一种再生稻自动扶茬梳导装置及其调控方法与流程

本发明属于再生稻联合收获机技术领域，具体涉及一种再生稻自动扶茬梳导装置及其调控方法。

背景技术：

再生稻是一种播种一次、收获两次的水稻品种，具有节水、省种、省工、生产成本低和效益高等优点。目前，发展再生稻已经成为我国水稻生产转型期间一项种植模式的重要创新。随着农业机械化进程不断加快，再生稻机械化收获的作业技术依旧相对薄弱。再生稻头季机收时收获机履带或车轮行走部分往往会碾压留茬造成其难以再生、抽穗，严重影响再生季的产量，同时未受到碾压的留茬表面易堆积残余茎杆，导致再生苗萌发迟、生长慢，制约了其二次生长。再生稻留茬传统扶正方式及留茬表面梳导方式多以人工辅助为主，其工作量大、作业效率低，不适用于大面积的种植。因此，实现头季再生稻收获过程中留茬的扶正及梳导已经成为提高再生稻再生季产量的核心问题。因此，需要设计一种在头季再生稻收获过程中能够实现留茬扶正和梳导，并能够根据作业的需求实现装置高度自动调整的装置。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种再生稻自动扶茬梳导装置，以解决当前头季再生稻在机械化收获过程中实现扶茬和梳导的一体化作业，从而提高再生稻再生季的产量，并根据作业要求自动调整高度，减轻驾驶员的作业强度，提高效益。

本发明是通过以下技术方案实现上述目的的：

一种再生稻自动扶茬梳导装置，其特征在于，主要包括机架、动力系统、梳导装置、扶茬装置、离合联动开关和高度调节系统；所述机架能够固定于再生稻联合收获机尾部，所述离合联动开关位于操纵台上；

所述高度调节系统包括高度可调节支架、抬升装置、控制器和超声波传感器；高度可调节支架固定在机架上，抬升装置的端部与高度可调节支架连接，用于调整高度可调节支架的高度，所述超声波传感器装在高度可调节支架的下部，所述超声波传感器与控制器相连，用于检测扶茬梳导装置的离地高度并输送给所述控制器；

动力系统包括驱动电机、主动轮、从动轮以及转动轴，所述驱动电机固定在机架上，所述转动轴装在高度可调节支架上，所述主动轮装在驱动电机的输出轴上，从动轮装在转动轴上，所述主动轮带动从动轮转动；

所述扶茬装置包括幅盘、扶茬杆、扶茬拨齿、第一幅板、第二幅板、侧幅盘和曲柄；两个幅盘固定在转动轴上、且两个幅盘之间的距离与履带宽度相等，两个幅盘圆周方向上分别均匀固定数个第一幅板；扶茬杆的两端可转动的装在两个幅盘上的第一幅板上；侧幅盘与幅盘偏心设置、且可转动的装在转动轴上，侧幅盘圆周方向上均匀固定数个第二幅板；曲柄的两端分别与第一幅板和第二幅板的自由端可转动连接，且一端与扶茬杆固定连接；转动到下部的扶茬杆上的扶茬拨齿始终是指向所述收获机的后端，且其延长线与地面的夹角为锐角；两个扶茬装置装在所述转动轴上分别对应再生稻联合收获机的履带后方的位置；

所述梳导装置包括梳导杆、梳导齿和安装架，所述梳导杆通过安装架固定于平行四边形铰接架上，梳导杆上设有三段梳导段，梳导段均匀固定多个梳导齿；三段疏导段与两段扶茬段相间设置，三段疏导段与两段扶茬段的总长与收获机割台宽度相等。

进一步地，扶茬拨齿和梳导齿均由直线段和弯曲段组成，扶茬拨齿的弯曲段靠近扶茬杆，梳导齿的弯曲段靠近梳导杆；扶茬拨齿与梳导齿的弯曲方向相反，所述扶茬拨齿的齿尖指向所述收获机的后方，且扶茬拨齿直线段的延长线与地面的夹角为锐角。

进一步地，所述扶茬拨齿和梳导齿均为采用橡胶或尼龙等柔性材料制成。

进一步地，所述扶茬拨齿最低位置高于地表20～30mm；所述梳导齿最低位置低于留茬高度的30～60mm。

进一步地，所述抬升装置为液压缸，所述控制器为液压控制器，液压缸由液压控制器控制；或者，

所述抬升装置为电动推杆，所述控制器为电动控制单元，所述电动推杆与电动控制单元相连。

进一步地，所述主动轮与从动轮之间通过带传动；或者，

所述主动轮与从动轮为齿轮或链轮，主动轮与从动轮之间通过齿条或链条传动。

进一步地，所述高度可调节支架为两个平行四边形铰接架，所述两个平行四边形铰接架的第一侧边框固定在机架的两端，抬升装置的一端铰接于第一侧边框、另一端铰接于与第一侧边框相邻的第一上边框；所述超声波传感器装在平行四边形铰接架中与第一侧边框相平行的第二侧边框的下部；所述转动轴的两端装在两个平行四边形铰接架的第二侧边框上。

