本發(fā)明涉及一種履帶松脫預(yù)警裝置及方法。

背景技術(shù)：

目前，驅(qū)動(dòng)輪是鑄鐵部件，隨著噴霧機(jī)工作時(shí)間增加，幾乎不會(huì)發(fā)生形變，可看作驅(qū)動(dòng)輪線速度恒定。履帶自走式噴霧機(jī)在出廠時(shí)，默認(rèn)驅(qū)動(dòng)輪線速度與履帶線速度相同。履帶為橡膠材質(zhì)，工作溫度為-22℃～55℃，強(qiáng)度高。由于履帶是撓性部件，隨著噴霧機(jī)工作時(shí)間增加，會(huì)發(fā)生形變，因此履帶線速度也會(huì)發(fā)生變化。當(dāng)履帶形變量增大到一定值時(shí)，履帶發(fā)生松脫。由于形變量無(wú)法實(shí)時(shí)測(cè)量，經(jīng)常發(fā)生履帶在田間使用過程中的脫落現(xiàn)象，造成機(jī)器無(wú)法作業(yè)和移動(dòng)。因此急需設(shè)計(jì)一種履帶松脫預(yù)警裝置及方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種履帶松脫預(yù)警裝置及方法。

本申請(qǐng)涉及一種履帶松脫預(yù)警裝置，其特征在于：所述的預(yù)警裝置包括，用于測(cè)量驅(qū)動(dòng)輪的線速度的第一測(cè)速裝置、用于測(cè)量履帶的線速度的第二測(cè)速裝置、控制器、報(bào)警器，所述的控制器用于對(duì)比所述的第一測(cè)速裝置所測(cè)的驅(qū)動(dòng)輪的線速度和所述的第二測(cè)速裝置所測(cè)的履帶的線速度，當(dāng)所述的驅(qū)動(dòng)輪的線速度和所述的履帶的線速度的滿足設(shè)定條件時(shí)，控制所述的報(bào)警器發(fā)出預(yù)警。

優(yōu)選地，所述的第一測(cè)速裝置為光電式對(duì)射傳感器，所述的光電式對(duì)射傳感器包括分別用于設(shè)置在所述的驅(qū)動(dòng)輪的輪齒兩側(cè)的用于發(fā)出光信號(hào)的發(fā)射端和用于接收所述的發(fā)射端發(fā)出的光信號(hào)的接收端。

優(yōu)選地，所述的控制器還用于采集所述的驅(qū)動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)一周所述的光電式傳感器輸出的時(shí)間，根據(jù)驅(qū)動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)間測(cè)出所述的驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速。

優(yōu)選地，所述的第二測(cè)速裝置為用于檢測(cè)所述的履帶上的色標(biāo)的色標(biāo)傳感器。

優(yōu)選地，所述的控制器還用于采集色標(biāo)傳感器的相鄰兩次的色標(biāo)信號(hào)輸出時(shí)間，根據(jù)相鄰兩次的色標(biāo)信號(hào)輸出時(shí)間測(cè)出履帶的線速度。

優(yōu)選地，所述的控制器還用于根據(jù)關(guān)系式v＝kt×vq+αt，當(dāng)kt等于或小于設(shè)定值k時(shí)，控制所述的報(bào)警器發(fā)出警報(bào)，其中，αt為常量，v為履帶的實(shí)時(shí)線速度，vq為驅(qū)動(dòng)輪的實(shí)時(shí)線速度。

本申請(qǐng)還公開一種履帶松脫預(yù)警方法，所述的方法包括，對(duì)比所述的驅(qū)動(dòng)輪的線速度和被所述的驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)的履帶的線速度，當(dāng)所述的驅(qū)動(dòng)輪的線速度和所述的履帶的線速度的滿足設(shè)定條件時(shí)，發(fā)出預(yù)警。

優(yōu)選地，所述的方法具體為，建立所述的驅(qū)動(dòng)輪的線速度和履帶的線速度的關(guān)系式：v＝kt×vq+αt，其中：αt為常量，v為履帶的實(shí)時(shí)線速度，vq為驅(qū)動(dòng)輪的實(shí)時(shí)線速度，kt為時(shí)間系數(shù)，當(dāng)所述的kt等于或小于設(shè)定值時(shí)，發(fā)出警報(bào)。

優(yōu)選地，所述的驅(qū)動(dòng)輪的線速度是使用光電式對(duì)射傳感器測(cè)得，所述的光電式對(duì)射傳感器包括分別用于設(shè)置在所述的驅(qū)動(dòng)輪的輪齒兩側(cè)的用于發(fā)出光信號(hào)的發(fā)射端和用于接收所述的發(fā)射端發(fā)出的光信號(hào)的接收端，

