CN113784614A - 禾秆行走机负荷监测 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于控制联合收割机(10)的系统(100)和方法。所述方法包括以下步骤：从多个谷物流量传感器(210)接收谷物流量传感器信号，基于接收到的谷物流量传感器信号，确定禾秆行走机部(22)上的当前负荷，以及基于当前负荷，调节联合收割机(10)的脱粒和分离部的积极性设置。谷物流量传感器(210)设置在联合收割机(10)的禾秆行走机部(22)的作物转移表面(260)的下方和附近，并且分布在禾秆行走机部(22)的长度上。

Description

禾秆行走机负荷监测

技术领域

本发明涉及联合收割机和控制联合收割机的方法。

背景技术

联合收割机，通常也称为“联合收割机(combines)”，从农田收获谷物，并将谷粒与收割的作物中的所有其他材料分开。这种其他材料通常称为“谷物以外的材料”或MOG，并且包括例如禾秆、叶、穗和谷壳。这种分离涉及不同的过程阶段。在脱粒步骤中，谷粒与谷壳和植物分离。相继的分离阶段进一步将谷物-MOG混合物中的禾秆和其他较大部分与较小的谷粒和谷壳分离。然后，清洁阶段，通常包括用于吹走轻质谷壳的鼓风机和用于让较重谷粒穿过的一组往复筛，将谷粒与谷壳分离。

脱粒和分离阶段有不同的机械设置。在传统的联合收割机中，脱粒是通过旋转的、横向放置的脱粒滚筒(threshing drum)完成的。在脱粒滚筒的下方，在距转子很短的距离(脱粒间隙)处设有脱粒凹部，也称脱粒格栅(threshing grate)。脱粒滚筒通常包括多个横向放置的脱粒板条，所述脱粒板条与脱粒凹部配合以从作物中释放谷粒。类似地，分离凹部，也称为分离格栅，在横向放置的分离滚筒下方并围绕它延伸，在其间留下分离间隙。通常，分离滚筒表面上的分离指或其他分离元件与分离格栅配合以进一步将谷粒与禾秆分离。在高级联合收割机中，脱粒和分离阶段可包括一个或多个与脱粒和分离滚筒平行定位的附加滚筒。在非常简单的传统联合收割机中，可以省去分离滚筒。应注意，虽然脱粒和分离阶段中的所有滚筒和格栅可对其各自的特定功能进行优化，脱粒滚筒通常也将用于分离，反之亦然。

禾秆从脱粒和分离滚筒传递到禾秆行走机(straw walker)。禾秆行走机的往复运动将禾秆移动到联合收割机的后部，在所述收割机的后部，禾秆可以成行地(in a swath)落到农田上，或者被粉碎机-撒布机组合(shredder-spreader combination)切割和分散。禾秆行走机的往复运动进一步导致较重的谷粒穿过被运送到联合收割机后部的禾秆体积(straw volume)落下。禾秆行走机的禾秆承载顶表面也是格栅，并且允许尚未穿过脱粒和分离格栅落下的谷粒落下，并被引导至机器的清洁阶段。由于禾秆行走机的谷物分离功能，禾秆行走机部可以被认为是分离部的一部分。

当以大产能进行收割时，脱粒和分离滚筒以及禾秆行走机必须以高速处理大量作物。为了使未脱粒的谷粒量最小化，以高产能作业的联合收割机通常将会使用更积极的脱粒和分离过程。脱粒积极性也可以根据作物类型和/或作物条件进行调节。例如，较绿色和较潮湿的谷物比较不绿色和较干燥的谷物更难脱粒。积极脱粒的一个缺点是它不仅会导致脱粒和分离增加，而且还会损坏禾秆。而损坏的禾秆本身可能是一个问题，当禾秆被打包收集并用于喂牛时，它也会增加禾秆行走机的负荷。未损坏的禾秆会在禾秆行走机上形成更加通风和体积更大的禾秆垫，使谷粒更容易穿过禾秆体积落下。积极的脱粒会导致更多的禾秆破损和更短的禾秆。更短的禾秆形成了更密集的禾秆垫，这使得禾秆行走机更难有效地将谷粒与禾秆分开。因此，谷物可能会在后端处离开联合收割机并且落在农田上。

