马铃薯联合收获机雍土堵塞监测和薯土分离监测调控装置以及监测调控方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种马铃薯联合收获机雍土堵塞监测和薯土分离监测调控装置以及监测调控方法，所述雍土堵塞监测装置包括对射激光传感器模组一、对射激光传感器模组二、超声波传感器、堵塞警报系统，对射激光传感器模组一、对射激光传感器模组二对一级薯土输送分离装置的薯土厚度进行监测，超声波传感器监测超声波传感器到薯土上表面距离，堵塞警报系统根域设定值比较来判断薯土混合物喂入量情况，并可发出预警或报警提示；薯土分离监测调控装置包括激振器、激振器驱动装置、矩形光纤传感器模组、模糊PID控制系统，模糊PID控制系统根据矩形光纤传感器模组检测的土壤透筛量与设定值对比，调节电动推杆往复运动的频率和行程，使土壤透筛量达到设定值。筛量达到设定值。筛量达到设定值。

【技术实现步骤摘要】
马铃薯联合收获机雍土堵塞监测和薯土分离监测调控装置以及监测调控方法


[0001]本专利技术属于农机装备领域，特别涉及马铃薯联合收获机雍土堵塞监测和薯土分离监测调控装置以及监测调控方法。

技术介绍

[0002]我国马铃薯种植范围广面积大，目前已成为世界马铃薯第一大生产国，因此对马铃薯联合收获机的需求也日益增大，研制高效适用的马铃薯联合收获机，对于提高马铃薯收获效率、降低人工劳动强度具有重要意义。目前我国现有的马铃薯联合收获机在田间工作过程中，尤其是在黏重土壤条件下，前几级薯土输送分离装置极易发生雍土堵塞，一旦发生雍土堵塞势必会造成停机影响收获效率，其次若不能及时发现雍土堵塞甚至会造成机器因负荷过大而损坏，因此迫切需要一套设备可以对马铃薯联合收获机输送分离装置雍土堵塞进行监测，及时发出预警。第二，马铃薯联合收获机在工作过程中，每一级薯土输送分离装置的土壤分离率应保持在一个合适的范围内，若土壤分离率过高，则会增大马铃薯在后续输送分离过程中的机械损伤，若土壤分离率过低，则会导致马铃薯洁净率低。而现有马铃薯联合收获机尚没有对土壤分离率进行监测的装置，更无法对薯土分离过程进行实时调控。
[0003]中国专利技术专利CN 1066106 A公开了一种马铃薯收获机薯土分离调节装置，其工作原理为：液压马达的驱动偏心轮转动，并通过连杆带动摇臂绕着轴往复摆动，进而带动胶轮架也绕着轴往复摆动，安装在胶轮架的6个胶轮交替将上方承托着马铃薯及其土壤、杂草和秧蔓从分离筛顶起，从而使分离筛在移动过程中产生抖动而将薯土分离。通过改变液压马达的轴转速调节薯土分离装置的振动频率；通过改变销轴在摇臂的直臂和曲臂的不同圆孔的铰接位置实现振幅的调节。该专利技术虽然能实现薯土分离装置振动频率和振幅的调节，但振幅的调节需要人工手动调节，操作繁琐，且不能实现连续调节。

