[发明专利]一种玉米收获机低损脱粒控制系统及方法

权利要求书

1.一种玉米收获机低损脱粒控制系统，所述玉米收获机包括变速箱(41)、籽粒升运器(44)、凹板(45)、脱粒滚筒(46)和发动机(50)，脱粒滚筒(46)的转轴连接无极变速装置(47)，其特征在于：该系统包括CAN总线、测量变送装置(10)、显示器(12)、按键板(13)、操作手柄(14)、控制器(20)和执行机构(30)；

所述执行机构(30)包括连接有作业速度控制电液比例阀(31)、作业速度控制变量泵(32)的作业速度控制液压马达(33)、脱粒滚筒转速控制调速电机(34)和凹板间隙控制调距电机(35)；

所述作业速度控制液压马达(33)与变速箱(41)连接，用于控制变速箱(41)的输出转速；所述脱粒滚筒转速控制调速电机(34)与脱粒滚筒(46)的无级变速装置(47)连接，用于控制脱粒滚筒(46)的转速；所述凹板间隙控制调距电机(35)与凹板(45)的间隙调整装置连接，用于调整凹板(45)间隙；

所述测量变送装置(10)包括籽粒破碎检测模块(11)、作业速度传感器(15)、脱粒滚筒转速传感器(16)和凹板间隙传感器(17)；

所述籽粒破碎检测模块(11)安装于籽粒升运器(44)出口处，籽粒破碎检测模块(11)通过图像采集籽粒破碎情况，进而获得籽粒破碎率，并经CAN总线，通过控制器(20)的CAN通讯端口将籽粒破碎率传到控制器(20)；

所述作业速度传感器(15)安装于变速箱(41)上，用于检测行驶车速；

所述脱粒滚筒转速传感器(16)安装于脱粒滚筒(46)的前部，检测脱粒滚筒(46)的转速；

所述凹板间隙传感器(17)安装于凹板(45)中部，检测凹板(45)的间隙；

所述作业速度传感器(15)、脱粒滚筒转速传感器(16)和凹板间隙传感器(17)与控制器(20)的信号输入端口连接，控制器(20)通过信号输入端口分别记录作业速度传感器(15)、脱粒滚筒转速传感器(16)的脉冲数和凹板间隙传感器(17)的电流值；

所述控制器(20)的信号输出端口分别与作业速度控制电液比例阀(31)、脱粒滚筒转速控制调速电机(34)和凹板间隙控制调距电机(35)相连；

所述按键板(13)、操作手柄(14)和显示器(12)通过CAN总线与控制器(20)的CAN通讯端口连接通讯。

2.根据权利要求1所述的玉米收获机低损脱粒控制系统，其特征在于：所述玉米收获机低损脱粒控制系统包括6个CAN节点，分别是：籽粒破碎检测模块(11)、显示器(12)、按键板(13)、操作手柄(14)、控制器(20)和发动机(50)；所述CAN总线的传输路径分为标准帧CAN总线和扩展帧CAN总线两条数据传输路径；按键板(13)、操作手柄(14)和控制器(20)组成标准帧CAN总线；籽粒破碎检测模块(11)、显示器(12)、控制器(20)和发动机(50)组成扩展帧CAN总线。

3.根据权利要求1所述的玉米收获机低损脱粒控制系统，其特征在于：所述控制器(20)通过CAN总线获取发动机(50)的转速信息、按键板(13)和操作手柄(14)的操纵指令，以及籽粒破碎检测模块(11)的籽粒破碎率数据，并将获取的数据发送至显示器(12)显示。

4.一种利用权利要求1-3任意一项所述的玉米收获机低损脱粒控制系统的玉米收获机低损脱粒控制方法，其特征在于：该控制方法包括如下步骤：

(1)作业速度传感器(15)实时采集作业速度，脱粒滚筒转速传感器(16)实时采集脱粒滚筒(46)的转速，凹板间隙传感器(17)实时采集凹板(45)的间隙，将采集到作业速度，脱粒滚筒转速、凹板间隙的信息传给控制器(20)；籽粒破碎检测模块(11)收集并处理籽粒破碎信息，得到籽粒破碎率，通过CAN总线发送到控制器(20)；

(2)控制器(20)根据作业速度，脱粒滚筒转速、凹板间隙以及籽粒破碎率，比对籽粒破碎当量值，利用设定的籽粒破碎控制策略做出决策，向作业速度控制电液比例阀(31)、脱粒滚筒转速控制调速电机(34)和凹板间隙控制调距电机(35)发出控制信号；

(3)控制器(20)通过不同电流信号控制作业速度控制电液比例阀(31)的阀口开度，使得作业速度控制变量泵(32)输出不同的流量，进而控制作业速度控制液压马达(33)调控变速箱(41)输出不同转速，从而实现玉米收获机不同速度的行走；控制器(20)通过控制脱粒滚筒转速控制调速电机(34)的得电时间长短来改变无级变速装置(47)的传动比，进而控制脱粒滚筒(46)的转速；控制器(20)通过控制凹板间隙控制调距电机(35)的得电时间长短来控制凹板(45)的间隙调整装置，进而调整凹板(45)的间隙，最终实现籽粒损失自适应调控。