为了避免这些谷物损失，已知将谷物损失传感器放置在禾秆行走机的后端处。这种谷物损失传感器通常是冲击传感器，其可以检测禾秆行走机的后端掉落的谷粒。当这种谷物损失被检测到或超过某个较低的阈值时，联合收割机可以减慢速度，或者可以调节脱粒和分离设置以使谷物损失恢复到可接受的水平。检测谷物损失的这种方法的一个缺点是联合收割机控制系统只能在为时已晚且谷物正损失时做出反应。

本发明的目的是提供上述问题中的至少一些问题的解决方案，并且本发明就是在此背景下开发的。

发明内容

根据本发明，该目的通过提供一种控制联合收割机的方法来实现，所述方法包括以下步骤：从多个谷物流量传感器接收谷物流量传感器信号，基于接收到的谷物流量传感器信号，确定禾秆行走机部上的当前负荷，以及基于当前负荷，调节联合收割机的脱粒和分离部的积极性设置。谷物流量传感器设置在联合收割机的禾秆行走机部的作物转移表面的下方和附近，并且分布在禾秆行走机部的长度上。

使用根据本发明的方法，可以在实际谷物损失发生之前连续监测禾秆行走机负荷并调节脱粒和分离设置。还可以在减低禾秆行走机负荷、提高禾秆质量和避免谷物损失之间取得最佳平衡。

值得注意的是，在公布为US 2003 199291 A1的美国专利申请中，已经公开了一种联合收割机，所述联合收割机具有沿着禾秆行走机的长度定位的所谓“分离传感器”。然而，其中描述的监测系统未被构造成用于监测禾秆行走机负荷。在US 2003 199291 A1中，在脱粒和分离滚筒下方也设置了相同的分离传感器，其仅用于监测落到清洁阶段的筛上的谷物的总量，并且以比以前可能的更高的精度计算总谷物损失。由于本文件仅提供了一种计算谷物损失的改进的方法，因此只能在已经检测到的谷物损失增加后调节脱粒和分离设置，并不允许预先调节脱粒和分离过程以避免谷物损失。

优选地，当前负荷的确定包括确定谷物流量分布，所述谷物流量分布代表谷物流量传感器信号沿着禾秆行走机部的长度的变化。替代地，基于例如沿着禾秆行走机长度的不同位置处的绝对谷物流量值和/或基于不同位置处的谷物流量值的比率来做出控制决策。控制决策也可以基于检测到的任何这种值的突然和/或不期望的变化。

当禾秆行走机负荷水平较低时，在禾秆行走机部的前部处的谷物流量传感器将记录穿过禾秆行走机的作物转移表面的谷物的显著流量。大多数分离发生在禾秆行走机的前部区域。当禾秆被移动到禾秆行走机的后部时，残留的谷粒越来越少。因此，来自后部谷物流量传感器的谷物流量传感器信号将显著地低于来自禾秆行走机部的前部的信号。

当禾秆行走机负荷由于禾秆垫变得更密集而增加时，来自在前部处的传感器的谷物流量传感器信号下降。由于更多的谷粒被进一步向后运送，在后部处的谷物流量传感器信号可能会增加，并且总体的从前至后谷物流量分布变平。因为在实际谷物损失开始增加之前，谷物流量分布的这种变平已经发生，所以现在可以在更早的阶段修改脱粒和分离设置，以免为时过晚。利用根据本发明的方法，甚至有可能完全防止谷物损失的增加。

如果谷物流量分布表明脱粒和分离系统正接近其极限，并且预计很快会发生谷物损失，可以采取额外的措施以防止谷物损失。例如，可以降低联合收割机的地面速度，以减低吞吐量，并允许脱粒和分离系统以低于最大积极性的水平处理所有传入的作物。在谷物流量分布突然和大的变化的情况下，可以采取类似的措施。

调节积极性设置可以例如包括调节脱粒滚筒、敲打机(beater)和/或分离滚筒的旋转速度。通常，更快的滚筒旋转会导致更积极的脱粒和分离。通常，不同滚筒的旋转速度在一起直接地关联并控制。当联合收割机允许时，不同滚筒的旋转速度可以独立地控制。

替代地或另外地，调节积极性设置可以包括调节脱粒滚筒和配合的脱粒格栅之间的脱粒间隙和/或分离滚筒和配合的分离格栅之间的分离间隙。间隙越小，脱粒和/或分离过程越积极。

