[实用新型]一种联合收获机自适应清选控制装置

说明书

技术领域

本发明属于联合收获机清选装置设计及自适应控制领域，具体涉及一种联合收获机多风道清选装置。

背景技术

清选装置是联合收获机的“消化系统”，是影响整机作业质量、效率和适应性的核心工作部件。我国市场上保有量最大的水稻联合收获机大多采用传统的风筛式清选装置（单风道离心风机+双层振动筛），单风道离心风机用于产生清选气流，利用脱出物中各组分（包括籽粒、短茎秆、颖壳和少量轻杂余等）漂浮特性的不同，配合双层振动编织筛或鱼鳞筛，共同完成籽粒与茎秆、杂余等的分离清选。研究表明，传统风筛式清选装置目前已成为制约大喂入量水稻联合收获机发展的最主要瓶颈，其具体表现为：高产超级稻含水率高，脱出物各组分漂浮速度交错、一次气流清选吹托分层困难；高产超级稻脱出物清选时喂入量大，籽粒难以快速透筛，严重制约了清选装置的作业性能和效率，传统清选装置不能适应作物品种不断更新、单产迅速提高的要求。

国际著名的John Deere、CASE、New Holland、CLAAS等欧美农机跨国公司近年来研发的988 STS（John Deere）、2388（CASE）、CR980（New Holland）和TUCANO 470（CLAAS）等大型联合收获机产品，具有喂入量大、作业效率高、智能化程度高等特点，但这些机型主要用于收获小麦、大豆、油菜等旱作物，一般采用轮式底盘，割幅6～10米，自重8～10吨，无法适应我国水稻特性、南方超级稻主产区的10-15亩田块尺寸和深泥角作业环境。此外，其清选装置采用双风机（或大直径双风道风机）、预清选抖动板、回程输送板、多层清选筛等组合结构，几何尺寸庞大，无法应用到我国水稻联合收割机上。日韩等国的半喂入联合收获机受自身结构限制，无法实现大型化，作业效率和收获适应性无法大幅提高，已逐步退出我国水稻收获机械的主流市场。更重要的是，虽然欧美等发达国家生产大型联合收割机产品，但关于其高性能清选装置的试验数据、设计理论与方法属于各公司的核心机密，不会对外公开。总之，国外也没有相关的理论与方法可用来指导我国大喂入量水稻联合收获机清选装置的设计，同时因为作业对象本身特性的差异，使得我们也无法借用国外产品的设计经验。

另外，由于联合收获机作业对象差异显著、作业工况千变万化、作业环境异常复杂均对清选装置的性能造成了显著影响，传统清选装置部分结构与运动参数只能通过手工方式、依照经验进行有级调节，无法根据作业对象和环境的变化，自动调整清选装置的作业状态参数来保证作业性能，其收获适应性较差。在保障清选性能的条件下，工作参数可根据作业条件进行自适应调整是清选技术发展的必然趋势。纵观国外先进联合收获机，电子信息技术在其上得到了广泛运用，联合收获机能根据作业过程中的作业质量自动调整各种工作参数，在提高生产效率的同时，将故障率控制在一定范围内，同时大大提高了整机的无故障工作时间。与欧美跨国公司先进的联合收获机相比，我国谷物联合收获机大都仅安装有堵塞、粮箱满等少量报警装置，普遍缺乏工作参数与作业性能监测、工作参数电动/自动调节等智能化监控装置，使得机器作业性能不稳定，作业效率依赖机手的熟练程度，且操纵强度大，堵塞故障频发，其无故障工作时间不到国外机型的五分之一，无法适应满足我国水稻规模化生产及稻油（麦）轮作区抢收抢种等作业要求。近年来，国内外学者在联合收获机智能化技术方面开展了大量的研究工作，但大多数研究仅是针对单一工作参数和作业性能参数的监测或预测模型的研究，没有根据监测到的当前作业参数值对相关部件进行反馈控制而且对多作业参数融合控制的研究也相对较少。

此外，对清选装置作业性能的监测而言，相关智能化技术研究主要集中在籽粒清选损失的监测上，而没有考虑另一个重要的性能指标——籽粒含杂率。因此性能良好的联合收获机粮箱籽粒含杂率自动监测装置是实现清选装置作业参数自适应控制的前提，经文献检索发现，迄今为止，我国尚未见有联合收获机粮箱籽粒含杂率自动监测装置的报道。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供了一种联合收获机自适应清选控制装置及自适应清选控制方法。