一种能够进行自适应调节的联合收获机及自适应调节方法技术

本发明专利技术涉及一种能够进行自适应调节的联合收获机及自适应调节方法，包括第二脱离滚筒顶盖导向条角度调节装置,第二脱离滚筒,第二脱离滚筒功耗测量装置,液压马达,支架,籽粒夹带损失监测系统，籽粒清选损失监测系统，清选筛,转速可调的清选风机，第一脱离滚筒，籽粒含杂率、破碎率监测装置和测控系统。测控系统可根据建立的控制模型实时控制鱼鳞筛片的开度、第二脱离滚筒和清选离心风机的转速及第二脱离滚筒顶盖内导向条角度，以使联合收获机工作在籽粒夹带损失率、籽粒清选损失率，粮箱籽粒含杂率、籽粒破碎率最小的最佳作业状态，在提高生产效率的同时，大大提高了整机的无故障工作时间和适应性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于联合收获机自适应控制领域，具体涉及一种脱粒分离、清选装置工作参数可自适应调节的联合收获机及其自适应调节方法。
技术介绍
先进农业装备正迅速吸收和应用电子信息科技发展的成果，农业机械自动化和智能化是现代农业装备的发展趋势。国外对联合收获机自动化与智能化方面的研究已取得了丰富的成果。如Huisman,VooLoo和Heijning通过检测搅龙的扭矩来判断喂入量的大小，对作业速度进行控制，Kruse和Krutz通过发动机的负荷对作业速度进行控制，Andersen描述了通过检测收获谷物的体积对作业速度进行控制，日本久保田PR0481-M型联合收获机采用橡胶履带和半喂入式轴流滚筒，具有负荷自动显示、方向自控、喂入量自动调节、超负荷时发动机自动停止和自动注油等功能；纽荷兰、迪尔等公司的联合收获机上安装了电子信息显示、电子驾驶操纵等系统，这些装置主要控制机器的常规参数，如发动机转速、机油压力和温度、燃油量、电压等，也控制随机工作性能参数，如实际行驶速度、动力输出轴转速、作业面积、作业效率以及工作时间等；英国MasseyFerguson公司的“FieldStar”(农田之星)系统终端具有非常重要的系统诊断功能，一旦系统出现故障，用户可通过诊断工具来发现故障，从而快速的解决故障。近年来，国内在提高联合收获机自动化和智能化水平方面做了大量研究，取得了一定的成果，缩短了与国外先进技术的差距。如介战等采用倾斜输送器对底板的压力来检测喂入量，张认成通过建立脱粒空间内谷物运动数学模型和功耗模型，设计了脱粒系统仿真控制器和以单片机为核心的仿真控制试验台。季彬彬则利用喂入主动轴扭矩对喂入量进行实时检测，设计了神经网络控制器对作业速度进行控制，卢文涛通过对滚筒驱动液压系统的油压检测喂入量，并通过模糊控制对行走速度进行预测，利用PID算法进行作业速度的控制；黑龙江八一农垦大学开发出了脱粒滚筒及各工作轴转速监视系统；江苏大学研制了基于霍尔传感器和89C51单片机的联合收获机转动部件转速报警装置；江苏大学提出了一直籽粒夹带损失监测方法并开发了籽粒夹带损失监测传感器，西北农林科技大学研制了联合收获机脱粒滚筒转速监控系统。从国内外对联合收获机自动控制的研究可以看出，将先进的信息技术和智能控制技术应用到联合收获机上，是联合收获机自动控制发展的必然趋势。以上研究为联合收获机的自动控制提供了不少思路，但也存在一定的局限：(1)研究对象主要集中在脱粒滚筒的负荷上，其它工作参数考虑很少，多属于单输入控制信号的控制系统，存在滞后或者参数检测不准等缺点；(2)大多数研究处于试验阶段，没有开发实际的自动控制系统和相应的执行机构应用于联合收获机上。因此性能良好的多输入多输出联合收获机作业状态自适应控制系统是保证联合收获机作业性能重要的前提。