除了调节脱粒和分离部的积极性设置之外，也可以调节禾秆行走机部的分离性能，例如通过调节禾秆行走机的速度或坡度。这种调节已经被用于补偿在丘陵地形上的坡度变化，但也可用于调节并非完全由坡度变化引起的禾秆行走机负荷变化。

在根据本发明的用于控制联合收割机的方法的实施例中，使用了闭环控制过程。控制过程包括确定第一当前负荷水平，降低脱粒和分离部的积极性设置，确定第二当前负荷水平，然后将第二当前负荷水平与第一当前负荷水平进行比较。如果第二当前负荷水平基本上低于第一当前负荷水平，则进一步降低脱粒和分离部的积极性设置，并且重新开始或继续监测。如果第二当前负荷水平基本上等于第一当前负荷水平，则保持脱粒和分离部的积极性设置。这样，有可能找到最积极的脱粒和分离设置，所述设置仍然导致相对较低的禾秆行走机负荷和最佳的禾秆质量。由于脱粒和分离积极性的进一步降低将不会进一步减低禾秆行走机的负荷或提高禾秆质量，因此没有必要进一步修改脱粒和分离过程并增加谷物损失的风险。

以类似的方式，控制方法可以适于找到不会导致谷物损失增加的最不积极的脱粒和分离设置。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于控制联合收割机的系统。所述系统包括谷物流量传感器和控制器，所述谷物流量传感器设置在联合收割机的禾秆行走机部的作物转移表面的下方和附近，所述控制器可操作地联接到谷物流量传感器，用于从谷物流量传感器接收谷物流量传感器信号。谷物流量传感器分布在禾秆行走机部的长度上。控制器被构造成执行根据本发明的方法。

禾秆行走机通常包括大约五个或六个平行的禾秆行走机模块，相邻模块的往复运动是异相的。每个模块包括格栅状的作物转移表面，在所述作物转移表面下方设有用于将谷物引导回联合收割机的前部的沟槽(gutter)，在所述联合收割机的前部，谷物可以落到清洁部的前部部分上。优选地，谷物流量传感器设置在沟槽内部并在禾秆行走机部的整个宽度上，即在每个禾秆行走机模块中。

谷物流量传感器可以例如包括冲击传感器、压力传感器和/或基于光的传感器。冲击传感器可以例如是压电的基于板的传感器或联接到扭矩传感器的检测杆。检测杆的优势在于它们更小，并且不会像较大的基于板的传感器那样影响谷物流动。

压力传感器通常测量两点之间的压力差，所述压力差提供关于在传感器位置处存在的作物材料的量的信息。除了正好位于禾秆行走机的作物转移表面下方的压力传感器之外，还可以禾秆行走机部上方的相应纵向和/或横向位置处提供压力传感器。

光传感器可以例如使用LED或基于激光的光发射器和相应的接收器。光可以从禾秆行走机模块的左侧和/或右侧发射并由另一侧处的相应接收器接收。替代地，发射器和接收器作为集成单元被提供，并且光在被接收器检测到之前在禾秆行走机模块的另一侧处被反射。发射光和接收光的比率可用作流动穿过作物转移表面的谷物的量的量度。

除了谷物流量传感器之外，禾秆质量传感器可以设置在禾秆行走机部的后端上方和/或附近，控制器进一步可操作地联接到禾秆质量传感器，用于从禾秆质量传感器接收禾秆质量信号，并且被构造成基于当前负荷和禾秆质量传感器信号的组合来调节脱粒和分离部的积极性设置。使用关于禾秆质量的信息可能是有利的，因为其允许系统在积极的脱粒和分离以从作物中释放所有谷粒与更轻缓的脱粒和分离以维持禾秆质量之间提供最佳平衡。

禾秆质量传感器可以例如包括相机、超声波传感器、激光传感器和/或雷达传感器。相机可以使用可见光和/或红外光。取决于所使用的技术，最好的结果可以通过设置在联合收割机的内部、禾秆行走机上方的传感器获得，或者通过传感器在禾秆离开联合收割机并掉落到农田上时对其进行监测而获得。当然，不同类型的传感器的组合可以用于甚至更可靠的测量。

