CN203661659U - 一种联合收获机清选筛筛片开度的调节装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种联合收获机清选筛筛片开度的调节装置，本实用新型装置主要由清选筛框、抖动板，清选筛片组件，尾筛，籽粒清选损失监测传感器组成，抖动板、清选筛片组件和尾筛按照由前向后的次序依次固定在清选筛框上，籽粒清选损失监测传感器安装在清选筛框的尾端。联合收获机工作时，以籽粒清选损失监测传感器监测到的损失量为采样信息，依据建立的籽粒清选损失与清选筛筛片开度之间的数学模型，通过清选筛筛片开度调节结构，实时调节鱼鳞筛筛片开度，使联合收获机清选损失控制在规定范围内。本实用新型不仅有利于提高我国收获机械智能化水平，还有利于提高机具作业效率和作业质量，具有广阔的理论意义和应用前景。

Description

一种联合收获机清选筛筛片开度的调节装置

技术领域

本发明为一种联合收获机清选筛筛片开度的调节装置，属于联合收获机械用籽粒清选筛设计及联合收获机智能化控制领域。

背景技术

为提高收获机械清选效率，国内学者对收获机械用清选筛积极开展研究。如专利（CN1817082）的涉及的清选上筛采用纵向分段组合结构，根据不同清选物料有编织筛和鱼鳞筛组合或者冲孔筛和鱼鳞筛组合。专利（CN200938776）中上筛前段采用长腰型冲孔筛，交错排列，具有更好的筛分面积，加快了油菜籽粒的透筛效率；后端为鱼鳞筛，主要尽快将筛面上的果荚壳和碎茎秆逐出机外，两段长度比为1.2。这两种采用组合式上筛结构的清选装置，鱼鳞筛筛片角度是固定的，不能根据当前收获情况进行调节，可能造成籽粒清洁率低、清选损失大等问题。

高效智能化是国际先进联合收割机发展的主要方向。国外先进联合收获机上，电子信息技术得到了广泛运用，能够获取谷物瞬时流量、含水率、车辆行进速度、割台高度与幅宽以及脱粒后的谷物传送速度等参数，然后采用信息融合处理技术，根据联合收割机的作业质量自动调整各种工作参数，在提高生产效率的同时，将损失率控制在规定范围内，降低故障率，提高整机的无故障工作时间，同时不断研究新型的监控技术和装备。与这些先进技术相比，我国联合收获机整体的自动化水平还有着比较大的差距，已经严重制约了收获机械化的发展，国家也越来越重视这一不足，积极开展科研攻关。试验发现，清选筛筛片的开度是影响清选装置性能（如籽粒清洁度、籽粒损失等）的关键因素之一，现阶段联合收获机清选装置的筛片开度的调节主要依靠田间作业人员的经验进行，即通过观察地面籽粒清选损失程度后停机来调节筛片开度，由此可见，此方法筛片角度不能得到及时调节，导致清选损失加大；根据当前损失情况进行实时调节不能根据当前损失情况实时调节，鱼鳞筛筛片开度自动调节的装置未见报道。

发明内容

本发明是为了解决联合收获机田间作业时，由于清选装置筛片开度不合适、开度调节不及时等情况下造成清选损失过大，筛片开度调节时过程繁琐、耗时等难题，发明了一种联合收获机清选筛筛片开度调节装置。

本发明的联合收获机清选筛筛片开度的调节装置，由清选筛框2，抖动板1，清选筛片组件3，尾筛4，籽粒清选损失监测传感器5组成，所述抖动板1、清选筛片组件3和尾筛4按照由前向后的次序依次固定在清选筛框2上，籽粒清选损失监测传感器5安装在清选筛框2的尾端；

所述清选筛片组件3由筛框板301、连杆302、连接销303、主动筛片304、从动筛片305、连接耳306、推拉杆307、调节柄308、电动推杆309组成，连接销303为两边长度不相等的U型结构，U型长端连接筛框板301，短端连接连杆302；主动筛片304和从动筛片305均连接在连杆302上，主动筛片304通过连接耳306与推拉杆307连接；所述的调节柄308为扇形结构，扇尾端连接电动推杆309，扇面端连接推拉杆307，调节柄308通过转轴连接在筛框板301，所述电动推杆309驱动调节柄308的扇尾端往复运动，从而带动调节柄308旋转。

