CN106629103A - 一种集粮装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集粮装置，包括：旋转支撑平台，其能够旋转一定角度；往复移动槽，其固定安装在所述旋转支撑平台上；后支座，其安装于所述往复移动槽中，能够在所述往复移动槽中进行往复移动；支架，其与所述后支座可旋转的连接；弧形刮条支架，其固定连接于所述支架底端，所述弧形刮条支架之间均布多个弧形刮条；电机，其固定于所述支架上，所述电机通过皮带带动所述弧形刮条支架旋转；位移传感器，其固定安装于弧形刮条支架，用于监测刮条的工作粮面高度以及刮条总高度；控制器，其与所述电机以及所述位移传感器电联，用于对所述电机转速进行调节。本发明公开了一种集粮装置的控制方法。

Description

一种集粮装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及扒谷机械技术领域，具体涉及一种集粮装置及其控制方法。

背景技术

近年来，国家对农业的大力支持与发展，粮食产量增加，粮食库存严重，发展粮食现代化物流显得尤为重要。发展粮食现代物流的主要内容是推进粮食由包粮运输向散储、散运、散装、散卸“四散化”运输的变革，提升粮食流通自动化、系统化和设施现代化水平，对提高粮食流通效率，降低流通成本，增加农民收入，保障国家粮食安全具有重要意义。

根据粮食流通“四散化”要求，平房仓散粮接收设备主要有扒谷机、输送机、清理筛和装仓机等。其中扒谷机作为平房仓储粮作业中不可或缺的关键机械设备，主要用于收获后堆放在地面的粮食收装搬倒和运输，以及高大平房仓、浅圆仓储备粮出仓清理输送等作业，如农户“地趴粮”搬倒脱粒装车，粮仓粮食出仓、倒仓、堆囤、装车，以及粮食晾晒后起场等，具有可连续输送粮食、节省劳动力、能耗低、方便快捷、清洁环保等特点，拥有良好的发展前景。

现在最新型的多功能扒谷机可以实现单人操作，具备自动行走、扒粮、自动转向、伸缩、升降等功能，相对以往扒谷机效率提高很多，使用起来也更加方便快捷。但是，在功能上还是存在着一定的缺陷，其主要表现在：扒谷装置进粮口小，单位时间内扒粮产量和效率不高；扒粮装置无转动功能，无法自动旋转，操作面窄，扒粮范围小；粮层较薄时，扒粮装置与粮食接触横截面小，扒粮少，工作效率低；自动化程度低，机动性能差，无法集中自动控制，辅助工作量大、工人操作劳动强度大。

因此，现有技术还有待于更进一步的改进和发展。

发明内容

本发明设计开发了一种集粮装置，本发明的发明目的之一是解决通过增加待扒粮食的接触横截面进而增加扒粮厚度、增加扒谷量的问题。

本发明的发明目的之二是解决集粮装置高度可调节、增加集粮范围、增大起粮操作面的问题。

本发明设计开发了一种集粮装置的控制方法，本发明的发明目的是在集粮过程中能够根据集粮体积对电机转速进行有效控制，提高工作效率，减少损失。

本发明提供的技术方案为：

一种集粮装置，包括：

扒谷机；

支架，其与所述扒谷机可拆卸的固定连接；

弧形刮条支架，其固定连接于所述支架底端，所述弧形刮条支架之间均布多个弧形刮条；

电机，其固定于所述支架上，所述电机通过皮带带动所述弧形刮条支架旋转。

优选的是，还包括：

旋转支撑平台，其固定安装于所述扒谷机，并且所述旋转支撑平台能够旋转一定角度；

往复移动槽，其固定安装在所述旋转支撑平台上；

后支座，其安装于所述往复移动槽中，并且能够在所述往复移动槽中进行往复移动；

其中，所述支架与所述后支座可旋转的连接。

优选的是，还包括：

位移传感器，其固定安装于所述弧形刮条支架上，用于监测所述弧形刮条的工作粮面高度以及所述弧形刮条总高度；

控制器，其与所述电机以及所述位移传感器电联，用于对所述电机转速进行调节。

优选的是，所述后支座通过旋转连接销钉与所述支架相连。

优选的是，还包括：液压伸缩装置，其一端固定支撑在所述旋转支撑平台上，一端固定连接所述支架。

优选的是，所述弧形刮条支架通过轴承与所述支架相连。

优选的是，所述弧形刮条设置为8个。

优选的是，所述弧形刮条位于所述弧形刮条支架外圆的一端为弧形，位于所述弧形刮条内圆的一端为直线形。

优选的是，所述弧形刮条的弧形一端采用橡胶材质套包裹。

一种集粮装置的控制方法，包括：

通过位移传感器监测刮条的工作粮面高度以及刮条总高度，根据所述集粮装置能够进行集粮的最大体积V_m以及能够允许最小刮条半径集粮体积V₀，通过对电机转速进行调节进而调节集粮体积V，由如下公式得出：

