CN111247969B - 一种清选风机传动系统及该清选风机传动系统的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种清选风机传动系统及该清选风机传动系统的控制方法，清选风机传动系统包括驱动组件、调速组件和清选风机；所述驱动组件的输出端与所述调速组件的输入端连接，用于将动力传递给所述调速组件；所述调速组件的输出端与所述清选风机连接，用于调节所述清选风机的转速。本发明所述一种清选风机传动系统及该清选风机传动系统的控制方法，通过清选风机传动系统中的无级调速装置，实现了联合收获机清选风机转速的不停机在线、无级调节，且对收获机传动系统的改动较小，适用性更广，适合在现有机型上进行大面积推广，节约了大量的成本。

Description

一种清选风机传动系统及该清选风机传动系统的控制方法

技术领域

本发明属于谷物联合收获技术领域，具体地说，涉及一种清选风机传动系统及该清选风机传动系统的控制方法。

背景技术

清选装置是联合收获机的“消化系统”，是影响整机作业质量、效率和适应性的核心工作部件。我国市场上保有量最大的水稻联合收获机大多采用传统的风筛式清选装置，清选风机作为清选装置的一个重要组成部分，主要用于产生清选气流并根据脱出物中各组分(包括籽粒、短茎秆、颖壳和少量轻杂余等)漂浮特性的不同，配合双层振动编织筛或鱼鳞筛，共同完成籽粒与茎秆、杂余等的分离清选。清选风机是联合收割机的关键部件之一，其工作参数直接影响到整机的清选损失率和籽粒含杂率等关键收获指标。根据作物状态和收获机其他工作部件的运行参数实时调整风机转速是减小清选损失率和籽粒含杂率的关键。由于工作功率大，不易直接用电机直接驱动，通过液压系统能够满足功率需求，但需要增加整套液压系统，原收获机的传动系统都要改变，结构复杂且成本高。

现有联合收获机清选风机大多为机械结构传动，收获机在收获工作过程中无法调整，必须停机人工改变传动机构的传动比。但收获过程中作物状态及行进速度等相关影响是实时变化的，缺少风机实时在线调速装置，清选风机速度固定无法达到最佳的收获效果。

申请号为CN201510095635.9的中国专利公开了一种谷物联合收获机用清选风机，包括液压马达、进风口、上出风口、蜗壳和下出风口，所述下出风口处设有下出风口分风板Ⅰ和下出风口分风板Ⅱ，所述进风口处安装有进风量调节机构，所述下出风口分风板Ⅰ上安装有第一角度调节机构，所述下出风口分风板Ⅱ上安装有第二角度调节机构，所述液压马达、所述进风量调节机构、所述第一角度调节机构和所述第二角度调节机构均与控制处理器连接。

申请号为CN201420611884.X的中国专利公开了一种适用于收获机的清选风机，包括具有进风口及出风口的壳体、设于所述壳体中的转轴及位于所述壳体内且设于所述转轴上的转叶组件；所述转叶组件包括与所述转轴相对固定设置且沿所述转轴表面周向均匀分布的多片转叶；且所述转叶自所述转轴的一端部延伸至所述转轴的另一端部；所述转叶的长度方向与所述转轴的轴线形成夹角α。

上述现有技术虽然提出了关于清选风机的技术方案，但不涉及清选风机转速的无级、实时在线调节，无法实现根据实际运转情况，对清选风机的转速进行无级、实时在线调整。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种可以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的清选风机传动系统。

本发明的再一个目的在于提供一种清选风机传动系统的控制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：一种清选风机传动系统，包括

驱动组件、调速组件和清选风机；

所述驱动组件的输出端与所述调速组件的输入端连接，用于将动力传递给所述调速组件；

所述调速组件的输出端与所述清选风机连接，用于调节所述清选风机的转速。

其中，所述驱动组件包括驱动装置、动力输出带轮、传动皮带轮和第一皮带；

所述驱动装置与所述动力输出带轮连接；

所述动力输出带轮与所述传动皮带轮通过所述第一皮带连接，具体来说，通过设置所述第一皮带，将所述驱动组件的动力传递给所述调速组件，所述驱动装置可以是电机，也可以是其他能够带来动力的装置；

