【技术实现步骤摘要】
一种具备智能控制系统的玉米脱粒清选试验台
本专利技术涉及农业设备
，尤其涉及一种具备智能控制系统的玉米脱粒清选试验台。
技术介绍
玉米是我国主要粮食作物之一，2018年我国玉米产量25717万吨，随着现代农业技术的发展，玉米收获模式逐步由果穗收获向籽粒直收方向转型。玉米籽粒直收模式能够缩短收获周期、节约生产成本、提高作业效率，脱粒机构作为玉米籽粒直收机械的关键部件，其作业性能直接决定了整机的作业效果。当前，玉米脱粒机构通常采用冲击、搓擦等方法进行脱粒，即果穗喂入脱粒滚筒后利用脱粒元件和凹板对果穗的碰撞和冲击使籽粒脱离芯轴。脱粒元件的结构和工作参数对籽粒破碎率具有重要影响。由于我国大部分地区适收期玉米果穗的含水率普遍在25％～40％，不适合直接脱粒收获，因此高含水率玉米低损脱粒技术仍是实现籽粒直收的难点和重点。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种具备智能控制系统的玉米脱粒清选试验台，利用工业控制器技术，采用负反馈控制方式，实现了脱粒过程中籽粒破碎率的实时监控；将滚筒转速传感器、...
【技术保护点】
1.一种具备智能控制系统的玉米脱粒清选试验台，其特征在于，所述试验台包括机架(3)，以及固接在机架(3)上的进料装置(1)、螺旋喂入器(2)、脱粒装置(4)、清选装置(7)和智能控制系统；/n所述螺旋喂入器(2)安装在进料装置(1)的出料口与脱粒装置(4)之间；所述清选装置(7)位于脱粒装置(4)的下方；/n所述脱粒装置(4)包括脱粒滚筒(41)、脱粒凹板、第一电机(6)和第一变频器；所述脱粒滚筒(41)前低后高倾斜布置，所述第一变频器和第一电机(6)连接并控制第一电机(6)工作，第一电机(6)的动力输出轴与驱动脱粒滚筒(41)转动的联轴器(5)连接；/n所述脱粒凹板呈中空...
【技术特征摘要】
1.一种具备智能控制系统的玉米脱粒清选试验台，其特征在于，所述试验台包括机架(3)，以及固接在机架(3)上的进料装置(1)、螺旋喂入器(2)、脱粒装置(4)、清选装置(7)和智能控制系统；
所述螺旋喂入器(2)安装在进料装置(1)的出料口与脱粒装置(4)之间；所述清选装置(7)位于脱粒装置(4)的下方；
所述脱粒装置(4)包括脱粒滚筒(41)、脱粒凹板、第一电机(6)和第一变频器；所述脱粒滚筒(41)前低后高倾斜布置，所述第一变频器和第一电机(6)连接并控制第一电机(6)工作，第一电机(6)的动力输出轴与驱动脱粒滚筒(41)转动的联轴器(5)连接；
所述脱粒凹板呈中空筒状，设置在脱粒滚筒(41)的外侧；所述脱粒凹板包括分别通过隔板(46)固接在机架(3)上的上凹板(45)、前凹板(47)、中部凹板(48)和后凹板(49)；所述上凹板(45)、前凹板(47)、中部凹板(48)和后凹板(49)的纵截面均呈半圆弧形；
所述上凹板(45)位于脱粒滚筒(41)的上方，所述前凹板(47)、中部凹板(48)和后凹板(49)由前至后依次布置在脱粒滚筒(41)的下方；
所述前凹板(47)包括固接在隔板(46)上的固定凹板(472)和能够通过间隙调节装置调节与脱粒滚筒(4)的表面之间的间隙的可调节凹板(471)；所述可调节凹板(471)与固定凹板(472)之间通过与脱粒滚筒(41)的轴线平行的连接销轴(64)相互铰接；
所述脱粒滚筒(41)的柱体表面上设有多个脱粒元件，包括位于前部的z1个脱粒纹杆(42)、位于中部的z2个分离直杆(43)和位于后部的z3个螺旋排出杆(44)；其中，z1>z2>z3≥3；
所述脱粒纹杆(42)、分离直杆(43)和螺旋排出杆(44)按照n头螺旋的方式均匀排布，n≥3；
所述清选装置(7)包括抖动板(9)、上筛(13)、下筛(14)、曲柄机构(8)、上筛箱(15)、下筛箱(16)、第二电机(11)、风机(10)、第三电机(12)、第二变频器和第三变频器；
所述上筛箱(15)和下筛箱(16)均通过曲柄机构(8)安装在机架(3)上，所述抖动板(9)和上筛(13)分别通过轴承安装在上筛箱(15)内的前部和后部；所述下筛(14)通过轴承安装在下筛箱(16)内部，且抖动板(9)、上筛(13)和下筛(14)呈阶梯状排布；所述风机(10)位于抖动板(9)前部的正下方，并通过第二电机(11)驱动，所述第二变频器与第二电机(11)连接并控制第二电机(11)的转速；所述第三电机(12)与驱动曲柄机构(8)连接并驱动曲柄机构(8)实现上筛箱(15)和下筛箱(16)振动，所述第三变频器与第三电机(12)连接并控制第三电机(12)改变转速，从而控制上筛箱(15)和下筛箱(16)的振动频率；
所述曲柄机构(8)包括凸轮(80)、主动曲柄(81)、从动曲柄(82)和第一副曲柄(83)和第二副曲柄(84)；安装在下筛箱(16)外侧的机架上；