其中，V为集粮体积，V_m为最大集粮体积，V₀为允许最小刮条半径集粮体积，n为电机转速，h为刮条的工作粮面高度，h_m为刮条总高度，r为刮条半径，r₀为允许最小刮条半径，λ为集粮体积增加率，k为比例常数，e为自然对数的底数。

本发明所述的有益效果：

1、本发明的集粮装置通过在装置支撑平台上的液压伸缩装置可以自由升降支架，从而调节起集粮装置的高度，装置支撑平台上可以控制转动，增大了起粮操作面，同时集粮刮条刮来的粮食大大增加了扒谷装置与前方的待扒粮食的接触横截面，增加扒粮厚度，从而增加了扒谷量；

2、弧形刮条前端用橡胶套包裹，有效降低了刮条扒粮时粮食的破碎率，弧形面增加刮片进入粮食的作用力。

3、本发明所提供的集粮装置工作效率提高，扒谷量增加，自动化程度高，降低劳动力，操作灵活；

4、本发明所提供的集粮装置的控制方法能够通过对电机转速进行有效调节，进而对集粮体积进行有效调节，有效的提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明所述的集粮装置扒谷机结构示意图。

图2为本发明所述的集粮装置集粮部分立体示意图。

图3为本发明所述的集粮装置弧形刮条横截面示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1～3所示，本发明提供了一种集粮装置，其主体结构包括：皮带旋转刮谷装置、升降装置以及支撑装置；

其中，皮带旋转刮谷装置，其主体由支架160，电机170，皮带180，弧形刮条190，弧形刮条支架191，轴承192组成，其作用是可将扒谷机扒谷装置前方较远处的粮食刮到扒谷装置前方较近处，增加扒谷量；升降装置为液压伸缩装置161，其作用是通过伸缩调节皮带旋转刮谷装置的高度，适应不同粮面的作业要求；支撑装置，由旋转支撑平台120，往复移动槽130，后支座140组成，其作用是调节集粮装置的工作角度以及可使集粮装置前后移动。

在另一种实施例中，在弧形刮条支架上还固定安装位移传感器，用于监测刮条的工作粮面高度以及刮条总高度；控制器，其与所述电机以及所述位移传感器电联，用于对所述电机转速进行调节。

在另一种实施例中，支撑装置还包括旋转连接销钉150，其作用是连接后支座140和支架160，并可使连接处自由旋转，在进行支架160的高度调节和后支座140在往复移动槽130中的往复移动时操作更灵活。

在另一种实施例中，往复移动槽130和液压伸缩装置161分别固定在旋转支撑平台120上，并且旋转支撑平台120可自由旋转一定角度；其中，液压伸缩装置161的一端固定连接在旋转支撑平台120上，另一端固定连接在支架160上，液压伸缩装置161通过伸缩调节皮带旋转刮谷装置的高度，适应不同粮面的作业要求，操作灵活，自动化程度高。

在另一种实施例中，旋转支撑平台120可自由旋转一定角度，通过旋转支撑平台120的自由旋转，从而带动集粮装置可旋转，工作角度可调节，进而增加了集粮装置的集粮面积，扒粮范围，进而增加了可操作范围。

在另一种实施例中，如图2、图3所示，弧形刮条支架191通过轴承192与支架160连接，多个弧形刮条190直接固定在两弧形刮条支架191之间，并且多个弧形刮条190等间距分布，弧形刮条190位于弧形刮条支架191外圆的一端呈弧形刮条190a，位于弧形刮条支架191内圆的一端呈直线型刮条190b，采用弧形刮条190a增加了刮条进入粮食的作用力，采用直线型刮条190b增强了弧形刮条190的支撑力，从而有效的进行扒粮，并且在弧形刮条190的弧形刮条190a一端采用橡胶材质套包裹，有效的降低了刮条扒粮时粮食的破碎率；在本实施例中，采用弧形刮条设置为8个，在两弧形刮条支架191之间等间距分布。

在另一种实施例中，电机170固定在支架160上，与弧形刮条支架191之间采用皮带180传功，通过位移传感器监测刮条的工作粮面高度以及刮条总高度，根据所述集粮装置能够进行集粮的最大体积以及能够允许最小刮条半径集粮体积，通过对电机转速进行调节进而有效的调节集粮装置工作时的集粮体积，提高工作效率，进而降低劳动力，并且通过该设置使本发明自动化程度高，操作灵活。

