一种纵轴流联合收获机排草粉碎自适应抛撒装置及其控制方法与流程

文档序号:16550723发布日期:2019-01-08 21:05阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种纵轴流联合收获机排草粉碎自适应抛撒装置,其特征在于,所述排草粉碎自适应抛撒装置由纵轴流排草导流装置(5)、茎秆杂余粉碎装置(11)、风向风速检测装置(4)、割区识别装置(2)、作业速度传感器(8)、粉碎转速传感器(10)、可调幅宽抛撒装置(13)、自适应抛撒实时控制系统组成;

茎秆杂余粉碎装置(11)位于纵轴流排草导流装置(5)的后下方,可调幅宽抛撒装置(13)安装于茎秆杂余粉碎装置(11)后方的排草侧,风向风速检测装置(4)安装于联合收获机粮箱(3)的上方中间区域,不受其他部件的阻挡,可测得机器作业位置处的风速和风向,割区识别装置(2)安装于联合收获机粮箱(3)的上方,靠近联合收获机粮箱(3)的外侧,割区识别装置(2)的检测范围大于联合收获机割台(1)的幅宽,作业速度传感器(8)安装于联合收获机驱动轮上,粉碎转速传感器(10)安装于茎秆杂余粉碎装置(11)刀轴处;

所述可调幅宽抛撒装置(13)包括伺服电动缸(1301)、抛撒幅宽调节机构(1302),伺服电动缸(1301)和抛撒幅宽调节机构(1302)安装在抛撒装置罩壳(1302-10)的外侧,伺服电动缸(1301)的输入端与自适应抛撒实时控制系统连接,伺服电动缸(1301)的输出端与抛撒幅宽调节机构(1302)连接;所述抛撒幅宽调节机构(1302)包括抛撒导草板(1302-9)、第一连杆(1302-8)、第二连杆(1302-3)、第三连杆(1302-1)、中间连接板(1302-5)、支撑杆(1302-7)、第一活动销轴(1302-6)、第二活动销轴(1302-4)和第三活动销轴(1302-2),抛撒导草板(1302-9)均匀分布在抛撒装置罩壳(1302-10)横向宽度上,且抛撒导草板(1302-9)的前端与抛撒装置罩壳(1302-10)通过铰链连接、后端铰链连接在第一连杆(1302-8)上,抛撒导草板(1302-9)后端能以前端铰链为轴旋转,第一连杆(1302-8)通过第一活动销轴(1302-6)连接在中间连接板(1302-5)上,第二连杆(1302-3)的一端通过第三活动销轴(1302-2)与第三连杆(1302-1)的一端相连,第二连杆(1302-3)的另一端通过第二活动销轴(1302-4)连接在中间连接板(1302-5)上,第三连杆(1302-1)的另一端固定在伺服电动缸(1301)轴上的杆端关节上,中间连接板(1302-5)安装在支撑杆(1302-7)上,支撑杆(1302-7)为L型杆,中间连接板(1302-5)能以支撑杆(1302-7)上臂为圆心旋转,支撑杆(1302-7)下臂固定在抛撒装置罩壳(1302-10)的侧面;

所述风向风速检测装置(4)用于实时检测机器作业位置处的风向和风速,并将测得的风向和风速数据实时传输到自适应抛撒实时控制系统;

所述割区识别装置(2)包括CCD摄像头、图像处理单元和信号输出接口,CCD摄像头的图像识别范围大于联合收获机割台(1)的幅宽,CCD摄像头用于不断拍摄联合收获机前进方向割台两侧的图像,通过图像处理单元对拍摄到图像进行特征提取,根据待割区作物直立、整齐排列与已割区秸秆均匀抛撒在低矮留茬上形态特征的不同,识别出联合收获机前进方向的左右两侧分别为待割区(201)还是已割区(202),再转化为控制信号,传输到自适应抛撒实时控制系统;

所述作业速度传感器(8)用于根据联合收获机驱动轮的转速实时测得机器的前进速度,并将作业速度参数实时传输到自适应抛撒实时控制系统;

所述粉碎转速传感器(10)用于实时测得的碎草机(1101)刀轴的转速,得出短茎秆抛出速度,再将短茎秆抛出速度参数在线传输到自适应抛撒实时控制系统;

所述自适应抛撒实时控制系统将风向值、风速值、机器作业速度、短茎秆抛出速度参数视为自变量,根据所建立的运动轨迹模型,计算出茎秆杂余实时抛撒轨迹;自适应抛撒实时控制系统将机器前进方向、待割区和已割区的位置参数视为自变量,根据所建立的全幅宽抛撒模型,计算出茎秆杂余实时所需要的抛撒幅宽;并根据茎秆杂余实时抛撒轨迹和茎秆杂余实时所需抛撒幅宽,应用模糊控制理论计算出伺服电动缸(1301)的实际调节参数,进而控制伺服电动缸(1301)驱动抛撒幅宽调节机构(1302),从而改变抛撒导草板(1302-9)的倾角,实现茎秆杂余的全幅宽抛撒。

2.根据权利要求1所述的纵轴流联合收获机排草粉碎自适应抛撒装置,其特征在于,所述抛撒幅宽调节机构(1302)的数量为2-6个,所述伺服电动缸(1301)的数量为2-6个,每一个抛撒幅宽调节机构(1302)包含的抛撒导草板(1302-9)的数量为1-3块。