所述凸轮(80)的转轴通过轴承安装在机架(3)上；所述主动曲柄(81)的底端固定在凸轮(80)上，顶端与从动曲柄(82)的顶端铰接；从动曲柄(82)的1/4处通过轴承与上筛箱(15)的中部连接，中段通过轴承固定在机架(3)上，底端与下筛箱(16)前部铰接；所述第一副曲柄(83)的顶端通过轴承安装在机架(3)上，底端与下筛箱(16)的后部铰接；所述第二副曲柄(84)的顶端通过轴承与上筛箱(15)的后部连接，底端通过轴承安装在机架(3)上；所述凸轮(80)与第三电机(12)通过链传动实现动力传输；
所述智能控制系统包括工业控制器、稳压器、RS485通讯器、DAM-3012DI/O数字量采集卡、滚筒转速传感器、上筛转速传感器、风机转速传感器；
所述工业控制器由稳压器将380V工业电压转换为的12V电压进行供电，所述第一电机(6)、第二电机(11)、第三电机(12)、风机(10)、第一变频器、第二变频器和第三变频器均直接由380V工业电压进行供电；
所述滚筒转速传感器位于脱粒装置(4)的脱粒滚筒(41)的前部，固定在机架(3)上，用于检测脱粒滚筒(41)的转速；
所述上筛转速传感器位于凸轮(80)的转轴处，固定在机架(3)上，用于检测上筛转速；
所述风机转速传感器位于风机(10)的转轴处，固定在机架(3)上，用于检测风机(10)的转速；
所述滚筒转速传感器、上筛转速传感器和风机转速传感器均由12V电压供电；
所述RS485通讯器的信号输出端通过屏蔽线与第一变频器、第二变频器和第三变频器分别进行信号传输，RS485通讯器的信号输入端通过USB接口与工业控制器进行信号传输；所述滚筒转速传感器、上筛转速传感器和风机转速传感器的信号输出端分别与DAM-3012DI/O数字量采集卡的信号输入端子连接，DAM-3012DI/O数字量采集卡的信号输出端子与工业控制器USB接口进行连接。
2.根据权利要求1所述的试验台，其特征在于，脱粒滚筒(41)的旋转轴与水平面之间的夹角为10～15度；上凹板(45)与脱粒滚筒(4)的表面之间的凹板间隙为35～50mm，中部凹板(48)和后凹板(49)与脱粒滚筒(4)的表面之间的间隙为30mm～40mm。
3.根据权利要求1所述的试验台，其特征在于，所述间隙调节装置包括“L”形摇臂(60)、前脱粒支架(62)、连接杆(63)、后脱粒支架(65)和横杆(66)；
所述前脱粒支架(62)和后脱粒支架(65)分别固接在两个隔板(46)上，所述横杆(66)的前后两端分别可转动地安装在前脱粒支架(62)和后脱粒支架(65)上；所述“L”形摇臂(60)包括端部相互固接的长摇臂(61)和短摇臂(67)，所述“L”形摇臂(60)的长摇臂(61)和短摇臂(67)的连接处固接在横杆(66)的一端；所述横杆(66)的前后两端分别固接有一与其垂直的连接耳；两个连接杆(63)的一端分别与横杆(66)的一个连接耳铰接，两个连接杆(63)的另一端固接在可调节凹板(471)上。
4.根据权利要求1所述的试验台，其特征在于，脱粒纹杆(42)、分离直杆(43)和螺旋排出杆(44)的安装位置与脱粒滚筒(41)的尺寸之间的关系如公式1所示：
式中，L为脱粒滚筒(41)的长度，单位为mm；D为脱粒滚筒(41)的直径，单位为mm；z1为脱粒纹杆(42)的列数；z2为分离直杆(43)的列数；z3为螺旋排出杆(44)的列数；d1为最靠近脱粒滚筒(41)前端边缘的脱粒纹杆(42)与脱粒滚筒(41)前端边缘中间的距离，单位为mm；d2为相邻两个脱粒元件的首尾安装间隔；l1为脱粒纹杆(42)的长度，单位为mm；l2为分离直杆(43)的长度，单位为mm；l3为螺旋排出杆(44)的长度，单位为mm；d3为最靠近脱粒滚筒(41)后端边缘的螺旋排出杆(44)与脱粒滚筒(41)后端边缘之间的距离，单位为mm；n为脱粒元件的安装螺旋线的数量；s为相邻两个脱粒纹杆(42)的周向安装间隔，单位为mm；α为安装螺旋线的螺旋角，单位为°。
5.根据权利要求4所述的试验台，其特征在于，所述脱粒滚筒(41)的长度L为2000～3500mm，直径D为450～600mm；脱粒纹杆(42)的列数z1为4～6，分离直杆(43)的列数z2为1～2，螺旋排出杆(44)的列数z3为1；最靠近脱粒滚筒(41)前端边缘的脱粒纹杆(42)与脱粒滚筒(41)前端边缘之间的距离d1为65～75mm；相邻两个脱粒元件的首尾安装间隔d2为100～120mm；脱粒纹杆(4...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜岳峰，栗晓宇，胡亮，迟瑞娟，朱忠祥，毛恩荣，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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