谷物脱粒滚筒凹板间隙调节装置的制作方法

本实用新型涉及一种谷物脱粒滚筒凹板间隙调节装置，具体讲的是通过对脱粒齿的应力采集与处理产生反馈信号驱动电机工作，可实现凹板间隙的自动调节。

背景技术：

脱粒分离装置是联合收获机的核心工作部件之一，决定了整机性能的好坏。传统脱粒装置主要包括脱粒滚筒、凹板筛和顶盖。联合收获机工作时，作物经输送槽喂入脱粒装置，在脱粒滚筒高速打击下与凹板筛产生搓擦、碰撞实现脱粒，同时沿凹板筛和顶盖作近似螺旋运动。脱下的谷粒从凹板筛孔分离出来，进入后续清选，大量完整的茎秆被排出机外。实际工作时，喂入量会随着田间作物的分布密度不同发生波动，这就直接导致脱粒滚筒的载荷会发生变化，严重时会导致堵塞停转。

从1999年农业部组织的联合收割机质量跟踪调查情况来看, 平均无故障时间为8.8 小时, 其中自走式联合收割机无故障工作时间为8.4 小时, 悬挂式联合收割机为9.7 小时。2000年在重点跟踪考核中, 3个有代表性的自走式联合收割机的平均无故障工作时间仅为19.1 小时，远低于国外的50~80小时的水平，已经严重制约全国水稻联合收割机的发展。收割机物料堵塞故障发生后，排除堵塞一般都很费时费力，严重时会导致停机维修，直接影响收获季节抢农时，也直接影响机手的收入，这就迫切需要对原有机器进行改进。现有的脱粒装置中，赵光军等实用新型的收割机脱粒间隙调整装置（CN 203340634 U），它能够针对不同的作物选择不同的脱粒间隙，以获得最佳的脱粒效果。这种以及传统的脱粒装置，可以手动调节凹板间隙，但在工作过程中，脱粒间隙（凹板间隙）是固定不变的，无法根据实时的工作载荷，自动调整凹板间隙，也就达不到预防堵塞、提高工作可靠性和工作效率的目的。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是，克服上述脱粒分离装置的技术缺点，提供一种联合收获机田间收获喂入量发生波动情况下，能实现自动调节凹板间隙的一种联合收获机脱粒分离装置；本实用新型可用于联合收获机田间收获时脱粒齿杆的应力检测，检测设备制造成本低、安装拆卸方便、检测方法及结果处理智能化程度高，电机驱动设备安装拆卸方便，定位精度高，反应速度快、灵敏度高，随动性好，工作安全可靠，寿命长。

本实用新型所采取的技术方案是，一种谷物脱粒滚筒凹板间隙调节装置，包括顶盖、脱粒滚筒、凹板筛、驱动电机、机架、脱粒齿应力测试系统和信号接收与处理系统；顶盖在脱粒滚筒的上方，凹板筛在脱粒滚筒的下方；脱粒滚筒包括安装在幅盘上的脱粒齿杆；凹板筛由左铰接耳、筛体、右铰接耳组成；左铰接耳与驱动电机的一端相铰接，驱动电机另一端和机架相连；右铰接耳与机架相铰接；脱粒齿应力测试系统由电阻应变片、应变片信号线、应力采集模块、螺栓、电源模块、螺母、双模块安装支架组成；电阻应变片安装在脱粒齿杆上，双模块安装支架安装在幅盘上，应力采集模块和电源模块位于双模块安装支架内，应变片信号线与电阻应变片、应力采集模块和电源模块相连，信号接收与处理系统用来接收应力采集模块发射的信号，并将反馈信号传输到驱动电机。

上述方案中，脱粒滚筒还包括轴承座、轴承、传动轴和链轮；传动轴通过轴承安置在轴承座上，轴承座通过螺栓固定在机架上，幅盘放置在轴承座内侧通过键与传动轴连接，链轮放置在传动轴的一侧端头。

上述方案中，所述信号接收与处理系统由无线信号接收器、信号处理显示器组成，无线信号接收器接收应力采集模块通过无线信号发射的信号，并传输到信号处理显示器内，信号处理显示器将反馈信号通过信号线传输到驱动电机。

上述方案中，无线信号接收器、信号处理显示器均位于联合收获机驾驶室内。

上述方案中，所述凹板筛为栅格式凹板筛或冲孔式凹板筛。

上述方案中，所述脱粒齿杆为钉齿；所述脱粒滚筒为切流滚筒或轴流滚筒。

本实用新型还提供了利用谷物脱粒滚筒凹板间隙自动调节装置进行自动调节的方法，包括以下步骤：

（1）联合收获机工作过程中，信号接收与处理系统实时获取脱离齿上的应力这一工作参数；

（2）信号接收与处理系统对监测数据进行异常数据替代、缺失数据补齐、数据消噪等预处理，以消除随机、不确定性因素对后续数据分析的影响；

（3）将经过预处理的应力参数作为输入信号，实时输出相应的控制信号作用于驱动电机来完成凹板间隙的自动调节，以使脱粒齿上的应力分布在合理的范围内。

进一步地，由输入信号到输出信号的判断过程为：应力信号X大于预设定的上界限值X_MAX，则产生一个缩回驱动电机的负信号；若应力信号X小于预设定的下界限值X_MIN，则产生一个伸长驱动电机的正信号；否则产生一个零信号，驱动电机不动作。