技术实现思路
前期研究表明，鱼鳞筛开度、鱼鳞筛倾角和风机转速是影响籽粒清选损失率和粮箱籽粒含杂率的主要因素，而第二脱离滚筒的功耗、转速和脱粒滚筒顶盖内导向条的角度是影响籽粒夹带损失率，粮箱籽粒破碎率率的主要因素。为实现联合收获机工作过程中工作参数能够根据监测到的性能参数实时调节的目的，本专利技术提供了一种脱粒分离、清选装置工作参数可自适应调节的联合收获机及其自适应调节方法。本专利技术是通过以下技术手段实现上述技术目的：一种脱粒分离、清选装置工作参数可自适应调节的联合收获机，包括第二脱离滚筒顶盖导向条角度调节装置,第二脱离滚筒,第二脱离滚筒功耗测量装,液压马达,支架,籽粒夹带损失监测系统,籽粒清选损失监测系统，清选筛,转速可调的清选风机，第一脱离滚筒，垂直输粮搅龙，籽粒含杂率、破碎率监测装置和测控系统。第二脱离滚筒顶盖导向条角度调节装置位于第二脱离滚筒顶盖的上方，液压马达位于第二脱离滚筒的尾部，液压马达和第二脱离滚筒通过联轴器相连，第二脱离滚筒功耗测量装置位于第二脱离滚筒和液压马达之间。第二脱离滚筒功耗测量装置和液压马达通过支架固定在联合收获机机壁上。清选筛位于第二脱离滚筒的下方，转速可调的清选风机位于清选筛的左前方。第一脱离滚筒位于第二脱离滚筒前部，清选筛的左上部。籽粒夹带损失监测系统安装在第二脱离滚筒分离凹板的后部，籽粒清选损失监测系统安装在清选筛的尾部。籽粒含杂率、破碎率监测装置安装在垂直输粮搅龙的外壁上。还包括测控系统，所述测控系统的输入端与所述第二脱离滚筒功耗测量装置、液压马达控制器、籽粒夹带损失监测系统、籽粒清选损失监测系统、清选筛的鱼鳞筛片开度调节机构控制器，转速可调的清选风机的控制器，籽粒含杂率、破碎率监测装置相连，所述测控系统的输出端与所述液压马达，清选筛的鱼鳞筛片开度调节机构控制器、转速可调的清选风机的控制器相连，用来控制调节所述鱼鳞筛片的开度及倾角、所述第二脱离滚筒和所述清选离心风机的转速及第二脱离滚筒顶盖导向条角度。上述方案中，所述第二脱离滚筒顶盖导向条角度调节装置由直线电动缸、调节杆、导向条、承载板一、承载板二、U型转轴一、U型转轴二和U型转轴三组成。直线电动缸和调节杆位于第二脱离滚筒顶盖的外侧，导向条、承载板一、承载板二、U型转轴一、U型转轴二和U型转轴三位于第二脱离滚筒顶盖的内侧。导向条安装在承载板二上。承载板一通过U型转轴一和U型转轴二的上端安装在第二脱离滚筒顶盖上。承载板二安装在U型转轴一和U型转轴二的下端。承载板一和承载板二通过U型转轴三相连。工作时，调节杆在直线电动缸的推动下，带动U型转轴一转动，并带动承载板二平移，带动导向条转动，进而实现导向条角度的调节。上述方案中，所述清选筛由抖动板、鱼鳞筛和尾筛组成。所述鱼鳞筛边框的边角通过支撑条与四个伺服直线电动缸相连，伺服直线电动缸固定在清选筛的筛框上，四个伺服直线电动缸的伸出量均独立可调，进而可实现鱼鳞筛倾角的调整。上述方案中，所述清选筛的鱼鳞筛的开度可以通过鱼鳞筛开度调节机构进行电动调节。所述鱼鳞筛开度调节机构由底板，直线位移传感器，直线电动缸，球头连杆，固定柱销，转换臂，连杆，连接板组成。