聯合收獲機導流板智能控制裝置及控制方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于農業收獲機驅動機構領域，具體涉及聯合收獲機導流板智能控制裝置及控制方法。
【背景技術】
[0002]脫離分離裝置是聯合收獲機的核心部件，莖桿在脫粒分離裝置內軸向運動的速度取決于滾筒頂蓋上導流板的導流角，隨著農作物品種改良和產量提高，國內外學者已開始對導流板控制方法的研宄。文獻《應用原子示蹤技術研宄作物在軸流滾筒內的運動規律》【糧油加工與食品機械，1983 (1):43-47】指出減小縱軸流滾筒頂蓋導流板導流角，可以增加了物料在縱軸流復脫分離裝置內的運動行程，減少籽粒夾帶損失；中國專利CN201290250Y公開的全喂入聯合收獲機的導流裝置，采用了在導流板頂端設有呈梯形的擋板，導流板底端設有引接板，導流板的邊側設有弧形帶有多個螺孔的裙邊；中國專利CN2932976Y全喂入稻麥聯合收獲機脫粒頂蓋，公開了包括頂蓋、通過銷軸安裝于頂蓋內的多個導流板，安裝于頂蓋外側的由開有若干個角度定位槽的擋位蓋、手柄、銷軸組成的彈簧調節結構，各導流板通過連桿連接成一個整體，手柄的末端通過銷軸與其中一個導流板固定連接為一體；中國專利CN202232166U分離裝置內導流板，公開了氣吸式割前摘脫聯合收獲機谷物分離清選裝置內的導流板結構，提高初清選收集谷物的清潔率降低能量損失的目的；中國專利CN203340614U—種聯合收獲機喂入系統的導流板結構，公開了導流板與滾筒中心線呈角為33-37度，相鄰的導流板之間距離為83-87mm。通過調整導流板的角度以及相鄰導流板之間的距離，使導流板在導向弧板上布置設計合理，適應多種作物喂入，喂入量大，不易堵塞。雖然上述部分文獻和專利優化了導流板結構參數和對導流板進行了試驗研宄，在一定程度控制了作物在脫粒腔內的滯留時間，保證了不同作物獲得良好的脫粒效果，但相關導流板角度控制均處于試驗研宄或者手動操作階段，不能實時地根據作物喂入量變化和脫粒損失情況實時操作，智能化程度較低，不能適應田間作物特性的復雜性、地形的變化和作物局部疏密不均等的變化，直接影響稻谷損傷程度和脫粒裝置性能。迄今為止，尚未在我國公開的文獻、專利和相關報道中見到脫粒分離裝置智能導流板的報道。
【發明內容】
[0003]本發明適用于檢測聯合收獲機喂入量、籽粒損傷、測量脫粒滾筒導流板導流角和尋求導流板導流角最佳調整位置的智能控制裝置及控制方法，可以為在保證最佳脫粒性能下，探索喂入量、籽粒損傷與導流角變化之間的關系提供試驗依據，對提高脫粒分離裝置作業性能和智能化程度具有重要的意義。
[0004]按照發明的技術方案，所述聯合收獲機導流板智能控制裝置，其特征在于，包括主控制器、導流板驅動機構、導流板調節機構、檢測傳感器、顯示裝置、聲光報警裝置、角位移傳感器卡箍、卡箍固定桿和脫粒滾筒，導流板驅動機構包括星形齒輪、伺服電動機、伺服電動機固定底座、橡膠墊和鏈條，導流板調節機構包括星形齒輪、導流板轉軸固定裝置、橡膠墊、導流板加強筋、導流板組，其中導流板組一般由多個(如35)螺旋型導流板組成，相互之間采用鏈條聯動和由伺服電動機驅動，檢測傳感器包括貼片式壓力傳感器、籽粒損失傳感器和角位移傳感器；所述的主控制器分別與導流板驅動機構、導流板調節機構、檢測傳感器、顯示裝置和聲光報警裝置相連；所述的導流板調節機構與導流板驅動機構相連，導流板驅動機構固定在脫粒滾筒頂蓋上；所述的主控制器、顯示裝置和聲光報警裝置安裝在收獲機駕駛室內，貼片式壓力傳感器安裝在脫粒分離裝置谷物入口處，籽粒損失傳感器安裝在凹板下方，角位移傳感器移動電極與導流板轉軸相連，其外殼固定在角位移傳感器卡箍上，并通過卡箍固定桿安裝于脫粒滾筒頂蓋上。