在一些实施例中，还可以提供未脱粒谷物传感器，控制器进一步可操作地联接到未脱粒谷物传感器，用于从未脱粒谷物传感器接收未脱粒谷物信号，并且被构造成基于当前负荷和未脱粒谷物信号的组合来调节脱粒和分离部的积极性设置。大量的未脱粒谷物表明脱粒过程可能必须更加积极，以确保没有不必要的谷物损失。

根据本发明的另一方面，提供了一种包括脱粒和分离部、禾秆行走机部和如上所述的用于控制联合收割机的系统之一的联合收割机。

应当理解，本发明的第一方面的优选和/或可选特征可以与本发明的其他方面结合。本发明的各个方面在以下独立权利要求中限定，并且有利特征在以下从属权利要求中限定。

附图说明

为了更好地理解本发明，现将参考以下附图对本发明的一些实施例进行描述，其中：

图1示出了可以有利地使用本发明的联合收割机。

图2示意性地示出了图1联合收割机的脱粒和分离部的控制方案。

图3示出了图1的联合收割机的禾秆行走机部的俯视图。

图4示出了根据本发明的可能的控制方法的流程图。

图5示出了利用本发明的闭环控制过程的流程图。

具体实施方式

图1示出了可以有利地使用本发明的联合收割机10。当收割作物时，收割机10沿着箭头A所示的向前方向行进。通常，具有用于收割谷物的水平切割杆或多个用于收割玉米的采摘单元的收割台12切割作物，并通过进料器14的入口开口将其移动到联合收割机10中。进料器14将收割的作物向后运输到脱粒和分离部。在所述示例性联合收割机10中，脱粒和分离部包括脱粒滚筒16、敲打机18和分离滚筒20，所有这些都横向放置在联合收割机底盘中。然而，在其他联合收割机中，脱粒和分离部可以包括更多、更少或不同的部件。

脱粒和分离部的总体功能是从收获作物的穗中分离谷粒，使分离的谷粒和部分谷壳落到清洁部26上，并将收获的作物的剩余和大部分，诸如禾秆和脱粒的玉米棒，传送到随后的禾秆行走机部22上。就联合收割机而言，除谷物以外的所有作物材料通常被称为MOG，即谷物以外的材料。大部分的MOG体积由禾秆和穗组成，但也有谷壳被认为是MOG。

禾秆行走机部22的往复运动使得来自脱粒和分离部的作物材料进一步向后移动。在通过禾秆行走机部22的运输过程中，尚未完全与较大的植物材料分离的剩余谷粒穿过在禾秆行走机部22的作物转移表面中的开口落下，并且也被引导至清洁部26。到达禾秆行走机部22后端的所有植物材料可以成行地落在联合收割机10后面的地面上，或者在撒在农田上之前被禾秆切碎机30切碎。

清洁部26通常包括一个或多个往复筛和用于吹走谷壳而同时让谷粒穿过筛的开口落下的风扇。在已经穿过筛向下移动后，谷物被收集并运输到在联合收割机10顶上的大谷物罐28。被吹过筛的后端的谷壳掉在地面上或由谷壳撒布机(未示出)撒布在农田上。任何可能已经落在筛表面上的未脱粒的穗比谷壳重，并直接从筛端掉下来，允许它们被收集在未脱粒谷物处理器24中并由其脱粒。

图2示意性地示出了图1的联合收割机的脱粒和分离部的控制方案。它还以稍微放大和更详细的视图示出了脱粒和分离部、禾秆行走机部22以及未脱粒谷物处理器24。

脱粒滚筒16通常由在其外圆周表面处具有多个脱粒板条的旋转轴或滚筒组成。脱粒滚筒16与放置在脱粒滚筒16正下方的脱粒格栅116协同操作，以在它们之间形成脱粒间隙。来自进料器14的收割的作物在脱粒格栅116和脱粒滚筒16的旋转板条之间脱粒。脱粒的积极程度取决于脱粒滚筒16的旋转速度、脱粒间隙的大小以及脱粒板条和脱粒格栅116的形状、取向和表面结构。所有这些方面都可以通过由中央控制器110控制的合适的控制机构来控制。例如，可以通过减小脱粒间隙、增加脱粒滚筒16的旋转速度或增加脱粒格栅表面的积极性来增加脱粒过程的积极性。增加脱粒格栅表面的积极性可以伴随着脱粒格栅116的进一步打开，从而允许更多的材料穿过脱粒格栅116下落到清洁部26上。