进一步地，所述扶茬杆的两端通过轴承装在第一幅板上；曲柄与第一幅板、第二幅板之间通过铰接连接；所述转动轴与所述平行四边形铰接架间通过轴承连接，从动轮位于所述转动轴中间位置。

所述再生稻自动扶茬梳导装置的调控方法，其特征在于，

在控制器检测到离合联动开关导通时，控制器控制抬升装置工作，驱动扶茬梳导装置下降至预设定的工作初始位置，驱动电机运转，开始进行扶茬梳导作业；若检测到离合联动开关不导通时，控制抬升装置工作驱动扶茬梳导装置抬起至预设定的非工作状态的初始位置；

在离合联动开关导通的状态下，超声波传感器检测离地高度并传输给控制器，经控制器剔除异常数据，选取有效数据的最小值；由控制器计算高度调整量，并通过控制抬升装置实现扶茬梳导装置的高度调节，扶茬梳导装置抬升或下降至离地高度的正常工作范围。

本发明的有益效益：

本发明能够实现在头季再生稻收割的同时，对履带或轮式行走装置碾压过的留茬进行扶茬，对未被碾压但表面堆积有杂余的留茬进行同步梳导，能有效实现再生稻收割、扶茬梳导一体化，进一步提高再生稻再生季产量。

本发明能够针对作业的需求，在不进行收获作业或翻越田埂等障碍时，通过液压缸调整动扶茬梳导装置的升降，使得装置不影响收获机正常的行进，且无需人工拆卸调整。

本发明能够通过超声波阵列检测，对扶茬梳导装置的高度进行自动的检测和调节，其控制方式简单、操作便捷，与人工手动调整相比更加精准高效，调整方式灵活机动，极大减轻了驾驶员的劳动强度。

附图说明

图1为本发明所述扶茬梳导装置的结构示意图；

图2为本发明所述扶茬梳导装置工作过程俯视图；

图3为本发明所述扶茬装置的原理示意图；

图4中(a)为本发明所述自动扶茬梳导装置初始位置图；(b)为本发明所述自动稻扶茬梳导装置工作位置图；

图5为所述高度调节系统控制流程图。

附图标记：

1.机架；2.电机台；3.驱动电机；4.从动轮；5.带；6.平行四边形铰接架；6-1.第一侧边框；6-2.第一上边框；6-3.第二侧边框7.梳导装置；7-1.梳导杆；7-2.梳导齿；7-3.安装架；8.液压缸；9.扶茬装置；9-1.幅盘；9-2.扶茬杆；9-3.扶茬拨齿；9-4.第一幅板；9-5.第二幅板；9-6.侧幅盘；9-7.曲柄；10.从动轮；11.超声波传感器；12.离合联动开关；13.转动轴。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

图1所示为本发明所述的再生稻自动扶茬梳导装置的一个实施例。图1中所述再生稻自动扶茬梳导装置，包括机架1、电机台2、驱动电机3、主动轮4、从动轮10、带5、平行四边形铰接架6、梳导装置7、液压缸8、扶茬装置9、离合联动开关12、液压控制器和超声波传感器11。

平行四边形铰接架6、液压缸8、液压控制器和超声波传感器构成高度调节系统。在本实施例中，平行四边形铰接架6作为一种高度可调节支架，液压缸8充当抬升装置，液压控制器作为控制液压缸8的控制器。两个平行四边形铰接架6的第一侧边框6-1固定在机架1的两端，液压缸8的一端铰接于第一侧边框6-1、另一端铰接于与第一侧边框6-1相邻的第一上边框6-2。所述超声波传感器11装在平行四边形铰接架6中与第一侧边框6-1相平行的第二侧边框6-3的下部。所述超声波传感器11与液压控制器相连，用于检测装置的离地高度并输送给所述液压控制器。超声波传感器11的数量为多个，两个平行四边形铰接架6上的多个超声波传感器11均呈阵列排布。

所述驱动电机3、带5、主动轮4、从动轮10以及转动轴13构成动力系统。所述驱动电机3设置在电机台2上，电机台2焊接于机架1上。机架1焊接于再生稻联合收获机尾部，离合联动开关12位于操纵台上。所述主动轮4装在驱动电机3的输出轴上，从动轮10装在转动轴13上，所述转动轴13的两端装在两个平行四边形铰接架6的第二侧边框6-3上。转动轴13与平行四边形铰接架6间通过轴承连接，从动轮10位于转动轴13的正中间。所述主动轮4带动从动轮10转动，通过带5连接。

梳导装置7、扶茬装置9均装在平行四边形铰接架6上，通过液压缸8伸缩以使平行四边形铰接架6带动扶茬装置9和梳导装置7进行升降调节，且装置仅改变纵向的高度并不会发生倾斜。自动扶茬装置分为3段梳导齿和2段扶茬段，其相间布置，总长与收获机割台宽度相等，且扶茬段对应联合收获机两侧履带宽度，如图2所示。

