направлено на повышение качества уборки зерновых сельскохозяйственных культур - уменьшения потерь зерна, улучшения очистки от примесей и обеспечения заданных сроков уборки урожая.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение качества уборки урожая зерновых культур при комбайнировании.
Для достижения технического результата применены технические решения за счет того, что корпус модуля терминального графического комбайна выполнен из пластмассовых деталей, изготовленных по технологии литья под давлением, в передней рамке которого через самоклеющиеся уплотнительные прокладки установлен ЖК-индикатор размером диагонали 10,4 дюйма и соотношением ширины к высоте активной области 4:3, содержащий проекционный емкостной сенсорный экран, контроллер которого с использованием самоклеющихся прокладок установлен на пластмассовой дистанционной подложке, закрепленной на металлическом корпусе ЖК-индикатора; в задней крышке установлен электронный модуль управления, на печатной плате которого установлен высокопроизводительный процессорный модуль SOM, электрические соединители для подключения антенн сотовой связи GSM, навигационных систем Глонасс, GPS, преобразователь напряжения бортовой сети, USB-разъем для подключения программирующего устройства, внешняя энергонезависимая Flach-память, SIM-карта, пьезоэлектрический зуммер, микросхема контроля освещенности и другие электронные компоненты; в задней крышке установлены стереодинамики и выполнены звукопроводящие решетки, установлен светодиод контроля внешней освещенности и выполнено мобильное окно для установки SIM-карты; процессорный модуль SOM, содержащий центральный процессор, постоянную и оперативную память, обеспечивает необходимый набор интерфейсов ввода/вывода: видеоданных на экран ЖК-индикатора, координат, измеренных проекционным емкостным сенсорным экраном, сообщений по CAN-шине, взаимодействия с энергонезависимой внешней Flach-памятью, микросхемой контроля освещенности, часами реального времени, передачи сигнала на пьезоэлектрический зуммер, передачи речевых сообщений на стереодинамики, приема и передачи данных в системах спутниковой навигации Глонасс, GPS и сотовой связи с центром дистанционного мониторинга GSM с использованием SIM-карты; запись рабочих программ при изготовлении и измерений при эксплуатации; в верхней зоне ЖК-индикатора отображена таблица выбора режима работы модуля терминального графического комбайна, выполненная в виде сенсорных кнопок, каждая из которых обозначена символом режима работы и соответствующей зоной на проекционном емкостном экране, при касании которой пальцем руки на экране ЖК-индикатора отображается изображение экрана режима работы; касание сенсорной кнопки сопровождается звуковым сигналом пьезоэлектрического зуммера; сенсорные кнопки обеспечивают отображение на экране ЖК-индикатора в виде стрелочных указателей символов параметров, их величин и единиц измерения следующих режимов работы модуля терминального графического комбайна: режим «Движение», отображающий состояние агрегатов комбайна при движении по дорогам общего пользования, режим «Комбайнирование», отображающий состояние агрегатов комбайна при уборке урожая, режим «Диагностика», отображающий состояние агрегатов комбайна, контролируемых датчиками, режим «Рекомендуемые режимы работы», отображающий рекомендуемые значения настроек контролируемых параметров агрегатов и методики их регулировки в зависимости от убираемой культуры, режим «Показатели работы», отображающий количественные показатели работы комбайна за назначенный период, режим «Журнал отказов», отображающий отказы и аварийные события за весь период эксплуатации комбайна, режим «Настройки», отображающий последовательность выполнения регулировок настроек агрегатов комбайна, установку яркости подсветки экрана ЖК-индикатора, громкости речевых сообщений, номер версии установленного программного обеспечения; главный рабочий режим «Комбайнирование» отображает на экране ЖК-индикатора состояние агрегатов и результатов работы комбайна, сгруппированных по характерным признакам, обозначенных символами, их величинами и единицами измерения: группа рабочих режимов модуля терминального графического комбайна, группа параметров агрегатов комбайна, отображающая напряжение бортовой сети, температуру охлаждающей жидкости двигателя, уровень топлива в топливном баке, температуру масла в трансмиссии, давление масла в системе смазки двигателя, группа общих параметров, отображающая текущее время и дату, скорость движения при комбайнировании, скорость вращения коленчатого вала двигателя, наименование убираемой культуры, группа потерь зерна, отображающая абсолютные потери зерна за соломотрясом и вентилятором очистки, группа предупредительных состояний агрегатов, отображающая включение стояночного тормоза, включение дальнего света фар, включение габаритных огней, заполнение зернового бункера, перевод зернового шнека в транспортное положение, включение выгрузки зерна, срок проведения технического обслуживания TO1, ТO2, группа результатов работы комбайна за смену, отображающая наработку двигателя, пробег, убранную площадь, расход топлива, группа аварийных событий, отображающая текущие неисправности комбайна, группа сенсорных кнопок управляемых агрегатов комбайна, на каждой из которых отображен символ управляемого агрегата, величина установленного параметра и единица измерения; при настройке параметра управляемого агрегата, например, оборотов молотильного барабана, после касания сенсорной кнопки на экране ЖК-индикатора отображается окно управления оборотами молотильного барабана, которое содержит текущее значение оборотов молотильного барабана, устанавливаемое значение оборотов молотильного барабана сенсорным указателем, перемещаемым пальцем руки; установленное значение оборотов молотильного барабана передается процессорным модулем SOM сообщением по CAN-шине на устройство регулировки оборотов молотильного барабана и возврат в режим «Комбайнирование» обеспечивается при касании пальцем руки кнопки возврата в режим.