敲打机18通常比脱粒滚筒16小，并且还在允许谷物落下穿过的格栅118的上方旋转，同时沿着分离器20的方向进一步推动总体的作物流。位于敲打机18外圆周处的敲打元件也可以是板条，但也可以采用其他形式。除了保持作物流动之外，敲打机18还起到将尚未完全脱粒的谷粒从它们的穗中打出来的作用。敲打机的积极性也可以通过调节其旋转速度、朝向配合的敲打机格栅118的间隙和/或敲打机格栅118和敲打元件的形状和取向来改变。

分离器滚筒20通常不包括板条，而是使用分离指来耙过谷物-MOG混合物，以将两者分离并允许谷物沿着清洁部26的方向穿过分离格栅120落下。分离部的积极性也可以通过调节其旋转速度、朝向配合的分离格栅120的间隙和/或分离格栅120和分离器指的形状和取向来调节。脱粒和分离部的不同部分的积极性可以分别控制或同时控制并相互协调。

图3示出了图1的联合收割机10的禾秆行走机部22的俯视图。禾秆行走机部22包括多个禾秆行走机模块221-226，它们以平行于联合收割机10的驱动方向和纵向轴线的往复动作被驱动。虽然所有模块221-226的往复动作频率通常相同，但它们的相位可能不同，此处通过示出三个模块221、223、225处于与其他三个模块222、224、226不同的纵向位置来显现。每个禾秆行走机模块221-226具有作物转移表面260，所述作物转移表面承载从分离器滚筒20接收的谷物-MOG混合物并使其向后”行走”到联合收割机10的后方。禾秆行走机模块221-226的往复动作使较小较重的谷粒穿过谷粒-MOG混合物并且穿过作物转移表面260中的开口落下。设置在敞开的作物转移表面260下方的沟槽收集落下的谷粒并将它们引导回禾秆行走机部的前端，在所述禾秆行走机部的前端，谷粒掉落到清洁系统26上。

根据本发明，多个谷物流量传感器210设置在禾秆行走机模块221-226的作物转移表面260的下方和附近。谷物流量传感器210可操作地联接到控制器110以向其发送谷物流量传感器信号。谷物流量传感器210分布在禾秆行走机部22的长度上，以能够获得表明在禾秆行走机部22的每个位置处有多少谷物与禾秆和其他MOG分离的详细的谷物流动模式。

优选地，谷物流量传感器210设置在各个禾秆行走机模块221-226的沟槽内，正好在作物转移表面下方。优选地，谷物流量传感器210被定位成使得它们可以提供可靠的测量，而不会干扰谷物朝向清洁部26的流动。谷物流量传感器210可以例如包括冲击传感器、压力传感器和/或基于光的传感器。冲击传感器可以例如是压电的基于板的传感器或联接到扭矩传感器的检测杆。检测杆的优势在于它们更小，并且不会像较大的基于板的传感器那样影响谷物流动。压力传感器通常测量两点之间的压力差，所述压力差提供关于在传感器位置处存在的作物材料的量的信息。除了正好位于禾秆行走机模块221-226的作物转移表面260下方的压力传感器之外，还可以禾秆行走机部22上方的相应纵向和/或横向位置处提供压力传感器。光传感器可以例如使用LED或基于激光的光发射器和相应的接收器。光可以从禾秆行走机模块221-226的左侧和/或右侧发射并由另一侧处的相应接收器接收。替代地，发射器和接收器作为集成单元被提供，并且光在被接收器检测到之前在禾秆行走机模块221-226的另一侧处反射。发射光和接收光的比率可用作流动穿过作物转移表面260的谷物的量的量度。

除了谷物流量传感器210之外，禾秆质量传感器可以设置在禾秆行走机部22的后端上方和/或附近。禾秆质量传感器可以例如包括相机251、252、超声波传感器、激光传感器和/或雷达传感器。相机251、252可以使用可见光和/或红外光。取决于所使用的技术，最好的结果可以通过设置在联合收割机10的内部、禾秆行走机上方的传感器获得，或者通过传感器在禾秆离开联合收割机10并掉落到农田上时对其进行监测而获得。当然，不同类型的传感器的组合可以用于甚至更可靠的测量。