此外，所述调速组件包括调速主动轮、调速被动轮、第二皮带和调速机构；

所述调速主动轮通过枢轴分别与，所述传动皮带轮和所述调速机构连接；

所述调速被动轮与所述调速主动轮通过所述第二皮带连接，具体来说，所述第二皮带将所述驱动组件的动力传递给清选风机，而所述调速机构则对所述调速主动轮进行调整，进而实现对调速组件传动比的调整，实现对所述清选风机转速的调整。

同时，所述调速主动轮包括第一定轮、第一动轮和调速器；

所述调速器一端与所述调速机构连接，另一端与所述第一动轮连接，用于调节所述第一动轮与所述第一定轮之间的距离；

所述第一定轮与所述第一动轮之间形成，与所述第二皮带配合的第一区域，具体来说，通过调节所述第一区域与所述第二皮带的配合位置，实现对传动比的调整；

进一步地，所述调速被动轮包括能够调节彼此间距离的第二定轮和第二动轮；

所述第二定轮和所述第二动轮之间形成，与所述第二皮带配合的第二区域，具体来说，通过调节所述第二区域与所述第二皮带的配合位置，实现对传动比的调整。

并且，所述第一定轮与所述第一动轮之间距离变小时，所述第一区域的直径变大，所述第二定轮和所述第二动轮之间距离变大，所述第二区域的直径变小，传动比变小，实现清选风机的调速；

所述第一定轮与所述第一动轮之间距离变大时，所述第一区域的直径变小，所述第二定轮和所述第二动轮之间距离变小，所述第二区域的直径变大，传动比变大，实现清选风机的调速。

另外，所述调速机构包括电机、减速器、第一链轮、第二链轮和链条；

所述电机通过所述减速器与所述第一链轮连接；

所述第二链轮与所述调速器通过所述枢轴连接；

所述链条分别连接所述第一链轮和所述第二链轮；

其中，所述电机驱动所述第一链轮转动，所述第一链轮带动所述第二链轮转动，实现对所述第一定轮与所述第一动轮之间距离的调整；

在一个实施方案中，所述电机为步进电机，便于通过脉冲对电机的运行进行控制，也使得无级变速调控更加便捷。

而且，所述清选风机上设置有，与所述调速组件连通的传感器，用于测量所述清选风机的转速。

本发明还公开一种上述清选风机传动系统的控制方法，还包括如下步骤，

S1.驱动装置启动，所述驱动装置驱动动力输出带轮转动，所述动力输出带轮通过所述第一皮带传递给传动皮带轮；

S2.所述传动皮带轮通过枢轴带动调速主动轮转动，所述调速主动轮通过第二皮带将动力传递给调速被动轮；

S3.所述调速被动轮带动带动清选风机转动。

其中，还包括步骤S4.传感器实时监控所述清选风机的转速，并与调速组件通讯连接。

此外，还包括步骤S5.所述传感器检测到所述清选风机的实际转速大于预设转速时，向所述调速组件发送调速信号，所述调速组件内的调速机构，控制调速器转动，第一定轮与第一动轮之间距离变小，传动比变小，所述清选风机的实际转速下降，直至所述清选风机的实际转速进入预设转速的范围；

所述传感器检测到所述清选风机的实际转速小于预设转速时，向所述调速组件发送调速信号，所述调速组件内的调速机构，控制调速器转动，第一定轮与第一动轮之间距离变大，传动比变大，所述清选风机的实际转速增大，直至所述清选风机的实际转速进入预设转速的范围。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明所述一种清选风机传动系统及该清选风机传动系统的控制方法，通过清选风机传动系统中的无级调速装置，实现了联合收获机清选风机转速的不停机在线、无级调节，且对收获机传动系统的改动较小，适用性更广，适合在现有机型上进行大面积推广，节约了大量的成本。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