进一步地，凹板间隙的调节范围为10~50mm

本实用新型的有益效果是：（1）提供了一种适应于田间多工况复杂环境下联合收获机田间收获脱粒分离装置的基于脱粒齿杆的应力检测的凹板间隙自动调节设备及方法，可用于联合收获机田间收获时脱粒分离装置的脱粒齿杆应力检测以及凹板间隙的自适应调整；（2）检测设备制造成本低、安装拆卸方便、检测方法及结果处理智能化程度高，电机驱动设备安装拆卸方便，定位精度高，反应速度快、灵敏度高，随动性好，工作安全可靠，寿命长。（3）由于田间作物分布不均，当喂入量突然变大时，脱粒齿杆上的应力突然变大，信号处理系统控制驱动电机调大凹板间隙，从而预防滚筒堵塞；当喂入量过小时，脱粒齿杆上的应力过小，信号处理系统控制驱动电机调小凹板间隙，能够提高滚筒的脱粒分离性能，降低脱粒分离损失。该装置不仅提高了脱粒分离性能，还提高了脱粒分离装置工作可靠性和工作效率。（4）此外，该装置还可以通过控制系统参数的调节，实现对不同作物的收获，不需要人为地去调节凹板间隙，操作简单方便，省时省力。

附图说明

图1是凹板间隙调节装置结构示意图。

图2是凹板筛结构示意图。

图3是脱粒滚筒结构示意图。

图4是脱粒齿应力测试系统结构和安装位置示意图。

图5是无线信号接收与处理。

图6是信号处理显示器信号处理过程。

图中：1顶盖，2脱粒滚筒，3凹板筛，4驱动电机，5机架，6应力测试系统。201轴承座，202轴承，203传动轴，204幅盘，205脱粒齿杆，206链轮，301左铰接耳，302筛体，303右铰接耳，601电阻应变片，602应变片信号线，603应力采集模块，604螺栓，605电源模块，606螺母，607双模块安装支架，701无线信号接收器，702信号处理显示器，4驱动电机。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型具体型号的一种谷物脱粒滚筒凹板间隙自动调节装置及调节方法具体实施过程作进一步说明。

如图1所示，一种谷物脱粒滚筒凹板间隙自动调节装置及调节方法，包括顶盖1、脱粒滚筒2、凹板筛3、驱动电机4、机架5、脱粒齿应力测试系统6和信号接收与处理系统7；

如图2所示，凹板筛3由左铰接耳301、筛体302、右铰接耳303组成；左铰接耳301与驱动电机4的右端相铰接，右铰接耳303与机架5相铰接，凹板间隙的调节范围为10~50mm。

如图3所示，脱粒滚筒2由轴承座201、轴承202、传动轴203、幅盘204、脱粒齿杆205、链轮206组成；传动轴203通过轴承202安置在轴承座201上，轴承座201通过螺栓固定在机架5上，幅盘204放置在轴承座201内侧通过键与传动轴203连接，脱粒齿杆205安装在幅盘204上，链轮206放置在传动轴203的一侧端头；

如图4所示，脱粒齿应力测试系统6由电阻应变片601、应变片信号线602、应力采集模块603、螺栓604、电源模块605、螺母606、双模块安装支架607组成；电阻应变片601安装在脱粒齿杆205上，双模块安装支架607安装在幅盘204上，应力采集模块603和电源模块605位于双模块安装支架607内，应变片信号线602与电阻应变片601、应力采集模块603和电源模块605相连，应力采集模块603的应力信号采集频率为0.5Hz~10Hz。

如图5所示，无线信号接收器701接收应力采集模块603通过无线信号发射的信号，并传输到信号处理显示器702内，信号处理显示器产生反馈信号，通过信号线传输到驱动电机4。

如图6所示，为信号处理显示器内部的产生反馈信号的过程，若力信号X大于预设定的上界限值X_MAX，则产生一个缩回驱动电机的负信号；若力信号X小于预设定的下界限值X_MIN，则产生一个伸长驱动电机的正信号；否则产生一个零信号，驱动电机不动作，从而实现凹板间隙的自动调节。

该型号的一种谷物脱粒滚筒凹板间隙自动调节装置及调节方法具体实施过程为，将双模块安装支架通过螺栓紧固到幅盘上，使电源模块和应力采集模块与脱粒滚筒一起以相同的角速度转动；再将应变片引线与应力采集模块上的接线柱相连接，为了避免线的抖动可能带来的信号误差和事故，应变片信号线沿着脱粒齿杆和幅盘布置，并用扎丝固定；由应力采集模块采集应力的动态信号，并通过无线信号将动态信号传输到无线信号接收器，并将接收到的信号传输到信号处理显示器，完成对数据的采集、处理、显示以及产生反馈信号；反馈信号通过信号线传输到驱动电机，驱动电机带动凹板筛运动改变凹板间隙。

该型号的一种谷物脱粒滚筒凹板间隙自动调节装置及调节方法可用于联合收获机田间收获时脱粒分离装置的脱粒齿杆应力检测以及凹板间隙的自适应调整，检测设备制造成本低、安装拆卸方便、检测方法及结果处理智能化程度高，电机驱动设备安装拆卸方便、驱动信号处理快速准确。凹板间隙的自动调节可以实现凹板间隙随着喂入量的变化而变化，可以降低脱粒滚筒堵塞的可能性，提高了脱粒分离装置工作可靠性和工作效率。此外，该装置还可以通过控制系统参数的调节，实现对不同作物的收获，不需要人为地去调节凹板间隙，操作简单方便。