CN113170651A - 一种粮仓、粮仓籽粒均布的控制方法及收获机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种粮仓、粮仓籽粒均布的控制方法及收获机，粮仓包括箱体和设置在箱体内的籽粒喷口，籽粒喷口可转动的安装在箱体内，还包括控制器和与籽粒喷口传动连接的驱动机构，在箱体内的不同位置设置有多个用于检测对应区域是否有籽粒的籽粒传感器，多个籽粒传感器分别与控制器电连接，用于将不同位置的籽粒检测信息传递给控制器，控制器与驱动机构电连接，用于根据各籽粒检测信息向驱动机构发出转动信号并驱动籽粒喷口转动或发出维持信号并保持籽粒喷口的当前状态。本发明能实现粮仓内籽粒的均布，达到良好的充满效果，粮仓充满率在95％以上，提升粮仓容积利用率，减少卸粮频次，从而提高作业效率，提高生产收益。
Description
技术领域
本发明涉及一种粮仓、粮仓籽粒均布的控制方法及收获机，属于农用机械技术领域。
背景技术
面对日益增长的粮食需求和作物产量的不断提高，高效率、高速度作业的联合收割机需求也愈发迫切。在追求高效率收割作业，提升经济效益的过程中，增大收割机喂入量，减少辅助作业时间成为了有效手段。影响整机综合作业效率的因素为纯作业时间和辅助作业时间，减少辅助作业时间会提升作业效率，目前辅助作业时间即为卸粮时间，而影响卸粮时间的最大因素就是卸粮频次，卸粮频次又受粮仓充满率影响，粮仓充满率越低，卸粮次数相对增多，所以提高粮仓充满率就是提升整机作业效率。
在辅助作业时间中，卸粮时间影响十分关键。为了缩短卸粮时间与卸粮频次，需要加大粮仓。在加大粮仓的过程中，由于籽粒升运器上端附带的籽粒喷口的喷洒角度和位置是固定的，导致籽粒无法完全充满粮仓，出现了容积的浪费，利用率不高。
现有的收获机粮仓中，籽粒在籽粒升运器内的搅龙与壳体的作用下，输送至籽粒喷口，籽粒喷口是固定的，无法转动，在甩板的作用下，籽粒沿着固定的喷洒方向喷出，进入粮仓。目前技术弊端是：籽粒喷口是固定不动的，而因籽粒种类较多且籽粒含水率不同，籽粒在籽粒喷口获得速度不同，所以籽粒在粮仓中的分布也不相同，粮仓的充满率不同，一般粮仓充满率在75％至90％之间，如果能进一步提高粮仓充满率，尤其是针对加大后的粮仓，整机的综合作业效率可以得到较大提升。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种粮仓、粮仓籽粒均布的控制方法及收获机，能减少粮仓容积的浪费，提高粮仓充满率。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种粮仓，包括箱体和设置在所述箱体内的籽粒喷口，所述籽粒喷口可转动的安装在所述箱体内，还包括控制器和与所述籽粒喷口传动连接的驱动机构，在所述箱体内的不同位置设置有多个用于检测对应区域是否有籽粒的籽粒传感器，多个所述籽粒传感器分别与所述控制器电连接，用于将不同位置的籽粒检测信息传递给所述控制器，所述控制器与所述驱动机构电连接，用于根据各籽粒检测信息向所述驱动机构发出转动信号并驱动所述籽粒喷口转动或发出维持信号并保持所述籽粒喷口的当前状态。
本发明的有益效果是：将籽粒喷口由固定式改为可转动式，并利用籽粒传感器和控制器通过驱动机构进行控制，形成喷洒角度自动可调的籽粒均布机构，使得籽粒喷口能够进行角度的调整和摆动，实现粮仓内籽粒的均布，达到良好的充满效果，粮仓充满率在95％以上，提升粮仓容积利用率，减少卸粮频次，从而提高作业效率，减小因卸粮频次较多带来的人力浪费及燃油消耗，提高生产收益。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述籽粒喷口设置在所述箱体内的上部，位于中间或一侧。
