CN109769484B - 一种谷物收获机智能清选装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种谷物收获机智能清选装置，属于农业机械技术领域。该装置包含位于凹板筛之下的抖动板、自平衡振动筛以及风机；自平衡振动筛与机架固连的槽形主体前部与中部分别固连前、后铰接支架；前、后铰接支架之间的上部分别铰接上筛，且下部分别铰接下筛；前、后铰接支架之一还与电控伸缩装置的一端铰接，电控伸缩装置的另一端与上筛和下筛之一铰接；上筛和下筛的一侧分别与连杆的两端铰接，构成平行四连杆机构。本发明可以自动补偿坡地的倾斜，始终保持筛面处于水平状态，从而有效克服从凹板筛落下的籽粒杂余混合物向左或向右堆积，避免因此而导致的清选困难以及清选损失增加。

Description

一种谷物收获机智能清选装置

技术领域

本发明涉及一种谷物收获机，具体涉及一种谷物收获机智能清选装置,属于农业机械技术领域。

背景技术

谷物收获机的推广大幅提高了机械化收获水平。对于谷物收获机而言，由于收获损失主要来源于清选损失，因此清选性能是衡量整机作业性能的一个重要指标。实践中，尤其是大喂入量和有坡度田块上作业的收获机物料堆积严重，清选难度大，易造成损失。

据申请人了解，现有谷物联合收割机大多采用风筛式清选系统，经脱粒分离装置脱下的籽粒、短茎秆、颖壳等混合物进入清选装置，清选装置根据籽粒几何尺寸的差异，配置适当规格的筛片，在筛片往复运动下达到分离的目的，同时利用悬浮速度的差异去除轻杂。

中国专利ZL201620406662.3公开的自走式纵向双轴流谷子联合收割机用风筛清选装置由阶梯式抖动板、阶梯冲孔式上清选筛、编织式下清选筛等构成，通过筛片的不同配置达到清选谷子的效果，但此种清选装置适用范围窄，只适用于平整田块的谷子收获。中国专利ZL201310189210.5公开的谷物清选装置以及具有该清选装置的联合收割机，两个向上倾斜角度的颖壳筛前后布置，尾部设置向上倾斜角度的尾筛，适用于小型联合收割机。此外，中国专利ZL201510607324.6公开的纵轴流联合收割机脱粒清选装置脱粒段凹板与清选装置之间设置导料板，在清选装置的上筛箱处分别设有辅助排糠口。而中国专利ZL201510720903.1公开的用于小型稻麦联合收割机的新型清选装置，设置有与输粮管并置的落料吸风道，落料吸风道的进风口设于出料口处，输粮管与落料吸风道在入风口处相连通，籽粒在输送和落袋两个过程均可得到除杂处理。另，中国专利ZL201210250990.5公开的纵轴流联合收割机的一种脱粒清选装置，在凹板筛与平面振动筛后部之间安装有前低后高倾斜的导料过渡装置，使凹板筛上的后半段物料先落到导料过渡装置上再下落到平面振动筛的前半部分，不仅有效地杜绝了凹板筛后部落下的籽粒被吹、震至装置外而造成的损失，而且部分物料在导料过渡装置上又一次得到了清选，从而减少了平面振动筛的负荷，提高了清选效率和合格率。

但是，由于各地自然条件差别大，低缓丘陵地多，耕地平整度差，带坡度的田块多，以上现有谷物收获机清选装置的清选振动筛不具有自平衡功能且风机风速不能实时调节，在联合收获机机体左右倾斜时，振动筛主体倾斜，带动上筛和下筛左右倾斜，从而导致清选振动筛上物料容易向一侧堆积，增加清选负担，易造成清选损失大。此外，在下坡作业时，物料易靠前堆积；在上坡作业时，物料容易快速排到机体外；结果因没有充分筛选导致清选损失。