當(dāng)所述的發(fā)射端發(fā)出的光信號(hào)被所述的輪齒擋住時(shí)，所述的光電式對(duì)射傳感器不向所述的控制器輸出信號(hào)；當(dāng)所述的發(fā)射端發(fā)出的信號(hào)沒有杯所述的輪齒擋住時(shí)，所述的光電式對(duì)射傳感器向所述的控制器輸出信號(hào)，

所述的控制器采集驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周的每次信號(hào)輸出時(shí)間段：t1、t2......tn，將t1、t2......tn中與t0的差值超過一設(shè)定值t的時(shí)間段設(shè)為不合格時(shí)間段，

得到驅(qū)動(dòng)輪的線速度：

其中，t0為光電式對(duì)射傳感器在驅(qū)動(dòng)輪相鄰兩輪齒間的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出時(shí)間段；為驅(qū)動(dòng)輪的相鄰兩輪齒之間的弧長(zhǎng)，a為所述的驅(qū)動(dòng)輪相鄰兩輪齒完全被異物遮擋的數(shù)量，b為不合格時(shí)間段的數(shù)量。

優(yōu)選地，所述的履帶的線速度是使用色標(biāo)傳感器測(cè)得，所述的色標(biāo)傳感器檢測(cè)所述的履帶上的色標(biāo)，得到履帶行駛一周的時(shí)間t,

得到履帶的線速度：

其中：l0為履帶原始的長(zhǎng)度，△l為履帶脫落時(shí)相對(duì)履帶原始長(zhǎng)度增加的長(zhǎng)度。

借由上述方案，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本申請(qǐng)所述的一種履帶松脫預(yù)警裝置及方法，能夠?qū)崟r(shí)測(cè)得驅(qū)動(dòng)輪和履帶的線速度，通過對(duì)比驅(qū)動(dòng)輪的線速度和履帶的線速度能夠?qū)崟r(shí)判斷履帶的松脫程度，防止履帶在使用過程中脫落的現(xiàn)象。

上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本發(fā)明的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。

附圖說明

圖1為安裝有本申請(qǐng)所述的預(yù)警裝置的噴霧機(jī)底部的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的局部放大結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為驅(qū)動(dòng)輪的輪齒之間無(wú)異物時(shí)的輸出信號(hào)圖；

圖4為驅(qū)動(dòng)輪的輪齒之間有異物時(shí)的輸出信號(hào)圖；

圖5為kt與t之間的函數(shù)關(guān)系圖，

其中：1、履帶；2、驅(qū)動(dòng)輪；3、第一測(cè)速裝置；4、第二測(cè)速裝置；31、發(fā)射端。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

如圖1和2所示，本申請(qǐng)所述的預(yù)警裝置安裝在噴霧機(jī)上，其中履帶1與驅(qū)動(dòng)輪2相接觸，在初始階段履帶1在驅(qū)動(dòng)輪2的驅(qū)動(dòng)下行駛，履帶1的線速度與驅(qū)動(dòng)輪2的線速度一致，但是由于履帶1是撓性部件，隨著噴霧機(jī)工作時(shí)間增加，會(huì)發(fā)生形變，因此履帶1線速度也會(huì)發(fā)生變化。當(dāng)履帶1形變量增大到一定值時(shí)，履帶1發(fā)生松脫。在噴霧機(jī)上設(shè)置了如圖1所示的預(yù)警裝置，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)履帶1的松脫程度。所述的預(yù)警裝置包括，用于測(cè)量驅(qū)動(dòng)輪2的線速度的第一測(cè)速裝置3、用于測(cè)量履帶1的線速度的第二測(cè)速裝置4、控制器、報(bào)警器，所述的第一測(cè)速裝置3為光電式對(duì)射傳感器，所述的光電式對(duì)射傳感器包括分別用于設(shè)置在所述的驅(qū)動(dòng)輪2的輪齒兩側(cè)的用于發(fā)出光信號(hào)的發(fā)射端31和用于接收所述的發(fā)射端31發(fā)出的光信號(hào)的接收端。當(dāng)所述的發(fā)射端31發(fā)出的光信號(hào)被所述的輪齒擋住時(shí)，所述的光電式對(duì)射傳感器不向所述的控制器輸出信號(hào)；當(dāng)所述的發(fā)射端31發(fā)出的信號(hào)沒有被所述的輪齒擋住時(shí)，所述的光電式對(duì)射傳感器向所述的控制器輸出信號(hào)。