[0005]導流板調節機構通過伺服電動機調節導流板組與脫粒滾筒軸中心線相對位置，角度在0~180°范圍內可調節。
[0006]檢測傳感器包括用于采集谷物喂入量的貼片式壓力傳感器、用于采集谷物脫粒損傷的籽粒損失傳感器和用于采集導流板角度的角位移傳感器；并通過信號處理電路將貼片式壓力傳感器、籽粒損失傳感器及角位移傳感器獲取的信息送入主控制器進行信息融合處理，并與預設定值計算偏差值、數值顯示和判斷聲光報警，輸出控制信號到導流板驅動機構和導流板調節機構。
[0007]主控制器包括工控機及顯示器、信號采集卡、現場總線、現場總線控制器和控制軟件，控制軟件采用VC++編程，信號采集卡采集頻率為400KHZ。
[0008]所述聯合收獲機導流板智能控制裝置的智能控制方法，采用如下步驟:
A根據試驗數據，在保證最佳脫粒效率條件下，確定主控制器I的信息融合標準值的變化區間，該標準值可通過臺架試驗測定，其結構與工作參數與實際工況的結構與工作參數完全相同；
B檢測傳感器4獲取作物喂入量、籽粒損失和導流板角度變化信息，將其傳輸到主控制器I與預設的標準值進行匹配，計算偏差值并顯示；
C當主控制器I計算偏差值超過預設標準值的合理范圍，通過聲光報警裝置提示駕駛員并自動進行調節。
[0009]在脫粒過程中，由貼片式壓力傳感器、籽粒損失傳感器和角位移傳感器采集谷物喂入量、導流板角度和谷物脫粒損傷作業信息，并通過主控制器進行信息融合處理與預設的標準值進行匹配，計算偏差值并顯示；當主控制器計算偏差值超過標準值的合理范圍，通過聲光報警裝置提示駕駛員并自動進行調節，輸出控制信號到導流板驅動機構，由驅動機構控制導流板調節機構，保證聯合收獲機最佳脫粒性能。
[0010]主控制器、顯示裝置和聲光報警裝置均安裝在駕駛室內，便于駕駛員觀測。
[0011]主控制器包括工控機及顯示器、信號采集卡、現場總線、現場總線控制器和控制軟件，控制軟件采用VC++編程，信號采集卡采集頻率為400KHZ。
[0012]本發明的有益效果是:聯合收獲機導流板智能控制裝置及控制方法可以提高聯合收獲機的自動化程度，減輕駕駛員的勞動強度，提高現有聯合收獲機工作效率，對探索喂入量、籽粒最小損失率與導流角變化之間的關系提供試驗依據，提高脫粒分離裝置作業性能和智能化程度有重要的意義。
【附圖說明】
[0013]圖1是聯合收獲機導流板智能控制裝置的結構組成框圖。
[0014]圖2是聯合收獲機導流板智能控制裝置的結構主視圖。
[0015]圖3是聯合收獲機導流板智能控制方框圖。
[0016]圖4聯合收獲機導流板智能控制操作流程圖。
[0017]圖中:主控制器1、導流板驅動機構2包括星形齒輪201、伺服電動機202、伺服電動機固定底座203、橡膠墊204和鏈條205、導流板調節機構3包括星形齒輪301、導流板轉軸固定裝置302、橡膠墊303、導流板加強筋304、導流板305、檢測傳感器4包括貼片式壓力傳感器401、籽粒損失傳感器402