在附图中：

图1是本发明收获机示意图；

图2是本发明清选风机传动系统第一示意图；

图3是本发明清选风机传动系统第二示意图；

图4是本发明清选风机传动系统控制逻辑第一示意图；

图5是本发明清选风机传动系统控制逻辑第二示意图。

图中：1、驱动装置；2、动力输出带轮；3、传动皮带轮；4、第一皮带；5、调速主动轮；501、第一定轮；502、第一动轮；503、调速器；6、调速被动轮；601、第二定轮；602、第二动轮；7、第二皮带；8、调速机构；801、电机；802、减速器；803、第一链轮；804、第二链轮；805、链条；9、传感器；10、清选风机。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在一个具体实施方案中，如图1至图3所示，本发明所述一种清选风机传动系统，包括驱动组件、调速组件和清选风机10；所述驱动组件的输出端与所述调速组件的输入端连接，用于将动力传递给所述调速组件；所述调速组件的输出端与所述清选风机10连接，用于调节所述清选风机10的转速。

其中，所述驱动组件包括驱动装置1、动力输出带轮2、传动皮带轮3和第一皮带4；所述驱动装置1与所述动力输出带轮2连接；所述动力输出带轮2与所述传动皮带轮3通过所述第一皮带4连接，具体来说，通过设置所述第一皮带4，将所述驱动组件的动力传递给所述调速组件，所述驱动装置1可以是电机801，也可以是其他能够带来动力的装置；

此外，所述调速组件包括调速主动轮5、调速被动轮6、第二皮带7和调速机构8；所述调速主动轮5通过枢轴分别与，所述传动皮带轮3和所述调速机构8连接；所述调速被动轮6与所述调速主动轮5通过所述第二皮带7连接，具体来说，所述第二皮带7将所述驱动组件的动力传递给清选风机10，而所述调速机构8则对所述调速主动轮5进行调整，进而实现对调速组件传动比的调整，实现对所述清选风机10转速的调整。

同时，所述调速主动轮5包括第一定轮501、第一动轮502和调速器503；所述调速器503一端与所述调速机构8连接，另一端与所述第一动轮502连接，用于调节所述第一动轮502与所述第一定轮501之间的距离；所述第一定轮501与所述第一动轮502之间形成，与所述第二皮带7配合的第一区域，具体来说，通过调节所述第一区域与所述第二皮带7的配合位置，实现对传动比的调整；所述调速被动轮6包括能够调节彼此间距离的第二定轮601和第二动轮602；所述第二定轮601和所述第二动轮602之间形成，与所述第二皮带7配合的第二区域，具体来说，通过调节所述第二区域与所述第二皮带7的配合位置，实现对传动比的调整。

具体来说，本发明所述无级调速的工作原理为：所述调速主动轮5和所述调速被动轮6，与所述第二皮带7的配合面为倾斜设置，所述第二皮带7的宽度一定。

所述调速主动轮5和所述调速被动轮6，与所述第二皮带7配合的所述第一区域和所述第二区域的直径，可随所述调速主动轮5和所述调速被动轮6间距的调整而改变，进一步地，所述调速主动轮5包括所述第一定轮501和所述第一动轮502，所述调速被动轮6包括所述第二定轮601和所述第二动轮602。

由于传动中心距一定，所述第一定轮501与所述第一动轮502之间距离变小时，所述第一区域的直径变大，所述第二定轮601和所述第二动轮602之间距离变大，所述第二区域的直径变小，传动比减小，传动比的变化是连续可调的，实现了传动的无级变速，实现清选风机10的调速；

所述第一定轮501与所述第一动轮502之间距离变大时，所述第一区域的直径变小，所述第二定轮601和所述第二动轮602之间距离变小，所述第二区域的直径变大，传动比增大，传动比的变化是连续可调的，实现了传动的无级变速，实现清选风机10的调速。

另外，所述调速机构8包括电机801、减速器802、第一链轮803、第二链轮804和链条805；所述电机801通过所述减速器802与所述第一链轮803连接；所述第二链轮804与所述调速器503通过所述枢轴连接；所述链条805分别连接所述第一链轮803和所述第二链轮804；