所述主动筛片304、从动筛片305的结构形式为百叶窗筛或鱼鳞筛。

联合收获机工作时，以籽粒清选损失监测传感器5监测到的籽粒损失量为输入信号，依据建立的籽粒清选损失与清选筛片开度之间的数学模型，实时调节清选筛片的开度，使联合收获机籽粒清选损失控制在规定范围内。

联合收获机籽粒清选损失质量与清选筛片开度之间的数学模型是在风筛式清选装置试验台上以田间刚收割的水稻或小麦为物料，在联合收获机额定喂入量W及不同的鱼鳞筛开度K_i下进行脱离分离清选试验，人工清选出经尾筛4排出的全部清选损失籽粒，用电子天平称重，相同结构参数下试验重复3次，取平均值,得到籽粒清选损失质量Q_i，再经过非线性回归分析，得到

台架的主要结构参数与相应联合收割机清选装置相同。

籽粒清选损失与籽粒损失监测传感器5监测区域籽粒量之间的数学模型也是在风筛式清选装置试验台上以田间刚收割的水稻或小麦为物料，通过台架试验建立的，建立的方法为：在联合收获机额定喂入量下，以不同的清选风机转速V_i（i=1,2,3...）进行脱粒分离清选试验，并将尾筛4排出的籽粒和杂余下落区间分为尺寸为

（宽度×长度）的矩形网格化小区域，其中，d为尾筛宽度，l为清选室排出物分布区域长度，m为沿尾筛宽度方向分布的矩形网格化小区域的数量，n为沿清选室排出物收集区域长度方向的矩形网格化小区域的个数，收集各个小区域内的籽粒和杂余，人工清选出各个小区域内包含的籽粒，并分别用电子天平称重，相同结构参数下试验重复3次，取平均值，经过计算得到每个矩形网格化小区域内损失籽粒质量占总籽粒损失的质量百分数。设第(i,j)个料盒中的籽粒质量为m_ij，损失籽粒总质量为

则第(i,j)个料盒中的损失籽粒质量比例为d_ij：

以尾筛4宽度方向为Y轴，以清选室排出物分布区域长度方向为X轴，尾筛4宽度方向与清选室排出物分布区域长度方向的交点为原点0，建立直角坐标系；将沿Y轴方向的各列料盒内籽粒质量比例分别累加，计算得到籽粒清选损失分布范围内沿X轴的籽粒质量比例d_.j，即

将沿X轴正向的各行料盒内籽粒质量比例分别累加，计算得到沿Y轴正向分布的籽粒质量比例d_i.即

运用秩和检验法对不同风机转速下，每个料盒内损失籽粒的质量百分数沿料盒X轴方向与Y轴方向的分布规律进行假设检验，发现不同风机转速下，每个料盒内损失籽粒的质量百分数沿料盒纵向方向与横向方向的分布规律无显著性差异，即风机转速对损失籽粒在尾筛后部的分布规律无影响。

对沿Y轴正向分布的籽粒质量比例和沿X轴正向分布的籽粒质量比例进行非线性数据拟合，分别得到清选损失籽粒沿尾筛4宽度方向（X轴）的分布数学模型，s_f=8.06e^-y/8.8689-7.95427（0≤x≤d）；沿清选室排出物分布区域长度方向（Y轴）的分布数学模型s_r=0.99411(1-e^{-4.92728(x-0.06365)})（0≤x≤l）；则监测区域籽粒量所占总籽粒清选损失的比例系数为 $u=s_f\left(x\right){|}_{x_0-a/2}^{x_0+a/2}\×s_r\left(y\right){|}_0^b(0\≤x\≤d,0\≤y\≤l),$ 其中，x₀,y₀为籽粒损失监测传感器安装位置，a,b为监测区域的长度和宽度。进而建立监测区域内的籽粒量Q_j与总清选损失量Q_Z之间的数学模型为Q_j=Q_Z×u（0≤x≤d，0≤y≤l）。