所述扶茬装置9包括幅盘9-1、扶茬杆9-2、扶茬拨齿9-3、第一幅板9-4、第二幅板9-5、侧幅盘9-6和曲柄9-7。两个幅盘9-1固定在转动轴13上、且两个幅盘9-1之间的距离与履带宽度相等。两个幅盘9-1圆周方向上分别均匀固定数个第一幅板9-4；扶茬杆9-2的两端可转动的装在两个幅盘9-1上的第一幅板9-4上。侧幅盘9-6与幅盘9-1偏心设置、且可转动的装在转动轴13上，侧幅盘9-6圆周方向上均匀固定数个第二幅板9-5；曲柄9-7的两端分别与第一幅板9-4和第二幅板9-5的自由端可转动连接，且一端与扶茬杆9-2固定连接。转动到下部的扶茬杆9-2上的扶茬拨齿9-3始终是指向所述收获机的后端，且其延长线与地面的夹角为锐角。两个扶茬装置9装在所述转动轴13上分别对应再生稻联合收获机的履带后方的位置。单个扶茬装置9对应于一个扶茬段，其长度与收获机单侧的履带宽度相同。

本实施例中，两个幅盘9-1上的第一幅板9-4以及侧幅盘9-6上的第二幅板9-5的数量均为8个。幅盘9-1、第一幅板9-4、侧幅盘9-6、第二幅板9-5以及曲柄9-7其实质为数个平行四边形连杆，使得扶茬拨齿9-3随扶茬装置9转动时能始终保持其安装角度转动，且其运动轨迹为余摆线，如图3所示，对被碾压的留茬有向后推送的作用，有助于留茬的扶正。

所述梳导装置7包括梳导杆7-1、梳导齿7-2和安装架7-3，所述梳导杆7-1通过安装架7-3固定于平行四边形铰接架6上，安装架7-3与所述平行四边形铰接架6的第二侧边框6-3固定。梳导杆7-1上设有三段梳导段，梳导段均匀固定多的梳导齿7-2。三段疏导段与两段扶茬段相间设置，三段疏导段与两段扶茬段的总长与收获机割台宽度相等。

扶茬拨齿9-3和梳导齿7-2为采用塑料柔性材料制成的塑料构件。扶茬拨齿9-3和梳导齿7-2均由直线段和弯曲段组成，扶茬拨齿9-3的弯曲段靠近扶茬杆9-2，梳导齿7-2的弯曲段靠近梳导杆7-1；扶茬拨齿9-3与梳导齿7-2的弯曲方向相反，所述扶茬拨齿9-3的齿尖指向所述收获机的后方，且扶茬拨齿9-3直线段的延长线与地面的夹角为锐角。

另外，作为本发明的其他实施方式，所述抬升装置还可以采用电动推杆，所述控制器为电动控制单元，所述电动推杆与电动控制单元相连。所述主动轮4与从动轮10为齿轮或链轮，主动轮4与从动轮10之间通过齿条或链条传动。

如图4所示，自动扶茬梳导装置不工作时处于非工作状态位置，其工作时装置从非工作状态位置下降至工作初始位置。在工作位置处，用于扶正履带碾压过后的留茬扶茬拨齿9-3，其最低位置高于水平地面20～30mm；用于梳导两侧履带间未被碾压留茬上的杂余所述梳导齿7-2，其最低位置低于留茬高度的30～60mm。

本发明所述再生稻自动扶茬梳导装置的调控方法如图5所示，在控制器检测到离合联动开关12导通时，控制器控制抬升装置工作，驱动扶茬梳导装置下降至预设定的工作初始位置，驱动电机运转，开始进行扶茬梳导作业；若检测到离合联动开关12不导通时，控制抬升装置工作驱动扶茬梳导装置抬起至预设定的非工作状态的初始位置，如图4。

在离合联动开关12导通的状态下，超声波传感器检测离地高度并传输给控制器，经控制器剔除异常数据，选取有效数据的最小值；由控制器计算高度调整量，并通过控制抬升装置实现扶茬梳导装置的高度调节，扶茬梳导装置抬升或下降至离地高度的正常工作范围。

设定自动扶茬梳导装置的非工作状态位置和工作的初始位置，以扶茬装置幅盘中心与地面距离为标准，设定非工作状态时其距离为l1，工作初始时其距离为l′1。收获机以速度v行进时，在检测到离合联动开关12导通的情况下，扶茬梳导装置由液压缸带动下降至工作初始位置，驱动电机带动扶茬装置以角速度ω转动，开始进行扶茬梳导作业。阵列分布的超声波传感器11检测离地高度，经液压控制器剔除异常数据并选取有效数据最小值，在离合联动开关12继续导通的情况下，计算需要调整的高度量，通过控制液压缸实现高度的调节，随后继续检测。

在扶茬梳导作业的过程中，阵列分布的超声波传感器11实时检测离地高度，在判断装置离地高度是否需要调整之前，若检测到离合联动开关已经不导通，驱动电机将立即停止运转，装置由液压缸带动抬升至非工作状态位置，以免影响收获机的正常行驶。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。