控制器110可操作地联接到禾秆质量传感器，用于从禾秆质量传感器接收禾秆质量信号，并被构造成基于当前负荷和禾秆质量传感器信号的组合来调节脱粒和分离部的积极性设置。使用关于禾秆质量的信息可能是有利的，因为其允许系统在积极的脱粒和分离以从作物中释放所有谷粒与更轻缓的脱粒和分离以维持禾秆质量之间提供最佳平衡。

在一些实施例中，还可以提供未脱粒谷物传感器240并将其联接到控制器110。未脱粒谷物信号然后可以用于基于当前负荷和未脱粒谷物信号的组合来调节脱粒和分离部的积极性设置。大量的未脱粒谷物表明脱粒过程可能必须更加积极，以确保没有不必要的谷物损失。未脱粒谷物传感器240可以例如直接测量穿过未脱粒谷物处理器的材料的体积或重量。替代地，通过测量在未脱粒谷物处理器24上的物理负荷来间接测量未脱粒谷物的量。

图4示出了根据本发明的可能的控制方法的流程图。所述方法由图2的控制系统100的控制器110控制。其使用来自谷物流量传感器210、禾秆质量传感器251、252和未脱粒谷物传感器240的传感器读数作为输入，并基于此确定用于脱粒和分离部的控制信号。

控制方法开始于用于从多个谷物流量传感器210接收谷物流量传感器信号的输入步骤401。在负荷确定步骤402中，基于接收到的谷物流量传感器信号，控制器110确定禾秆行走机部22上的当前负荷。然后，在积极性计算步骤403中，当前负荷被用作用于确定脱粒和分离部的积极性是否要调节的输入，以及如果要调节，调节到什么程度。然后，在致动步骤404中，可以调节联合收割机10的脱粒和分离部的积极性设置。当已经进行了调节时，控制器110优选地返回到输入步骤401，并继续监测和处理传入的谷物流量传感器信号。

除了谷物流量传感器信号之外，在输入步骤401中，控制器110也可以接收禾秆质量信号。尽管禾秆行走机负荷已经是衡量禾秆质量的一个好指标，但对禾秆质量进行额外的更直接的测量可能会进一步提高控制方法的准确性和可靠性。当在步骤403中确定最佳积极性设置时，额外的禾秆质量信号可以用于在防止谷物损失和使禾秆质量最大化之间找到甚至更好的平衡。

通过图4的流程图所示的方法，可以连续监测禾秆行走机的负荷，并在实际谷物损失发生之前调节脱粒和分离设置。还可以在降低禾秆行走机负荷、提高禾秆质量和避免谷物损失之间取得最佳平衡。负荷确定步骤402可以包括确定谷物流量分布，所述谷物流量分布代表谷物流量传感器信号沿着禾秆行走机部22的长度的变化。替代地，基于例如在沿着禾秆行走机的长度的不同位置处的绝对谷物流量值和/或基于在不同位置处的谷物流量值的比率来做出控制决策。控制决策也可以基于检测到的任何此类值的突然和/或不期望的变化。

当禾秆行走机负荷水平较低时，在禾秆行走机部的前部处的谷物流量传感器210记录谷物穿过禾秆行走机模块210-226的作物转移表面260的显著流量。大多数分离发生在禾秆行走机部22的前部区域。当禾秆被移动到禾秆行走机部22的后部时，残留的谷粒越来越少。因此，来自后部谷物流量传感器210的谷物流量传感器信号将明显低于来自禾秆行走机部22的前部的信号。

当禾秆行走机负荷由于禾秆垫变得更密集而增加时，来自在前部处的传感器210的谷物流量传感器信号下降。由于更多的谷粒被进一步向后运送，在后部处的谷物流量传感器信号可能会增加，并且总体的从前至后谷物流量分布变平。因为在实际谷物损失开始增加之前，谷物流量分布的这种变平已经发生，所以现在可以在更早的阶段修改脱粒和分离设置，以免为时过晚。利用根据本发明的方法，甚至有可能完全防止谷物损失的增加。

