本實用新型涉及一種谷物脫粒滾筒凹板間隙調(diào)節(jié)裝置，具體講的是通過對脫粒齒的應(yīng)力采集與處理產(chǎn)生反饋信號驅(qū)動電機工作，可實現(xiàn)凹板間隙的自動調(diào)節(jié)。

背景技術(shù)：

脫粒分離裝置是聯(lián)合收獲機的核心工作部件之一，決定了整機性能的好壞。傳統(tǒng)脫粒裝置主要包括脫粒滾筒、凹板篩和頂蓋。聯(lián)合收獲機工作時，作物經(jīng)輸送槽喂入脫粒裝置，在脫粒滾筒高速打擊下與凹板篩產(chǎn)生搓擦、碰撞實現(xiàn)脫粒，同時沿凹板篩和頂蓋作近似螺旋運動。脫下的谷粒從凹板篩孔分離出來，進(jìn)入后續(xù)清選，大量完整的莖稈被排出機外。實際工作時，喂入量會隨著田間作物的分布密度不同發(fā)生波動，這就直接導(dǎo)致脫粒滾筒的載荷會發(fā)生變化，嚴(yán)重時會導(dǎo)致堵塞停轉(zhuǎn)。

從1999年農(nóng)業(yè)部組織的聯(lián)合收割機質(zhì)量跟蹤調(diào)查情況來看, 平均無故障時間為8.8 小時, 其中自走式聯(lián)合收割機無故障工作時間為8.4 小時, 懸掛式聯(lián)合收割機為9.7 小時。2000年在重點跟蹤考核中, 3個有代表性的自走式聯(lián)合收割機的平均無故障工作時間僅為19.1 小時，遠(yuǎn)低于國外的50~80小時的水平，已經(jīng)嚴(yán)重制約全國水稻聯(lián)合收割機的發(fā)展。收割機物料堵塞故障發(fā)生后，排除堵塞一般都很費時費力，嚴(yán)重時會導(dǎo)致停機維修，直接影響收獲季節(jié)搶農(nóng)時，也直接影響機手的收入，這就迫切需要對原有機器進(jìn)行改進(jìn)?，F(xiàn)有的脫粒裝置中，趙光軍等實用新型的收割機脫粒間隙調(diào)整裝置（CN 203340634 U），它能夠針對不同的作物選擇不同的脫粒間隙，以獲得最佳的脫粒效果。這種以及傳統(tǒng)的脫粒裝置，可以手動調(diào)節(jié)凹板間隙，但在工作過程中，脫粒間隙（凹板間隙）是固定不變的，無法根據(jù)實時的工作載荷，自動調(diào)整凹板間隙，也就達(dá)不到預(yù)防堵塞、提高工作可靠性和工作效率的目的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，克服上述脫粒分離裝置的技術(shù)缺點，提供一種聯(lián)合收獲機田間收獲喂入量發(fā)生波動情況下，能實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)凹板間隙的一種聯(lián)合收獲機脫粒分離裝置；本實用新型可用于聯(lián)合收獲機田間收獲時脫粒齒桿的應(yīng)力檢測，檢測設(shè)備制造成本低、安裝拆卸方便、檢測方法及結(jié)果處理智能化程度高，電機驅(qū)動設(shè)備安裝拆卸方便，定位精度高，反應(yīng)速度快、靈敏度高，隨動性好，工作安全可靠，壽命長。

本實用新型所采取的技術(shù)方案是，一種谷物脫粒滾筒凹板間隙調(diào)節(jié)裝置，包括頂蓋、脫粒滾筒、凹板篩、驅(qū)動電機、機架、脫粒齒應(yīng)力測試系統(tǒng)和信號接收與處理系統(tǒng)；頂蓋在脫粒滾筒的上方，凹板篩在脫粒滾筒的下方；脫粒滾筒包括安裝在幅盤上的脫粒齒桿；凹板篩由左鉸接耳、篩體、右鉸接耳組成；左鉸接耳與驅(qū)動電機的一端相鉸接，驅(qū)動電機另一端和機架相連；右鉸接耳與機架相鉸接；脫粒齒應(yīng)力測試系統(tǒng)由電阻應(yīng)變片、應(yīng)變片信號線、應(yīng)力采集模塊、螺栓、電源模塊、螺母、雙模塊安裝支架組成；電阻應(yīng)變片安裝在脫粒齒桿上，雙模塊安裝支架安裝在幅盤上，應(yīng)力采集模塊和電源模塊位于雙模塊安裝支架內(nèi)，應(yīng)變片信號線與電阻應(yīng)變片、應(yīng)力采集模塊和電源模塊相連，信號接收與處理系統(tǒng)用來接收應(yīng)力采集模塊發(fā)射的信號，并將反饋信號傳輸?shù)津?qū)動電機。