Техническая сущность и описание предложенного модуля терминального графического комбайна поясняется чертежами на Фиг. 1-7:
Фиг. 1 - поперечный разрез модуля терминального графического комбайна;
Фиг. 2 - общий вид (вид сзади) модуля терминального графического комбайна;
Фиг. 3 - структурная схема модуля терминального графического комбайна;
Фиг. 4 - общий вид экрана модуля терминального графического комбайна в режиме «Комбайнирование»;
Фиг. 5 - окно в экране модуля терминального графического комбайна в режиме «Управление оборотами молотильного барабана»;
Фиг. 6 - символы режимов работы модуля терминального графического комбайна;
Фиг. 7 - символы кнопок управления агрегатами модуля терминального графического комбайна.
Корпус модуля терминального графического комбайна выполнен из пластмассовых деталей, изготовленных по технологии литья под давлением, в передней рамке 1 которого через самоклеющиеся уплотнительные прокладки 2 установлен ЖК-индикатор 3 размером диагонали 10,4 дюйма и соотношением ширины к высоте активной области 4:3. ЖК-индикатор 3 содержит проекционный емкостной сенсорный экран 4, контроллер которого 5 с помощью самоклеющейся прокладки 6 установлен на пластмассовой дистанционной подложке 7, закрепленной на металлическом корпусе ЖК-индикатора 3 также с помощью самоклеющейся прокладки 8. Пластмассовая дистанционная подложка 7 применена для уменьшения паразитной емкости контроллера 5 проекционного емкостного сенсорного экрана 4 относительно металлического корпуса ЖК-индикатора 3. В литой пластмассовой задней крышке 9 установлен электронный модуль 10, на печатной плате которого установлен высокопроизводительный процессорный модуль SOM 11 (Sistem on Module), электрические соединители для подключения антенн сотовой связи GSM 13, навигационных систем Глонасс, GPS 14, преобразователь напряжения бортовой сети 36, USB-разъем 37 для занесения рабочих программ в постоянную память 27 процессорного модуля 11 при изготовлении и внесении изменений при эксплуатации, внешняя энергонезависимая Flach-память 29 для занесения и хранения в течение времени эксплуатации комбайна информации об отказах и аварийных событиях, SIM-карта 35, пьезоэлектрический зуммер 32, микросхема контроля освещенности 30 и другие электронные компоненты. Для обеспечения теплоотвода от центрального процессора 25 к кронштейну крепления 17 модуля терминального графического комбайна применен алюминиевый радиатор 18 с теплопроводными самоклеющимися прокладками 19, 20 и закрепленный винтами, в задней крышке 9 установлены стереодинамики 21 и выполнены звукопроводящие решетки 22, установлен светодиод 23 для обеспечения регулировки освещенности ЖК-индикатора 3 по сигналу микросхемы контроля освещенности 30 в зависимости от общей освещенности в кабине комбайна. Также на задней крышке 9 выполнено закрываемое при эксплуатации мобильное окно для установки SIM-карты 35.
Структурная схема Фиг. 3, определяющая основные функциональные части электронного устройства, их назначения и взаимосвязи, содержит процессорный модуль SOM 11, выполненный в виде компактной печатной платы с установленным центральным процессором 25, оперативной памятью 26, постоянной памятью 27 и обеспечивающий необходимый набор интерфейсов ввода/вывода:
- интерфейс LVDS - для передачи видеоданных на экран ЖК-индикатора 3;
- интерфейс USB №1 - для записи рабочих программ при производстве и внесении изменений при эксплуатации;
- интерфейс USB №2 - для передачи координат точек касания проекционного емкостного сенсорного экрана 4;
- интерфейс CAN - для обеспечения взаимодействия устройств комбайна между собой и модулем терминальным графическим комбайна по CAN шине;
- интерфейс 12S №1 - для взаимодействия с энергонезависимой внешней Flach-памятью 29 журнала отказов и аварийных событий, микросхемой контроля освещенности 30, часами реального времени 31;
- интерфейс 12S №2 - для обеспечения передачи сигнала на пьезоэлектрический зуммер 32;
- интерфейс 12S №3 - для обеспечения передачи речевых сообщений на стереоусилитель звуковой 33 стерео динамиков 21;
- интерфейс UART - для обеспечения приема и передачи данных комбинированным модулем 34 в навигационных системах Глонасс, GPS и обмена данными в сетях сотовой связи с центром дистанционного мониторинга GSM с использованием SIM-карты 35 и антенн 13, 14.
