本發(fā)明涉及一種農(nóng)機(jī)安全智能預(yù)警裝置，具體的說(shuō)就是一種用于棉田管理機(jī)、果園管理機(jī)、通用底盤等農(nóng)業(yè)作業(yè)機(jī)械在遇到險(xiǎn)情的情況下能夠主動(dòng)預(yù)警的智能裝置。

(二)

背景技術(shù)：

改革開放以來(lái)，我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化進(jìn)程發(fā)展迅速，隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械保有量的快速增長(zhǎng)和農(nóng)機(jī)服務(wù)領(lǐng)域的不斷拓展，作業(yè)面積不斷擴(kuò)大，農(nóng)機(jī)安全生產(chǎn)事故隱患凸現(xiàn)，農(nóng)機(jī)安全使用問題更加突出，農(nóng)機(jī)安全事故造成的人民生命財(cái)產(chǎn)損失越來(lái)越大。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，2015年底全國(guó)農(nóng)機(jī)總動(dòng)力達(dá)到10億千瓦，拖拉機(jī)達(dá)到3500萬(wàn)臺(tái)，聯(lián)合收割機(jī)達(dá)100萬(wàn)臺(tái)，拖拉機(jī)駕駛?cè)藛T達(dá)4020萬(wàn)多人；目前農(nóng)機(jī)安全生產(chǎn)形勢(shì)依然嚴(yán)峻，農(nóng)機(jī)手違法載人、酒后駕駛、無(wú)證駕駛、疲勞駕駛、無(wú)牌作業(yè)、違規(guī)操作等現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，引發(fā)了各類農(nóng)機(jī)安全事故。2015年，全國(guó)共發(fā)生農(nóng)機(jī)安全事故3451起，死亡1143人，受傷2441人，直接經(jīng)濟(jì)損失2445.2萬(wàn)元。特別是近年來(lái)農(nóng)機(jī)重特大事故時(shí)有發(fā)生，群眾生命財(cái)產(chǎn)安全受到嚴(yán)重侵害，嚴(yán)重阻礙了農(nóng)業(yè)機(jī)械化進(jìn)程和農(nóng)業(yè)安全健康發(fā)展。

從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)看，引發(fā)農(nóng)機(jī)事故的原因主要是人為因素和機(jī)械因素。

人為因素是引發(fā)事故的主要原因。在人為因素中存在三方面問題：一是無(wú)證駕駛。事故中30.8％的駕駛操作人員沒經(jīng)過(guò)培訓(xùn)并領(lǐng)取駕駛證，不熟悉機(jī)械原理，不懂得駕駛操作要領(lǐng)，僅憑經(jīng)驗(yàn)操作。二是操作不熟練。事故中44％的駕駛操作人員操作農(nóng)業(yè)機(jī)械不熟練，或駕駛操作時(shí)注意力不集中，慌亂中容易出錯(cuò)；三是安全意識(shí)差。有的心存僥幸心理，為了多賺錢，多拉快跑，疲勞駕駛；有的違法載人或酒后駕駛；有的作業(yè)前不仔細(xì)觀察作業(yè)環(huán)境，誤傷作業(yè)區(qū)域內(nèi)非作業(yè)人員的事故也時(shí)有發(fā)生。

機(jī)械因素原因主要有三個(gè)方面：一是未依法登記檢驗(yàn)。事故中39％的拖拉機(jī)或聯(lián)合收割機(jī)購(gòu)買后未依法進(jìn)行注冊(cè)登記，未按規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn)，長(zhǎng)期使用，不注意保養(yǎng)維護(hù)，安全隱患增多；二是不定期檢驗(yàn)。事故中53.8％的農(nóng)業(yè)機(jī)械未能按規(guī)定進(jìn)行年度檢驗(yàn)，安全隱患不能及時(shí)排除，容易引發(fā)事故；三是機(jī)械性能問題嚴(yán)重。部分農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量不高，安全設(shè)施不全，剎車、制動(dòng)等失效也是引發(fā)事故的主要原因，特別是有些達(dá)到報(bào)廢條件的農(nóng)業(yè)機(jī)械仍然在使用，安全隱患多，事故多發(fā)。

除了人為因素和機(jī)械原因，環(huán)境因素也是引發(fā)事故的一個(gè)間接原因。農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，田塊不平整，障礙物多，特別是轉(zhuǎn)移時(shí)要過(guò)溝畦、田埂，同時(shí)機(jī)耕道路路窄，路基軟，很容易引發(fā)側(cè)翻等事故。

人們期望通過(guò)深入了解農(nóng)機(jī)安全事故的類型、特點(diǎn)以及發(fā)生的原因與機(jī)理，進(jìn)而制定有效預(yù)防對(duì)策措施，以減少農(nóng)機(jī)安全事故及其引起的人員傷亡與財(cái)產(chǎn)損失。因此，研制一種用于棉田管理機(jī)、果園管理機(jī)等現(xiàn)有農(nóng)業(yè)作業(yè)機(jī)械安全預(yù)警的智能裝置十分重要。