联立Q_j=Q_Z×u（0≤x≤d，0≤y≤l）、

及Q_i=Q_Z3个数学模型，就能得到籽粒损失监测传感器5的监测量Q_j与清选筛片开度K之间的关系。

本发明取得的效果：本发明的装置以籽粒损失监测传感器监测到的籽粒清选损失量为采样信息，以清选筛片的开度为被控对象，对筛片的开度进行反馈调节，使联合收获机在作业工程中的籽粒损失始终维持在最低值。本发明不仅有利于提高我国收获机械智能化水平，还有利于保证作业质量、提高机具作业效率，具有理论意义和广阔的应用前景。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是联合收获机清选筛结构俯视图。

图2是清选筛筛片调节机构俯视图。

图3是清选筛主动筛片主视图。

图4是清选筛从动筛片主视图。

图中：1、抖动板，2、清选筛片组件，4、尾筛，5、籽粒清选损失监测传感器，6、清选筛框，301、筛框板，302、连杆，303、连接销，304、主动筛片，305、从动筛片，306、连接耳，307、推拉杆，308、调节柄，309、电动推杆。

具体实施方式

实施例1：

如图1、2所示，本发明的联合收获机清选筛筛片开度的调节装置，由抖动板1，清选筛框2，清选筛片组件3，尾筛4，籽粒清选损失监测传感器5组成，所述抖动板1、清选筛片组件3和尾筛4按照由前向后的次序依次固定在清选筛框上，籽粒清选损失监测传感器5安装在清选筛框2的尾端；清选筛框2按照抖动板1在前的方向，安装在联合收获机的清选室内。

所述的清选筛片组件3由筛框板301、连杆302、连接销303、主动筛片304、从动筛片305、连接耳306、推拉杆307、调节柄308、电动推杆309组成，连接销303为两边长度不相等的U型结构，U型长端连接筛框板301，短端连接连杆302，如图2所示，形成开口背离主动筛片304和从动筛片305的位置。

主动筛片304和从动筛片305均连接在连杆302上，当主动筛片304的角度发生转动时，将通过连杆302带动从动筛片305进行同步转动；主动筛片304通过连接耳306与推拉杆307连接；所述的调节柄308为扇形结构，扇尾端连接电动推杆309，扇面端连接推拉杆307，调节柄308通过转轴连接在筛框板301，所述的电动推杆309能够驱动调节柄308的扇尾端往复运动，从而带动调节柄308旋转。

清选筛片组件2的工作原理是，电动推杆309驱动调节柄308的尾端产生运动时，由于调节柄308为扇形结构，而且调节柄308设置有转轴连接在筛框板301，尾端的直线位移通过转轴转化成调节柄308扇面端的圆周周向运动，从而带动扇面端连接的推拉杆307运动，推拉杆307又通过连接耳306带动主动筛片304，进而形成主动筛片304、从动筛片305的整体运动，实现清选筛片组件3清选筛片的开度调节功能。

联合收获机籽粒清选损失质量与清选筛片开度之间的数学模型是在风筛式清选装置试验台上以田间刚收割的水稻或小麦为物料，在联合收获机额定喂入量W及不同的鱼鳞筛开度K_i下进行脱离分离清选试验，人工清选出经尾筛4排出的全部清选损失籽粒，用电子天平称重，相同结构参数下试验重复3次，取平均值,得到籽粒清选损失质量Q_i，再经过非线性回归分析，得到

台架的主要结构参数与相应联合收割机清选装置相同。

籽粒清选损失与籽粒损失监测传感器5监测区域籽粒量之间的数学模型也是在风筛式清选装置试验台上以田间刚收割的水稻或小麦为物料，通过台架试验建立的，建立的方法为：在联合收获机额定喂入量下，以不同的清选风机转速V_i（i=1,2,3...）进行脱粒分离清选试验，并将尾筛4排出的籽粒和杂余下落区间分为尺寸为

（宽度×长度）的矩形网格化小区域，其中，d为尾筛宽度，l为清选室排出物分布区域长度，m为沿尾筛宽度方向分布的矩形网格化小区域的数量，n为沿清选室排出物收集区域长度方向的矩形网格化小区域的个数，收集各个小区域内的籽粒和杂余，人工清选出各个小区域内包含的籽粒，并分别用电子天平称重，相同结构参数下试验重复3次，取平均值，经过计算得到每个矩形网格化小区域内损失籽粒质量占总籽粒损失的质量百分数。设第(i,j)个料盒中的籽粒质量为m_ij，损失籽粒总质量为