技术实现思路

[0004]针对现有马铃薯联合收获机在田间工作过程中，尤其是在黏重土壤条件下，马铃薯联合收获机薯土输送分离装置发生雍土堵塞时无法及时预警的问题和无法对薯土分离效果进行评估以及自动调控的问题，本专利技术提供了马铃薯联合收获机雍土堵塞监测和薯土分离监测调控装置以及监测调控方法。
[0005]本专利技术是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
[0006]一种马铃薯联合收获机雍土堵塞监测和薯土分离监测调控装置，包括设置在第一薯土分离输送装置上的杆条碎土器、雍土堵塞监测装置、设置在第二薯土分离输送装置上的薯土分离监测调控装置；
[0007]所述杆条碎土器设置在第一薯土分离输送装置的第一杆条输送链输送入料口上方、且与输送方向垂直，所述杆条碎土器为圆周方向均匀设置有多根长杆的圆筒结构，杆条
碎土器两端通过轴承座支撑在第一薯土分离输送装置两侧侧壁上，且杆条碎土器一端伸出轴承座与马达连接，且杆条碎土器旋向与第一杆条输送链旋向相反；
[0008]所述雍土堵塞监测装置包括对射激光传感器模组一、对射激光传感器模组二、超声波传感器、堵塞警报系统，对射激光传感器模组一和对射激光传感器模组二设置在第一薯土分离输送装置侧面，且按照输送方向依次设置，用于检测薯土厚度；对射激光传感器模组一靠近杆条碎土器设置且位于杆条碎土器下游，对射激光传感器模组二靠近第一杆条输送链出料口设置；超声波传感器设置在第一薯土分离输送装置内第一杆条输送链上方，且位于对射激光传感器模组一和对射激光传感器模组二之间；堵塞警报系统根据对射激光传感器模组一、对射激光传感器模组二和超声波传感器的检测结果与设定值对比，作出预警提醒和报警提醒；
[0009]薯土分离监测调控装置包括激振器、激振器驱动装置、矩形光纤传感器模组、模糊PID控制系统，所述激振器设置在第二薯土分离输送装置上的第二杆条输送链的下方，且由激振器驱动装置驱动；所述矩形光纤传感器模组位于第二杆条输送链下方两侧，且沿输送方向从第二杆条输送链输送入口延伸至输送出口，用于检测土壤透筛量；模糊PID控制系统与矩形光纤传感器模组、激振器驱动装置连接，根据矩形光纤传感器模组检测的土壤透筛量与设定值对比，控制激振器驱动装置进而驱动激振器对第二杆条输送链的振动频率和振动幅度进行调控，调节土壤透筛量至设定值。
[0010]进一步的，杆条碎土器的旋转线速度比第一杆条输送链的传输线速度高。
[0011]进一步的，杆条碎土器两端通过浮动调节装置与第一薯土分离输送装置两侧侧壁连接，所述浮动调节装置是通过弹性结构实现杆条碎土器的高度自动调节。
[0012]进一步的，浮动调节装置包括支架、压缩弹簧、压板、调节螺母、立柱、调节螺栓和支撑板，支撑板固定在第一薯土分离输送装置侧壁上，支撑板上固定有两个立柱，支架套接在两个立柱上实现沿立柱上下移动，两组压缩弹簧套接在两个立柱上且设置在支架上方，压板两端套接在立柱上且对压缩弹簧进行限位，压板上方通过调节螺母与立柱螺纹连接实现限位，支撑板下方螺纹连接有调节螺栓，调节螺栓一端伸出支撑板并对支架下方进行限位；轴承座固定在支架上，第一薯土分离输送装置侧壁上设置有供杆条碎土器的旋转轴上下移动的槽；马达固定在一侧的支架上。
[0013]进一步的，杆条碎土器后方还设置有定刀片，定刀片为单面刃结构，刀刃朝向第一杆条输送链，定刀片与杆条碎土器之间留有间隙，且间隙可调节。
[0014]进一步的，激振器驱动装置为固定在第二薯土分离输送装置上的电动推杆，激振器包括摆杆、转轴、圆柱滚子、摆臂，转轴两端通过轴承座设置在第二薯土分离输送装置上，转轴两侧固定有垂直于转轴的摆杆，摆杆端部安装有承托第二杆条输送链的圆柱滚子，转轴一端延伸出轴承座固定有垂直于转轴的摆臂，摆臂与电动推杆一端铰接，电动推杆另一端固定在第二薯土分离输送装置侧面。
[0015]进一步的，对射激光传感器模组一、对射激光传感器模组二最底部的激光发射器、激光接收器距离第一杆条输送链表面距离为50～100mm，每对激光发射器、激光接收器在竖直方向上的间隔距离为10mm；所述超声波传感器距离第一杆条输送链顶部300～500mm，声波发射角在12
°
～15
°
。
[0016]进一步的，矩形光纤传感器模组包含若干对光发射器和光强接收器；光发射器和
光强接收器分别设置在第二薯土分离输送装置的两侧且每对光发射器、光强接收器在水平和竖直方向上对齐，光发射器和光强接收器分别通过第二螺钉固定在矩形光纤传感器模组的第二保护壳中，在第二保护壳的光线发射区和接收区设置有有机玻璃，矩形光纤传感器模组距离第二杆条输送链底部150～250mm。
[0017]薯土输送分离装置雍土堵塞监测及薯土分离监测调控方法，包括以下步骤：
[0018]S1.设定初始值：
