本发明属于农业机械，具体为一种上土量动态识别的薯类收获机分离筛振动自调节装置。
背景技术：
1、在现代农业生产中，薯类作物的机械化收获设备对提高作业效率和降低劳动强度具有重要意义。薯类收获机的分离筛振动装置作为关键部件，直接影响薯土分离效果、含杂率以及伤薯率等核心性能指标。然而，现有技术中的分离筛振动装置在动态适应性和调节能力方面存在明显不足，尤其是在面对不同上土量的情况下，其振动参数无法根据实际工况进行实时优化，从而制约了整体收获效率和质量的提升。
2、例如，公开号为cn111919576b的一项专利技术，通过设置筛滤网和排石网，并利用抖动杆推动活动滤台以增大间隙，避免石子卡住的情况发生。但该技术方案中的振动装置仅依靠被动旋转的振动轮提供恒定振幅和频率，未实现根据实际的上土量动态调整振动参数的功能。当上土量较少时，较大的振幅和频率可能增加薯块损伤的风险；而上土量较大时，固定的振动参数则可能对薯土分离效果产生限制，导致含杂率上升。此外，公开号为cn113767745b的一项专利技术通过设计扒土机构和薯土分离装置，降低了挖掘阻力并提高了薯土分离效果，但其振动频率和振幅固定，对上土量变化的动态响应能力有限，在复杂土壤条件下难以充分满足高效分离的需求。同时，该技术方案未涉及针对振动参数的自动调节机制，这对其在不同作业环境下的适用性形成了一定制约。
3、上述问题表明，现有的薯类收获机分离筛振动装置在动态识别上土量、实时调整振动参数以及优化薯土分离效果方面仍有改进空间。因此，亟需一种能够根据上土量动态调整振动参数的智能化装置，以减少伤薯率、保证高效的薯土分离效果并降低含杂率，从而满足现代农业对智能化、高效化薯类收获设备的需求。
技术实现思路
1、本发明针对现有薯类收获机分离筛振动装置在动态适应性和调节能力方面的不足，提供了一种上土量动态识别的薯类收获机分离筛振动自调节装置。所述装置通过传感器实时感知上土量分布状态，并结合可变振幅机构和电机转速控制技术，实现振动参数的智能调节，从而减少伤薯率并保证高效的薯土分离效果。
2、本发明的技术方案如下：一种上土量动态识别的薯类收获机分离筛振动自调节装置，包括挖掘铲、机架、减速箱、主动带轮、皮带、分离筛链条、分离筛杆、主动链轮、导流栅条、振动自调节装置总成、地轮、感知单元、从动链轮及从动带轮。其中，挖掘铲固定装配在机架前端下部，用于挖掘土壤和薯类作物；感知单元均匀布置在挖掘铲末端，用于实时获取物料质量分布状态。进一步地，减速箱固定装配在机架前端上部，将拖拉机动力输出给主动带轮，主动带轮通过皮带带动从动带轮转动；主动链轮与从动带轮同步转动，并通过分离筛链条与从动链轮传动连接。分离筛链条对称布置在机架内侧，分离筛杆两端固装在分离筛链条上，构成分离筛；振动自调节装置总成贯穿布置在机架和分离筛中，用于实现振动参数的动态调整。导流栅条固定装配在机架尾部，用于引导物料流向；地轮装配在机架尾部两侧，支撑装置并辅助移动。
3、特别地，振动自调节装置总成是本发明的核心部件，其结构包括第一调频电机、第一端轴、固定环、滑动环、第二端轴、从动齿轮、光电传感器、旋转编码盘、调幅电机、第二调频电机、主动齿轮、转轴座、转轴、螺纹套、丝杆、第一连杆、第二连杆及第三连杆。具体而言，第一端轴一端与第一调频电机输出轴连接，另一端安装丝杆；固定环固定装配在第一端轴上，作为连杆的铰接点；滑动环可转动装配在螺纹套上，随螺纹套线性移动。丝杆与螺纹套螺纹配合，丝杆一端安装在第一端轴上，另一端与调幅电机输出轴固连；旋转编码盘固定装配在丝杆与调幅电机连接处，光电传感器与旋转编码盘配合，用于检测丝杆的转动位置。第二端轴一端固定装配从动齿轮，内部贯穿安装丝杆；主动齿轮与第二调频电机输出轴连接，与从动齿轮配合，传递动力。转轴座铰接第二连杆和第三连杆，安装转轴；转轴可转动装配在转轴座上，击打分离筛链条和分离筛杆。第一连杆一端铰接滑动环，另一端铰接转轴座；第二连杆和第三连杆保持平行，一端铰接固定环，另一端铰接转轴座。