直线位移传感器和直线电动缸通过刚性条相连之后作为一个整体固定在底板上。转换臂利用固定柱销）并通过安装孔安装在底板上。转换臂通过连接孔一和连接孔二分别与直线电动缸和连杆相连。连接板焊接在鱼鳞筛主动筛片上，并与连杆刚性相连。直线电动缸通过信号线与测控系统相连，测控系统通过控制直线电动缸伸出轴的运动实现带动转换臂运动，最终完成鱼鳞筛开度的调节。上述方案中，所述籽粒清选损失监测系统包括第一籽粒清选损失监测传感器、第二籽粒清选损失监测传感器和第三籽粒清选损失监测传感器，其中第一籽粒清选损失监测传感器、第二籽粒清选损失监测传感器和第三籽粒清选损失监测传感器沿清选筛宽度方向独立放置，分别监测清选筛筛面上左、中、右三个区间的籽粒清选损失量。上述方案中，所述粮箱含杂率、破碎率监测装置由护罩，取样槽取样槽驱动轴，限位板，斜滑板，激振器，传送带，监测槽，隔尘玻璃，光谱仪，安装架，信号线和取样槽驱动电机组成。护罩焊接在籽粒垂直搅龙外壁上，取样槽利用取样槽驱动轴并通过轴承安装到护罩上；取样槽驱动轴一端轴头伸出护罩外部，通过联轴器与取样槽驱动电机相连。取样槽驱动电机通过连接支架固定在护罩上；取样槽驱动电机在测控系统的控制下带动取样槽转动，取样槽利用本身的凹槽刮取垂直输粮本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能够进行自适应调节的联合收获机，其特征在于，包括第二脱离滚筒顶盖导向条角度调节装置(1)，第二脱离滚筒 (2)，第二脱离滚筒功耗测量装置(3)，液压马达(4)，支架(5)，籽粒夹带损失监测系统(6)，籽粒清选损失监测系统(7)，清选筛(8)，转速可调的清选风机(9)，第一脱离滚筒 (10)，输粮搅龙（11），籽粒含杂率、破碎率监测装置和测控系统（13）；第二脱离滚筒顶盖导向条角度调节装置(1) 位于第二脱离滚筒 (2) 顶盖的上方，液压马达(4) 位于第二脱离滚筒 (2)的尾部，液压马达(4) 和第二脱离滚筒 (2)通过联轴器相连，第二脱离滚筒功耗测量装置(3) 位于第二脱离滚筒 (2) 和液压马达(4) 之间；第二脱离滚筒功耗测量装置(3)和液压马达(4) 通过支架(5) 固定在联合收获机机壁上；清选筛(8) 位于第二脱离滚筒 (2) 的下方，转速可调的清选风机(9) 位于清选筛(8)的左前方；第一脱离滚筒 (10) 位于第二脱离滚筒 (2)前部，处在清选筛(8)的左上部；籽粒夹带损失监测系统(6) 安装在第二脱离滚筒 (2) 分离凹板的后部，籽粒清选损失监测系统(7)安装在清选筛(8)的尾部；输粮搅龙（11）由水平输粮搅龙和垂直输粮搅龙组成，籽粒含杂率、破碎率监测装置 (12) 安装在垂直输粮搅龙的外壁（11‑02）上；所述测控系统（13）分别与所述第二脱离滚筒功耗测量装置(3)、液压马达（4）、籽粒夹带损失监测系统（6）、籽粒清选损失监测系统（7）、清选筛(8)的鱼鳞筛片开度调节机构、转速可调的清选风机 (9)、籽粒含杂率、破碎率监测装置 (12)和第二脱离滚筒顶盖导向条角度调节装置(1)连接，用来控制调节所述清选筛(8)的鱼鳞筛片的开度及倾角、所述第二脱离滚筒 (2) 和所述清选离心风机（9)的转速以及第二脱离滚筒顶盖导向条角度调节装置上的导向条（1‑104）的角度。...