(三)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了適應(yīng)農(nóng)機(jī)工作人員的安全需求，針對(duì)現(xiàn)有安全防護(hù)工作中的不足，提供了一種能夠應(yīng)用于棉田管理機(jī)、果園管理機(jī)等現(xiàn)有農(nóng)機(jī)作業(yè)過(guò)程中報(bào)警、停車以及求救的預(yù)警智能裝置。

一種農(nóng)機(jī)安全智能預(yù)警裝置，包括主機(jī)和副機(jī)；主機(jī)安裝在現(xiàn)有棉田管理機(jī)、果園管理機(jī)等農(nóng)機(jī)設(shè)備上；所述的副機(jī)可以根據(jù)需要安裝在監(jiān)控室或由監(jiān)控、救援人員佩戴；所述的主機(jī)包括主控芯片一、角度傳感器、壓力傳感器、應(yīng)答指示燈、角度顯示屏、空閑按鈕、作業(yè)按鈕、事故按鈕和蜂鳴器一；主機(jī)安裝在棉田管理機(jī)、果園管理機(jī)等現(xiàn)有農(nóng)業(yè)機(jī)械上；所述的副機(jī)包括主控芯片二、信息顯示屏、回應(yīng)按鈕和蜂鳴器二；

所述的主機(jī)和副機(jī)通過(guò)現(xiàn)有的通信技術(shù)傳遞信息；

所述的主控芯片一、應(yīng)答指示燈、角度顯示屏、空閑按鈕、作業(yè)按鈕、事故按鈕和蜂鳴器一分別與主控芯片一連接；所述的應(yīng)答指示燈用于接收副機(jī)傳遞的信息；所述的角度顯示屏用于顯示農(nóng)業(yè)機(jī)械的作業(yè)角度；所述的空閑按鈕、作業(yè)按鈕和事故按鈕分別用于指示農(nóng)業(yè)機(jī)械處于空閑狀態(tài)、作業(yè)狀態(tài)和事故狀態(tài)；所述的蜂鳴器一用于在棉田管理機(jī)、果園管理機(jī)等農(nóng)機(jī)設(shè)備出現(xiàn)險(xiǎn)情時(shí)報(bào)警以提醒作業(yè)人員；

所述的信息顯示屏、回應(yīng)按鈕和蜂鳴器二分別與主控芯片二連接；所述的信息顯示屏用于顯示主機(jī)傳遞的信息；所述的回應(yīng)按鈕用于回應(yīng)主機(jī)的信息；所述的蜂鳴器二用于提醒監(jiān)控人員險(xiǎn)情發(fā)生及時(shí)救援；

所述的壓力傳感器、角度傳感器分別與主控芯片一連接；所述的角度傳感器安裝在棉田管理機(jī)、果園管理機(jī)等現(xiàn)有農(nóng)業(yè)機(jī)械上，與主機(jī)的主控芯片一連接，角度傳感器用于實(shí)時(shí)采集農(nóng)業(yè)機(jī)械傾斜角；當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械傾斜角度大于10°且小于20°時(shí)，主機(jī)的主控芯片1控制蜂鳴器發(fā)出短促的警報(bào)聲，提醒工作人員調(diào)整作業(yè)形式，應(yīng)謹(jǐn)慎行駛，以防翻車，當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械傾斜角度大于20°時(shí)，主控芯片一控制蜂鳴器一發(fā)出持續(xù)的蜂鳴聲，提醒作業(yè)人員停止駕駛；

所述的壓力傳感器分別安裝在棉田管理機(jī)、果園管理機(jī)等農(nóng)業(yè)機(jī)械的兩側(cè)輪胎上，與主機(jī)的主控芯片一連接，當(dāng)輪胎壓力傳感器檢測(cè)到輪胎壓力值為零且時(shí)間超過(guò)預(yù)設(shè)值時(shí)，代表農(nóng)機(jī)將要發(fā)生側(cè)翻，此時(shí)強(qiáng)行停止機(jī)車運(yùn)作，以保護(hù)工作人員；

當(dāng)機(jī)車側(cè)翻后，主控芯片一將發(fā)生側(cè)翻的信息發(fā)送到提前設(shè)置好的副機(jī)上，以便尋求外界幫助，盡可能減少對(duì)工作人員造成傷害。副機(jī)上的信息顯示屏顯示相應(yīng)的信息，工作人員按下回應(yīng)按鈕告知事故人員收到求救信息。

本發(fā)明的有益效果為：

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)通過(guò)在主機(jī)上設(shè)置空閑按鈕和作業(yè)按鈕，分別實(shí)現(xiàn)空閑狀態(tài)和作業(yè)狀態(tài)的切換，主機(jī)上設(shè)置事故按鈕，實(shí)現(xiàn)發(fā)生事故主動(dòng)發(fā)送信息，在主機(jī)上設(shè)置角度顯示屏、蜂鳴器和應(yīng)答指示燈，在副機(jī)上設(shè)置顯示屏接受主機(jī)發(fā)來(lái)的求救信號(hào)，同時(shí)設(shè)有蜂鳴器，在副機(jī)上設(shè)置回應(yīng)按鈕，用于通知主機(jī)收到求救信號(hào)，針對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械可能發(fā)生的翻車狀況采取不同的預(yù)警措施，從而減少事故發(fā)生的概率。