发明内容

本发明的首要目的在于：针对上述现有技术存在的问题，提出一种振动筛可以自动调平的谷物收获机智能清选装置，从而在坡地作业时能有效避免清选损失。

本发明进一步的目的在于：提出一种可以根据坡度情况调控风机风速的谷物收获机智能清选装置，从而在各种作业环境中均能有效避免清选损失。

为了达到上述目的，本发明采用的基本技术方案是：一种谷物收获机智能清选装置，包含位于凹板筛之下的抖动板，还包括与所述抖动板输出端衔接的自平衡振动筛以及位于自平衡振动筛输入端的风机；所述自平衡振动筛包括与机架固连的槽形主体，所述槽形主体的前部与中部分别固连前铰接支架和后铰接支架；所述前铰接支架和后铰接支架之间的上部分别铰接上筛，且下部分别铰接下筛；至少所述前铰接支架和后铰接支架之一还与电控伸缩装置的一端铰接，所述电控伸缩装置的另一端与所述上筛和下筛之一铰接；所述上筛和下筛的一侧分别与连杆的两端铰接，构成平行四连杆机构。

当在斜坡田块作业机体左右倾斜时，电控伸缩装置在控制电路根据倾角传感器检测信号的输出控制下相应伸缩，从而通过平行四连杆机构的作用，带动上筛和下筛做与坡度反向的偏转，以补偿坡地的倾斜，始终保持筛面处于水平状态，从而有效克服从凹板筛落下的籽粒杂余混合物向左或向右堆积，避免因此而导致的清选困难以及清选损失增加。

为了达到进一步的目的，所述风机的转轴装有风机带轮，所述风机带轮通过三角皮带与主动带轮传动连接；

所述主动带轮的一侧为与旋转动力源联轴的固连带轮片，另一侧为空套在固连带轮片轴套上的滑移带轮片，所述滑移带轮片的外端与调整拐的中部衔接，所述调整拐的一端与固定支架铰接，且另一端与联动杆的一端铰接，所述联动杆的另一端与螺纹块铰接；所述螺纹块与轴向约束的主动螺纹杆构成螺旋副，所述主动螺纹杆与调节电机传动连接；

所述风机带轮的一侧为与所述转轴固连的固定带轮片，另一侧为活套在固定带轮片轴套上的滑动带轮片，所述滑动带轮片装有使其趋于靠近固定带轮片的弹簧。

这样，当在斜坡田块作业机体前后倾斜时，主动螺纹杆在控制电路根据坡度传感器检测信号的输出控制下相应旋转，进而通过螺旋副带动联动杆伸缩，使调整拐允许牵动滑移带轮片受三角皮带张力影响，远离或靠近固连带轮片，从而改变主动带轮的有效传动半径；与此同时，三角皮带在风机带轮处的张力作用也将使滑动带轮片相应靠近或远离固定带轮片，相应改变风机带轮的有效传动半径；最终达到根据机体前后倾斜状态相应调整风机风量的目的——下坡时风力加强，上坡时风力减弱，依此补偿物料靠前堆积或快速排出的趋势，保证充分筛选，进一步减小清选损失。

本发明进一步的完善是，所述槽形主体的中部与下端铰支于机架的摆动拐的上端铰接，所述摆动拐的中部动力源驱动的偏心轮通过连接臂构成曲柄摇杆机构；所述槽形主体的前端与中部铰支于机架的联动拐下端铰接，所述联动拐的上端与抖动板的中间底部铰接，所述抖动板的一端通过摆动杆铰支在机架上。这样以简捷合理的机构实现了抖动板与振动筛的联动。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是采用本发明的谷物收获机结构示意图。