其中，所述电机801驱动所述第一链轮803转动，所述第一链轮803带动所述第二链轮804转动，实现对所述第一定轮501与所述第一动轮502之间距离的调整；

作为本实施方案的优选技术方案，所述电机801为步进电机801，便于通过脉冲对电机801的运行进行控制，也使得无级变速调控更加便捷。

而且，所述清选风机10上设置有，与所述调速组件连通的传感器9，用于测量所述清选风机10的转速，所述传感器9可以是霍尔开关，所述传感器9的设置，实现了所述清洗风机的闭环控制，实现了对所述清洗风机转速的无极调整。

总的来说，本发明所述一种清选风机传动系统，通过设置的无级调速装置，实现了联合收获机清选风机转速的不停机在线、无级调节，且对收获机传动系统的改动较小，适用性更广，适合在现有机型上进行大面积推广，节约了大量的成本。

在一个具体实施方案中，本发明还公开一种收获机，具有上述所述的一种清选风机传动系统。

在一个具体实施方案中，如图4和图5所示，本发明还公开一种清选风机传动系统的控制方法，还包括如下步骤，

S1.驱动装置1启动，所述驱动装置1驱动动力输出带轮2转动，所述动力输出带轮2通过所述第一皮带4传递给传动皮带轮3；

S2.所述传动皮带轮3通过枢轴带动调速主动轮5转动，所述调速主动轮5通过第二皮带7将动力传递给调速被动轮6；

S3.所述调速被动轮6带动带动清选风机10转动。

其中，还包括步骤S4.传感器9实时监控所述清选风机10的转速，并与调速组件通讯连接。

具体来说，操作人员根据收获机工作状态和作物状态，如前进速度、清选损失率、籽粒含杂率、作物密度、作物含水率等，实时改变收获机清选风机设定速度。所述传感器9检测清选风机10的转速，并反馈给所述调速机构，控制器对比设定转速与清选风机10的实际转速后，发出控制指令，所述电机801旋转，通过所述第一链轮803和所述第二链轮804带动所述调速器503转动，调节皮带轮的传动比，改变清选风机10转速，由于传动比是连续变化的，可以在1:4范围内任意调节，当风机转速达到设计定值后，电机停止旋转，保持当前传动比，802为涡轮蜗杆减速器，可自锁防止回转，从而实现清选风机的在线无级调节。

此外，还包括步骤S5.所述传感器9检测到所述清选风机10的实际转速大于预设转速时，向所述调速组件发送调速信号，所述调速组件内的调速机构8，控制调速器503转动，第一定轮501与第一动轮502之间距离变小，传动比变小，所述清选风机10的实际转速下降，直至所述清选风机10的实际转速进入预设转速的范围；

所述传感器9检测到所述清选风机10的实际转速小于预设转速时，向所述调速组件发送调速信号，所述调速组件内的调速机构8，控制调速器503转动，第一定轮501与第一动轮502之间距离变大，传动比变大，所述清选风机10的实际转速增大，直至所述清选风机10的实际转速进入预设转速的范围。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包含的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合同样意味着处于本发明的保护范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的实施例中，本领域技术人员能够根据获知的技术方案和本申请所要解决的技术问题，以组合的方式来使用。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (8)

