甘蔗收获机及其防堵塞方法与流程

文档序号:11067240阅读:742来源:国知局
甘蔗收获机及其防堵塞方法与制造工艺
本发明涉及机械
技术领域
,尤其涉及一种甘蔗收获机及其防堵塞方法。
背景技术
:由于甘蔗收获机的甘蔗输送通道横截面积有限,输送能力存在瓶颈。过多的甘蔗同时进入输送通道,收获机甘蔗输送系统无法及时“消化”这些甘蔗,会造成输送系统的堵塞。为了解决甘蔗收获机甘蔗输送系统易堵塞的问题,目前较多采取的方法是加大输送通道的宽度和高度,但这受甘蔗种植行距及机器结构的限制;在操作上机手根据经验判断,在甘蔗生长密度大时放慢收割机前进速度,同时加快喂入辊及输送辊的转速,但受机手经验及精力的限制很多。因此,目前亟需一种能够根据甘蔗生长密度对甘蔗收获机的前进速度进行自动的调整,使甘蔗密度—收获机前进速度—甘蔗输送速度得以匹配,是甘蔗机械收获
技术领域
正在研究的一个技术问题。技术实现要素:本发明所要解决的技术问题在于,提供一种甘蔗收获机及其防堵塞方法,其能够避免因甘蔗收割机前进速度过快,甘蔗喂入量过大,而造成输送通道不能及时输送甘蔗造成的堵塞,从而提高工作效率,也延迟设备使用寿命。为了解决上述技术问题,本发明提供了一种甘蔗收获机防堵塞方法,其包括步骤:通过预先设置在所述收获机前端的测力仪,实时采集所述收获机前端受甘蔗反作用的压力参数;通过预先设置在所述收获机输送通道内的称重传感装置,实时采集所述输送通道中所输送的甘蔗重量参数;根据当前所采集的压力参数和甘蔗重量参数分别在预设数据库中获取所述甘蔗的当前生长密度等级和所述输送通道内当前的甘蔗输送数量级;根据所述当前生长密度等级和所述当前甘蔗输送数量级调整所述收获机前进速度和送料速度。所述数据库包括压力-生长密度等级对应表,则根据当前采集的压力参数获取所述甘蔗的生长密度等级的步骤,具体包括步骤:识别所述测力仪所采集的当前压力参数所录属的压力等级;根据所述当前压力参数所属的压力等级,在所述压力-生长密度等级对应表中,匹配得到所述甘蔗当前的生长密度等级。其中,所述数据库还包括重量-数量级对应表,则根据当前采集的甘蔗重量参数获取所述收获机输送通道内当前的甘蔗输送数量级的步骤,具体包括步骤:识别所述称重传感装置所采集的当前甘蔗重量参数所录属的重量等级;根据所述当前甘蔗重量参数所属的重量等级,在所述重量-甘蔗数量级对应表中,匹配得到所述输送通道内当前的甘蔗输送数量级。相应地,本发明实施例还提供了一种甘蔗收获机,其包括:机体,以及设置在所述机体上的处理器,设置在所述机体前端的测力仪,以及设置在所述机体的输送通道内的称重传感装置,所述测力仪和所称重传感装置与所述处理器电连接,其中,所述处理器接收所述测力仪实时采集的压力参数,以及所述称重传感装置实时采集的甘蔗重量参数,并根据所述压力参数和甘蔗重量参数分别在预设的数据库中匹配得到所述甘蔗的当前生长密度等级和输送通道的当前甘蔗输送数量级,然后根据所述当前生长密度等级和所述当前甘蔗输送数量级调整收获机的前进速度和送料速度。其中,所述测力仪包括:用于推压甘蔗的横杆,用于传导所述甘蔗反作用力的传导套杆和用于支撑的支撑杆,其中,所述支撑杆的一端与所述机体前端固定连接,所述传动套杆以可相对于所述支撑杆轴线方向移动的方式套接在所述支撑杆的另一端,且所述支撑杆另一端的端末固定有用于检测所述传导套杆所传导的压力的压力传感器。其中,所述传导套杆为一端与所述横杆固定连接,另一端设置压力传导组件的杆体,其中,所述压力传导组件包括:第一、二传力块和弹性部件,其中,所述第一传力块的一端固定在所述杆体另一端的中空腔内,所述第一传力块的另一端通过所述弹性部件与所述第二传力块的一端相连,所述第二传力块的另一端紧贴所述压力传感器。其中,所述称重传感装置包括:通过传感器支架分别设置在机体传送通道两侧的输送棍支架上的称重传感器,位于所述称重传感器上方的称重托辊横梁,所述称重托辊横梁上设置有称重托辊,所述称重托辊位于所述收获机输送通道内的输送棍下方。