4、进一步地，本发明的振动参数调节机制通过以下方式实现：调幅电机驱动丝杆转动，螺纹套在线性移动过程中改变连杆角度，从而调节转轴与丝杆之间的水平距离，实现振动幅度的动态调整。第一调频电机和第二调频电机分别通过第一端轴和主动齿轮驱动转轴做回转运动，控制振动频率。智能调节过程由感知单元实时获取物料质量分布状态，并将信息传送至调幅电机和调频电机；当上土量较多时，调幅电机正转增大振动幅度，同时调频电机加快转速提高振动频率；当上土量较少时，调幅电机反转减小振动幅度，同时调频电机降低转速减少振动频率。
5、本发明的有益效果在于：通过感知单元实时获取物料分布信息，结合调幅电机和调频电机实现振动参数的智能调节，解决了现有技术中振动参数无法动态调整的问题。根据物料分布的变化，自动调整振动参数，在物料分布较少时减小振动幅度和频率以降低伤薯率，在物料分布较多时增大振动幅度和频率以提高分离效率。各部件合理布局，确保装置操作便捷、稳定性高。优化振动参数显著提升薯土分离效果，减少含杂率，满足现代农业对智能化、高效化薯类收获设备的需求。
6、进一步地，本发明的振动自调节装置总成中的丝杆采用双旋向设计，即丝杆两端的螺纹旋向相反，以确保螺纹套在丝杆上的双向移动能够精确控制滑动环的位置变化，从而实现连杆角度的精准调节。此外，第一连杆与第二连杆、第三连杆始终保持几何关系的一致性，即第一连杆与丝杆之间的夹角与第二连杆、第三连杆与丝杆之间的夹角相等，确保振动幅度的调节过程平稳且可靠。
7、特别地，感知单元由多个压力传感器或光电传感器组成，传感器均匀布置在挖掘铲末端，用以采集物料分布状态信息。所述感知单元通过信号传输线路与调幅电机和调频电机的控制系统相连，控制系统依据感知单元反馈的物料分布数据计算出最佳振动参数，并发送指令至调幅电机和调频电机，完成振动参数的动态调整。
8、进一步地，本发明的振动自调节装置总成中，第一调频电机和第二调频电机的输出轴均通过联轴器与相应传动部件连接，以减少传动过程中的能量损失并提高传动效率。主动齿轮与从动齿轮的模数和齿数经过精确设计，确保两者啮合时的平稳性和可靠性。转轴座与转轴之间采用滚动轴承支承，以降低摩擦阻力并延长使用寿命。
9、特别地，本发明的分离筛链条与分离筛杆的布置方式经过优化设计，分离筛链条对称布置在机架内侧，分离筛杆两端固装在分离筛链条上，形成一个完整的分离筛结构。分离筛杆之间的间距可根据实际作业需求进行调整，以适应不同薯类作物的分离要求。导流栅条的设计考虑了物料流动特性，通过合理的倾斜角度和表面光滑处理，减少物料在导流过程中的堵塞现象。
10、进一步地，本发明的地轮采用橡胶材质制成，具有良好的抓地性能和减震效果，能够在复杂地形条件下为装置提供稳定的支撑和辅助移动功能。地轮的安装高度可通过调节机构进行微调，以适应不同的田间作业环境。
11、本发明通过上述技术方案的具体实现，使得振动参数的动态调整过程更加精确和高效，显著提升了薯类收获机的作业性能。本装置不仅具备较强的动态适应性，还能够在不同作业环境下保持稳定的分离效果，为现代农业的高效化、智能化发展提供了重要的技术支持。