3.根据权利要求1所述的纵轴流联合收获机排草粉碎自适应抛撒装置,其特征在于,所述纵轴流排草导流装置(5)由纵轴流脱粒滚筒(503)、纵轴流滚筒顶盖(501)、纵轴流顶盖导草板(502)、凹板筛(504)、挡草板(505)、导草弧板(506)、分流条(507)组成,纵轴流滚筒顶盖(501)位于纵轴流脱粒滚筒(503)上方,纵轴流顶盖导草板(502)安装于纵轴流滚筒顶盖(501)的内壁上,纵轴流顶盖导草板(502)的下边沿与纵轴流脱粒滚筒(503)的最外缘相距10mm-130mm,凹板筛(504)安装在纵轴流脱粒滚筒(503)的下方,凹板筛(504)的中心轴线与纵轴流脱粒滚筒(503)的轴线重合,纵轴流脱粒滚筒(503)与凹板筛(504)之间的间隙为10mm-60mm,挡草板(505)安装于凹板筛(504)的尾部,挡草板(505)与纵轴流脱粒滚筒(503)尾部形成的排草口(6)宽度为200mm-400mm;导草弧板(506)位于排草口(6)内部,是由两个平面板与三个曲面板组成的弧板;第一平面(506-1)固定在挡草板(505)上,第一曲面(506-2)、第二曲面(506-3)、第三曲面(506-4)并列设置、且侧边依次相连,两个分流条(507)分别固定在第一曲面(506-2)与第二曲面(506-3)、第二曲面(506-3)与第三曲面(506-4)的交界处,第一曲面(506-2)、第二曲面(506-3)、第三曲面(506-4)的顶端位于一条水平线上、并且固定在排草口(6)的侧壁上,第一曲面(506-2)、第二曲面(506-3)、第三曲面(506-4)的尾端也位于一条水平线上、与茎秆杂余粉碎装置(11)的横向方向平行、并且和茎秆杂余粉碎装置(11)最左侧相连;3个曲面顶端所在的水平线与尾端所在的水平线呈90°夹角,第二平面(506-5)位于第三曲面(506-4)后下方,第二平面(506-5)的尾端与3个曲面的尾端共同形成的横向宽度近似于茎秆杂余粉碎装置(11)的横向宽度。

4.根据权利要求3所述的纵轴流联合收获机排草粉碎自适应抛撒装置,其特征在于,所述纵轴流顶盖导草板(502)数量为4-6条,纵轴流顶盖导草板(502)安装方向朝向排草口(6)方向,即与茎秆的流动方向一致,纵轴流顶盖导草板(502)首尾相连形成的平面与纵轴流脱粒滚筒(503)的轴线呈5°-20°夹角。

5.根据权利要求1所述的纵轴流联合收获机排草粉碎自适应抛撒装置,其特征在于,所述茎秆杂余粉碎装置(11)包括碎草机上罩壳(7)、碎草机(1101)和碎草机底板(12),碎草机(1101)刀轴的轴线位于清选装置上筛面(9)下方0mm-200mm处,碎草机(1101)刀轴与排草口(6)最内侧之间的水平距离为240mm-600mm,碎草机上罩壳(7)的上端与排草口(6)最外侧相连,碎草机上罩壳(7)的下端与碎草机(1101)相连,碎草机上罩壳(7)、导草弧板(506)、碎草机底板(12)之间形成了约0.25m3的容草空间。

6.根据权利要求5所述的纵轴流联合收获机排草粉碎自适应抛撒装置,其特征在于,所述碎草机底板(12)位于清选装置上筛面(9)下方0mm-130mm。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的纵轴流联合收获机排草粉碎自适应抛撒装置的自适应抛撒实时控制方法,其特征在于,主要包括以下步骤:

(1)联合收获机作业时,自适应抛撒实时控制系统通过风向风速检测装置(4)实时获取机器作业位置处的风向值和风速值、作业速度传感器(8)实时获取机器作业速度、粉碎转速传感器(10)实时获取短茎秆抛出速度、割区识别装置(2)实时获取机器前进方向、待割区和已割区的位置信息参数,来表征排草粉碎自适应抛撒装置的作业状态;

(2)自适应抛撒实时控制系统对获取的实时参数进行预处理,主要包括抑制干扰、提高信噪比、缺失数据补齐,以消除随机、不确定性因素对后续数据分析的影响;

(3)自适应抛撒实时控制系统将风向值、风速值、机器作业速度、短茎秆抛出速度参数视为自变量,根据所建立的运动轨迹模型,计算出茎秆杂余实时抛撒轨迹;自适应抛撒实时控制系统将机器前进方向、待割区和已割区的位置参数视为自变量,根据所建立的全幅宽抛撒模型,计算出茎秆杂余实时所需要的抛撒幅宽;

(4)自适应抛撒实时控制系统根据茎秆杂余实时抛撒轨迹和茎秆杂余实时所需抛撒幅宽,应用模糊控制理论计算出伺服电动缸(1301)的实际调节参数,进而控制伺服电动缸(1301)驱动抛撒幅宽调节机构(1302),从而改变抛撒导草板(1302-9)的倾角,实现茎秆杂余的全幅宽抛撒。

当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1