[发明专利]一种纵轴流联合收获机排草粉碎自适应抛撒装置及其控制方法

摘要

本发明提供了一种纵轴流联合收获机排草粉碎自适应抛撒装置及其控制方法，包括纵轴流排草导流装置、茎秆杂余粉碎装置、风向风速检测装置、割区识别装置、作业速度传感器、粉碎转速传感器、可调幅宽抛撒装置、自适应抛撒实时控制系统。抛撒幅宽能够根据机器作业速度、风速、风向、已割区、待割区位置进行自适应调节，实现茎秆杂余的全幅宽抛撒，可使碎茎杆杂余均匀抛撒在田间，还能够避免碎茎杆杂余抛撒到待割区。所述纵轴流排草导流装置中安装了导草弧板和分流条，使得粉碎负荷比较均匀；同时解决了因纵轴流脱粒滚筒瞬时排草过多造成的排草不流畅、粉碎机堵塞等问题。

主权项

1.一种纵轴流联合收获机排草粉碎自适应抛撒装置，其特征在于，所述排草粉碎自适应抛撒装置由纵轴流排草导流装置(5)、茎秆杂余粉碎装置(11)、风向风速检测装置(4)、割区识别装置(2)、作业速度传感器(8)、粉碎转速传感器(10)、可调幅宽抛撒装置(13)、自适应抛撒实时控制系统组成；茎秆杂余粉碎装置(11)位于纵轴流排草导流装置(5)的后下方，可调幅宽抛撒装置(13)安装于茎秆杂余粉碎装置(11)后方的排草侧，风向风速检测装置(4)安装于联合收获机粮箱(3)的上方中间区域，不受其他部件的阻挡，可测得机器作业位置处的风速和风向，割区识别装置(2)安装于联合收获机粮箱(3)的上方，靠近联合收获机粮箱(3)的外侧，割区识别装置(2)的检测范围大于联合收获机割台(1)的幅宽，作业速度传感器(8)安装于联合收获机驱动轮上，粉碎转速传感器(10)安装于茎秆杂余粉碎装置(11)刀轴处；所述可调幅宽抛撒装置(13)包括伺服电动缸(1301)、抛撒幅宽调节机构(1302)，伺服电动缸(1301)和抛撒幅宽调节机构(1302)安装在抛撒装置罩壳(1302‑10)的外侧，伺服电动缸(1301)的输入端与自适应抛撒实时控制系统连接，伺服电动缸(1301)的输出端与抛撒幅宽调节机构(1302)连接；所述抛撒幅宽调节机构(1302)包括抛撒导草板(1302‑9)、第一连杆(1302‑8)、第二连杆(1302‑3)、第三连杆(1302‑1)、中间连接板(1302‑5)、支撑杆(1302‑7)、第一活动销轴(1302‑6)、第二活动销轴(1302‑4)和第三活动销轴(1302‑2)，抛撒导草板(1302‑9)均匀分布在抛撒装置罩壳(1302‑10)横向宽度上，且抛撒导草板(1302‑9)的前端与抛撒装置罩壳(1302‑10)通过铰链连接、后端铰链连接在第一连杆(1302‑8)上，抛撒导草板(1302‑9)后端能以前端铰链为轴旋转，第一连杆(1302‑8)通过第一活动销轴(1302‑6)连接在中间连接板(1302‑5)上，第二连杆(1302‑3)的一端通过第三活动销轴(1302‑2)与第三连杆(1302‑1)的一端相连，第二连杆(1302‑3)的另一端通过第二活动销轴(1302‑4)连接在中间连接板(1302‑5)上，第三连杆(1302‑1)的另一端固定在伺服电动缸(1301)轴上的杆端关节上，中间连接板(1302‑5)安装在支撑杆(1302‑7)上，支撑杆(1302‑7)为L型杆，中间连接板(1302‑5)能以支撑杆(1302‑7)上臂为圆心旋转，支撑杆(1302‑7)下臂固定在抛撒装置罩壳(1302‑10)的侧面；所述风向风速检测装置(4)用于实时检测机器作业位置处的风向和风速，并将测得的风向和风速数据实时传输到自适应抛撒实时控制系统；所述割区识别装置(2)包括CCD摄像头、图像处理单元和信号输出接口，CCD摄像头的图像识别范围大于联合收获机割台(1)的幅宽，CCD摄像头用于不断拍摄联合收获机前进方向割台两侧的图像，通过图像处理单元对拍摄到图像进行特征提取，根据待割区作物直立、整齐排列与已割区秸秆均匀抛撒在低矮留茬上形态特征的不同，识别出联合收获机前进方向的左右两侧分别为待割区(201)还是已割区(202)，再转化为控制信号，传输到自适应抛撒实时控制系统；所述作业速度传感器(8)用于根据联合收获机驱动轮的转速实时测得机器的前进速度，并将作业速度参数实时传输到自适应抛撒实时控制系统；所述粉碎转速传感器(10)用于实时测得的碎草机(1101)刀轴的转速，得出短茎秆抛出速度，再将短茎秆抛出速度参数在线传输到自适应抛撒实时控制系统；所述自适应抛撒实时控制系统将风向值、风速值、机器作业速度、短茎秆抛出速度参数视为自变量，根据所建立的运动轨迹模型，计算出茎秆杂余实时抛撒轨迹；自适应抛撒实时控制系统将机器前进方向、待割区和已割区的位置参数视为自变量，根据所建立的全幅宽抛撒模型，计算出茎秆杂余实时所需要的抛撒幅宽；并根据茎秆杂余实时抛撒轨迹和茎秆杂余实时所需抛撒幅宽，应用模糊控制理论计算出伺服电动缸(1301)的实际调节参数，进而控制伺服电动缸(1301)驱动抛撒幅宽调节机构(1302)，从而改变抛撒导草板(1302‑9)的倾角，实现茎秆杂余的全幅宽抛撒。