采用上述进一步方案的有益效果是籽粒喷口需要设置在箱体内的上部，且尽量靠近顶部，这样可以防止粮仓内的籽粒在满仓前就从籽粒喷口倒灌回籽粒升运器，而具体的，籽粒喷口可以在中间，向四周喷洒，也可以设置在其中一侧，朝向另一侧以不同的角度进行喷洒。
进一步，所述籽粒喷口为竖直设置并可轴向转动的圆柱形，其下端设有籽粒进口，其一侧设有籽粒出口。
采用上述进一步方案的有益效果是籽粒升运器通常包括水平输送搅龙和下端与水平输送搅龙一端连通的竖直提升搅龙，竖直提升搅龙将籽粒向上输送至籽粒喷口处，由其下端的籽粒进口进入，并在甩板的作用下从其一侧的籽粒出口喷出，而籽粒喷口要能转动改变籽粒出口的喷洒角度，还要保证籽粒升运器与籽粒喷口连通的密封性，基于竖直提升搅龙通常为圆柱形，所以籽粒喷口设计为同轴且直径相同的圆柱形，提升搅龙的上端通过轴承与籽粒喷口的下端转动连接。
进一步，所述驱动机构为电推杆，所述电推杆的两端分别与所述箱体内壁和所述籽粒喷口转动连接。
采用上述进一步方案的有益效果是驱动籽粒喷口转动的驱动机构可以采用电力控制或液压控制等不同的方式，但是考虑到籽粒传感器和控制器采用的是电控，所以驱动机构采用电力控制的方式较为合适，尤其是可以采用电推杆，结构简单，控制籽粒喷口转动方便，且转动角度也比较好控制。
进一步，还包括报警装置，所述控制器与所述报警装置电连接，用于根据各籽粒信息向所述报警装置发出报警信号。
采用上述进一步方案的有益效果是当根据各籽粒检测信息判断得出粮仓满仓时，控制器控制报警装置发出报警信号，提醒驾驶员粮仓已满仓，需要进行卸粮操作。具体的，报警装置可以是报警喇叭、蜂鸣器、设置在驾驶室内的指示灯等。
进一步，多个所述籽粒传感器固定安装在所述箱体的顶壁内侧或内侧壁上端，并处于同一高度，每个所述籽粒传感器检测的区域为其周围或由其水平延伸至所述箱体的中心处的区域。
采用上述进一步方案的有益效果是籽粒传感器可以采用压感式传感器，固定安装在所述箱体的顶壁内侧，由籽粒的挤压判断是否有籽粒，若未被籽粒触动时，籽粒检测信息为无籽粒，若是其在籽粒的堆积挤压下触动，则籽粒检测信息为有籽粒，此时，籽粒传感器检测的区域为所述籽粒传感器周围。此外，籽粒传感器也可以其激光传感器等他类型的传感器，固定安装在所述箱体的内侧壁上端，籽粒传感器检测的区域为由其水平延伸至所述箱体的中心处的区域，即籽粒传感器向箱体的中心处发出激光等检测介质，判断感应情况，以此判断是否有籽粒。而将籽粒传感器设置的全部位于同一高度，这样能够使得各籽粒传感器的检测基准相同，得到的检测结果代表的意义相同，控制器可以更容易的做出判断，是比较容易实现且满仓效果较好的技术方案。
进一步，多个所述籽粒传感器沿着所述箱体的周向等间距分布。
采用上述进一步方案的有益效果是基于多个籽粒传感器处于同一高度，也可以理解为处于箱体内上端的一个水平面上，等间距分布是针对粮仓形状规则时采用的优选技术方案，如果碰到粮仓形状不规则，不同区域承载量不同，也可以根据需要设置不同间距的籽粒传感器。
进一步，所述籽粒传感器设有四个。
采用上述进一步方案的有益效果是箱体通常为规则的长方体形，由此，籽粒传感器设置为四个，分别位于箱体的四个竖直侧边靠上的位置、位于箱体的四个侧壁上靠上的位置或者位于箱体顶壁靠近四个顶角处。
本发明还涉及一种粮仓籽粒均布的控制方法，由所述的粮仓实现，包括以下步骤：
S1将多个籽粒传感器排序；
S2控制籽粒喷口转动使其朝向其中一个籽粒传感器，在持续喷出籽粒的过程中，多个籽粒传感器实时检测对应区域是否有籽粒，并将得到的籽粒检测信息发送给控制器；
S3当籽粒喷口朝向的籽粒传感器的籽粒检测信息为无籽粒时，控制器向驱动机构发出维持信号并保持所述籽粒喷口的当前状态，当籽粒喷口朝向的籽粒传感器的籽粒检测信息为有籽粒时，控制器向驱动机构发出转动信号并驱动所述籽粒喷口转动至其朝向下一个籽粒传感器；依次类推，直至所有的籽粒传感器的籽粒检测信息均为有籽粒为止。