1.一种清选风机传动系统，其特征在于：包括

驱动组件、调速组件和清选风机（10）；

所述驱动组件的输出端与所述调速组件的输入端连接，用于将动力传递给所述调速组件；

所述调速组件的输出端与所述清选风机（10）连接，用于调节所述清选风机（10）的转速；

所述驱动组件包括驱动装置（1）、动力输出带轮（2）、传动皮带轮（3）和第一皮带（4）；

所述驱动装置（1）与所述动力输出带轮（2）连接；

所述动力输出带轮（2）与所述传动皮带轮（3）通过所述第一皮带（4）连接；

所述调速组件包括调速主动轮（5）、调速被动轮（6）、第二皮带（7）和调速机构（8）；

所述调速主动轮（5）通过枢轴分别与，所述传动皮带轮（3）和所述调速机构（8）连接；

所述调速被动轮（6）与所述调速主动轮（5）通过所述第二皮带（7）连接；

所述调速主动轮（5）包括第一定轮（501）、第一动轮（502）和调速器（503）；

所述调速器（503）一端与所述调速机构（8）连接，另一端与所述第一动轮（502）连接，用于调节所述第一动轮（502）与所述第一定轮（501）之间的距离；

所述第一定轮（501）与所述第一动轮（502）之间形成，与所述第二皮带（7）配合的第一区域；

所述调速机构（8）包括电机（801）、减速器（802）、第一链轮（803）、第二链轮（804）和链条（805）；

所述电机（801）通过所述减速器（802）与所述第一链轮（803）连接；

所述第二链轮（804）与所述调速器（503）通过所述枢轴连接；

所述链条（805）分别连接所述第一链轮（803）和所述第二链轮（804）；

其中，所述电机（801）驱动所述第一链轮（803）转动，所述第一链轮（803）带动所述第二链轮（804）转动，实现对所述第一定轮（501）与所述第一动轮（502）之间距离的调整。

2.根据权利要求1所述的一种清选风机传动系统，其特征在于：所述调速被动轮（6）包括能够调节彼此间距离的第二定轮（601）和第二动轮（602）；

所述第二定轮（601）和所述第二动轮（602）之间形成，与所述第二皮带（7）配合的第二区域。

3.根据权利要求2所述的一种清选风机传动系统，其特征在于：

所述第一定轮（501）与所述第一动轮（502）之间距离变小时，所述第一区域的直径变大，所述第二定轮（601）和所述第二动轮（602）之间距离变大，所述第二区域的直径变小；

所述第一定轮（501）与所述第一动轮（502）之间距离变大时，所述第一区域的直径变小，所述第二定轮（601）和所述第二动轮（602）之间距离变小，所述第二区域的直径变大。

4.根据权利要求2所述的一种清选风机传动系统，其特征在于：所述电机（801）为步进电机（801）。

5.根据权利要求1-4任一所述的一种清选风机传动系统，其特征在于：所述清选风机（10）上设置有，与所述调速组件连通的传感器（9），用于测量所述清选风机（10）的转速。

6.一种具有上述权利要求1-5任一所述清选风机传动系统的控制方法，其特征在于：包括如下步骤，

S1.驱动装置（1）启动，所述驱动装置（1）驱动动力输出带轮（2）转动，所述动力输出带轮（2）通过所述第一皮带（4）传递给传动皮带轮（3）；

S2.所述传动皮带轮（3）通过枢轴带动调速主动轮（5）转动，所述调速主动轮（5）通过第二皮带（7）将动力传递给调速被动轮（6）；

S3.所述调速被动轮（6）带动带动清选风机（10）转动。

7.根据权利要求6所述的一种清选风机传动系统的控制方法，其特征在于：还包括步骤S4.传感器（9）实时监控所述清选风机（10）的转速，并与调速组件通讯连接。

8.根据权利要求7所述的一种清选风机传动系统的控制方法，其特征在于：

还包括步骤S5.所述传感器（9）检测到所述清选风机（10）的实际转速大于预设转速时，向所述调速组件发送调速信号，所述调速组件内的调速机构（8），控制调速器（503）转动，第一定轮（501）与第一动轮（502）之间距离变小，传动比变小，所述清选风机（10）的实际转速下降，直至所述清选风机（10）的实际转速进入预设转速的范围；

所述传感器（9）检测到所述清选风机（10）的实际转速小于预设转速时，向所述调速组件发送调速信号，所述调速组件内的调速机构（8），控制调速器（503）转动，第一定轮（501）与第一动轮（502）之间距离变大，传动比变大，所述清选风机（10）的实际转速增大，直至所述清选风机（10）的实际转速进入预设转速的范围。

Images