(四)附圖說(shuō)明

圖1是主機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是副機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是農(nóng)機(jī)安全預(yù)警智能裝置總體框架圖；

圖中：1.角度顯示屏，2.應(yīng)答指示燈，3.蜂鳴器一，4.事故按鈕，5.作業(yè)按鈕，6.空閑按鈕，7.回應(yīng)按鈕，8.信息顯示屏，9.蜂鳴器二。

(五)具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖和原理特征進(jìn)行描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，并非用于限定本發(fā)明的范圍。本發(fā)明主要用于棉田管理機(jī)、果園管理機(jī)等農(nóng)機(jī)作業(yè)機(jī)械安全預(yù)警，根據(jù)本發(fā)明提供控制系統(tǒng)方案，下面將參照?qǐng)D1和圖2說(shuō)明本發(fā)明農(nóng)機(jī)安全智能預(yù)警裝置在棉田管理機(jī)上的工作原理。

主控芯片選用STM32單片機(jī)，角度傳感器選用LCA326T雙軸數(shù)字輸出型傾角傳感器，壓力傳感器選用胎壓監(jiān)測(cè)T118型傳感器，角度顯示屏和信息顯示屏選用4.5寸Usart-GPU串口屏，主機(jī)與副機(jī)之間的通信通過(guò)433Mhz頻段通信；所述的副機(jī)可以根據(jù)需要在監(jiān)控室或由監(jiān)控、救援人員佩戴。

如圖1和2所示，一種用于棉田管理機(jī)的安全預(yù)警智能裝置包括主機(jī)和副機(jī)，主機(jī)頂部設(shè)置應(yīng)答指示燈2，機(jī)體一側(cè)面上設(shè)置空閑按鈕6、作業(yè)按鈕5、事故按鈕4、角度顯示屏1，機(jī)體另一側(cè)面設(shè)置蜂鳴器3；副機(jī)一側(cè)面設(shè)置信息顯示屏8、回應(yīng)按鈕7，機(jī)體另一側(cè)面設(shè)置蜂鳴器9。

本技術(shù)具體按照如下進(jìn)行操作，主機(jī)設(shè)置在棉田管理機(jī)上，當(dāng)棉田管理機(jī)處于空閑狀態(tài)時(shí)，則作業(yè)人員將主機(jī)按到空閑按鈕6，整個(gè)主機(jī)不工作，當(dāng)棉田管理機(jī)處于作業(yè)狀態(tài)時(shí)，則作業(yè)人員將主機(jī)按到作業(yè)按鈕5，整個(gè)主機(jī)工作，主控芯片一實(shí)時(shí)采集角度傳感器和壓力傳感器的信息，并將角度傳感器信息顯示到角度顯示屏1，當(dāng)棉田管理機(jī)處于斜坡作業(yè)時(shí)，且傾斜角度大于10°且小于20°時(shí)(傾斜角度等的安全設(shè)定可以在主控芯片一中根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)提前預(yù)設(shè))，主機(jī)的蜂鳴器一3發(fā)出短促的蜂鳴聲，提醒工作人員謹(jǐn)慎作業(yè)，傾斜角度大于20°時(shí)，主機(jī)的蜂鳴器一發(fā)出長(zhǎng)鳴提醒工作人員停止作業(yè)，當(dāng)輪胎壓力傳感器檢測(cè)到輪胎壓力值為零且時(shí)間超過(guò)預(yù)設(shè)值3s時(shí)，代表棉田管理機(jī)將要發(fā)生側(cè)翻，此時(shí)強(qiáng)行停止棉田管理機(jī)運(yùn)作，以保護(hù)工作人員；當(dāng)棉田管理機(jī)側(cè)翻后，這時(shí)主機(jī)的主控芯片一主動(dòng)將發(fā)生側(cè)翻的信息通過(guò)433Mhz頻段發(fā)送到提前設(shè)置好的副機(jī)上，副機(jī)上的信息顯示屏顯示相應(yīng)的信息，同時(shí)蜂鳴器二9發(fā)出聲音提醒相關(guān)人員主機(jī)有事故，副機(jī)人員按下回應(yīng)按鈕7代表收到主機(jī)發(fā)來(lái)的信息，主機(jī)通過(guò)433Mhz頻段接受副機(jī)發(fā)射的信息，應(yīng)答指示燈2閃爍，代表求救信息已發(fā)到副機(jī)上，主機(jī)的事故按鈕4也可主動(dòng)按下，當(dāng)遇到緊急事故自己不能處理時(shí)，主動(dòng)按下事故按鈕4，尋求幫助。