本发明的粮仓籽粒均布的控制方法，合理的利用多个籽粒传感器检测到的籽粒检测信息，对籽粒喷口的朝向进行自动控制，调整喷洒角度和范围，最终实现避免粮仓容积的浪费，提高粮仓充满率的效果，由此能减少卸粮频次，提高作业效率。
本发明还涉及一种收获机,包括所述的粮仓。本发明的粮仓适用于收获机，尤其是水稻收获机，此外，还适用于其他具有粮仓的机器或者其他存储物料的容器中需要通过喷头喷洒均匀的装置。
附图说明
图1为现有技术粮仓的主视图；
图2为现有技术粮仓的俯视图；
图3为本发明粮仓的主视图；
图4为本发明粮仓的俯视图，其中虚线表示籽粒传感器、控制器和报警装置的控制路线。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、箱体；2、籽粒喷口；3、驱动机构；4、籽粒传感器；5、控制器；6、报警装置；7、轴承。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1和图2所示，现有技术的粮仓，箱体1内的籽粒喷口2是固定设置的，不能转动，也不能调整喷洒角度，其喷洒方向是固定不变的，由此，根据作物的不同，其粮仓内的充满率在75％至90％之间，浪费了不少的箱体内部空间，需要频繁卸粮，效率较低。
如图3和图4所示，本发明涉及一种粮仓，包括箱体1和设置在所述箱体1内的籽粒喷口2，所述籽粒喷口2可转动的安装在所述箱体1内，还包括控制器5和与所述籽粒喷口2传动连接的驱动机构3，在所述箱体1内的不同位置设置有多个用于检测对应区域是否有籽粒的籽粒传感器4，多个所述籽粒传感器4分别与所述控制器5电连接，用于将不同位置的籽粒检测信息传递给所述控制器5，所述控制器5与所述驱动机构3电连接，用于根据各籽粒检测信息向所述驱动机构3发出转动信号并驱动所述籽粒喷口2转动或发出维持信号并保持所述籽粒喷口2的当前状态。
籽粒喷口2喷洒角度的调整可通过设置于粮箱1四周的籽粒传感器4进行信号反馈。当粮仓充满不均时即其中一个籽粒传感器4无信号时，驱动机构3驱动籽粒喷口2转动合适角度，籽粒喷向未充满区域，如此自动进行调节。
本发明将籽粒喷口2由固定式改为可转动式，并利用籽粒传感器4和控制器5通过驱动机构3进行控制，形成喷洒角度自动可调的籽粒均布机构，使得籽粒喷口2能够进行角度的调整和摆动，实现粮仓内籽粒的均布，达到良好的充满效果，粮仓充满率在95％以上，提升粮仓容积利用率，减少卸粮频次，从而提高作业效率，减小因卸粮频次较多带来的人力浪费及燃油消耗，提高生产收益。
优选的，所述籽粒喷口2设置在所述箱体1内的上部，位于中间或一侧。籽粒喷口2需要设置在箱体1内的上部，且尽量靠近顶部，这样可以防止粮仓内的籽粒在满仓前就从籽粒喷口1倒灌回籽粒升运器，而具体的，籽粒喷口2可以在中间，向四周喷洒，也可以设置在其中一侧，朝向另一侧以不同的角度进行喷洒。
优选的，所述籽粒喷口2为竖直设置并可轴向转动的圆柱形，其下端设有籽粒进口，其一侧设有籽粒出口。籽粒升运器通常包括水平输送搅龙和下端与水平输送搅龙一端连通的竖直提升搅龙，竖直提升搅龙将籽粒向上输送至籽粒喷口2处，由其下端的籽粒进口进入，并在甩板的作用下从其一侧的籽粒出口喷出，而籽粒喷口2要能转动改变籽粒出口的喷洒角度，还要保证籽粒升运器与籽粒喷口2连通的密封性，基于竖直提升搅龙通常为圆柱形，所以籽粒喷口2设计为同轴且直径相同的圆柱形，提升搅龙的上端通过轴承7与籽粒喷口2的下端转动连接。
驱动籽粒喷口2转动的驱动机构3可以采用电力控制或液压控制等不同的方式，但是考虑到籽粒传感器4和控制器5采用的通常是电控，所以驱动机构3采用电力控制的方式较为合适，尤其是可以采用电推杆，结构简单，控制籽粒喷口2转动方便，且转动角度也比较好控制，所述电推杆的两端分别与所述箱体1内壁和所述籽粒喷口2转动连接。