如上所述，调节积极性设置可以例如包括调节脱粒滚筒16、敲打机18和/或分离滚筒20的旋转速度。通常，更快的滚筒旋转导致更积极的脱粒和分离。通常，不同滚筒的旋转速度在一起直接地关联并控制。当联合收割机允许时，不同滚筒的旋转速度可以独立地控制。替代地或另外地，调节积极性设置可以包括调节脱粒滚筒16和配合的脱粒格栅116之间的脱粒间隙和/或分离滚筒20和配合的分离格栅120之间的分离间隙。间隙越小，脱粒和/或分离过程越积极。

除了调节脱粒和分离部的积极性设置之外，也可以调节禾秆行走机部22的分离性能，例如通过调节禾秆行走机的速度或坡度。这种调节已经被用于补偿在丘陵地形上的坡度变化，但也可用于调节并非完全由坡度变化引起的禾秆行走机负荷变化。

图5示意性地示出了一种用于控制联合收割机10的先进方法。这种方法可以用于找到适当的积极性设置，用于优化禾秆质量，而不会造成不必要的谷物损失。此处示出的闭环控制过程包括确定第一当前禾秆行走机负荷水平(步骤501)，降低脱粒和分离部22的积极性设置(步骤502)，确定第二当前禾秆行走机负荷水平(步骤503)，然后将第二当前负荷水平与第一当前负荷水平进行比较。如果第二当前负荷水平基本上低于第一当前负荷水平，则进一步降低脱粒和分离部的积极性设置(返回到步骤502)，并且重新开始或继续监测。如果第二当前负荷水平基本上等于第一当前负荷水平，则找到脱粒和分离部的最佳积极性设置，并且不需要脱粒和分离部的进一步调整。

这样，有可能找到最积极的脱粒和分离设置，所述设置仍然导致相对较低的禾秆行走机负荷和最佳的禾秆质量。由于脱粒和分离积极性的进一步降低将不会进一步减低禾秆行走机的负荷或提高禾秆质量，因此没有必要进一步修改脱粒和分离过程并增加谷物损失的风险。

因此，图5的方法旨在使谷物损失降至最低，同时不影响禾秆质量。以类似的方式，控制方法可以适于找到不会导致谷物损失增加的最不积极的脱粒和分离设置。这种方法将导致最佳的禾秆质量，而不会影响谷物损失。

在不偏离所附权利要求所限定的本发明的范围的情况下，可以对上述特定示例进行许多改编。

Claims (16)

1.一种用于控制联合收割机(10)的方法，所述方法包括：

接收来自多个谷物流量传感器(210)的谷物流量传感器信号，所述谷物流量传感器设置在所述联合收割机(10)的禾秆行走机部(22)的作物转移表面下方和附近，所述谷物流量传感器(210)分布在所述禾秆行走机部(22)的长度上，

基于所接收到的谷物流量传感器信号，确定所述禾秆行走机部(22)上的当前负荷，以及

基于所述当前负荷，调节所述联合收割机(10)的脱粒和分离部(16，18，20)的积极性设置。

2.根据权利要求1所述的用于控制联合收割机(10)的方法，其中所述当前负荷的所述确定包括确定谷物流量分布，所述谷物流量分布代表所述谷物流量传感器信号沿着所述禾秆行走机部(22)的所述长度的变化。

3.根据权利要求1或2所述的用于控制联合收割机(10)的方法，其中所述积极性设置的所述调节包括调节脱粒滚筒(16)、敲打机(18)和/或分离滚筒(20)的旋转速度。

4.根据前述权利要求中任一项所述的用于控制联合收割机(10)的方法，其中所述积极性设置的所述调节包括调节脱粒滚筒(16)和配合的脱粒格栅(116)之间的脱粒间隙和/或分离滚筒(20)和配合的分离格栅(120)之间的分离间隙。

5.根据前述权利要求中任一项所述的用于控制联合收割机(10)的方法，还包括基于所述当前负荷调节所述禾秆行走机部(22)的速度和/或坡度。

6.根据前述权利要求中任一项所述的用于控制联合收割机(10)的方法，还包括：

从设置在所述禾秆行走机部(22)的后端上方和/或附近的禾秆质量传感器接收禾秆质量传感器信号，

基于所述当前负荷和所述禾秆质量传感器信号的组合来调节所述脱粒和分离部(16，18，20)的所述积极性设置。

7.根据前述权利要求中任一项所述的用于控制联合收割机(10)的方法，还包括：

从未脱粒谷物传感器接收未脱粒谷物传感器信号，

基于所述当前负荷和所述未脱粒谷物传感器信号的组合来调节所述脱粒和分离部(16，18，20)的所述积极性设置。

8.根据前述权利要求中任一项所述的用于控制联合收割机(10)的方法，还包括确定所述当前负荷高于上限阈值，并且其中所述联合收割机(10)的所述脱粒和分离部(16，18，20)的所述积极性设置的所述调节包括

