CN1056030C - 联合收割机的脱粒分选装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种包括一面上下摆动，一面分选处理脱粒后的处理物的摆动分选板(19)、层厚检测机构(S1)、开度变更机构(M1)、控制装置(H)的脱粒分选装置。控制装置(H)包括层厚判别机构(100)。该机构(100)按照比摆动分选板(19)的摆动周期短的采样周期采取层厚检测机构(S1)的检测信息。而且，层厚判别机构(100)对于设定成与摆动分选板(19)同周期的每个周期，根据其在处理周期内采取的采样数据进行处理物的层厚判别。

Description

联合收割机的脱粒分选装置

本发明涉及一种脱粒分选装置，包括：一面上下摆动一面分选处理脱粒后的处理物的摆动分选板；检测上述摆动分选板上的处理物的层厚的层厚检测机构；变更上述摆动分选板的漏下开度的开度变更机构；控制上述开度变更机构的控制装置。

在上述处理物层厚检测装置中，层厚检测机构例如是由以下垂姿势摆动自如地用枢轴支持在机身后方并且配置在摆动分选板上方的传感器杆以及将该传感器杆与处理物接触而向机身后方摆动的角度转换成层厚值的电位差计组成的层厚传感器构成，并且层厚传感器的层厚检测值由于摆动分选板的上下摆动而随时间变化，因此要按适当的时间间隔(例如100ms)对其层厚检测值进行采样，以其多个数据的移动平均值作为层厚值来进行判别。

还有，在脱粒分选装置中，根据上述判别的层厚检测信息(例如层厚检测值及其变化率的信息)变更调节摆动分选板的漏下开度，以便使摆动分选板上的处理物的层厚处于适宜范围，借此来防止在上述处理物层过薄时秸渣混入1次物中，以及反之在上述处理物层过厚时3次损失增加与2次返回量过分增加引起的谷粒损伤等缺点(参看例如日本国特开平5-21号公报)。

在上述以往的技术中，如果摆动分选板上的处理物层厚随时间变化缓慢时，则根据移动平均值求出的层厚值与实际层厚的差可以忽略。但是，摆动分选板上的处理物层厚随时间变化增大时，则根据上述移动平均求出的层厚值与实际的层厚之差增大，尤其是不能正确地检测出其层厚的变化。因此，根据该层厚检测信息来进行摆动分选板的漏下开度的调节也不是正确的调节控制，致使摆动分选板上的处理物层厚大大脱离适宜范围，有可能发生由于前述处理物层过厚或过薄的情形引起的不良后果。

本发明是鉴于上述实情而提出的，其目的在于，更正确地检测上下摆动的摆动分选板上的处理物的层厚，从而根据该层厚检测信息正确地进行摆动分选板的漏下开度调节等。

利用本发明制作的脱粒分选装置包括：一面上下摆动一面分选处理脱粒后的处理物的摆动分选板；检测上述摆动分选板上的处理物的层厚的层厚检测机构；变更上述摆动分选板的漏下开度的开度变更机构；控制上述开度变更机构的控制装置；

上述控制装置包括根据上述层厚检测机构的检测信息判别上述处理物的层厚的层厚判别机构。

上述层厚判别机构按照比上述摆动分选板的摆动周期短的采样周期采取上述层厚检测机构的检测信息，并且，上述层厚判别机构对于设定成与上述摆动分选板同周期的每一个周期，根据在其处理周期内采取的采样数据进行上述处理物的层厚判别。

采用具有这样特点的结构时，摆动分选板上的脱粒后的处理物随着摆动分选板的上下摆动而上下摆动，为了检测其处理物的层厚而设置于固定架上的层厚检测机构的检测信息按照上述摆动分选板的摆动周期进行变动。这样，按照比摆动分选板的摆动周期短的采样周期采取上述周期变动的层厚检测信息之后，对于设定成与摆动分选板同周期的每个周期，根据在其处理周期内采取的采样数据，例如根据其采样数据的平均值判别处理物的层厚。根据以上的处理，可除去摆动分选板的上下摆动对层厚检测信息的影响，而获得只是处理物的层厚的检测信息。

因此，通过除去摆动分选板的上下摆动的影响，能更正确地进行上下摆动的摆动分选板上的处理物的层厚检测，从而能根据其层厚检测信息正确地进行摆动分选板的漏下开度调节等。

在本发明的优选实施形态中，具有对于设定成与摆动分选板同周期的每个周期，根据在其处理周期内采取的采样数据的最大值与最小值的平均值判别处理物的层厚的作法。采取这种作法时，将在处理周期内的采样数据的最大值与最小值进行平均来判别处理物的层厚，因此，例如与将上述采样数据全部进行平均来判别处理物的层厚的作法比较，不仅确保实用上的层厚检测精度，同时还能使处理结构简化。

在本发明的另一优选实施形态中，具有检测从脱粒滚筒室漏下到上述摆动分选板上的处理物量的处理物量检测机构，并且，

为了使上述处理物的层厚处于合理范围内，上述控制装置按照操作量控制开度变更机构，而该操作量是根据上述层厚检测机构的层厚检测值及其变化率以及上述处理物量检测机构的信息决定的，这时，在上述层厚检测值及其变化率相同的情况下，上述控制装置使上述处理物量少时比上述处理物量多时更加大上述操作量。

