一种花生摘果滚筒防堵监测装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种花生摘果滚筒防堵监测装置及控制方法。本发明专利技术通过间隙调节装置和物料压力监测装置，实现了花生收获机械物料堵塞程度的实时检测，并使得摘果滚筒和凹板筛之间间隙具有自适应调节的能力。摘果滚筒和凹板筛之间在弹性连接件和悬挂杆的控制下，对物料具有一定的过载处理能力，配合拉绳位移传感器则可以进一步测量凹板筛上的物料压力表征值，进而通过反馈控制调节摘果滚筒的转速，实现防堵鲁棒控制。鲁棒控制。鲁棒控制。

【技术实现步骤摘要】
一种花生摘果滚筒防堵监测装置及控制方法


[0001]本专利技术涉及一种农业收获机械性能监控
，具体是涉及一种花生摘果滚筒防堵监测装置及控制方法。

技术介绍

[0002]花生作为重要的油料作物和优质蛋白质资源，在我国的种植面积和产量都位于世界前列。根据联合国粮农组织(FAO)统计数据，2019年中国花生种植面积4.51
×
106hm2，占世界15.21％；产量1.76
×
107t，占世界36.04％。
[0003]我国花生种植分布宽广，主要集中在河南、山东、广东、河北、辽宁、安徽、江苏等地区，种植的花生品种多达300多种，种植模式多样。但中国花生收获机械化水平较美国、巴西、阿根廷等国家相对滞后，2017年中国花生机械化收获水平仅为39.72％，严重制约了花生产业的发展。大部分地区仍以人工和半机械化生产为主，尤其是在收获作业环节，用工量约占生产全过程的1/3，作业成本约占总生产成本的50％。
[0004]机械化作为提高农业生产效率、降低用工成本的主要途径，为农业生产发展提供了有力保障。花生机械化收获主要有两种作业形式，即联合收获作业和两段收获作业。联合收获为半喂入形式，摘果作业主要采用夹持对辊刷脱的形式，摘下来的荚果直接被送到荚果输送带上，花生秧被夹持着抛撒到田间，摘果过程比较顺利；两段收获是应用挖掘机将花生挖掘后铺在田间晾晒至半干，然后再用捡拾联合收获机进行捡拾、摘果、清选等作业。捡拾收获机为全喂入形式，花生果秧经过捡拾输送后全部进入摘果装置；在串联切流摘果形式中，在摘果滚筒和凹板筛的相互作用下，花生荚果经过刷脱、揉搓、打击等过程从花生秧上脱离，并穿过凹板筛，完成摘果作业。但若喂入量过大，摘果滚筒和凹板筛之间的花生果秧料层太厚，在摘果滚筒和凹板筛之间产生花生果秧拥堵现象，部分荚果还没被摘下就随着花生秧被扔出了摘果滚筒外，导致未摘损失大；同时，料层太厚，凹板筛孔易被紧密压实的果秧堵住，产生糊筛现象，摘落的花生荚果穿过凹板筛进入后续清洗作业的难度增加，部分摘落的花生荚果随着花生秧被排除摘果滚筒外，导致夹带损失增加。由此可见，摘果作业喂入量的大小对摘果滚筒拥堵现象的产生及未摘损失和夹带损失等都有着密切的关系。

