CAD DIMENSION CHAIN · I/O · INTERLOCKS
R21 A方案第一版CAD尺寸链与I/O控制表
工程边界：本页是R20机械原理到CAD/控制实现之间的接口定义。传感器型号、线束针脚、ECU硬件和最终安全等级仍需在选型与风险分析阶段确定；未完成一致性测试前不宣称整机符合ISOBUS。
一、CAD基准与尺寸链
| 代号 | 名称 | 定义 | 类型 | 状态 |
|---|---|---|---|---|
| D0 | 整机纵向中心平面 | 全车左右对称/重心校核基准 | CAD_DATUM | design synthesis |
| D1 | 地面基准平面 | 轮/履带接地参考平面 | CAD_DATUM | design synthesis |
| D2 | 叶料主通道中心线 | 0.60 m级喂入、粗切、细碎模块统一装配中心线 | CAD_DATUM | design synthesis |
| M1 | 前端捡拾有效宽度 | 0.60 m | REFERENCE_DIMENSION | external evidence |
| M2 | 粗切有效宽度 | 0.45–0.60 m参数化 | CAD_SCENARIO | not final |
| M3 | 细碎有效宽度 | 0.45–0.60 m参数化 | CAD_SCENARIO | not final |
| M4 | A方案风道有效截面 | 0.12 m² | CAD_SCENARIO | R19 selection |
| M5 | 横向叶料转运有效宽度 | 0.45–0.60 m参数化 | CAD_SCENARIO | not final |
| M6 | 低位叶仓体积 | 0.50 m³ | CAD_SCENARIO | R19 A selection |
| M7 | hood—收集腔接口 | 出口与入口几何匹配并保留柔性密封/旋转间隙 | INTERFACE_RULE | patent-supported |
| M8 | 收集腔泄压区 | 上下/侧部泄压口与叶料沉降空间不可被横向输送器占用 | CLEARANCE_RULE | patent-supported |
| M9 | 叶仓安装原则 | 低位、靠近D0；最终XYZ随底盘实际尺寸确定 | CG_RULE | design synthesis |
二、第一版I/O表
共16个输入、12个输出功能点。CAN智能传感器可能减少物理模拟/数字点数量，因此这里是“功能I/O”，不是最终PLC端子数量。
| Tag | I/O | 信号 | 器件 | 接口 | 用途 | 安全属性 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| S01 | INPUT | 捡拾辊转速 | Hall/inductive speed sensor or encoder | pulse/frequency or CAN | 喂入状态、PRE_BLOCK判据 | process |
| S02 | INPUT | 主输送辊转速 | speed sensor | pulse/frequency or CAN | 堵塞检测、恢复确认 | process-critical |
| S03 | INPUT | 输送液压马达入口压力 | pressure transducer | analog or CAN | 堵塞/负载趋势 | process-critical |
| S04 | INPUT | 输送液压马达出口压力 | pressure transducer | analog or CAN | 压力差与反转逻辑 | process-critical |
| S05 | INPUT | 粗切刀辊转速 | speed sensor | pulse/frequency or CAN | 刀辊失速/缠绕检测 | process-critical |
| S06 | INPUT | 细碎刀辊转速 | speed sensor | pulse/frequency or CAN | 细碎状态、旁通判定 | process |
| S07 | INPUT | 主清选风机转速 | speed sensor | CAN or pulse | 风机闭环 | process |
| S08 | INPUT | 风机/清选负载 | hydraulic pressure / motor current / ECU load | analog or CAN | 能耗与异常监测 | process |
| S09 | INPUT | hood角度/位置 | rotary encoder or position sensor | analog/CAN | 留/移/收路径确认 | interlock |
| S10 | INPUT | 收集腔压力 | low-range pressure sensor | analog | 泄压不足/堵塞识别 | process |
| S11 | INPUT | 叶仓载荷/装满状态 | load cells and/or fill-level sensor | analog/CAN | UNLOAD、重心联锁 | interlock |
| S12 | INPUT | 车身横滚/俯仰 | IMU/inclinometer | CAN | SLOPE_SAFE、调平反馈 | safety-related |
| S13 | INPUT | 调平缸位置 | linear position sensor | analog/CAN | 调平闭环与故障检测 | safety-related |