利用具有这一特点的结构时，在由滚筒室漏下到摆动分选板上的处理物的量少时，比由滚筒室漏下到摆动分选板上的处理物的量多时更加大根据处理物层的层厚检测值及其变化率所决定的用以变更摆动分选板的漏下开度的操作量，并且能按照其更大的操作量来变更调节摆动分选板的开度。因此，由于从滚筒室漏下到摆动分选板上的处理物的量少，与此相适应，在将摆动分选板的漏下开度向关闭方向(小的方向)操作的状态时，例如由滚筒室供给谷粒等固结而成的处理物块或是带小枝梗的谷粒等，它们堵塞滞留在摆动分选板的漏下部，因而处理物的层厚值急剧增大或其增加率变大时，要与此相适应更迅速地操作摆动分选板的漏下开度，使其向打开方向(大的方向)变化；另一方面，造成上述滞留状态的处理物块等从其滞留状态迅速移开，处理物的层厚值急剧减小或其减少率变大时，要与此相适应更迅速地操作摆动分选板的漏下开度，使其向关闭方向(小的方向)变化。

在本发明的再一个优选实施形态中，前述控制装置(H)对于前述开度变更机构(M1)具有不同控制周期的主开度控制程序(ル-チン)与辅助开度控制程序，当上述处理物的层厚脱离适宜范围达到设定值以上时，或是上述处理物的层厚按设定率以上的变化率进行变化时，可选择上述辅助开度控制程序。

如果采用具有这一特点的结构，当摆动分选板上的处理物的层厚脱离适宜范围，小于设定值并且其层厚变化率小于设定率时，例如考虑到在摆动分选板的漏下开度的变更操作所需的时间等，能以按比较长的时间设定的规定控制周期，根据上述层厚检测信息来变更调节摆动分选板的漏下开度。另一方面，当摆动分选板上的处理物的层厚脱离适宜范围达到设定值以上或者其层厚变化率在设定率以上时，能以比上述规定控制周期短的控制周期，根据上述层厚检测信息来变更调节摆动分选板的漏下开度。

因此，在摆动分选板上的处理物的层厚变化小，层厚检测值比较稳定的情况下，应极力避免不必要的变更摆动分选板的漏下开度；另一方面，在层厚变化急剧的情况下，以短的周期进行摆动分选板的漏下开度变更，以便能恰当地适应于其处理物的层厚变化，因此，例如与不管上述层厚变化的大小都按一定的周期进行上述控制相比较，能极力维持摆动分选板上的处理物层的层厚在适宜范围内而进行恰当的分选处理。

图1是有关本发明实施例的联合收割机控制构成方框图；

图2是半喂入联合收割机的侧面图；

图3是动力传递机构的模式图；

图4是脱粒装置的侧面透视图；

图5是表示颖壳筛及其开度变更机构图；

图6是表示层厚传感器构造的侧面图；

图7是控制动作的流程图；

图8是控制动作的流程图；

图9是控制动作的流程图；

图10是控制动作的流程图；

图11是控制动作的流程图；

图12是控制动作的流程图；

图13是控制动作的流程图；

图14是控制动作的流程图；

图15是控制动作的流程图；

图16是控制动作的流程图；

图17是控制动作的流程图：

图18是控制动作的流程图；

图19是控制动作的流程图；

图20是控制动作的流程图；

图21是控制动作的流程图；

图22是控制动作的流程图；

图23是表示模糊推论中各变量隶属函数的图；

图24是表示模糊推论规则的图表；

图25是表示根据颖壳筛开度值求风车转速的变换式线图；

图26是表示在车速感应型控制中的车速与颖壳筛开度值的线图；

图27是关于辅助开度控制的说明图。

下面结合附图说明本发明用于联合收割机的脱粒装置时的实施例。

如图2～图4所示，联合收割机具有左右一对的履带行驶装置1、脱粒装置2、操纵部3、收割部4等。

在收割部4上以顺次排列状态设置有分草具5；扶起种植的谷秆的扶起装置6；切断扶起的谷秆株根的割刀7以及将收割谷秆固定并进行搬送而交给机体后方的脱粒装置2的送进链16的纵搬送装置9等。还有，在纵搬送装置9的始端部设置有用于检测有无收割谷秆的株根传感器S4，该株根传感器S4由开关构成，它在有收割谷秆时接通；无收割谷秆时断开。

如图4所示，脱粒装置2具有：收容脱粒滚筒15的滚筒室A；将由收割部4供给的谷秆供给搬送到滚筒室A的送进链16；排尘用的径向风机17；用于分选脱粒后的处理物的分选装置B。分选装置B具有：风车18；摆动分选板19；用于回收分选后的处理物的一次物回收部(以下称第一出口)20以及二次物回收部(以下称第二出口)21。

由送进链16供给搬送到滚筒室A内的谷秆借助脱粒滚筒15的回转进行脱粒。在滚筒室A的下部设置有凹板22，在脱粒后的处理物中已颗粒化的谷粒由凹板22漏下到摆动分选板19上。不能由凹板22漏下的处理物由凹板22的后端部落下到摆动分选板19上。

摆动分选板19由位于风车18上方的谷物盘23、位于其后方的颖壳筛24、位于其下方的谷粒筛25等构成，将脱粒后的处理物一面上下摆动一面移送到后方，利用比重不同进行分选处理。第一出口20与第二出口21分别带有螺旋输送器，由颖壳筛24及谷粒筛25漏下的谷粒由第一出口20回收并储存到容器等内。由颖壳筛24的后端或谷粒筛25的后端落下的谷粒与秸渣的混合物由第二出口21回收，然后在规定的2次返回时间(例如3秒左右)之后，返回到摆动分选板19上。