技术实现思路

[0005]为解决花生摘果作业因喂入量过大导致摘果滚筒拥堵进而导致未摘损失和夹带损失增加的问题，本专利技术提出了一种花生摘果滚筒防堵监测装置及控制方法。
[0006]本专利技术所采用的具体技术方案如下：
[0007]一种花生摘果滚筒防堵监测装置，用于在花生收获机械中实现摘果滚筒和凹板筛之间间隙的自适应调节，该装置包括间隙调节装置和物料压力监测装置；
[0008]所述间隙调节装置包括弹性连接件和导向杆；所述凹板筛通过四个角点位置的四个弹性连接件稳定挂载于机架上，每个弹性连接件包含拉簧和悬挂杆，悬挂杆顶端与机架相连，底部通过张紧的拉簧与凹板筛连接承力；且凹板筛由导向杆构成垂直导向，使凹板筛
竖向受力时能够与拉簧配合沿竖直方向上下移动，以改变摘果滚筒和凹板筛之间的间隙；
[0009]所述物料压力监测装置包括位移传感器和拉绳；所述拉绳分别连接凹板筛和固定于机架上的位移传感器，拉绳受拉移动的方向与凹板筛移动的方向以及拉簧伸缩的方向平行；凹板筛向下移动过程中能够同步向下拉动拉绳，且由位移传感器记录拉绳被拉动的位移，作为凹板筛上物料压力的表征，进而反馈控制花生收获机械对摘果滚筒转速的调节，避免摘果滚筒中的花生果秧产生拥堵。
[0010]作为优选，所述花生收获机械中的摘果滚筒有多个，沿物料输送方向依次布置，每一个摘果滚筒下方均配合设置一个凹板筛，相邻的凹板筛相互活动式搭接。
[0011]进一步的，每个凹板筛的后端搭接部为圆管，前端搭接部为弯折的搭接板，上一个凹板筛的搭接板非固定式扣于下一个凹板筛的圆管上，使得相邻两个凹板筛在连续搭接的同时具有竖向的相对移动自由度；每个凹板筛的圆管两端各自通过销轴同轴安装于两侧的连接套中，所述拉簧通过连接套间接连接凹板筛。
[0012]进一步的，每一个连接套上均安装有一条所述导向杆，导向杆的顶端固定于连接套上，而底端穿过机架，且导向杆上设一个用于调节凹板筛和摘果滚筒之间初始间隙的调节件。
[0013]进一步的，所述调节件为一个与导向杆构成螺纹副配合的限位螺母，限位螺母卡于机架上以限制导向杆沿轴向向上移动但不限制其向下移动。
[0014]进一步的，所述搭接板弯折成向下开口的槽型。
[0015]进一步的，所述连接套上设置有拉绳固定板，所述拉绳的一端通过固定于拉绳固定板上间接连接凹板筛。
[0016]作为优选，所述拉绳垂直布置。
[0017]作为优选，所述花生收获机械为捡拾联合收获机。
[0018]另一方面，本专利技术提供了一种利用上述任一方案所述花生摘果滚筒防堵监测装置的防堵鲁棒控制方法，其做法如下：
[0019]在花生收获机械运转过程中，输入的物料经过摘果滚筒和凹板筛之间，并由摘果滚筒对花生果秧进行摘果作业，使花生荚果落于凹板筛上而摘果后的花生果秧则继续向后输送直至排出摘果滚筒，凹板筛的竖向受力与上方存储的花生果秧料层重量呈正相关，当花生果秧料层重量增大时，凹板筛能够克服拉簧的拉力竖向向下移动，以扩大摘果滚筒和凹板筛之间的间隙；在摘果作业过程中，通过位移传感器监测凹板筛上的物料压力；当物料厚度增加时，凹板筛受力增大时，位移传感器所测得的拉绳位移增加，若拉绳的位移增加量大于预先设定的阈值时，对位移增加量大于阈值的持续时间进行计时，当持续时间大于预设时间时，采用鲁棒控制方法通过调节驱动摘果滚筒的马达转速，增加摘果滚筒的摘果能力，将拥堵的花生果秧及时排除摘果滚筒外，从而避免拥堵程度的增加。
[0020]本专利技术相对于现有技术而言，具有以下有益效果：
[0021]本专利技术通过间隙调节装置和物料压力监测装置，实现了花生收获机械物料堵塞程度的实时检测，并使得摘果滚筒和凹板筛之间间隙具有自适应调节的能力。摘果滚筒和凹板筛之间在弹性连接件和悬挂杆的控制下，对物料具有一定的过载处理能力，配合拉绳和位移传感器则可以进一步测量凹板筛上的物料压力表征值，进而通过反馈控制调节摘果滚筒的转速，实现防堵鲁棒控制。
附图说明
[0022]图1为本专利技术所应用的一种捡拾联合收获的整体结构示意图；
[0023]图2为图1中C位置放大示意图；
[0024]图3为图1中B
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B剖面示意图；
[0025]图4为图3中D
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D剖面示意图；
[0026]图5为一种轴侧视角下的凹板筛示意图；
[0027]图6为另一种轴侧视角下的凹板筛示意图；
[0028]图7为凹板筛的横断面结构示意图；
[0029]图8为连接套与拉绳固定板的固定结构示意图；
[0030]图9为凹板筛端部的装配状态侧视图；
[0031]图10为本专利技术的花生摘果滚筒防堵鲁棒控制方法流程示意图；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种花生摘果滚筒防堵监测装置，用于在花生收获机械中实现摘果滚筒(1)和凹板筛(2)之间间隙的自适应调节，其特征在于，该装置包括间隙调节装置和物料压力监测装置；所述间隙调节装置包括弹性连接件和导向杆(13)；所述凹板筛(2)通过四个角点位置的四个弹性连接件稳定挂载于机架上，每个弹性连接件包含拉簧(5)和悬挂杆(7)，悬挂杆(7)顶端与机架相连，底部通过张紧的拉簧(5)与凹板筛(2)连接承力；且凹板筛(2)由导向杆(13)构成垂直导向，使凹板筛(2)竖向受力时能够与拉簧(5)配合沿竖直方向上下移动，以改变摘果滚筒(1)和凹板筛(2)之间的间隙；所述物料压力监测装置包括位移传感器(3)和拉绳(8)；所述拉绳(8)分别连接凹板筛(2)和固定于机架上的位移传感器(3)，拉绳(8)受拉移动的方向与凹板筛(2)移动的方向以及拉簧(5)伸缩的方向平行；凹板筛(2)向下移动过程中能够同步向下拉动拉绳(8)，且由位移传感器(3)记录拉绳(8)被拉动的位移，作为凹板筛(2)上物料压力的表征，进而反馈控制花生收获机械对摘果滚筒(1)转速的调节，避免摘果滚筒(1)中的花生果秧产生拥堵。2.如权利要求1所述的花生摘果滚筒防堵监测装置，其特征在于，所述花生收获机械中的摘果滚筒(1)有多个，沿物料输送方向依次布置，每一个摘果滚筒(1)下方均配合设置一个凹板筛(2)，相邻的凹板筛(2)相互活动式搭接。3.如权利要求2所述的花生摘果滚筒防堵监测装置，其特征在于，每个凹板筛(2)的后端搭接部为圆管(15)，前端搭接部为弯折的搭接板(16)，上一个凹板筛(2)的搭接板(16)非固定式扣于下一个凹板筛(2)的圆管(15)上，使得相邻两个凹板筛(2)在连续搭接的同时具有竖向的相对移动自由度；每个凹板筛(2)的圆管(15)两端各自通过销轴(14)同轴安装于两侧的连接套(4)中，所述拉簧(5)通过连接套(4)间接连接凹板筛(2)。4.如权利要求3所述的花生摘果滚筒防堵监测装置，其特征在于，每一个连接套(4)上均安装有一条所述导向杆(13...

【专利技术属性】
技术研发人员：王申莹，胡志超，曹明珠，吴惠昌，彭宝良，于昭洋，王永维，
申请(专利权)人：农业农村部南京农业机械化研究所，
类型：发明
国别省市：