一种用于脱粒滚筒的驱动系统及其控制方法与流程

本发明涉及农业机械领域，具体的说是一种用于脱粒滚筒的驱动系统及其控制方法。

背景技术：

国内联合收获机通用性加强，一机多用，脱粒滚筒转速需要适应多种作物，这就要求脱粒滚筒转速调节方便，并能维持设定转速，脱粒滚筒转速在工作前调定，有物料喂入时，发动机转速会相应下降，此时脱粒滚筒转速随之下降，影响脱粒效果，目前的脱粒滚筒转速控制系统均是在调节行走速度来维持脱粒滚筒转速稳定，控制系统复杂，已不适应目前需求，本系统可以在发动机转速变化时，及时调节脱粒滚筒驱动系统来调节脱粒滚筒转速，保持转速稳定，不涉及行走系统的调节，调节方便可靠。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种用于脱粒滚筒的驱动系统及其控制方法，在发动机转速变化时，及时调节脱粒滚筒驱动系统来调节脱粒滚筒转速，保持转速稳定，不涉及行走系统的调节，调节方便可靠。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于脱粒滚筒的驱动系统，该脱粒滚筒驱动系统安装在联合收获机上，该系统包括脱粒滚筒、脱粒滚筒驱动机构和脱粒滚筒转速控制机构，发动机与驱动脱粒滚筒旋转的脱粒滚筒驱动机构相连接，所述脱粒滚筒驱动机构包括通过液压管路依次配合连接的电控液压泵、液压马达和变速箱，发动机直接与电控液压泵相连接，变速箱的输出端直接与脱粒滚筒相连接；所述变速箱为二档减速箱，减速增扭，提高驱动系统的驱动力;所述脱粒滚筒转速控制机构包括用于显示驱动系统运行参数及状态的显示器、获取发动机转速的发动机ECU、对接收到的信号进行处理的中央ECU和用于检测脱粒滚筒工况的脱粒滚筒转速传感器、行走速度传感器、压力传感器，所述发动机ECU和脱粒滚筒转速传感器均通过CAN模块连接至显示器，显示器输出端通过CAN总线连接到中央ECU的输入端口，中央ECU的输入端口还与设置在电控液压泵上的压力传感器相连接，获取电控液压泵的工作压力和回油压力，并将压力传感器获取的信号传送到中央ECU；中央ECU的输入端口还与行走速度传感器相连接，行走速度传感器设置在安装有该脱粒滚筒驱动系统的联合收获机上，具体安装位置应以本领域技术人员根据具体的安装过程进行确定，行走速度传感器获取安装有该脱粒滚筒驱动系统的联合收获机的的行走速度，并将信号传送到中央ECU，中央ECU的输出端口与电控液压泵相连接；所述中央ECU接收到信号后采用PID控制算法输出信号至电控液压泵，通过调节电控液压泵的输出流量来改变液压马达的转速，调节脱粒滚筒的实际转速；

优选的，所述脱粒滚筒转速传感器设置在脱粒滚筒上，获取脱粒滚筒的实际转速并显示在显示器上，显示器上还显示有脱粒滚筒的目标转速，并设置有调节脱粒滚筒目标转速的调节按钮和确认按钮，通过调节按钮调节脱粒滚筒的目标转速，调节完成后通过确认按钮确认，显示器将确认后的目标转速传送至中央ECU；

优选的，所述显示器上还设置有控制脱粒滚筒转速控制机构启动与停止的按钮，按动按钮后显示器将控制信号传送至中央ECU，控制脱粒滚筒转速控制机构的启动与停止，重新启动时脱粒滚筒转速控制机构默认上次输入数值；