| S14 | INPUT | 车辆速度/位置 | GNSS + wheel/track speed | CAN | 喂入限速、地块定位 | process |
| S15 | INPUT | 护罩/检修门状态 | safety switch | hardwired digital | 禁止刀辊/输送启动 | hardwired safety |
| S16 | INPUT | 急停 | E-stop circuit | hardwired safety circuit | 立即撤销危险执行器使能 | hardwired safety |
| A01 | OUTPUT | 捡拾/喂入速度指令 | proportional valve / motor controller | PWM/analog/CAN | NORMAL/PRE_BLOCK限喂入 | process |
| A02 | OUTPUT | 主输送正转/反转 | directional hydraulic valve or motor controller | digital/PWM/CAN | BLOCK自动反转 | process-critical |
| A03 | OUTPUT | 输送辊间距执行器 | hydraulic/electric actuator | digital/analog/CAN | 堵塞时增距 | interlock |
| A04 | OUTPUT | 粗切刀辊使能/速度 | motor/valve command | PWM/CAN | 粗切控制 | hazardous actuator |
| A05 | OUTPUT | 细碎刀辊使能/旁通 | motor + bypass actuator | digital/PWM/CAN | 碎/不碎模式切换 | hazardous actuator |
| A06 | OUTPUT | 主风机速度指令 | hydraulic/electric fan drive | PWM/CAN | 清选闭环 | process |
| A07 | OUTPUT | hood旋转 | rotary actuator | PWM/CAN | 留/移/收路径选择 | interlock |
| A08 | OUTPUT | 泄压盖板/风口调节 | linear/rotary actuator | PWM/CAN | 捕获比例与腔压控制 | process |
| A09 | OUTPUT | 横向叶料转运带 | motor/valve command | PWM/CAN | 向低位叶仓输送 | process-critical |
| A10 | OUTPUT | 叶仓卸料机构 | hydraulic/electric actuator | digital/PWM/CAN | UNLOAD | interlock |
| A11 | OUTPUT | 底盘调平阀组 | proportional hydraulic valves | CAN/analog | 坡地调平 | safety-related |
| A12 | OUTPUT | 声光报警/显示 | HMI/buzzer/lamp | CAN/digital | 故障、堵塞、满仓、安全状态 | information |
三、通信架构
ISO 11783用于农业机械传感器、执行器、ECU、显示和数据单元之间的标准化通信，并基于CAN体系。R21建议把GNSS、IMU、智能压力/位置传感器、ECU状态、诊断与HMI放到农业CAN网络；急停和护罩开关仍保留独立硬线安全链。
四、联锁矩阵
| ID | 触发条件 | 禁止/限制 | 动作 |
|---|---|---|---|
| IL01 | S16急停动作 | A01,A02,A04,A05,A06,A07,A09,A10,A11危险动作 | 立即进入FAILSAFE；危险能量去使能 |
| IL02 | S15护罩/检修门打开 | A04,A05,A02 | 禁止刀辊和输送启动 |
| IL03 | S02转速下降 + S03/S04压力上升 | 新增喂入 | PRE_BLOCK→BLOCK；A01降速、A02反转、必要时A03增距 |
| IL04 | S09 hood未到目标位置 | 模式切换完成确认 | 保持低喂入或停止捕获，直到位置确认 |
| IL05 | S10收集腔压力异常升高 | 继续捕获 | 打开/扩大A08泄压；必要时hood切回回田 |
| IL06 | S11叶仓满载 | 继续收集 | hood切回回田/移行，进入UNLOAD |
| IL07 | S12坡度超内部门限或S13调平失效 | A10卸料、侧向伸展、高速行驶 | SLOPE_SAFE；降低速度并停止继续增载 |
| IL08 | A02反转后S02仍无恢复 | 重复无限清堵 | 限定重试次数后FAILSAFE |
| IL09 | S05/S06刀辊转速异常低 | 继续喂入 | 停止A01，保持输送清空或进入清堵 |
| IL10 | CAN/ECU关键节点通信丢失 | 自动模式 | 降级到安全状态；危险执行器按预定义失效位处理 |
五、下一步CAD所需底盘输入
- 底盘总长、总宽、轮距/履带中心距、轴距或履带接地长度。
- 空机质量与X/Y/Z质心坐标。
- 发动机/电池/油箱/液压泵/散热器占用包络。
- 允许的前后/左右悬伸以及转向包络。
- 叶仓卸料方向和目标接料车辆高度。