如图5所示，颖壳筛24是将数个板状构件24a按规定的间隔沿前后方向并排设置而成。各板状构件24a围绕着轴心左右转动自如地通过枢轴方式安装在左右侧板上，各板状构件24a的下端部以枢轴支承连结在连杆24b上。因此，当沿前后方向移动操作连杆24b时，各板状构件24a同时转动，各板状构件24a的邻接间隔t发生变化。该间隔t相当于摆动分选板19上的漏下开度(下面称为颖壳开度)，该颖壳开度的变更通过使筛电动机M1向正反方向回转驱动来进行。该筛电动机M1的回转动作通过齿轮式的传动机构26、摆动臂27、钢丝28变换成连杆24b的前后移动动作，如此就能变更颖壳开度。另外还设置有根据摆动臂27的转动角度检测颖壳开度的电位差计式的颖壳开度传感器S2。

风车18用以产生分选风，通过改变风车18的转速来实现其风力的变更。即，转速愈高风车风力愈大。通过风车电动机M2对后述的拼合皮带轮式的皮带变速装置8(参看图3)进行变速操作来实现风车的转速变更。检测风车18的转速的风车转速传感器S3设置在风车18的回转轴18a上。

在上述摆动分选板19的构成中，驱动筛电动机M1，使颖壳开度愈加大，则从颖壳筛24中漏下到下方的谷粒量愈增加，分选装置B的处理能力愈大。这时，为了防止秸渣混入到由第一出口20回收的谷粒内，要根据颖壳开度的增加而相应加大风车的风力，即由风车电动机M2驱动，增加风车的转速。

再有，如图6所示，设置有层厚传感器S1，用以检测颖壳筛24上的分选处理物(谷粒等)的层厚。层厚传感器S1是由以下垂姿势摆动自如地用用枢轴支持在机身后方的传感器杆T1、T2(相应于触头，是板状构件)与电位差计PM构成，电位差计PM用以作为转换部，即用以将由于上述传感器杆T1、T2与处理物的接触引起的向机身后方的摆动量即转动角度I转换成电阻值(此值与层厚值对应)，传感器杆T1、T2位于颖壳筛24即摆动分选板19的后方中央部附近的上方。当处理物的层厚小时，传感器杆T1与处理物接触而向后方转动；当层厚增大时，传感器杆T2与处理物接触而向后方转动。

利用上述结构，分选处理物的量愈增多，其层厚愈增厚时，传感器杆T1、T2的转动角度I愈增大，因此，能根据电位差计PM的电阻值检测出处理物的层厚。所以，设置在固定架上检测摆动分选板19上的处理物层厚的层厚检测机构能用上述层厚传感器S1来构成。

动力传递系统如图3所示构成。发动机E的动力通过脱粒离合器10传递给脱粒装置2，而且通过行驶离合器11与车速变速用的液压式无级变速装置12传递给左右一对履带行驶装置1的变速箱13，动力由变速箱13通过收割离合器14传递给收割部4。传递给脱粒装置2的动力通过拼合皮带轮式的皮带变速装置8传递到上述风机18的回转轴18a，另外，图中未标出，还传递作为前述的脱粒滚筒15、送进链16、摆动分选板19等的驱动动力。还有，在摆动分选板19的摆动驱动轴上设置有转速传感器S7(参看图1)来检测上述摆动驱动轴的转速，以作为检测其摆动周期的摆动周期检测机构。在发动机E上设置有检测其转速的发动机转速传感器S6，在变速箱13上设置有用以检测伸向履带行驶装置1的驱动轴的转速从而检测出车速的车速传感器S5，为了检测出脱粒装置2是否在动作中，设置有脱粒开关SW1，用以检测脱粒离合器10的接通断开状态。

如图1所示，设置有以微计算机等构成的控制装置H，将来自前述的层厚传感器S1、颖壳开度传感器S2、风车转速传感器S3、株根传感器S4、车速传感器S5、发动机转速传感器S6、转速传感器S7以及脱粒开关SW1的各检测信息输入到该控制装置H内。还有，在前述的操纵部3的操纵面板上设置有由麦、稻、湿润这3个条件之中选择变换的作物变换开关SW2与风车调节电位计VR，它们的信息也输入到控制装置H内。再有，来自上述传感器等的输入信息经过A/D变换成为0～255的8位数字数据。另一方面，由控制装置H向前述的筛电动机M1与风车电动机M2输出相应的各驱动信号。

利用上述控制装置H，根据前述的层厚传感器S1的检测信息构成判别前述处理物层厚的层厚判别机构100。该层厚判别机构100按照比用前述转速传感器S7检测出的摆动分选板19的摆动周期(例如125ms)短的采样周期(例如5ms)对层厚传感器S1的检测信息进行采样，并且，对于设定成与摆动分选板19的摆动周期同周期的每个周期，根据在其处理周期内所柚取的采样数据进行前述处理物的层厚判别。具体地讲，就是以前述处理周期内的采样数据的最大值与最小值的平均值作为前述处理物的层厚。