优选的，所述中央ECU通过串口将数据输出至PC机，存储信息；

优选的，所述电控液压泵与液压马达构成闭式系统，发动机脱粒滚筒转速控制机构不启动时，电控液压泵输出流量为零，液压马达输出转速为零，脱粒滚筒实际转速为零；

一种用于脱粒滚筒的驱动系统的控制方法，包括以下步骤，

步骤一：发动机输出动力至电控液压泵，电控液压泵驱动液压马达旋转，液压马达通过变速箱驱动脱粒滚筒旋转；

步骤二：按下显示器上的启动按钮，中央ECU在接收到启动信号后，判断发动机转速是否在工作范围内，如果发动机转速在工作范围内，脱粒滚筒转速控制机构启动，跳转至步骤三；如果发动机转速不在工作范围内，脱粒滚筒转速控制机构不启动，直到发动机转速达到工作范围后，脱粒滚筒转速控制机构启动，再跳转至步骤三；

步骤三：脱粒滚筒转速传感器和发动机ECU将脱粒滚筒的实际转速、发动机转速传送至显示器，并显示在显示器上；调节设置在显示器上的目标转速调节按钮调节脱粒滚筒的目标转速，点击设置在显示器上的确认按钮确认后显示器将脱粒滚筒的实际转速、目标转速以及发动机转速的信号传送至中央ECU；

步骤四：中央ECU比较脱粒滚筒的目标转速与实际转速的差值，采用PID控制算法输出信号至电控液压泵，调节电控液压泵的输出流量，改变液压马达转速，调节脱粒滚筒转速，保持脱粒滚筒实际转速与目标转速的差值在设定误差范围内，控制脱粒滚筒实际转速与目标转速一致；

步骤五：按下显示器上的停止按钮，中央ECU在接收到停止信号后，通过安装在电控液压泵上的压力传感器对电控液压泵的工作压力进行检测，当检测到电控液压泵的工作压力为空载压力时，输出信号至电控液压泵，使其输出流量为零，脱粒滚筒转速为零，脱粒滚筒转速控制机构停止工作；

优选的，所述步骤二中脱粒滚筒转速控制机构启动后，安装在电控液压泵上的压力传感器始终对电控液压泵的工作压力与回油压力进行检测，并将信号传送至中央ECU，当中央ECU判断电控液压泵的工作压力超过额定工作压力时，及时报警，并将报警信号显示在显示器上；当中央ECU检测到在一定时间内电控液压泵的工作压力为空载压力且安装有该脱粒滚筒驱动系统的联合收获机的的行走速度为零时，中央ECU输出信号至电控液压泵，使其输出流量为零，脱粒滚筒转速为零；

优选的，所述空载压力由脱粒滚筒驱动系统空载时标定所得，所述额定工作压力由脱粒滚筒驱动系统工作在额定喂入量时标定所得。

本发明的有益效果：本发明可以在发动机转速变化时，及时调节脱粒滚筒驱动系统来调节脱粒滚筒转速，保持转速稳定，不涉及行走系统的调节，调节方便可靠，具体的说，本发明有益效果主要有以下几点：

1.本发明中脱粒滚筒可以实现反转，堵塞时可以反吐，处理方便；

2.本发明可以方便检测脱粒滚筒负荷，便宜增加其他控制系统，只需要将喂入量、行走控制系统连接到中央ECU的输入端口即可实现本发明驱动系统与喂入量、行走控制系统的完美结合；

3.本发明中行走速度与转速控制机构相互独立，可以在不控制行走速度的前提下保持脱粒滚筒转速稳定，调节方便可靠；

4.中央ECU通过串口将数据输出至PC机，存储信息，用户在使用时，只需将需要的数据通过PC机传输到中央ECU，而且本系统重新启动时脱粒滚筒转速控制机构默认上次输入数值，减少了用户操作本系统的工作量；

5.电控液压泵与液压马达构成闭式系统，系统稳定，控制精准，当发动机脱粒滚筒转速控制机构不启动时，电控液压泵输出流量为零，液压马达输出转速为零，脱粒滚筒实际转速为零；

6.脱粒滚筒转速控制机构启动后，安装在电控液压泵上的压力传感器始终对电控液压泵的工作压力与回油压力进行检测,并将信号传送至中央ECU,当中央ECU判断电控液压泵的工作压力超过额定工作压力时，及时报警，并将报警信号显示在显示器上，用户能够实时对脱粒滚筒转速控制机构进行监控，发现报警信号后也能及时进行处理，防止脱粒滚筒转速控制机构长时间过载运行，损坏机器；