图2是本发明一个实施例的立体结构示意图。

图3是图2实施例的自平衡振动筛立体结构示意图。

图4是图3中的上下筛组合立体结构示意图。

图5是图3中的上筛立体结构示意图。

图6是图3中的下筛立体结构示意图。

图7是图2实施例的风机变速机构立体结构示意图。

图8是图7中的风机带轮结构示意图。

图9是图7中的主动带轮结构示意图。

图10是图9中的固连带轮片立体结构示意图。

具体实施方式

图1中的谷物收获机前部是割台，中部装有谷物收获机智能清选装置A。

该装置的具体结构如图2所示，包含位于凹板筛4之下的抖动板3、位于抖动板3输出端下与之衔接的自平衡振动筛2以及位于自平衡振动筛2输入端的自动调速风机1。

自平衡振动筛如图3所示并参见图4、图5和图6，与机架固连的槽形主体5前部与中部分别固连T字形的前铰接支架26和十字形的后铰接支架27。前铰接支架26和后铰接支架27之间的上部分别铰接上筛6两端中部的转位轴601，且下部分别铰接下筛8上的旋转轴801，该旋转轴的一端伸出下筛8、另一端位于下筛8的底面中。本实施例的十字形后铰接支架27的顶部与作为电控伸缩装置的调节电动缸7的一端铰接，该调节电动缸7的另一端与上筛6的上筛框603一旁铰接。上筛框603中固定上筛片602。下筛8的下筛框802中固定下筛片804。上筛框603和下筛框802的一侧分别具有位置对应的联动轴604和联动销803，联动轴604和联动销803分别与连杆28的两端铰接，从而使机架与上筛6、下筛8以及连杆28构成了平行四连杆机构。

槽形主体5的中部与下端铰支于机架的摆动拐29的上端铰接，摆动拐29的中部动力源驱动的偏心轮31通过连接臂30构成曲柄摇杆机构。槽形主体5的前端耳板与中部铰支于机架的联动拐28下端铰接，联动拐28的上端与抖动板3的中间底部铰接，抖动板3的一端通过摆动杆32铰支在机架上。因此构成了振动筛与抖动板的联动驱动机构，同一动力源可以同时驱动自平衡振动筛以及抖动板做往复运动筛选物料。

此外，上筛6和下筛8前部上下重叠，下筛8后部长出上筛6，这样刚落下的大部分物料经过上筛筛分后落入下筛继续筛分，保证筛分效果，而未被上筛筛落的少量物料落在下筛后部进行筛分即可。

参见图7至图10，本实施例的自动调速风机1转轴装有风机带轮9，风机带轮9通过三角皮带10与主动带轮13传动连接。主动带轮13的一侧为与旋转动力源联轴的固连带轮片1303，另一侧为空套在固连带轮片1303中部花瓣截面的花键轴套上的滑移带轮片1302，两者构成轴向移动副。滑移带轮片1302的外端与调整拐12的中部衔接，本实施例的具体结构为：滑移带轮片1302的外端套装有轴承1301，调整拐12中部的圆环与轴承1301的内圈位置对应接触，因此可以轴向推移滑移带轮片1302。调整拐12的一端通过销14与固定支架15铰接，且另一端通过销11与联动杆16的一端铰接，联动杆16的另一端与螺纹块21铰接。螺纹块21与借助轴承座22轴向约束的可旋转主动螺纹杆20构成螺旋副，螺纹块21延伸出具有光孔的滑动支撑块19，该光孔与主动螺纹杆20端部的光杆构成移动副，从而起到导向作用，保证主动螺纹杆20 旋转时螺纹块21的稳定平移。主动螺纹杆20的光杆端头装有起限位作用的挡圈17和垫片18。主动螺纹杆20的另一端头装有与从调节电机25带动的主动齿轮24相啮合的从动齿轮23，因此可以在调节电机的驱动下按需旋转。

风机带轮9的具体结构参见图8，其一侧为与风机转轴固连的固定带轮片902，另一侧为活套在固定带轮片902轴套上的滑动带轮片903，滑动带轮片903通过长螺栓905、垫片906以及螺母901装有使其趋于靠近固定带轮片902的一组弹簧904。弹簧904除具有直接使滑动带轮片903趋于靠近固定带轮片902的作用外，还具有通过三角皮带10间接使滑移带轮片1302趋于远离滑移带轮片1302的作用。

调节电动缸7和调节电机25分别受控于根据传感器S的输入信号发出相应控制信号的控制电路C，控制电路C由电池E供电（参见图3）。根据实际需要，传感器通常包括角度传感器、距离传感器和风机转速传感器等，控制电路以单片机为核心，含有多个控制端口，可与上位机通信，且与具有报警和数据实时显示的液晶屏连接。

试验表明，采用本实施例的谷物收获机具有以下有益效果：

1、上筛、下筛在与振动筛主体可以实现共同前后往复振动运动的同时，还可以在收获机左右倾斜时自动转位调适保持水平，且上筛与下筛同步转位，结构简单，耗动力小，有效避免了物料左右倾斜堆积影响清选效果。

