CN113396702B - 一种基于应变信号反馈调节的电驱多轨迹清选振动筛 - Google Patents

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Abstract

本发明属于农业机械设备技术领域，具体涉及一种基于应变信号反馈调节的电驱多轨迹清选振动筛，包括双直线电机装置和电瓶；滚筒的主轴安装有无线动态应变仪，其外部安装有应变仪保护壳；双直线电机装置包括导轨、竖向直线电机导轨、竖向直线电机滑块、横向直线电机导轨和横向直线电机滑块；横向直线电机滑块可滑动地安装在横向直线电机导轨上，竖向直线电机导轨的上部安装在横向直线电机滑块上，其下部通过滑块安装在导轨上，竖向直线电机滑块可滑动地安装在竖向直线电机导轨上，竖向直线电机滑块上设有用于安装固定振动筛的安装孔。通过双直线电机驱动实现振动筛的变轨，并配有反馈调节系统，以提高振动筛筛分性能和适用性。

Description

一种基于应变信号反馈调节的电驱多轨迹清选振动筛
技术领域：
本发明属于农业机械设备技术领域,具体涉及一种基于应变信号反馈调节的电驱多轨迹清选振动筛。
背景技术：
我国谷类粮食作物品种繁多，其中主要粮食作物包括水稻、小麦、玉米，此外，谷子、高粱、燕麦等谷类杂粮作物在我国粮食结构中也占有重要地位。由于谷物品种的多样性以及不同谷物之间的差异性，要在国内全面实现农业生产机械化，需针对不同谷物特点研发配套的作业机具。
收获是粮食生产的重要环节，目前我国主要粮食作物的联合收获机已相对成熟，杂粮作物联合收获机也在迅速发展，并在发展过程中提出了一机多用的概念，即一台联合收获机兼收多种作物，达到提高效率、降低成本的目的。多数机型实现一机多用，主要通过联合收获机关键工作部件的更换以及作业参数的调整来实现，无法完全适应不同种类作物的脱粒、分离和清选等任务，在兼收其他种类作物时，其作业质量较差。
联合收获系统中谷物清选振动筛主要驱动方式主要为曲柄连杆式、曲柄滑块式和偏心轮式，以上驱动方式的振动筛进行不同作物的清选作业时，只能通过更换振动筛类型以及调节筛面振动频率实现，无法实现振幅和筛面运动轨迹的调节，如图9所示，这不仅限制了装置性能的提升，也降低了装置对其他作物的适应性。因此，设计了一种直线电机驱动的变轨振动筛，并配有反馈调节系统，以提高振动筛筛分性能和适用性。
发明内容：
本发明的目的是提供一种基于应变信号反馈调节的电驱多轨迹清选振动筛。通过双直线电机驱动实现振动筛的变轨，并配有反馈调节系统，以提高振动筛筛分性能和适用性。
本发明采用的技术方案为：一种基于应变信号反馈调节的电驱多轨迹清选振动筛，包括滚筒和振动筛，滚筒和振动筛安装在机架上，所述电驱多轨迹清选振动筛还包括四个用于驱动振动筛的双直线电机装置和电瓶，电瓶为双直线电机装置供电，双直线电机装置固定在机架上；所述滚筒的主轴安装有用于采集应力信号的无线动态应变仪。
进一步的，所述无线动态应变仪的外部安装有应变仪保护壳，脱粒元件内壁的应变测量点夹层和无线动态应变仪之间设有走线管。
进一步的，所述双直线电机装置包括导轨、竖向直线电机导轨、竖向直线电机滑块、横向直线电机导轨和横向直线电机滑块；所述横向直线电机滑块可滑动地安装在横向直线电机导轨上，所述竖向直线电机导轨的上部安装在横向直线电机滑块上，其下部通过滑块安装在导轨上，所述竖向直线电机滑块可滑动地安装在竖向直线电机导轨上，竖向直线电机滑块上设有用于安装固定振动筛的安装孔。
进一步的，所述双直线电机装置分别设置在振动筛的四个角上，振动筛的连接头安装在安装孔上。
本发明的有益效果：提供一种基于应变信号反馈调节的电驱多轨迹清选振动筛。通过双直线电机驱动实现振动筛的变轨，并配有反馈调节系统，以提高振动筛筛分性能和适用性。一方面，传统的清选振动筛由于装置结构和驱动方式的限制，只能调节振动频率，无法调节振幅和振动轨迹等参数。本设计使用多个直线电机联合驱动清选振动筛调节参数，实现实时变轨迹变参数调节；另一方面，传统的清选振动筛传动系统动力来源于机车行进系统，振动筛振动频率受机车前进速度影响，而无法根据作物具体的喂入量进行调节。因此，通过监测作物喂入量、滚筒脱粒元件所受应力和筛面所受压力，对振动筛工作频率、振幅、轨迹进行实时调节。
附图说明：
图1是实施例一中的立体结构示意图；
图2是实施例一中线动态应变仪的安装位置示意图；
图3是实施例一中应变仪保护壳的结构示意图；
图4是实施例一中双直线电机装置的安装位置示意图；
图5是实施例一中双直线电机装置的立体结构示意图；
图6是实施例一中双直线电机装置的主视结构示意图；
图7是实施例一中双直线电机装置的侧视结构示意图；
图8是实施例一中振动筛的工作流程框图；
图9是背景技术中传统振动筛的工作流程框图。
具体实施方式：
实施例一
参照图1-图8，一种基于应变信号反馈调节的电驱多轨迹清选振动筛，包括滚筒1和振动筛3，滚筒1和振动筛3安装在机架上，所述电驱多轨迹清选振动筛还包括四个用于驱动振动筛3的双直线电机装置2和电瓶4，电瓶4为双直线电机装置2供电，双直线电机装置2固定在机架上；所述滚筒1的主轴11安装有用于采集应力信号的无线动态应变仪12；所述无线动态应变仪12的外部安装有应变仪保护壳13，脱粒元件14内壁的应变测量点夹层15和无线动态应变仪12之间设有走线管16；所述双直线电机装置2包括导轨26、竖向直线电机导轨23、竖向直线电机滑块22、横向直线电机导轨25和横向直线电机滑块24；所述横向直线电机滑块24可滑动地安装在横向直线电机导轨25上，所述竖向直线电机导轨23的上部安装在横向直线电机滑块24上，其下部通过滑块安装在导轨26上，所述竖向直线电机滑块22可滑动地安装在竖向直线电机导轨23上，竖向直线电机滑块22上设有用于安装固定振动筛3的安装孔21；所述双直线电机装置2分别设置在振动筛3的四个角上，振动筛3的连接头安装在安装孔21上。
电瓶给直线电机装置提供电能，驱动双直线电机装置工作，柴油机为机车行进和脱粒分离装置提供动力，并将剩余一部分能量转化为电能为电瓶供电，提高电瓶的续航能力，电瓶通过电缆与双直线电机装置连接。振动筛前后各有两组双直线电机装置驱动，带动振动筛运动，实现振动轨迹、振幅、频率等参数的调节。脱粒分离装置安装有应变信号采集系统，通过监测脱粒元件应变大小智能判断喂入量大小，对清选振动筛参数进行反馈调节，达到提高装置作业性能的目的。应变信号通过电阻应变计变形产生的阻值变化计算，应变信号经无线动态应变仪的前置信号放大、A/D转换、数据储存，再由DSP抗混滤波器解决频率混叠，经总线处理无线传输至遥测动态信号测试系统进行后处理分析，最后依据后处理数据实现双直线电机作业程序参数调节。
现有联合收获机清选振动筛由于工作原理限制，只能通过调节偏心轮、曲柄转速实现振动频率的调节，限制了装置工作性能的提升和通用性的发展。本设计改变传统驱动方式，采用多个直线电机联合驱动振动筛，这种驱动方式主要特点为：1、独立控制振动筛作业参数。采用直线电机驱动将清选振动筛动力与机车其他作业动力系统分离，可在装置其他参数不变的情况下，单独实现振动筛参数的调节；2、实现振动筛运动参数调节多样化。采用多直线电机配合驱动，与传统振动筛相比，不仅可实现振动频率的调节，还能调节振动筛的振动轨迹、振动方式、振幅等参数，提高了其通用性；反馈信号辅助调节。采用无线采集设备采集相关工作部件的作业情况，并以此位参照对振动筛作业参数进行只能调节。
以上实施例仅用一说明本发明的的技术方案，而并非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明专利进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (2)