7.脱粒滚筒转速控制机构的启动与停止均设置为双重控制，启动时不仅要按下启动按钮还需要发动机转速满足工作要求，停止时不仅要按下停止按钮还需要电控液压泵的工作压力为空载压力，双重控制能有效的防止因为用户的误操作和不当操作对驱动系统造成的损坏。

附图说明

图1是用于脱粒滚筒的驱动系统的整体流程示意图；

图2是用于脱粒滚筒的驱动系统的控制方法的流程示意图。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明的原理和特征进行详细描述，所举实施例仅用于描述发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，一种用于脱粒滚筒的驱动系统，该脱粒滚筒驱动系统安装在联合收获机上，包括脱粒滚筒、脱粒滚筒驱动机构和脱粒滚筒转速控制机构，发动机与驱动脱粒滚筒旋转的脱粒滚筒驱动机构相连接，所述脱粒滚筒驱动机构包括通过液压管路依次配合连接的电控液压泵、液压马达和变速箱，发动机直接与电控液压泵相连接，变速箱的输出端直接与脱粒滚筒相连接；所述变速箱为二档减速箱，减速增扭，提高驱动系统的驱动力，所述脱粒滚筒转速控制机构包括用于显示驱动系统运行参数及状态的显示器、获取发动机转速的发动机ECU、对接收到的信号进行处理的中央ECU和用于检测脱粒滚筒工况的脱粒滚筒转速传感器、行走速度传感器、压力传感器，所述发动机ECU和脱粒滚筒转速传感器均通过CAN模块连接至显示器，显示器输出端通过CAN总线连接到中央ECU的输入端口，中央ECU的输入端口还与设置在电控液压泵上的压力传感器相连接，获取电控液压泵的工作压力和回油压力，并将压力传感器获取的信号传送到中央ECU；中央ECU的输入端口还与行走速度传感器相连接，行走速度传感器设置在安装有该脱粒滚筒驱动系统的联合收获机上，具体安装位置应以本领域技术人员根据具体的安装过程进行确定，行走速度传感器获取安装有该脱粒滚筒驱动系统的联合收获机的的行走速度，并将信号传送到中央ECU，中央ECU的输出端口与电控液压泵相连接；所述中央ECU接收到信号后采用PID控制算法输出信号至电控液压泵，通过调节电控液压泵的输出流量来改变液压马达的转速，调节脱粒滚筒的实际转速；

优选的，所述脱粒滚筒转速传感器设置在脱粒滚筒上，获取脱粒滚筒的实际转速并显示在显示器上，显示器上还显示有脱粒滚筒的目标转速，并设置有调节脱粒滚筒目标转速的调节按钮和确认按钮，调节按钮具体设定为一个脱粒滚筒目标转速增加按钮和一个脱粒滚筒目标转速减小按钮，通过调节按钮调节脱粒滚筒的目标转速，调节完成后通过确认按钮确认，显示器将确认后的目标转速传送至中央ECU；

优选的，所述显示器上还设置有控制脱粒滚筒转速控制机构启动与停止的按钮，按动按钮后显示器将控制信号传送至中央ECU，控制脱粒滚筒转速控制机构的启动与停止，重新启动时脱粒滚筒转速控制机构默认上次输入数值；脱粒滚筒转速控制机构的启动与停止均设置为双重控制，启动时不仅要按下启动按钮还需要发动机转速满足工作要求，停止时不仅要按下停止按钮还需要电控液压泵的工作压力为空载压力，双重控制能有效的防止因为用户的误操作和不当操作对驱动系统造成的损坏；

优选的，所述中央ECU通过串口将数据输出至PC机，存储信息；用户在使用时，只需将需要的数据通过PC机传输到中央ECU，而且本系统重新启动时脱粒滚筒转速控制机构默认上次输入数值，减少了用户操作本系统的工作量；