为使前述处理物的层厚处于适当的范围内，前述控制装置H根据前述层厚判别机构100的信息按照规定的控制周期进行变更调节前述摆动分选板19的漏下开度的开度控制。同时，前述处理物的层厚脱离适宜范围达到设定值以上时，或是前述处理物的层厚按设定率以上的变化率进行变化时，进行辅助开度控制，即按照比前述开度控制时的前述规定控制周期短的控制周期变更调节摆动分选板19的漏下开度。具体地讲，如图27(a)所示，当偏离适宜层厚范围S0的层厚检测值的偏差在大小2段的设定值中的大设定值S2以上时(图中的左侧部分)以及上述层厚的偏差在大设定值S2与小设定值S1之间而其变化率在设定率ΔS以上时(图中的右侧部分)进行上述辅助开度控制。另外，在图27(b)中例示出进行上述辅助开度控制前后的颖壳开度的变化。用于在上述开度控制时的摆动分选板19的漏下开度调节的规定控制周期设定成在分选装置B上的前述的2次返回时间(例如3秒)。上述辅助开度控制时的控制周期基本上设定成能视为连续控制的短周期(如后述那样，250ms)。

另外，前述控制装置H作成在进行前述开度控制与辅助开度控制时，按照根据前述层厚传感器S1的层厚检测值及其变化率所决定的操作量使前述筛电动机M1动作，从而进行前述颖壳开度的变更调节。还有，如后述那样，风车电动机M2也根据上述筛电动机M1的动作量而动作。具体地讲，控制装置H的构成如下：将根据模糊推论预先求算上述操作量所得出的操作量数据作为数值表进行存储，根据其操作量数据即选择上述数值表内的数据来决定前述操作量，而且在其模糊推论时根据前述颖壳开度选择对应于摆动分选板19的漏下开度的大小而设定的2个控制规则(2个数值表)之中的1个，进而求出前述操作量数据。还有，控制装置H根据上述决定的操作量求出颖壳开度与风车转速的目标值，将各目标值与颖壳开度传感器S2或风车转速传感器S3的检测值的偏差控制成零。下面就前述模糊推论中的控制规则加以说明。作为图24所示的模糊图的数组元素，可求出作为层厚检测值(含意与筛检测值相同)相对于处理物的层厚目标值(含意与筛目标值相同)的偏差的层厚偏差(含意与筛偏差相同)与作为规定时间内的层厚检测值的变化量的层厚变化量(含意与筛变化量相同)。在此，若层厚检测值比层厚目标值大时，则筛偏差为正值；反之，则为负值。再有，层厚检测值有增加倾向时，筛变化量为正值；有减小倾向时，则为负值。在颖壳开度比规定开度(例如19mm)小的情况下，选择所准备的2个模糊图之中的主图(图24(a))；在比规定开度大的情况下，选择辅助图(图24(b))，根据以上述筛偏差与筛变化量作为自变量(前件部)的模糊变量的模糊推论，求算对于颖壳开度的操作量即筛电动机M1的输出。即，筛偏差与筛变化量的隶属(membership)函数如图23(a)与(b)所示，作为图24所示规则的因变量(后件部)的模糊变量，即颖壳开度的操作量的隶属函数如图23(c)所示，表现为离散的单值(シングルトン)集合。从图24的各图所示出的25个规则之中的1个或多个规则，根据筛偏差与筛变化量的各隶属函数的等级(グレ-ド)(也称为拟合优度(适合度))可得到输出，从适合的规则得出的输出乘以筛偏差或筛变化量的等级之中的较小值所得到的值即成为从其规则得到的输出。从多个规则得出多个输出的情况下，以它们的平均值作为最终的输出。还有，上述输出也是以正负8位数字值来表示，正值表示将颖壳开度向增大的方向操作，负值表示将颖壳开度向减小的方向操作。由上述控制规则(图24)也可知，在颖壳开度比规定开度小的情况下所选择的主图(图24(a))与颖壳开度比规定开度大的情况下所选择的辅助图(图24(b))比较，颖壳开度的操作量加大。特别是在筛偏差与筛变化量都大的条件下，颖壳开度设定为较大的操作量。因此摆动分选板19的漏下开度小时比摆动分选板19的漏下开度大时要加大根据层厚传感器S1的层厚检测值及其变化率所决定的操作量。

下面，根据图7～图22所示的流程图说明利用控制装置H进行的脱粒控制的流程。在主流程图(图7)中，首先，在进行初始设定处理之后，进行筛检测处理与通用数据的设定处理，筛检测处理对于利用层厚传感器S1得到的层厚检测数据进行处理。然后，在脱粒开关SW1断开状态时将各控制用的标记或计数器清零之后，进行检查传感器类与各部异常的自诊断处理。另一方面，当脱粒开关SW1由断开状态转换到接通状态脱粒作业开始时，按照每一规定的控制周期(250ms)进行脱粒控制处理。其后，进行上述的自诊断处理。

在初始设定处理(图8)时，检查存储在存储器(EEPROM)内的颖壳筛24的全开位置与全闭位置的数据是否正常。如果正常，根据这些数据分别设定成使颖壳开度调节的上限位置位于比上述数据的全开位置少许靠关闭侧的位置；使下限位置位于比上述数据的全闭位置少许靠打开侧的位置。另外，只有在上限位置与下限位置的差比规定值(适宜开度量)大时，要将上限位置进行重新设定在在下限位置上加上其规定值(适宜开度量)所得到的位置。另一方面，如果存储器(E EPROM)内的颖壳筛24的全开位置与全闭位置的数据不正常时(例如都是0)则作为异常处理。