上述方案中，脫粒滾筒還包括軸承座、軸承、傳動軸和鏈輪；傳動軸通過軸承安置在軸承座上，軸承座通過螺栓固定在機架上，幅盤放置在軸承座內(nèi)側(cè)通過鍵與傳動軸連接，鏈輪放置在傳動軸的一側(cè)端頭。

上述方案中，所述信號接收與處理系統(tǒng)由無線信號接收器、信號處理顯示器組成，無線信號接收器接收應(yīng)力采集模塊通過無線信號發(fā)射的信號，并傳輸?shù)叫盘柼幚盹@示器內(nèi)，信號處理顯示器將反饋信號通過信號線傳輸?shù)津?qū)動電機。

上述方案中，無線信號接收器、信號處理顯示器均位于聯(lián)合收獲機駕駛室內(nèi)。

上述方案中，所述凹板篩為柵格式凹板篩或沖孔式凹板篩。

上述方案中，所述脫粒齒桿為釘齒；所述脫粒滾筒為切流滾筒或軸流滾筒。

本實用新型還提供了利用谷物脫粒滾筒凹板間隙自動調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行自動調(diào)節(jié)的方法，包括以下步驟：

（1）聯(lián)合收獲機工作過程中，信號接收與處理系統(tǒng)實時獲取脫離齒上的應(yīng)力這一工作參數(shù)；

（2）信號接收與處理系統(tǒng)對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行異常數(shù)據(jù)替代、缺失數(shù)據(jù)補齊、數(shù)據(jù)消噪等預(yù)處理，以消除隨機、不確定性因素對后續(xù)數(shù)據(jù)分析的影響；

（3）將經(jīng)過預(yù)處理的應(yīng)力參數(shù)作為輸入信號，實時輸出相應(yīng)的控制信號作用于驅(qū)動電機來完成凹板間隙的自動調(diào)節(jié)，以使脫粒齒上的應(yīng)力分布在合理的范圍內(nèi)。

進(jìn)一步地，由輸入信號到輸出信號的判斷過程為：應(yīng)力信號X大于預(yù)設(shè)定的上界限值X_MAX，則產(chǎn)生一個縮回驅(qū)動電機的負(fù)信號；若應(yīng)力信號X小于預(yù)設(shè)定的下界限值X_MIN，則產(chǎn)生一個伸長驅(qū)動電機的正信號；否則產(chǎn)生一個零信號，驅(qū)動電機不動作。

進(jìn)一步地，凹板間隙的調(diào)節(jié)范圍為10~50mm

本實用新型的有益效果是：（1）提供了一種適應(yīng)于田間多工況復(fù)雜環(huán)境下聯(lián)合收獲機田間收獲脫粒分離裝置的基于脫粒齒桿的應(yīng)力檢測的凹板間隙自動調(diào)節(jié)設(shè)備及方法，可用于聯(lián)合收獲機田間收獲時脫粒分離裝置的脫粒齒桿應(yīng)力檢測以及凹板間隙的自適應(yīng)調(diào)整；（2）檢測設(shè)備制造成本低、安裝拆卸方便、檢測方法及結(jié)果處理智能化程度高，電機驅(qū)動設(shè)備安裝拆卸方便，定位精度高，反應(yīng)速度快、靈敏度高，隨動性好，工作安全可靠，壽命長。（3）由于田間作物分布不均，當(dāng)喂入量突然變大時，脫粒齒桿上的應(yīng)力突然變大，信號處理系統(tǒng)控制驅(qū)動電機調(diào)大凹板間隙，從而預(yù)防滾筒堵塞；當(dāng)喂入量過小時，脫粒齒桿上的應(yīng)力過小，信號處理系統(tǒng)控制驅(qū)動電機調(diào)小凹板間隙，能夠提高滾筒的脫粒分離性能，降低脫粒分離損失。該裝置不僅提高了脫粒分離性能，還提高了脫粒分離裝置工作可靠性和工作效率。（4）此外，該裝置還可以通過控制系統(tǒng)參數(shù)的調(diào)節(jié)，實現(xiàn)對不同作物的收獲，不需要人為地去調(diào)節(jié)凹板間隙，操作簡單方便，省時省力。

附圖說明

圖1是凹板間隙調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是凹板篩結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是脫粒滾筒結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是脫粒齒應(yīng)力測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和安裝位置示意圖。

圖5是無線信號接收與處理。

圖6是信號處理顯示器信號處理過程。

圖中：1頂蓋，2脫粒滾筒，3凹板篩，4驅(qū)動電機，5機架，6應(yīng)力測試系統(tǒng)。201軸承座，202軸承，203傳動軸，204幅盤，205脫粒齒桿，206鏈輪，301左鉸接耳，302篩體，303右鉸接耳，601電阻應(yīng)變片，602應(yīng)變片信號線，603應(yīng)力采集模塊，604螺栓，605電源模塊，606螺母，607雙模塊安裝支架，701無線信號接收器，702信號處理顯示器，4驅(qū)動電機。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型具體型號的一種谷物脫粒滾筒凹板間隙自動調(diào)節(jié)裝置及調(diào)節(jié)方法具體實施過程作進(jìn)一步說明。