1.一种基于应变信号反馈调节的电驱多轨迹清选振动筛，包括滚筒(1)和振动筛(3)，滚筒(1)和振动筛(3)安装在机架上，其特征在于：所述电驱多轨迹清选振动筛还包括四个用于驱动振动筛(3)的双直线电机装置(2)和电瓶(4)，电瓶(4)为双直线电机装置(2)供电，双直线电机装置(2)固定在机架上；所述滚筒(1)的主轴(11)安装有用于采集应力信号的无线动态应变仪(12)；
所述双直线电机装置(2)包括导轨(26)、竖向直线电机导轨(23)、竖向直线电机滑块(22)、横向直线电机导轨(25)和横向直线电机滑块(24)；所述横向直线电机滑块(24)可滑动地安装在横向直线电机导轨(25)上，所述竖向直线电机导轨(23)的上部安装在横向直线电机滑块(24)上，其下部通过滑块安装在导轨(26)上，所述竖向直线电机滑块(22)可滑动地安装在竖向直线电机导轨(23)上，竖向直线电机滑块(22)上设有用于安装固定振动筛(3)的安装孔(21)；
所述双直线电机装置(2)分别设置在振动筛(3)的四个角上，振动筛(3)的连接头安装在安装孔(21)上。
2.根据权利要求1所述的一种基于应变信号反馈调节的电驱多轨迹清选振动筛，其特征在于：所述无线动态应变仪(12)的外部安装有应变仪保护壳(13)，脱粒元件(14)内壁的应变测量点夹层(15)和无线动态应变仪(12)之间设有走线管(16)。
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