对于筛检测处理即层厚检测处理(图9～图11)来说，要按照规定的采样周期(5ms)对层厚传感器S1的检测值进行采样，只是在检测其最小值与最大值所用的处理时间(设定成125ms)的最初时，将上述采样数据作为最小值与最大值数据进行存储。以后，顺次进行更新处理，一直持续到经过上述处理时间(125ms)，即当采取的层厚传感器S1的检测值小于最小值数据时，按其检测值更新最小值数据；当检测值大于最大值数据时，按其检测值更新最大值数据。经过上述处理时间(125ms)时，求出最小值与最大值数据的平均值，并求出该平均值与前1次处理时间的平均值的和W。然后，进行二次上述处理后(即经过250ms后)，为了分别存储各处理时间的层厚数据即最新的筛检测值、250ms前的筛检测值与500ms前的筛检测值，就存储器内设置的250ms数据(2)、250ms数据(1)与250ms数据(0)来说，要将250ms数据(2)与250ms数据(1)的存储内容分别转移到250ms数据(1)与250ms数据(0)内，同时将上述求得的和W的1/2即最新的筛检测值存储到250ms数据(2)内。从而，通过以上的处理，构成了前述的层厚判别机构100，其层厚判别用的处理周期与上述处理时间(125ms)对应。

然后，将筛偏差作为预先设定的筛目标值与最新的筛检测值(上述250ms数据(2)的内容)的差来求出，将筛微分值(变化量)作为500ms前的筛检测值(上述250ms数据(0)的内容)与最新的筛检测值(上述250ms数据(2)的内容)之差来求出。还有，上述筛目标值按后述的麦与稻各作物变换条件设定成不同的值。如前述那样(参看图27)，当筛偏差在设定成大小2段的设定值之中的较大设定值以上时以及筛偏差在较大设定值与较小设定值之间并且筛微分值在设定值(与设定率对应)以上时，使许可连续(实际上控制周期为250ms)进行原则上以3秒间隔进行的脱粒控制处理的连续控制许可标记接通。另一方面，在上述以外的情形时，使连续控制许可标记断开。

然后，将最新的筛检测值(上述250ms数据(2)的内容)分为5段筛值，即由检测值小者起顺次分为0、1、2、3、4的等级。然后，只有当上述分成等级的筛值与存储有以前的筛值的存储器内的筛值数据不同的状态以250ms的控制周期连续地持续5次(就是说至少250ms×4＝1秒以上)的情况下，才用新求得的筛值更新上述筛值数据。

对于通用数据设定处理(图12)来说，只有在前述风车调节电位计VR的检测值比存储其检测数据的存储器内的风车电位计数据值的变化超过不灵敏区宽度时，其检测值才更新作为风车电位计数据内的值。接下来，检查前述作物转换开关S W2的状态，根据麦、稻与湿润各变换位置，使模式(mode)值分别为0、1、2。再有，在麦与稻模式下即前述筛值为0与1时，如后述那样，分别对开度设定用的筛值0用与筛值1用的颖壳最低开度进行设定。

对于脱粒控制处理(图13)来说，首先根据模式(mode)值判断作物条件，在湿润模式时实行湿润模式控制(图14)。另一方面，在麦与稻模式时，如以下那样，根据株根传感器S4的状态与前述筛值的内容，实行车速感应型控制(图15)与模糊控制(图16和图17)，车速感应型控制在层厚传感器S1发生故障的情况下根据车速调节颖壳开度与风车风力；模糊控制是根据模糊规则而进行的颖壳开度调节。然后，要按照上述各控制时所设定的调节动作量进行实际上使筛电动机M1与风车电动机M2动作的颖壳输出处理与风车输出处理。

就是说，在麦与稻模式时，株根传感器S4处于接通状态时，在其由断开变化成为接通后经过规定时间(6秒)时，6秒标记置位(在株根传感器S4成为断开状态时该6秒标记复位)，另一方面，株根传感器S4处于断开状态时，在其由接通变换成断开后，只是前述筛值在0状态持续8秒时，使8秒标记置位(在株根传感器S4成为接通状态时该8秒标记复位)。然后，检查层厚传感器S1的检测值是否正常，例如，由于断线等缘故，检测值为0伏或相当于电源电压值等，由此而判断为层厚传感器S1的故障时，进行车速感应型控制。若层厚传感器S1正常，经过规定的控制周期(3秒)时，以及虽未经过控制周期(3秒)但前述连续控制许可标记接通时，进行模糊控制。

对于湿润模式控制(图14)来说，将颖壳开度的目标值设定在全开位置，根据前述风车电位计数据计算出风车转速。就是说，风车调节电位计VR处于标准位置时，风车转速为标准转速(例如1300rpm)；随着风车调节电位计VR由标准位置转动到强侧或弱侧时，风车转速由上述标准转速转换为高速侧或低速侧。然后，其算出的风车转速低于风车最低转速(例如1000rpm)时，以其最低转速作为风车目标转速；当高于风车最高转速(例如1500rpm)时，以其最高转速作为风车目标转速；在上述风车最低转速与风车最高转速之间时，以算出的风车转速作为风车目标转速。

对于车速感应型控制(图15)来说，首先，将车速划分为例如0～0.35m/s、0.35～0.55m/s、0.55～0.75m/s、0.75～0.95m/s、0.95m/s～5段，根据对于该车速各段预先准备的车速对颖壳开度的计算图，如图26所示，按麦、稻模式分别求出颖壳开度目标值。然后，通过后述的风车转速设定处理(图18与图19)，根据上述颖壳开度目标值算出风车目标转速。