[0019]系统初始化后，将系统调试至最佳状态进行试收获，系统记录对射激光传感器模组一检测薯土厚度h1、对射激光传感器模组二检测薯土厚度h2、超声波传感器检测超声波传感器到薯土上表面距离h3、矩形光纤传感器模组检测土壤透筛量v，并计算输送入料口和出料口薯土厚度的差值s＝h1‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种马铃薯联合收获机雍土堵塞监测和薯土分离监测调控装置，其特征在于，包括设置在第一薯土分离输送装置上的杆条碎土器(2)、雍土堵塞监测装置、设置在第二薯土分离输送装置上的薯土分离监测调控装置；所述杆条碎土器(2)设置在第一薯土分离输送装置的第一杆条输送链(9)输送入料口上方、且与输送方向垂直，所述杆条碎土器(2)为圆周方向均匀设置有多根长杆的圆筒结构，杆条碎土器(2)两端通过轴承座(304)支撑在第一薯土分离输送装置两侧侧壁上，且杆条碎土器(2)一端伸出轴承座(304)与马达(4)连接，且杆条碎土器(2)旋向与第一杆条输送链(9)旋向相反；所述雍土堵塞监测装置包括对射激光传感器模组一(5)、对射激光传感器模组二(6)、超声波传感器(8)、堵塞警报系统，对射激光传感器模组一(5)和对射激光传感器模组二(6)设置在第一薯土分离输送装置侧面，且按照输送方向依次设置，用于检测薯土厚度；对射激光传感器模组一(5)靠近杆条碎土器(2)设置且位于杆条碎土器(2)下游，对射激光传感器模组二(6)靠近第一杆条输送链(9)出料口设置；超声波传感器(8)设置在第一薯土分离输送装置内第一杆条输送链(9)上方，且位于对射激光传感器模组一(5)和对射激光传感器模组二(6)之间；堵塞警报系统根据对射激光传感器模组一(5)、对射激光传感器模组二(6)和超声波传感器(8)的检测结果与设定值对比，作出预警提醒和报警提醒；薯土分离监测调控装置包括激振器(12)、激振器驱动装置、矩形光纤传感器模组(15)、模糊PID控制系统，所述激振器(12)设置在第二薯土分离输送装置上的第二杆条输送链(11)的下方，且由激振器驱动装置驱动；所述矩形光纤传感器模组(15)位于第二杆条输送链(11)下方两侧，且沿输送方向从第二杆条输送链(11)输送入口延伸至输送出口，用于检测土壤透筛量；模糊PID控制系统根据矩形光纤传感器模组(15)检测的土壤透筛量与设定值对比，控制激振器驱动装置进而驱动激振器(12)对第二杆条输送链(11)的振动频率和振动幅度进行调控，调节土壤透筛量至设定值。2.根据权利要求1所述的马铃薯联合收获机雍土堵塞监测和薯土分离监测调控装置，其特征在于，杆条碎土器(2)的旋转线速度比第一杆条输送链(9)的传输线速度高。3.根据权利要求1所述的马铃薯联合收获机雍土堵塞监测和薯土分离监测调控装置，其特征在于，杆条碎土器(2)两端通过浮动调节装置(3)与第一薯土分离输送装置两侧侧壁连接，所述浮动调节装置(3)是通过弹性结构实现杆条碎土器(2)的高度自动调节。4.根据权利要求3所述的马铃薯联合收获机雍土堵塞监测和薯土分离监测调控装置，其特征在于，所述浮动调节装置(3)包括支架(301)、压缩弹簧(302)、压板(303)、调节螺母(305)、立柱(307)、调节螺栓(308)和支撑板(309)，支撑板(309)固定在第一薯土分离输送装置侧壁上，支撑板(309)上固定有两个立柱(307)，支架(301)套接在两个立柱(307)上实现沿立柱(307)上下移动，两组压缩弹簧(302)套接在两个立柱(307)上且设置在支架(301)上方，压板(303)两端套接在立柱(307)上且对压缩弹簧(302)进行限位，压板(303)上方通过调节螺母(305)与立柱(307)螺纹连接实现限位，支撑板(309)下方螺纹连接有调节螺栓(308)，调节螺栓(308)一端伸出支撑板(309)并对支架(301)下方进行限位；轴承座(304)固定在支架(301)上，第一薯土分离输送装置侧壁上设置有供杆条碎土器(2)的旋转轴上下移动的槽；马达(4)固定在一侧的支架(301)上。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的马铃薯联合收获机雍土堵塞监测和薯土分离监测
调控装置，其特征在于，所述杆条碎土器(2)后方还设置有定刀片(306)，定刀片(306)为单面刃结构，刀刃朝向第一杆条输送链(9)，定刀片(306)与杆条碎土器(2)之间留有间隙，且间隙可调节。6.根据权利要求1所述的马铃薯联合收获机雍土堵塞监测和薯土分离监测调控装置，其特征在于，激振器驱动装置为固定在第二薯土分离输送装置上的电动推杆(14)，激振器(12)包括摆杆(121)、转轴(122)、圆柱滚子(123)、摆臂(125)，转轴(122)两端通过轴承座设置在第二薯土分离输送装置上，转轴(122)两侧固定有垂直于转轴(122)的摆杆(121)，摆杆(121)端部安装有承托第二杆条输送链(11)的圆柱滚子(123)，转轴(122)一端延伸出轴承座固定有垂直于转轴(122)的摆臂(125)，摆臂(125)与电动推杆(14)一端铰接，电动推杆(14)另一端固定在第二薯土分离输送装置侧面。7.根据权利要求1所述的马铃薯联合收获机雍土堵塞监测和薯土分离监测调控装置，其特征在于，所述对射激光传感器模组一(5)、对射激光传感器模组二(6)最底部的激光发射器、激光接收器距离第一杆条输送链(9)上表面距离为50～100mm，每对激光发射器、激光接收器在竖直方向上的间隔距离为10mm；所述超声波传感器(8)距离第一杆条输送链(9)顶部300～500mm，声波发射角在12
°
～15
°
。8.根据权利要求1所述的马铃薯联合收获机雍土堵塞监测和薯土分离监测调控装置，其特征在于，所述矩形光纤传感器模组(15)包含若干对光发射器和光强接收器；光发射器和光强接收器分别设置在第二薯土分离输送装置的两侧且每对...

【专利技术属性】
技术研发人员：马征，张嘉琪，李耀明，徐立章，宋志强，朱永乐，武志平，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：