实施本发明实施例,具有如下有益效果:本发明通过实时采集收获机前端受甘蔗反作用的压力参数,以及输送通道内甘蔗的重量参数,再根据这两个参数分别在数据库中匹配对应的生长密度等级和输送通道内当前输送的甘蔗数量级,最后根据所匹配到的两个参数来控制/调整收获机当前的前进速度和输送通道的甘蔗输送速度,使两者之间相互匹配,从而避免了因甘蔗收割机前进速度过快,和/或,甘蔗喂入量过大,而使得输送通道不能及时输送甘蔗造成的堵塞,进而延长了设备的使用寿命,也提高了工作效率,同时合理的分配收获机中发动机的功率,避免发动机功率的浪费。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本发明的一种甘蔗收获机的一实施例的结构示意图;图2是反映图1中测力仪的安装效果的示意图;图3是本发明的一种甘蔗收获机中测力仪的一实施例的结构示意图;图4是本发明的一种甘蔗收获机中称重传感装置的一实施例的结构示意图;图5是反映图1中称重传感装置的安装效果的示意图;图6是本发明的一种甘蔗收获机防堵塞方法的一实施例的流程图;图7是反映本图1中步骤S33的一实施例的流程图;图8是本发明的甘蔗种植密度的结构示意图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。参见图1,为本发明的一种甘蔗收获机的一实施例的结构示意图,具体地,本实施例中该甘蔗收获机包括机体和处理器,以及用于实时采集该机体前端受甘蔗5作用的压力参数的测力仪1,该测力仪1固定设置在该机体的前端,且该测力仪1与上述的处理器相连;用于实时采集该机体输送通道中输送的甘蔗重量的称重传感装置2,该称重传感装置2设置在该输送通道内;且该称重传感装置2均与上述处理器相连。本实施例中,该处理器接收该测力仪1所实时采集的压力参数,以及该称重传感装置2所实时采集的甘蔗重量参数,并进行处理预处理(如模数转换、去噪等),然后根据预处理后的当前压力参数在预存数据库中匹配得到甘蔗的当前生长密度等级,同时,根据预处理后的当前甘蔗重量参数在预存数据库中查找输送通道内的当前甘蔗输送数量级,并根据匹配得到的当前生长密度等级和当前甘蔗输送数量级调整该机体当前的前进速度和输送速度。参见图2和3,本实施例中,该测力仪1包括用于推压甘蔗的横杆11,用于传导甘蔗反作用力的传导套杆12和用于支撑的支撑杆13,其中,支撑杆13的一端与机体前端固定连接,传动套杆12以可相对于支撑杆13轴线方向移动的方式套接在该支撑杆13的另一端,且该支撑杆13另一端的端末固定有用于检测传导套杆12所传导的压力的压力传感器14,进一步地,为了均衡,分别在该横杆的两端分别布设了一个传导套杆12和一个支撑杆13。其中,该传导套杆12为一端与横杆11固定连接,另一端设置有压力传导组件的杆体120,其中,压力传导组件包括:第一、二传力块121、122和弹性部件123,其中,第一传力块121的一端固定在杆体另一端的中空腔内,第一传力块121的另一端通过弹性部件123(如弹簧)与第二传力块122的一端相连,而该第二传力块122的另一端则紧贴压力传感器14。该测力仪的工作原理为:当前端测力仪的横杆推压甘蔗时,在甘蔗反力的作用下,杆体120向后运动,同时带动第一传力块121向后运动,该第一传力块121压缩平时处于松弛状态的弹性部件123(弹簧),压力再通过固定在弹性部件123另一端的第二传力块122传给测力传感器14,即甘蔗的反作用力依次通过横杆11、杆体、第一传力块121、弹性部件123和第二传力块122传导至该压力传感器14,从而检测到力信号。在一具体实施例中,该测力传感器14可采用压电晶体式测力传感器或电阻应变片测力传感器,测力传感器的输出端与机体的处理器相连接。参见图4和图5,本实施例中,该称重传感装置2包括:通过传感器支架21分别设置在机体输送通道两侧输送辊支架10上的两个称重传感器22,位于称重传感器22上方的称重托辊横梁23,称重托辊横梁23上设置有称重托辊24,该称重托辊24位于收获机输送通道内的输送棍下方,即本实施例中,称重传感器左右各一,如图4所示。在一具体实施例中,该称重传感器为压电晶体式测力传感器或电阻应变片测力传感器,其输出端与上述的处理器相连接。