如圖1所示，一種谷物脫粒滾筒凹板間隙自動調(diào)節(jié)裝置及調(diào)節(jié)方法，包括頂蓋1、脫粒滾筒2、凹板篩3、驅(qū)動電機4、機架5、脫粒齒應(yīng)力測試系統(tǒng)6和信號接收與處理系統(tǒng)7；

如圖2所示，凹板篩3由左鉸接耳301、篩體302、右鉸接耳303組成；左鉸接耳301與驅(qū)動電機4的右端相鉸接，右鉸接耳303與機架5相鉸接，凹板間隙的調(diào)節(jié)范圍為10~50mm。

如圖3所示，脫粒滾筒2由軸承座201、軸承202、傳動軸203、幅盤204、脫粒齒桿205、鏈輪206組成；傳動軸203通過軸承202安置在軸承座201上，軸承座201通過螺栓固定在機架5上，幅盤204放置在軸承座201內(nèi)側(cè)通過鍵與傳動軸203連接，脫粒齒桿205安裝在幅盤204上，鏈輪206放置在傳動軸203的一側(cè)端頭；

如圖4所示，脫粒齒應(yīng)力測試系統(tǒng)6由電阻應(yīng)變片601、應(yīng)變片信號線602、應(yīng)力采集模塊603、螺栓604、電源模塊605、螺母606、雙模塊安裝支架607組成；電阻應(yīng)變片601安裝在脫粒齒桿205上，雙模塊安裝支架607安裝在幅盤204上，應(yīng)力采集模塊603和電源模塊605位于雙模塊安裝支架607內(nèi)，應(yīng)變片信號線602與電阻應(yīng)變片601、應(yīng)力采集模塊603和電源模塊605相連，應(yīng)力采集模塊603的應(yīng)力信號采集頻率為0.5Hz~10Hz。

如圖5所示，無線信號接收器701接收應(yīng)力采集模塊603通過無線信號發(fā)射的信號，并傳輸?shù)叫盘柼幚盹@示器702內(nèi)，信號處理顯示器產(chǎn)生反饋信號，通過信號線傳輸?shù)津?qū)動電機4。

如圖6所示，為信號處理顯示器內(nèi)部的產(chǎn)生反饋信號的過程，若力信號X大于預(yù)設(shè)定的上界限值X_MAX，則產(chǎn)生一個縮回驅(qū)動電機的負(fù)信號；若力信號X小于預(yù)設(shè)定的下界限值X_MIN，則產(chǎn)生一個伸長驅(qū)動電機的正信號；否則產(chǎn)生一個零信號，驅(qū)動電機不動作，從而實現(xiàn)凹板間隙的自動調(diào)節(jié)。

該型號的一種谷物脫粒滾筒凹板間隙自動調(diào)節(jié)裝置及調(diào)節(jié)方法具體實施過程為，將雙模塊安裝支架通過螺栓緊固到幅盤上，使電源模塊和應(yīng)力采集模塊與脫粒滾筒一起以相同的角速度轉(zhuǎn)動；再將應(yīng)變片引線與應(yīng)力采集模塊上的接線柱相連接，為了避免線的抖動可能帶來的信號誤差和事故，應(yīng)變片信號線沿著脫粒齒桿和幅盤布置，并用扎絲固定；由應(yīng)力采集模塊采集應(yīng)力的動態(tài)信號，并通過無線信號將動態(tài)信號傳輸?shù)綗o線信號接收器，并將接收到的信號傳輸?shù)叫盘柼幚盹@示器，完成對數(shù)據(jù)的采集、處理、顯示以及產(chǎn)生反饋信號；反饋信號通過信號線傳輸?shù)津?qū)動電機，驅(qū)動電機帶動凹板篩運動改變凹板間隙。

該型號的一種谷物脫粒滾筒凹板間隙自動調(diào)節(jié)裝置及調(diào)節(jié)方法可用于聯(lián)合收獲機田間收獲時脫粒分離裝置的脫粒齒桿應(yīng)力檢測以及凹板間隙的自適應(yīng)調(diào)整，檢測設(shè)備制造成本低、安裝拆卸方便、檢測方法及結(jié)果處理智能化程度高，電機驅(qū)動設(shè)備安裝拆卸方便、驅(qū)動信號處理快速準(zhǔn)確。凹板間隙的自動調(diào)節(jié)可以實現(xiàn)凹板間隙隨著喂入量的變化而變化，可以降低脫粒滾筒堵塞的可能性，提高了脫粒分離裝置工作可靠性和工作效率。此外，該裝置還可以通過控制系統(tǒng)參數(shù)的調(diào)節(jié)，實現(xiàn)對不同作物的收獲，不需要人為地去調(diào)節(jié)凹板間隙，操作簡單方便。