降低脱粒滚筒(16)、敲打机(18)和/或分离滚筒(20)的旋转速度，和/或

增加所述脱粒滚筒(16)和配合的脱粒格栅(116)之间的脱粒间隙和/或所述分离滚筒(20)和配合的分离格栅(120)之间的分离间隙。

9.根据前述权利要求中任一项所述的用于控制联合收割机(10)的方法，还包括确定所述当前负荷低于下限阈值，并且其中所述联合收割机(10)的所述脱粒和分离部(16，18，20)的所述积极性设置的所述调节包括

增加脱粒滚筒(16)、敲打机(18)和/或分离滚筒(20)的旋转速度，和/或

减少所述脱粒滚筒(16)和配合的脱粒格栅(116)之间的脱粒间隙和/或所述分离滚筒(20)和配合的分离格栅(120)之间的分离间隙。

10.根据前述权利要求中任一项所述的用于控制联合收割机(10)的方法，还包括

确定第一当前负荷水平，

降低所述脱粒和分离部(16，18，20)的所述积极性设置，

确定第二当前负荷水平，

将所述第二当前负荷水平与所述第一当前负荷水平进行比较，和

如果所述第二当前负荷水平基本上低于所述第一当前负荷水平，则进一步降低所述脱粒和分离部(16，18，20)的所述积极性设置，

如果所述第二当前负荷水平基本上等于所述第一当前负荷水平，则维持所述脱粒和分离部(16，18，20)的所述积极性设置。

11.一种用于控制联合收割机(10)的系统(100)，所述系统包括：

谷物流量传感器(210)，所述谷物流量传感器设置在所述联合收割机(10)的禾秆行走机部(22)的作物转移表面的下方和附近，所述谷物流量传感器(210)分布在所述禾秆行走机部(22)的长度上，

控制器(110)，所述控制器可操作地联接到所述谷物流量传感器(210)，用于从所述谷物流量传感器接收谷物流量传感器信号，并且被构造成

基于所接收到的谷物流量传感器信号来确定所述禾秆行走机部(22)上的当前负荷，以及

基于所述当前负荷提供用于调节所述联合收割机(10)的脱粒和分离部(16，18，20)的积极性设置的控制信号。

12.根据权利要求11所述的用于控制联合收割机(10)的系统(100)，其中所述谷物流量传感器(210)包括冲击传感器、压力传感器和/或基于光的传感器。

13.根据权利要求11或12所述的用于控制联合收割机(10)的系统(100)，还包括设置在所述禾秆行走机部(22)的后端上方和/或附近的禾秆质量传感器(221，222)，所述控制器(110)还可操作地联接到所述禾秆质量传感器(221，222)，用于从所述禾秆质量传感器接收禾秆质量信号，并被构造成基于所述当前负荷和所述禾秆质量传感器(221，222)的信号的组合来调节所述脱粒和分离部(16，18，20)的所述积极性设置。

14.根据权利要求13所述的用于控制联合收割机(10)的系统(100)，其中所述禾秆质量传感器(221，222)包括相机、超声波传感器、激光传感器和/或雷达传感器。

15.根据权利要求11至14中任一项所述的用于控制联合收割机(10)的系统(100)，还包括未脱粒谷物传感器(240)，所述控制器(100)还可操作地联接到所述未脱粒谷物传感器(240)，用于从所述未脱粒谷物传感器接收未脱粒谷物信号，并被构造成基于所述当前负荷和所述未脱粒谷物信号的组合来调节所述脱粒和分离部(16，18，20)的所述积极性设置。

16.一种联合收割机(10)，所述联合收割机包括脱粒和分离部(16，18，20)、禾秆行走机部(22)和根据权利要求11至15中任一项所述的用于控制联合收割机(10)的系统(100)。

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