对于模糊控制(图16与图17)来说，求出筛检测值(上述250ms数据(2)的内容)对于筛目标值的偏差的筛偏差以及最新的筛检测值(上述250ms数据(2)的内容)对于500ms前的筛检测值(上述250ms数据(0)的内容)的变化量的筛变化量，作为模糊图的数组元素。接着，如前述那样，在当时的颖壳开度小于规定开度(19mm)的情况下，按照主图(图24(a))；在大于规定开度的情况下，按照辅助图(图24(b))，根据以上述筛偏差与筛变化量作为自变量的模糊变量的模糊推论，求出对于筛电动机M1的输出。

接着，检查株根传感器S4的状态，当其处于接通状态时，当时的颖壳开度加上上述求出的操作量就是颖壳开度目标值。再有，在前述6秒标记处于置位的情况下，即株根传感器S4接通后经过6秒时，与前述车速感应型控制相同，将车速分成5段，根据预先准备的图求出相对于各车速阶段的颖壳最低开度，当上述颖壳开度目标值小于其颖壳最低开度时，以其颖壳最低开度作为颖壳开度目标值。

另一方面，当株根传感器S4处于断开状态时，为了禁止向颖壳开度的打开侧变更，检查上述求得的操作量是否为正值，是正值时使操作量为零。再有，当前述8秒标记处于置位的情况下，即株根传感器S4由接通变成断开后，前述筛值0状态持续到8秒时，以颖壳开度目标值作为前述设定的筛值0用的颖壳最低开度。在8秒标记复位的情况下，筛值在1以下(0与1)时，以颖壳开度目标值作为前述设定的筛值1用的颖壳最低开度，筛值在2以上(2、3、4)时，以颖壳开度目标值作为当时的颖壳开度。然后，根据上述求得的各颖壳开度目标值，通过后述的风车转速设定处理(图18与图19)计算出风车目标转速。

对于风车转速设定处理(图18与图19)来说，是相对于颖壳开度值利用直线变换式来计算风车转速的，如图25所示，该计算是使用关于前述风车调节电位计VR处于标准位置时的麦模式与稻模式的变换式。还有，与颖壳开度的全闭侧和全开侧对应地设定风车转速的最低转速t_min与最高转速t_mar，作为参考，对于稻模式来说，还表示出将风车调节电位计VR由标准位置转动到强侧或弱侧1个刻度时的变换式。接下来，上述计算得出的风车转速低于前述的风车最低转速(1000rpm)时，以其最低转速作为风车目标转速；高于风车最高转速(1500rpm)时，以其最高转速作为风车目标转速。其后，根据前述风车调节电位计VR的位置进行风车目标转速的增减校正，当其校正后的转速低于用风车调节电位计VR进行变更后的变换式中的上述最低转速t_min时，以其最低转速t_min作为风车目标转速；当高于最高转速t_min时，以其最高转速t_min作为风车目标转速。

接下来，根据前述6秒标记是否处于断开状态，判断是否进行收割完毕的风车转速控制，当前述6秒标记接通时，将那时的前述风车目标转速作为在收割完毕的风车转速控制时使用的收割完毕时的风车转速预先进行存储。当株根传感器S4断开且6秒标记变换成断开状态时，进入收割完毕风车转速控制，如下述那样，根据筛值设定风车转速。就是说，在筛值为3以上(3、4)时，设定成上述收割完毕时的风车转速；在筛值为2时，设定成比上述收割完毕时的风车转速少规定转速(例如100rpm)的转速；在筛值为1时，设定成用前述风车调节电位计VR变更后的前述变换式中的前述最低转速t_min(参看图25)；当筛值是在0状态持续8秒时(前述8秒标记接通时)，设定成前述最低转速(1000rpm)。

对于颖壳输出处理(图20)来说，只有在本次的颖壳开度目标值与前次的颖壳开度目标值不同的情况下，为了下次，而将本次的颖壳开度目标值作为前次的颖壳开度目标值进行存储，然后，对上述颖壳开度目标值与当时颖壳开度进行比较。当颖壳开度目标值大于当时的颖壳开度时，检查筛电动机M1是否处于向关闭侧输出中，如果是向关闭侧输出中时，停止向其关闭侧的输出，再有，只有在上述颖壳开度目标值与当时的颖壳开度的差大于规定值时，才向打开方向输出。而颖壳开度目标值与当时的颖壳开度的差小于规定值时，在规定期间(例如500ms左右)停止向关闭方向的输出。另一方面，颖壳开度目标值在当时的颖壳开度以下时、检查筛电动机M1是否处于向打开侧输出中，如果是向打开侧输出中时，则停止向其打开侧的输出，再有，只有在上述颖壳开度目标值与当时的颖壳开度的差大于规定值时，才向关闭的方向输出。而颖壳开度目标值与当时的颖壳开度的差小于规定值时，在规定期间(例如500ms左右)停止向打开方向的输出。在最后，使颖壳开度变更控制用的计时器(3秒)动作。

对于风车输出处理(图21与图22)来说，在当时的风车转速超过500rpm的状态下，并且当确认了在风车电动机M2的接通、断开驱动周期(500ms)的断开时间完毕即电动机驱动周期完毕时，根据由目标转速减去当时的转速而求出的风车转速偏差值进行以下的处理。就是说，当上述转速偏差小于-100rpm时，检查风车电动机M2是否向强方向输出中，如果是向强方向输出中时，则在停止向其强方向的输出后，连续向弱方向输出。具体地讲，是使向弱方向的电动机接通时间为500ms(因此电动机断开时间为0)。当上述转速偏差大于100rpm时，检查风车电动机M2是否向弱方向输出中，如果是向弱方向输出中时，则在停止向其弱方向的输出后，向强方向连续输出。具体地讲，是使向强方向的电动机接通时间为500ms(因此电动机断开时间为0)。当上述转速偏差处于-15rpm与15rpm之间时，是处于不灵敏区内，停止电动机输出。具体地讲，是使电动机接通时间为0(因此电动机断开时间为500ms)。