本实施例中,该处理器中设置有数据库,其存储有压力-生长密度等级对应表和重量-输送数量级对应表,则当该处理器接收到该测力仪和称重传感装置各自发送来的压力参数和甘蔗重量参数时,首先识别出压力参数所录属的压力等级,以及该甘蔗重量参数所录属的重量等级,然后根据压力参数所录属压力等级在压力-生长密度等级对应表中匹配得到甘蔗的当前生长密度等级;同理,根据甘蔗重量参数所录属的重量等级在重量-甘蔗输送数量级对应表中,匹配得到当前的甘蔗输送数量级,从而再根据该当前生长密度等级和甘蔗输送数量级来控制机体前进的速度和输送速度,进而防止堵塞,并且由于是实时采集的参数,因此,可进行实时的调整。基于上述的甘蔗收获机,本发明还提供了一种甘蔗收获机防堵塞方法,下面结合具体实施例和附图进行详细的说明。参见图6,为本发明的甘蔗收获机防堵塞方法的一实施例的流程图,具体地,本发明的防堵塞方法包括步骤:S31,实时采集收获机前端受甘蔗反作用的压力参数,以及该收获机输送通道内所输送的甘蔗重量参数。本实施例中,通过预先在收获机的前端设置一个测力仪,用来实时采集该收获机前端受甘蔗反作用力时的压力参数;同时,通过预先在收获机输送通道内设置一个称重传感装置,用来实时采集该输送通道内所输送的甘蔗的重量参数;其中,该测力仪和称重传感装置的具体结构和安装位置参见图2、图3、图4和图5,其工作原理与上述实施例一中的原理相同,这里不再赘述。S33,根据当前所采集的压力参数和甘蔗重量参数分别在预设数据库中获取甘蔗的当前生长密度等级和输送通道内当前的甘蔗输送数量级。由于甘蔗的生长密度大小不一,当收获机前端测力仪的横杆推压甘蔗时,如果甘蔗的生长密度越大,则叠加的甘蔗数量越大,从而使得甘蔗的反作用力越大;如果密度越小,相应地,叠加的数量减少,则其反作用力越小;而当被收割的甘蔗进入收获机的输送通道后,其数量的多少会以对输送辊压力的方式呈现出来,因此,可通过测力仪所采集的压力参数来判断甘蔗的生长密度,同时通过称重传感装置所采集的甘蔗重量来判断通道内甘蔗的数量。具体地,参见图7,本实施例中,该步骤S33中根据压力参数获取甘蔗的当前生长密度等级的步骤,具体包括步骤:S331,识别上述的当前压力参数的压力等级。S333,根据该当前压力参数所录属的压力区间在数据库中的压力-生长密度等级对应表中,获取该收获机前端的甘蔗当前的生长密度等级。由于甘蔗生长密度的不同,当收获机进行收获时,其前端测力仪的横杆将受到不同程度/等级的反作用力,因此,通过根据前端测力仪所承受的作用力可以反映甘蔗的生长密度;具体地,预先通过数学建模,或者根据操作经验或者行业操作标准,将甘蔗的生长密度划分五个等级,自然地,每个生长密度等级对应于不同的压力范围,也即是说将生长密度划分等级后,自然也将其作用于收获机前端的反作用力划分为五个等级,从而得到该压力-生长密度等级对应表,并将其预先存储在收获机处理器的数据库,如下表一所示:表一压力-生长密度等级对应表其中,0<a1<a2<a3<a3<a4;F1>F2>F3>F4>0。由上表可知,生长密度等级包括三个等级,即密集、正常和稀疏,而密集又包括第一级密集A1和第二级密集A2,其分别对应的压力等级为I级和II级;稀疏也包括第一级稀疏A5和第二级稀疏A4其分别对应的压力等级为V级和IV级,而正常A3则对应的压力等级为III级,因此,当收获机接收到测力仪发所采集到的压力参数时,可直接将该当前压力参数与上述各个压力等级中的压力阈值(即F1、F2、F3、F4)进行比较,从而识别出其所录属的区间,即得到该当前压力参数所录属的压力等级,进而根据该压力等级在对应表中匹配得到甘蔗的当前生长密度等级,例如,当判断出上述的当前压力参数F满足:F2<F<F1时,则识别出该当前压力参数的压力等级为II级,则其对应的甘蔗生长密度等级为第二级密集A2。如图8所示,甘蔗生长密度:也叫甘蔗种植密度,指每垄蔗地上,每米长度内甘蔗的数量,单位为株/米。关于生长密度等级:一级稀疏:<4株/m二级稀疏:5-6株/m正常:7-9株/m二级密集:10-11株/m一级密集:>=12株/m以上定义,是一种统计值。