此外，本发明的粮仓还包括报警装置6，所述控制器5与所述报警装置6电连接，用于根据各籽粒信息向所述报警装置6发出报警信号。当根据各籽粒检测信息判断得出粮仓满仓时，控制器5控制报警装置6发出报警信号，提醒驾驶员粮仓已满仓，需要进行卸粮操作。具体的，报警装置6可以是报警喇叭、蜂鸣器、设置在驾驶室内的指示灯等。
在本发明中，各个电器件(籽粒传感器4、控制器5、报警装置6和驱动机构3)之间的电连接，可以采用电路直接连接，也可以采用无线通讯连接，其电力来源可以单独设置蓄电池或者由收获机整机电力系统供电。
在上述各个技术方案任一个的基础上，多个所述籽粒传感器4固定安装在所述箱体1的顶壁内侧或内侧壁上端，并处于同一高度，每个所述籽粒传感器4检测的区域为其周围或由其水平延伸至所述箱体1的中心处的区域。
籽粒传感器4可以采用压感式传感器，固定安装在所述箱体1的顶壁内侧，由籽粒的挤压判断是否有籽粒，若未被籽粒触动时，籽粒检测信息为无籽粒，若是其在籽粒的堆积挤压下触动，则籽粒检测信息为有籽粒，此时，籽粒传感器4检测的区域为所述籽粒传感器4周围。此外，籽粒传感器4也可以其激光传感器等他类型的传感器，固定安装在所述箱体的内侧壁上端，籽粒传感器4检测的区域为由其水平延伸至所述箱体的中心处的区域，即籽粒传感器4向箱体1的中心处发出激光等检测介质，判断感应情况，以此判断是否有籽粒。而将籽粒传感器4设置的全部位于同一高度，这样能够使得各籽粒传感器4的检测基准相同，得到的检测结果代表的意义相同，控制器5可以更容易的做出判断，是比较容易实现且满仓效果较好的技术方案。
优选的，多个所述籽粒传感器4沿着所述箱体1的周向等间距分布。基于多个籽粒传感器4处于同一高度，也可以理解为处于箱体1内上端的一个水平面上，等间距分布是针对粮仓形状规则时采用的优选技术方案，如果碰到粮仓形状不规则，不同区域承载量不同，也可以根据需要设置不同间距的籽粒传感器4。
优选的，所述籽粒传感器4设有四个。箱体1通常为规则的长方体形，由此，籽粒传感器4设置为四个，分别位于箱体1的四个竖直侧边靠上的位置、位于箱体1的四个侧壁上靠上的位置或者位于箱体1顶壁靠近四个顶角处。
本发明还涉及一种粮仓籽粒均布的控制方法，由所述的粮仓实现，包括以下步骤：
S1将多个籽粒传感器4排序；
S2控制籽粒喷口2转动使其朝向其中一个籽粒传感器4，在持续喷出籽粒的过程中，多个籽粒传感器4实时检测对应区域是否有籽粒，并将得到的籽粒检测信息发送给控制器5；
S3当籽粒喷口2朝向的籽粒传感器4的籽粒检测信息为无籽粒时，控制器5向驱动机构3发出维持信号并保持所述籽粒喷口2的当前状态，当籽粒喷口2朝向的籽粒传感器4的籽粒检测信息为有籽粒时，控制器5向驱动机构3发出转动信号并驱动所述籽粒喷口2转动至其朝向下一个籽粒传感器4；依次类推，直至所有的籽粒传感器4的籽粒检测信息均为有籽粒为止。
本发明的粮仓籽粒均布的控制方法，合理的利用多个籽粒传感器4检测到的籽粒检测信息，对籽粒喷口2的朝向进行自动控制，调整喷洒角度和范围，最终实现避免粮仓容积的浪费，提高粮仓充满率的效果，由此能减少卸粮频次，提高作业效率。