另一方面，当上述转速偏差在-100rpm与-15rpm之间，以及15rpm与100rpm之间时，根据上述转速偏差Hr与用上述发动机转速传感器S6测出的发动机转速Er，如下式那样计算出使电动机间断驱动的电动机接通时间Ton。还有，a1是规定的增益系数。

Ton＝a1·Hr/Er

在此，分别设定成：当计算出的接通时间Ton超过250ms时，使电动机接通时间为250ms；小于80ms时，为80ms；在250ms与80ms之间时，为计算出的接通时间，另外，将电动机断开时间设定成为由500ms中减去上述设定出的电动机接通时间。然后，当上述转速偏差为正值时，以上述设定出的电动机接通时间作为向强方向接通时间，另一方面，当上述转速偏差为负时，以上述设定出的电动机接通时间作为向弱方向接通时间。最后，按上述设定出的电动机接通与断开时间对风车电动机M2进行驱动。

下面，列举另外的实施例。

对于上述实施例来说，其构成是，为了根据在设定成与摆动分选板19的摆动周期同周期的处理周期内的层厚检测采样数据进行处理物的层厚判别，是以其采样数据的最大值与最小值的平均值作为处理物的层厚，但是，并不只限于此。例如，也可以以所有的上述采样数据的平均值作为处理物的层厚。

另外，对于上述实施例来说，给出了将摆动分选板19的摆动周期规定为125ms；把为了采取层厚检测机构(层厚传感器S1)的检测信息而设定的比摆动分选板19的摆动周期短的采样周期规定为5ms；把判别处理物的层厚所用的处理周期规定为与上述摆动分选板19的摆动周期同周期的125ms。但是，这些周期可根据装置的条件适当变更。

还有，对于上述实施例来说，是以摆动分选板19的摆动周期无大变动为前提的，根据前述采样数据，将判别处理物层厚所用的处理周期设定成例如与正常状态下的摆动分选板19的摆动周期(例如125ms)相同，但是为了与摆动分选板19的摆动周期变动大的情形相适应，也可以根据摆动周期检测机构(转速传感器S7)的信息，对照摆动分选板19的摆动周期来变更前述处理周期。

在上述实施例中，是用检测摆动分选板19的摆动驱动轴转速的转速传感器S7构成摆动周期检测机构，但是，并不仅限于此。例如可使用直接检测摆动分选板19的一部分部位的上下摆动的光电式或磁性传感器等各种传感器。

在上述实施例中，是根据处理物的层厚检测值及其变化率利用模糊推论决定摆动分选板19的漏下开度变更用以操作量的，但是，也可不用模糊推论，例如通过P ID控制等来进行。还有，利用模糊推论决定前述操作量时，在上述实施例中，是以预先运算而求出的操作量数据作成数值表而存储的，但是，也可以不是这样的数值表，而是存储运算用的表，并用其运算用的表，根据层厚检测值及其变化率的信息运算求出前述操作量。采用该运算表方式时，其优点是其存储信息量可以比数值表方式少。再有，在上述实施例中，在为了求出前述操作量数据的模糊推论中，与摆动分选板19上的漏下开度(颖壳开度)的大小对应地设定了2个控制规则；但是，为了进行更适当的控制，也可以不是2个，而是例如与上述漏下开度的大、中、小相对应，将上述控制规则设定成3个。

在上述实施例中，当摆动分选板19上的漏下开度较小时比在摆动分选板19上的漏下开度较大时要加大根据层厚检测机构(层厚传感器S1)的层厚检测值及其变化率决定的操作量，特别是在筛偏差与筛变化量都大的条件下，要加大操作量，但是，并不仅限于此。例如，除了上述筛偏差与筛变化量都大的条件以外，在筛偏差与筛变化量都小的条件下也可以加大操作量。

设置于固定架侧上用于检测摆动分选板19上的处理物层厚的层厚检测机构并不仅限于由上述实施例那样的传感器杆T1、T2与变换部(电位差计PM)构成的层厚传感器S1。例如，可以利用超声波传感器等各种传感器，超声波传感器将其信号发射部与信号接收部设置于固定架侧，并配置成由上方检测处理物层的上下位置。

在上述实施例中，在摆动分选板19上通过改变颖壳筛24的开度来构成一面改变漏下开度一面漏下处理物的方法，但是并不仅限于此。例如也可以取代上述实施例中的颖壳筛24，而作成用被称为滑动谷物盘的遮蔽板来遮蔽网状或隙缝状的开口部，使滑动谷物盘滑动以改变其开口部的遮蔽面积即开度。

在上述实施例中是根据摆动分选板19的漏下开度的变更来改变风车转速，但是并不仅限于此，例如也可以使风车转速固定在规定转速(即，使风车电动机M2固定在规定转动位置)的状态下，只使筛电动机M1向正反方向回转驱动。