本发明还公开了一种集粮装置的控制方法，包括：

通过位移传感器监测刮条的工作粮面高度以及刮条总高度，根据所述集粮装置能够进行集粮的最大体积V_m以及能够允许最小刮条半径集粮体积V₀，通过对电机转速进行调节进而调节集粮体积V，由刮条半径和集粮体积关系建立方程：

V(r₀)＝V₀ (2)

由(1)、(2)得到刮条集粮模型控制公式：

其中，V为集粮体积，单位为立方米(m³)，V_m为最大集粮体积，单位为立方米(m³)，V₀为允许最小刮条半径集粮体积，单位为立方米(m³)，n为电机转速，单位为转每分(r/min)，h为刮条的工作粮面高度，单位为米(m)，h_m为刮条总高度，单位为米(m)，r为刮条半径，单位为米(m)，r₀为允许最小刮条半径，单位为米(m)；λ为集粮体积增加率，k为比例常数，e为自然对数的底数。

式中，允许最小刮条半径r₀＝0.1m，此时，刮条总高度取最小值h_m＝0.12m；当集粮体积达到最大体积V_m时，λ＝0，且其最大值λ＝60％；实际设计时可根据预期集粮体积计算出各个零件的尺寸最优解；在本实施例中，k＝2.188×10^-3～6.667×10^-3，V_m＝200，V₀＝50，作为一种优选，k＝6.104×10^-3。

本发明的一种工作过程如下：

本发明操作时，通过调整液压伸缩装置161以及后支座140在往复移动槽130中的位置，进而调节支架160的高度和集粮范围，将整个集粮装置调整到合适的高度和位置，启动扒谷机110以及电机170，电机170通过皮带180带动弧形刮条支架191转动，根据需要调节的集粮体积对电机170的转速进行有效的调节，弧形刮条190通过跟着弧形刮条支架191转动进行转动，可将扒谷机扒谷装置前方较远处的粮食刮到扒谷装置前方较近处，对大量的待扒粮食完成集粮过程，进一步地，在集粮的过程中，可以通过旋转装置支撑平台120同时旋转不同的角度，大大的增加了操作范围，进而增加了集粮范围。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种集粮装置，其特征在于，包括：

扒谷机；

支架，其与所述扒谷机可拆卸的固定连接；

弧形刮条支架，其固定连接于所述支架底端，所述弧形刮条支架之间均布多个弧形刮条；

电机，其固定于所述支架上，所述电机通过皮带带动所述弧形刮条支架旋转。

2.如权利要求1所述的集粮装置，其特征在于，还包括：

旋转支撑平台，其固定安装于所述扒谷机，并且所述旋转支撑平台能够旋转一定角度；

往复移动槽，其固定安装在所述旋转支撑平台上；

后支座，其安装于所述往复移动槽中，并且能够在所述往复移动槽中进行往复移动；

其中，所述支架与所述后支座可旋转的连接。

3.如权利要求2所述的集粮装置，其特征在于，还包括：

位移传感器，其固定安装于所述弧形刮条支架上，用于监测所述弧形刮条的工作粮面高度以及所述弧形刮条总高度；

控制器，其与所述电机以及所述位移传感器电联，用于对所述电机转速进行调节。

4.如权利要求2或3所述的集粮装置，其特征在于，所述后支座通过旋转连接销钉与所述支架相连。

5.如权利要求4所述的集粮装置，其特征在于，还包括：液压伸缩装置，其一端固定支撑在所述旋转支撑平台上，一端固定连接所述支架。

6.如权利要求5所述的集粮装置，其特征在于，所述弧形刮条支架通过轴承与所述支架相连。

7.如权利要求6所述的集粮装置，其特征在于，所述弧形刮条设置为8个。

8.如权利要求1、2、5-7中任一项中所述的集粮装置，其特征在于，所述弧形刮条位于所述弧形刮条支架外圆的一端为弧形，位于所述弧形刮条内圆的一端为直线形。

9.如权利要求8所述的集粮装置，其特征在于，所述弧形刮条的弧形一端采用橡胶材质套包裹。

10.一种集粮装置的控制方法，其特征在于，包括：

通过位移传感器监测刮条的工作粮面高度以及刮条总高度，根据所述集粮装置能够进行集粮的最大体积V_m以及能够允许最小刮条半径集粮体积V₀，通过对电机转速进行调节进而调节集粮体积V，由如下公式得出：

$V=\frac{V_m}{1+(V_m/V_0-1)\·e^{-(knh/h_m)\·\mathrm{\λ}(r-r_0)}};$

其中，V为集粮体积，V_m为最大集粮体积，V₀为允许最小刮条半径集粮体积，n为电机转速，h为刮条的工作粮面高度，h_m为刮条总高度，r为刮条半径，r₀为允许最小刮条半径，λ为集粮体积增加率，k为比例常数，e为自然对数的底数。