【技术特征摘要】
1.一种能够进行自适应调节的联合收获机，其特征在于，包括第二脱离滚筒顶盖导向条角度调节装置(1)，第二脱离滚筒(2)，第二脱离滚筒功耗测量装置(3)，液压马达(4)，支架(5)，籽粒夹带损失监测系统(6)，籽粒清选损失监测系统(7)，清选筛(8)，转速可调的清选风机(9)，第一脱离滚筒(10)，输粮搅龙（11），籽粒含杂率、破碎率监测装置和测控系统（13）；第二脱离滚筒顶盖导向条角度调节装置(1)位于第二脱离滚筒(2)顶盖的上方，液压马达(4)位于第二脱离滚筒(2)的尾部，液压马达(4)和第二脱离滚筒(2)通过联轴器相连，第二脱离滚筒功耗测量装置(3)位于第二脱离滚筒(2)和液压马达(4)之间；第二脱离滚筒功耗测量装置(3)和液压马达(4)通过支架(5)固定在联合收获机机壁上；清选筛(8)位于第二脱离滚筒(2)的下方，转速可调的清选风机(9)位于清选筛(8)的左前方；第一脱离滚筒(10)位于第二脱离滚筒(2)前部，处在清选筛(8)的左上部；籽粒夹带损失监测系统(6)安装在第二脱离滚筒(2)分离凹板的后部，籽粒清选损失监测系统(7)安装在清选筛(8)的尾部；输粮搅龙（11）由水平输粮搅龙和垂直输粮搅龙组成，籽粒含杂率、破碎率监测装置(12)安装在垂直输粮搅龙的外壁（11-02）上；所述测控系统（13）分别与所述第二脱离滚筒功耗测量装置(3)、液压马达（4）、籽粒夹带损失监测系统（6）、籽粒清选损失监测系统（7）、清选筛(8)的鱼鳞筛片开度调节机构、转速可调的清选风机(9)、籽粒含杂率、破碎率监测装置(12)和第二脱离滚筒顶盖导向条角度调节装置(1)连接，用来控制调节所述清选筛(8)的鱼鳞筛片的开度及倾角、所述第二脱离滚筒(2)和所述清选离心风机（9)的转速以及第二脱离滚筒顶盖导向条角度调节装置上的导向条（1-104）的角度。2.根据权利要求1所述的一种能够进行自适应调节的联合收获机，其特征在于，所述第二脱离滚筒顶盖导向条角度调节装置(1)由直线电动缸（1-101）、调节杆（1-102）、导向条（1-104）、承载板一（1-105）、承载板二（1-106）、U型转轴一（1-107）、U型转轴二（1-108）和U型转轴三（1-109）组成，直线电动缸（1-101）和调节杆（1-102）位于第二脱离滚筒顶盖（1-103）的外侧，导向条（1-104）、承载板一（1-105）、承载板二（1-106）、U型转轴一（1-107）、U型转轴二（1-108）和U型转轴三（1-109）位于第二脱离滚筒顶盖（1-103）的内侧；导向条（1-104）安装在承载板二（1-106）上，承载板一（1-105）通过U型转轴一（1-107）和U型转轴二（1-108）的上端安装在第二脱离滚筒顶盖（1-103）上；承载板二（1-106）安装在U型转轴一（1-107）和U型转轴二（1-108）的下端，承载板一（1-105）和承载板二（1-106）通过U型转轴三（1-109）相连。3.根据权利要求1所述的一种能够进行自适应调节的联合收获机，其特征在于，所述清选筛(8)由抖动板（8-13）、鱼鳞筛（809）和尾筛（8-14）组成，所述鱼鳞筛（809）边框的边角（8-12）通过支撑条（8-10）与四个伺服直线电动缸（8-11）相连，伺服直线电动缸（8-11）固定在清选筛(8)的筛框上，四个伺服直线电动缸（8-11）的伸出量均独立可调，进而可实现鱼鳞筛（809）倾角的调整。4.根据权利要求3所述的一种能够进行自适应调节的联合收获机，其特征在于，所述清选筛(8)的鱼鳞筛（809）的开度可以通过鱼鳞筛开度调节机构进行电动调节，所述鱼鳞筛开度调节机构由底板（8-01），直线位移传感器（8-02），直线电动缸（8-03），球头连杆（8-04），固定柱销（8-05），转换臂（8-06），连杆（8-07），连接板（8-08）组成；直线位移传感器（8-02）和直线电动缸（8-03）通过刚性条相连之后作为一个整体固定在底板（8-01）上，转换臂（8-06）利用固定柱销（8-05）并通过安装孔（8-06-03）安装在底板（8-01）上，转换臂（8-06）通过连...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁振伟，李耀明，唐忠，魏纯才，王建鹏，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32