优选的，所述液压马达能实现反转，在脱粒滚筒堵塞时，可实现反吐；

优选的，所述电控液压泵与液压马达构成闭式系统，发动机脱粒滚筒转速控制机构不启动时，电控液压泵输出流量为零，液压马达输出转速为零，脱粒滚筒实际转速为零；

如图2所示，一种用于脱粒滚筒的驱动系统的控制方法，包括以下步骤，

步骤一：发动机输出动力至电控液压泵，电控液压泵驱动液压马达旋转，液压马达通过变速箱驱动脱粒滚筒旋转；

步骤二：按下显示器上的启动按钮，中央ECU在接收到启动信号后，判断发动机转速是否在工作范围内，如果发动机转速在工作范围内，脱粒滚筒转速控制机构启动，跳转至步骤三；如果发动机转速不在工作范围内，脱粒滚筒转速控制机构不启动，直到发动机转速达到工作范围后，脱粒滚筒转速控制机构启动，再跳转至步骤三；此处发动机转速的工作范围应以本领域技术人员根据脱粒滚筒驱动系统的具体工作情况以及工作环境来设定，具体设定方法可以直接在中央ECU内部的控制算法中进行设定，也可以在显示屏上设定一个发动机转速工作范围的设定区域，然后在显示屏上对发动机转速的工作范围进行设定，最终将发动机转速工作范围的设定值传输到中央ECU，中央ECU对控制算法中设定的工作范围与通过发动机ECU获得的发动机实际转速进行比较；

步骤三：脱粒滚筒转速传感器和发动机ECU将脱粒滚筒的实际转速、发动机转速传送至显示器，并显示在显示器上；调节设置在显示器上的目标转速调节按钮调节脱粒滚筒的目标转速，点击设置在显示器上的确认按钮确认后显示器将脱粒滚筒的实际转速、目标转速以及发动机转速的信号传送至中央ECU；

步骤四：中央ECU比较脱粒滚筒的目标转速与实际转速的差值，采用PID控制算法输出信号至电控液压泵，调节电控液压泵的输出流量，改变液压马达转速，调节脱粒滚筒转速，保持脱粒滚筒实际转速与目标转速的差值在设定误差范围内，控制脱粒滚筒实际转速与目标转速一致；此处脱粒滚筒实际转速与目标转速的差值所设定的误差范围应以本领域技术人员根据脱粒滚筒驱动系统的具体工作情况以及工作环境来设定，具体设定方法可以直接在中央ECU内部的控制算法中进行设定，也可以在显示屏上设定一个误差范围设定区域，然后在显示屏上对误差范围进行设定，最终将误差范围设定值传输到中央ECU；

步骤五：按下显示器上的停止按钮，中央ECU在接收到停止信号后，通过安装在电控液压泵上的压力传感器对电控液压泵的工作压力进行检测，当检测到电控液压泵的工作压力为空载压力时，输出信号至电控液压泵，使其输出流量为零，脱粒滚筒转速为零，脱粒滚筒转速控制机构停止工作；

优选的，所述步骤二中脱粒滚筒转速控制机构启动后，安装在电控液压泵上的压力传感器始终对电控液压泵的工作压力与回油压力进行检测，并将信号传送至中央ECU，当中央ECU判断电控液压泵的工作压力超过额定工作压力时，及时报警，并将报警信号显示在显示器上；当中央ECU检测到在一定时间内电控液压泵的工作压力为空载压力且安装有该脱粒滚筒驱动系统的联合收获机的的行走速度为零时，中央ECU输出信号至电控液压泵，使其输出流量为零，脱粒滚筒转速为零；用户能够实时对脱粒滚筒转速控制机构进行监控，发现报警信号后也能及时进行处理，防止脱粒滚筒转速控制机构长时间过载运行，损坏机器；

所述空载压力由脱粒滚筒驱动系统空载时标定所得，所述额定工作压力由脱粒滚筒驱动系统工作在额定喂入量时标定所得，具体标定方法为现有技术，在此处不进行详细描述。