控制器5根据各籽粒传感器4的籽粒检测信息通过驱动机构3控制籽粒喷口2的转动，例如，如图4所示，该方案在箱体1顶壁上设计A、B、C、D四个籽粒传感器4，在籽粒的堆积挤压下触动，发出信号，根据信号源(即籽粒传感器4)的位置，控制器5控制驱动机构3动作，使籽粒喷口2转动至没有充满籽粒的位置,当四个籽粒传感器4都被触动后，籽粒喷口2转至初始位置且满仓报警启动，提醒驾驶员卸粮。籽粒喷口2的控制策略如下：四个籽粒传感器4按照A、B、C、D排序，如果A先触动时，籽粒喷口2转向朝向B的方向，如果B也已被触动，则籽粒喷口2转向朝向C的方向，如果C也已被触动，则籽粒喷口2转向朝向D的方向；A、B、C、D四个籽粒传感器4是一个循环，如果当B先触动时，控制器5先判断C是否触动，然后依次为D和A，依次类推。四个籽粒传感器4按照A、B、C、D排序的方式可以是顺时针或逆时针，也可以是对角线交错分布(即一个对角线分别是A和B，另一个对角线分别是C和D，A处充满以后，直接转向对角线处的B，这样更利于籽粒喷口2转向调整，粮仓充满的更快)。
本发明还涉及一种收获机,包括所述的粮仓。本发明的粮仓适用于收获机，尤其是水稻收获机，此外，还适用于其他具有粮仓的机器或者其他存储物料的容器中需要通过喷头喷洒均匀的装置。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种粮仓，包括箱体(1)和设置在所述箱体(1)内的籽粒喷口(2)，其特征在于，所述籽粒喷口(2)可转动的安装在所述箱体(1)内，还包括控制器(5)和与所述籽粒喷口(2)传动连接的驱动机构(3)，在所述箱体(1)内的不同位置设置有多个用于检测对应区域是否有籽粒的籽粒传感器(4)，多个所述籽粒传感器(4)分别与所述控制器(5)电连接，用于将不同位置的籽粒检测信息传递给所述控制器(5)，所述控制器(5)与所述驱动机构(3)电连接，用于根据各籽粒检测信息向所述驱动机构(3)发出转动信号并驱动所述籽粒喷口(2)转动或发出维持信号并保持所述籽粒喷口(2)的当前状态。
2.根据权利要求1所述一种粮仓，其特征在于，所述籽粒喷口(2)设置在所述箱体(1)内的上部，位于中间或一侧。
3.根据权利要求1所述一种粮仓，其特征在于，所述籽粒喷口(2)为竖直设置并可轴向转动的圆柱形，其下端设有籽粒进口，其一侧设有籽粒出口。
4.根据权利要求1所述一种粮仓，其特征在于，所述驱动机构(3)为电推杆，所述电推杆的两端分别与所述箱体(1)内壁和所述籽粒喷口(2)转动连接。
5.根据权利要求1所述一种粮仓，其特征在于，还包括报警装置(6)，所述控制器(5)与所述报警装置(6)电连接，用于根据各籽粒信息向所述报警装置(6)发出报警信号。
6.根据权利要求1至5任一项所述一种粮仓，其特征在于，多个所述籽粒传感器(4)固定安装在所述箱体(1)的顶壁内侧或内侧壁上端，并处于同一高度，每个所述籽粒传感器(4)检测的区域为其周围或由其水平延伸至所述箱体(1)的中心处的区域。
7.根据权利要求6所述一种粮仓，其特征在于，多个所述籽粒传感器(4)沿着所述箱体(1)的周向等间距分布。
8.根据权利要求7所述一种粮仓，其特征在于，所述籽粒传感器(4)设有四个。
9.一种粮仓籽粒均布的控制方法，其特征在于，由如权利要求1至8任一项所述的粮仓实现，包括以下步骤：
S1将多个籽粒传感器(4)排序；
S2控制籽粒喷口(2)转动使其朝向其中一个籽粒传感器(4)，在持续喷出籽粒的过程中，多个籽粒传感器(4)实时检测对应区域是否有籽粒，并将得到的籽粒检测信息发送给控制器(5)；
S3当籽粒喷口(2)朝向的籽粒传感器(4)的籽粒检测信息为无籽粒时，控制器(5)向驱动机构(3)发出维持信号并保持所述籽粒喷口(2)的当前状态，当籽粒喷口(2)朝向的籽粒传感器(4)的籽粒检测信息为有籽粒时，控制器(5)向驱动机构(3)发出转动信号并驱动所述籽粒喷口(2)转动至其朝向下一个籽粒传感器(4)；依次类推，直至所有的籽粒传感器(4)的籽粒检测信息均为有籽粒为止。
10.一种收获机,其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的粮仓。
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