如圖3所示，為驅(qū)動(dòng)輪的輪齒之間無(wú)異物時(shí)的輸出信號(hào)圖，當(dāng)輪齒之間無(wú)異物時(shí)，所述的控制器采集驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周的每次信號(hào)輸出時(shí)間段：t1、t2......tn，t1、t2......tn中任意一個(gè)時(shí)間與t0相差不超過一設(shè)定值t，優(yōu)選地，t為200ms，符合標(biāo)準(zhǔn)。該條件下，驅(qū)動(dòng)輪的線速度為：

其中：n為驅(qū)動(dòng)輪的輪齒的數(shù)量，t0為光電式對(duì)射傳感器在驅(qū)動(dòng)輪相鄰兩輪齒間的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出時(shí)間段；為驅(qū)動(dòng)輪的相鄰兩輪齒之間的弧長(zhǎng)，r為齒輪的半徑，α為相鄰兩輪齒之間的角度。

如圖4所示，為驅(qū)動(dòng)輪的輪齒之間有異物時(shí)的輸出信號(hào)圖，當(dāng)輪齒之間有異物時(shí)，所述的控制器采集驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周的每次信號(hào)輸出時(shí)間段：t1、t2.....tn-a-b，得到驅(qū)動(dòng)輪的線速度：其中，t0為光電式對(duì)射傳感器在驅(qū)動(dòng)輪相鄰兩輪齒間的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出時(shí)間段；為驅(qū)動(dòng)輪的相鄰兩輪齒之間的弧長(zhǎng)，a為所述的驅(qū)動(dòng)輪相鄰兩輪齒完全被異物遮擋的數(shù)量，b為不合格時(shí)間段的數(shù)量，n為驅(qū)動(dòng)輪的輪齒的數(shù)量。

所述的履帶的線速度是使用色標(biāo)傳感器測(cè)得，所述的色標(biāo)傳感器檢測(cè)所述的履帶上的色標(biāo)，得到履帶行駛一周的時(shí)間t,得到履帶的線速度：

其中：l0為履帶原始的長(zhǎng)度，△l為履帶脫落時(shí)相對(duì)履帶原始長(zhǎng)度增加的長(zhǎng)度。

1、建立所述的驅(qū)動(dòng)輪的線速度和履帶的線速度的關(guān)系式：v＝kt×vq+αt，其中：αt為常量，v為履帶的實(shí)時(shí)線速度，vq為驅(qū)動(dòng)輪的實(shí)時(shí)線速度，kt為時(shí)間系數(shù)，當(dāng)所述的kt等于或小于設(shè)定值k時(shí)，發(fā)出警報(bào)。控制器用于實(shí)時(shí)計(jì)算出kt的大小，并將kt與設(shè)定值k相比，當(dāng)kt等于或小于設(shè)定值k時(shí)，控制報(bào)警器發(fā)出警報(bào)。其中，αt、k、△l為大量實(shí)驗(yàn)得出的值。

如圖5所示，為一種實(shí)施方式中，kt與噴霧機(jī)使用時(shí)間t函數(shù)關(guān)系，當(dāng)履帶和驅(qū)動(dòng)輪工作在0～200h內(nèi)時(shí)，履帶形變量不明顯，kt幾乎保持不變；在200～2000h內(nèi)時(shí)，履帶形變量明顯，kt隨著t幾乎線性下降；當(dāng)?shù)扔?000h時(shí)，履帶速度處于臨界值狀態(tài)，且隨著時(shí)間的增加開始急劇下降，最終為0，噴霧機(jī)停止前行。

所以kt隨著時(shí)間t變化函數(shù)存在著200h和2000h兩個(gè)關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)。當(dāng)t＝200h時(shí)，發(fā)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)輪速度vq約為3.001km/h，履帶行走速度約為2.851km/h，則kt約為0.95；當(dāng)t＝2000h時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪速度約為3.000km/h，履帶行走速度約為2.461km/h，則kt約為0.82。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)履帶和驅(qū)動(dòng)輪完全脫落時(shí)，履帶形變量δl約為10mm，當(dāng)plc控制器監(jiān)測(cè)到kt數(shù)值為0.82時(shí)，則輸出警報(bào)，告知作業(yè)人員進(jìn)行處理。

本申請(qǐng)所述的一種履帶松脫預(yù)警裝置及方法，能夠?qū)崟r(shí)測(cè)得驅(qū)動(dòng)輪和履帶的線速度，通過對(duì)比驅(qū)動(dòng)輪的線速度和履帶的線速度能夠?qū)崟r(shí)判斷履帶的松脫程度，防止履帶在使用過程中脫落的現(xiàn)象。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，并不用于限制本發(fā)明，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。