关于和生长密度所对应的压力等级:一级稀疏:<4株/m-------F=<40n二级稀疏:5-6株/m-------40n<F<80n正常:7-9株/m-------80<F<120n二级密集:10-11株/m-------120<F<140n一级密集:>=12株/m-------140n<F3关于甘蔗输送数量及重量等级(指同时在甘蔗物流通道里的甘蔗):一级——<4株(对应重量为<5kg)二级——5-6株(对应重量为5kg-8kg)三级——7-9株(对应重量为9kg-12kg)四级——10-11株(对应重量为13kg-15kg)五级——>=12株(对应重量为>15kg)收获机前进速度等级:一级——0二级——0.2m/s三级——0.4m/s四级——0.6m/s五级——0.8m/s送料速度等级:一级——1.2m/s二级——1.4m/s三级——1.6m/s四级——1.8m/s五级——2.0m/s具体地参见图7,本实施例中,该步骤S33中根据甘蔗重量参数获取输送通道内当前的甘蔗疏松数量级的步骤,具体包括步骤:S335,识别当前的甘蔗重量参数的重量等级。S337,根据该当前甘蔗重量参数所录属的重量等级在数据库中的重量-甘蔗数量级对应表中,获取该收获机输送通道当前输送的甘蔗数量级。由于输送通道内所输送的甘蔗的数量的不同,即数量级不同,所采集到的甘蔗重量不同,因此,可预先通过数学建模,或者根据操作经验或者行业操作标准,将所输送的甘蔗的重量划分为五个等级,则每个重量等级的甘蔗对应的数量(级)也不同,也即是说,将输送甘蔗的按照重量划分等级后,自然也将其数量划分为五个等级,从而得到该重量-甘蔗数量级对应表,并将其预先存储在收获机处理器的数据库中,参见下表二:表二重量-甘蔗疏松数量级对应表甘蔗疏松数量级甘蔗数量区间重量等级重量范围第一数量级B10~b1重量等级I级0-g1第二数量级B2b1~b2重量等级II级g1-g2第三数量级B3b2~b3重量等级III级g2-g3第四数量级B4b3~b4重量等级IV级g3-g4第五数量级B5大于b4重量等级V级大于g4其中,0<b1<b2<b3<b4;0<g1<g2<g3<g4。由上表二可知,第一数量级B1对应于I级重量等级,第二数量级B2对应于II级重量等级,第三数量级B3对应于III级重量等级,第四数量级B4对应于IV级重量等级,第五数量级B5对应于V级重量等级,因此,当收获机接收到称重传感装置所采集到的重量参数时,可直接将该当前重量参数与上述各个重量等级中的重量阈值(0,g1,g2,g3和g4)进行比较,判断得到其所录属的区间,从而得到该当前重量参数所录属的重量等级,进而根据该重量等级在数据库中查找得到当前所输送的甘蔗的数量级,例如,当判断出上述的当前甘蔗重量参数g满足:0<g<g1时,则识别出该当前甘蔗重量参数的重量等级为I级,则其对应的当前甘蔗疏松数量级为B1级。S35,根据所获取的当前生长密度等级和当前甘蔗输送数量级调整该收获机前进速度和送料速度。由于甘蔗的生长密度和输送通道内所输送甘蔗的数量都将影响到该收获机输送是否顺畅,即如果生长密度过大,且输送数量过多,就可能造成输送通道的拥堵,因此,基于上述相同的原理,可结合数学建模,或者操作经验或者行业标准,预先根据操作经验制定出相应的生长密度输送量—前进速度输送速度对应表,如下表三所示,从而当得到当前甘蔗的生长密度等级和输送甘蔗数量级时,可直接根据该两个参数在对应表中匹配对应的前进速度和输送速度,进而根据这两个速度来调整收获机当前的前进速度和输送速度,使两者匹配,避免堵塞。表三:生长密度/输送数量—前进速度/送料速度对应表其中,V1>V2>V3>V4>V5;N1<N2<N3<N4<N5。当前,本实施例中也可直接结合操作经验或者行业操作标准,根据甘蔗生长密度和甘蔗输送数量级来调整收获机的前进速度和送料速度。以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程,并依本发明权利要求所作的等同变化,仍属于发明所涵盖的范围。当前第1页1 2 3 
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