2、当振动筛因收获机上坡、下坡出现前后倾斜时，可以自动调节清选风机转速：上坡时自动降低风速减少风量，增加物料在筛面上的停留时间，保证筛选作用，避免此时物料容易吹出机体外造成的损失；下坡时自动加大风速增大风量，吹动物料防止堵塞，避免在清选筛的前部堆积，防止杂物透筛造成籽粒含杂率高，保证清选质量。

3、上筛和下筛与前铰接支架和后铰接支架上下相隔平行错位布置后铰接，而前铰接支架和后铰接支架固定于振动筛主体上，可以保证上筛与下筛能够跟随振动筛主体往复运动的同时自身自如旋转，该结构简单，既能保证清选效果，又能降低制造成本，减轻重量，提高整体稳定性。

4、主动带轮和风机带轮分别借助自身的相对滑移结构自动调节有效传动直径，以调节风机转速，结构简单、传动力矩大，制造成本低。

此外，当谷物收获机左右倾斜时，控制电路根据倾角传感器检测到的左右倾斜角度信号控制调节电动缸相应伸缩，从而带动上筛和下筛转动到达水平位置；此后，距离传感器检测到的距离如果没有达到设设标定值，其检测信号将反馈给控制电路，再次修正调节电动缸的伸缩，直至上筛和下筛准确到达水平位置。

总之，采用本实施例同时妥善解决了谷物收获机左右倾斜和前后倾斜导致的物料堆积难题，有效避免了因此导致的清选损失，显著提高了谷物收获作业的效率和作业效果，适于不同坡度的田块。

Claims (4)

1.一种谷物收获机智能清选装置，包含位于凹板筛（4）之下的抖动板（3），其特征在于：还包括与所述抖动板输出端衔接的自平衡振动筛（2）以及位于自平衡振动筛输入端的风机（1）；所述自平衡振动筛包括与机架固连的槽形主体（5），所述槽形主体的前部与中部分别固连前铰接支架（26）和后铰接支架（27）；所述前铰接支架（26）和后铰接支架（27）之间的上部分别铰接上筛（6），且下部分别铰接下筛（8）；至少所述前铰接支架（26）和后铰接支架（27）之一还与电控伸缩装置的一端铰接，所述电控伸缩装置的另一端与所述上筛和下筛之一铰接；所述上筛和下筛的一侧分别与连杆（28）的两端铰接，构成平行四连杆机构；

所述风机的转轴装有风机带轮（9），所述风机带轮通过三角皮带（10）与主动带轮传动连接；

所述主动带轮的一侧为与旋转动力源联轴的固连带轮片（1303），另一侧为空套在固连带轮片轴套上的滑移带轮片（1302），所述滑移带轮片的外端与调整拐（12）的中部衔接，所述调整拐的一端与固定支架（15）铰接，且另一端与联动杆（16）的一端铰接，所述联动杆的另一端与螺纹块（21）铰接；所述螺纹块与轴向约束的主动螺纹杆（20）构成螺旋副，所述主动螺纹杆与调节电机（25）传动连接；

所述风机带轮的一侧为与所述转轴固连的固定带轮片（902），另一侧为活套在固定带轮片轴套上的滑动带轮片（903），所述滑动带轮片装有使其趋于靠近固定带轮片的弹簧（904）；

所述槽形主体的中部与下端铰支于机架的摆动拐（29）的上端铰接，所述摆动拐的中部动力源驱动的偏心轮（31）通过连接臂（30）构成曲柄摇杆机构；所述槽形主体的前端与中部铰支于机架的联动拐（28）下端铰接，所述联动拐的上端与抖动板的中间底部铰接，所述抖动板的一端通过摆动杆（32）铰支在机架上。

2.根据权利要求1所述的谷物收获机智能清选装置，其特征在于：所述滑移带轮片的外端套装有轴承，所述调整拐中部的圆环与所述轴承的内圈位置对应接触。

3.根据权利要求2所述的谷物收获机智能清选装置，其特征在于：所述螺纹块延伸出具有光孔的滑动支撑块，所述光孔与主动螺纹杆端部的光杆构成移动副。

4.根据权利要求3所述的谷物收获机智能清选装置，其特征在于：所述上筛和下筛前部上下重叠，所述下筛后部长出上筛。