则第(i,j)个料盒中的损失籽粒质量比例为d_ij：

以尾筛4宽度方向为Y轴，以清选室排出物分布区域长度方向为X轴，尾筛4宽度方向与清选室排出物分布区域长度方向的交点为原点0，建立直角坐标系；将沿Y轴方向的各列料盒内籽粒质量比例分别累加，计算得到籽粒清选损失分布范围内沿X轴的籽粒质量比例d_.j，即

将沿X轴正向的各行料盒内籽粒质量比例分别累加，计算得到沿Y轴正向分布的籽粒质量比例d_i.即

运用秩和检验法对不同风机转速下，每个料盒内损失籽粒的质量百分数沿料盒X轴方向与Y轴方向的分布规律进行假设检验，发现不同风机转速下，每个料盒内损失籽粒的质量百分数沿料盒纵向方向与横向方向的分布规律无显著性差异，即风机转速对损失籽粒在尾筛后部的分布规律无影响。

对沿Y轴正向分布的籽粒质量比例和沿X轴正向分布的籽粒质量比例进行非线性数据拟合，分别得到清选损失籽粒沿尾筛4宽度方向（X轴）的分布数学模型，s_f=8.06e^-y/8.8689-7.95427（0≤x≤d）；沿清选室排出物分布区域长度方向（Y轴）的分布数学模型s_r=0.99411(1-e^{-4.92728(x-0.06365)})（0≤x≤l）；则监测区域籽粒量所占总籽粒清选损失的比例系数为 $u=s_f{|}_{x_0-a/2}^{x_0+a/2}\×s_r\left(y\right){|}_0^b(0\≤x\≤d,0\≤y\≤l),$ 其中，x₀,y₀为籽粒损失监测传感器安装位置，a,b为监测区域的长度和宽度。进而建立监测区域内的籽粒量Q_j与总清选损失量Q_Z之间的数学模型为Q_j=Q_Z×u（0≤x≤d，0≤y≤l）。

联立Q_j=Q_Z×u（0≤x≤d，0≤y≤l）、

与Q_j=Q_i3个数学模型，就能得到籽粒损失监测传感器5的监测量Q_j与清选筛片开度K之间的关系。

确定合适的籽粒损失监测传感器（5）的监测量Q_j，根据步骤3获得的公式，得到对应的清选筛片开度K_i，并对清选筛片开度进行调节。

主动筛片304、从动筛片305的结构形式为百叶窗筛或鱼鳞筛。

Claims (2)

1.一种联合收获机清选筛筛片开度的调节装置，其特征在于：由清选筛框（2），抖动板（1），清选筛片组件（3），尾筛（4），籽粒清选损失监测传感器（5）组成，所述抖动板（1）、清选筛片组件（3）和尾筛（4）按照由前向后的次序依次固定在清选筛框（2）上，籽粒清选损失监测传感器（5）安装在清选筛框（2）的尾端；

所述清选筛片组件（3）由筛框板（301）、连杆（302）、连接销（303）、主动筛片（304）、从动筛片（305）、连接耳（306）、推拉杆（307）、调节柄（308）、电动推杆（309）组成，连接销（303）为两边长度不相等的U型结构，U型长端连接筛框板（301），短端连接连杆（302）；主动筛片（304）和从动筛片（305）均连接在连杆（302）上，主动筛片（304）通过连接耳（306）与推拉杆（307）连接；所述的调节柄（308）为扇形结构，扇尾端连接电动推杆（309），扇面端连接推拉杆（307），调节柄（308）通过转轴连接在筛框板（301），所述电动推杆（309）驱动调节柄（308）的扇尾端往复运动，从而带动调节柄（308）旋转。

2.根据权利要求1所述的联合收获机清选筛筛片开度的调节装置，其特征在于：所述主动筛片（304）、从动筛片（305）的结构形式为百叶窗筛或鱼鳞筛。

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