在上述实施例中使用根据摆动分选板19上的漏下开度的大小采检测其处理物的多少的漏下开度检测机构(颖壳开度传感器S2)来构成检测由滚筒室A漏下到摆动分选板19上的处理物的量的处理物量检测机构，但是并不仅限于此。就是说，由上述滚筒室A漏下到摆动分选板19上的处理物量多，可以考虑是由于由收割部等向其滚筒室A输送的谷秆供给量多造成的，因此也可以使用根据向滚筒室A输送的谷秆供给量多少来检测其处理物多少的谷秆供给量检测机构构成上述处理物量检测机构。关于谷秆供给量检测机构，具体地讲，收割速度愈快谷秆供给量愈多，与车速成比例关系，因此能用上述车速传感器S5构成，或是也可以根据检测由送进链16供给搬送到滚筒室A的收割谷秆的谷秆厚度电位差计等秆厚传感器发出的秆厚信息与送进链16的搬送速度信息来检测谷秆供给量。

另外，在使用漏下开度检测机构构成上述处理物量检测机构的情况下也不仅限于上述实施例所示的颖壳开度传感器S2，例如，在前述控制装置H内预先存储与筛电动机M1在基准驱动状态下的驱动量和摆动分选板19的漏下开度对应的数据，其中筛电动机M1作为摆动分选板19的漏下开度变更机构，根据该对应数据与实际的筛电动机M1的驱动量也能检测出摆动分选板19的漏下开度。

本发明不限于上述实施例那样的半喂入式联合收割机，也能适用于普通型联合收割机等其他的联合收割机，另外，还能适用于联合收割机以外的脱粒装置。

另外，在权利要求书中为了便于与附图对照，标注出符号，但并不是由于该标注就使本发明局限于附图的构成。

Claims (12)

1.一种脱粒分选装置，具有一面上下摆动一面分选处理脱粒后的处理物的摆动分选板(19)；检测上述摆动分选板(19)上的处理物的层厚的层厚检测机构(S1)；变更上述摆动分选板(19)的漏下开度的开度变更机构(M1)；控制上述开度变更机构(M1)的控制装置(H)，其特征在于，上述控制装置(H)包括根据上述层厚检测机构(S1)的检测信息判别上述处理物的层厚的层厚判别机构(100)，

上述层厚判别机构(100)按照比上述摆动分选板(19)的摆动周期短的采样周期采取上述层厚检测机构(S1)的检测信息，并且，上述层厚判别机构(100)对于设定成与上述摆动分选板(19)同周期的每一个周期，根据在其处理周期内采取的采样数据进行上述处理物的层厚判别。

2.按权利要求1所述的脱粒分选装置，其特征在于，在该装置上设置有检测上述摆动分选板(19)的摆动周期的摆动周期检测机构(S7)，将该摆动周期检测机构(S7)的检测信号送至上述控制装置(H)内。

3.按权利要求1所述的脱粒分选装置，其特征在于，上述层厚判别机构(100)以进行上述判别的处理周期内的上述层厚检测机构(S1)的检测值的最大值与最小值的平均值作为上述处理物的层厚值。

4.按权利要求1所述的脱粒分选装置，其特征在于，上述层厚检测机构(S1)包括传感器杆(T1、T2)与变换部(PM)；该传感器杆(T1、T2)以下垂姿势摆动自如地以枢轴支持在机身后方；该变换部(PM)用于将上述传感器杆(T1、T2)与处理物接触引起的向机身后方的摆动量变换成层厚值。

5.按权利要求1所述的脱粒分选装置，其特征在于，该装置设置有检测由脱粒滚筒室(A)漏下到上述摆动分选板(19)上的处理物量的处理物量检测机构(S2、S5)，并且，为使上述处理物的层厚处于适宜范围内，上述控制装置(H)，按照根据上述层厚检测机构(S1)的层厚检测值及其变化率以及上述处理物量检测机构(S2、S5)的信息决定的操作量来控制开度变更机构(M1)，这时，对于上述控制装置(H)来说，在上述层厚检测值及其变化率相同的情况下，上述处理物量少时比上述处理物量多时加大上述操作量。

6.按权利要求5所述的脱粒分选装置，其特征在于，上述处理物量检测机构(S2、S5)根据上述摆动分选板(19)上的漏下开度值来检测上述处理物量。

7.按权利要求5所述的脱粒分选装置，其特征在于，上述处理物量检测机构(S2、S5)根据向上述滚筒室(A)的谷秆供给量来检测上述处理物量。

8.按权利要求5所述的脱粒分选装置，其特征在于，上述控制装置(H)将根据模糊推论预先求解上述操作量而得出的操作量数据存储起来，根据该操作量数据决定上述操作量。

9.按权利要求8所述的脱粒分选装置，其特征在于，在上述模糊推论中，根据上述处理物量，选择与上述处理物量的多少相适应地设定的多种控制规则之中的1个，来求出上述操作量数据。

10.按权利要求1所述的脱粒分选装置，其特征在于，上述控制装置(H)对于上述开度变更机构(M1)具有不同控制周期的主开度控制程序            与辅助开度控制程序，可根据上述层厚检测机构(S1)的信息，选择其中的一个开度控制程序。

11.按权利要求10所述的脱粒分选装置，其特征在于，在上述处理物的层厚脱离适宜范围达到设定值以上的情况下，或是上述处理物的层厚按设定率以上的变化率进行变化的情况下，选择上述辅助开度控制程序。

12.按权利要求4所述的脱粒分选装置，其特征在于，上述层厚传感器(S1)的传感器杆(T1、T2)以板状构件构成，上述变换部(PM)是作为电位差计而构成的，用于将上述板状构件转动角度I变换成电阻值；上述板状构件位于上述摆动分选板(19)的后方中央部附近的上方。

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