В верхней части экрана ЖК-индикатора 3 отображена таблица выбора режима работы 41 модуля терминального графического комбайна, выполненная в виде сенсорных кнопок, каждая из которых обозначена символом режима работы в соответствии с Фиг. 6 и зоной на проекционном емкостном сенсорном экране 4 с соответствующими координатами, при касании которой пальцем руки контроллер 5 проекционного емкостного сенсорного экрана 4 выполняет измерение координат зоны выбранного рабочего режима, а процессорный модуль SOM 11 обеспечивает его отображение на экране ЖК-индикатора, касание сенсорной кнопки сопровождается звуковым сигналом пьезоэлектрического зуммера 32. Сенсорные кнопки обеспечивают отображение на экране ЖК-индикатора в виде стрелочных указателей символов параметров, их величин и единиц измерения следующих режимов в соответствии с Фиг. 6 работы модуля терминального графического комбайна:
- режим «Движение», отображающий состояние агрегатов комбайна при движении по дорогам общего пользования;
- режим «Комбайнирование», отображающий состояние агрегатов комбайна при уборке урожая;
- режим «Диагностика», отображающий состояние агрегатов комбайна, контролируемых датчиками;
- режим «Рекомендуемые режимы работы», отображающий рекомендуемые значения настроек контролируемых параметров агрегатов и методики их регулировки в зависимости от убираемой культуры;
- режим «Показатели работы», отображающий количественные показатели работы комбайна за назначенный период;
- режим «Журнал отказов», отображающий информацию об отказах и аварийных событиях за весь период эксплуатации комбайна;
- режим «Настройки», отображающий последовательность выполнения регулировок настроек агрегатов комбайна, установку яркости подсветки экрана ЖК-индикатора, громкости речевых сообщений, номер версии установленного программного обеспечения.
Главный рабочий режим «Комбайнирование» отображает на экране ЖК-индикатора 3 информацию о состоянии агрегатов и текущих результатах работы комбайна, сгруппированных по характерным признакам и обозначенных символами, величинами и единицами их измерения:
- группа рабочих режимов 41 модуля терминального графического комбайна;
- группа параметров агрегатов комбайна 42, отображающая напряжение бортовой сети, температуру охлаждающей жидкости двигателя, уровень топлива в топливном баке, температуру масла в трансмиссии, давление масла в системе смазки двигателя;
- группа общих параметров 43, отображающая текущее время и дату 44, скорость движения при комбайнировании 45, скорость вращения коленчатого вала двигателя 46, наименование убираемой культуры 47;
- группа символов потерь зерна 48, отображающая абсолютные потери зерна за соломотрясом 49 и вентилятором очистки 50;
- группа предупредительных состояний агрегатов комбайна 51, отображающая включение стояночного тормоза, включение дальнего света фар, включение габаритных огней, заполнение зернового бункера, перевод зернового шнека в транспортное положение, включение выгрузки зерна, срок проведения технического обслуживания TO1, ТO2;
- группа результатов работы комбайна за смену 52, отображающая наработку двигателя, пробег, убранную площадь, расход топлива;
- группа символов аварийных событий 53, отображающая текущие неисправности комбайна;
- группа сенсорных кнопок управляемых агрегатов комбайна 54, на каждой из которых отображен символ управляемого агрегата в соответствии с Фиг. 7, его установленная величина и единица измерения.
При настройке параметра управляющего агрегата, например, оборотов молотильного барабана, после касания сенсорной кнопки на экране ЖК-индикатора отображается окно управления молотильным барабаном Фиг. 5, которое содержит текущее значение оборотов молотильного барабана 60, устанавливаемое значение оборотов молотильного барабана 61 сенсорным указателем 64, перемещаемым пальцем руки. Установленное значение оборотов молотильного барабана передается процессорным модулем SOM 11 сообщением по CAN-шине на устройство регулировки оборотов молотильного барабана и возврат в режим «Комбайнирование» обеспечивается при касании пальцем руки сенсорной кнопки 65.
Реализация полезной модели модуля терминального графического комбайна обеспечивает повышение качества уборки урожая сельскохозяйственных культур.