CN114679955B - 一种丘陵地区的谷物收割方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于农作物收割技术领域,尤其涉及一种丘陵地区的谷物收割方法,包括:在收割机前端通过输送装置安装专用收割装置;在收割装置的浮动收割机构上安装位移传感器和触地滑板;利用位移传感器实时检测浮动收割机构的浮动高度h,并根据测量结果对浮动收割机构进行浮动补偿。本技术方案首先通过收割装置中浮动收割机构的浮动功能,初步适应地形结构的变化特征,通过控制收割装置整体上升或下降的浮动补偿方式,解决了浮动收割机构浮动范围受限的问题,提高了收割机对丘陵地区地势环境的适应性,使得收割机可以成功的替代人工劳作方式。
Description
技术领域
本发明属于农作物收割技术领域,尤其涉及一种丘陵地区的谷物收割方法。
背景技术
随着城镇化速度加快,传统农业劳动者老龄化进程加快和逐步退出农业生产劳动,农业生产耕种劳动力严重缺乏,因此,许多地区出现大片地块撂荒,地块撂荒后杂草从生,毫无收获,严重影响粮食总产,影响粮食安全。为了解决这一问题,我站近年来开展了丘陵地区小块地谷物生产全程机械化生产技术研究与推广应用,取得显著成效。
由于我国丘陵地区由于地势特殊、作业环境复杂,现有的联合收割机不能得到很好的利用,普遍还是采用传统的人工劳作方式,该方法工作量大,无法降低时间成本,无法跟随目前机械化农业的发展脚步。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足,提供一种丘陵地区的谷物收割方法,具体如下:
一种丘陵地区的谷物收割方法,该方法需要涉及到专用收割机,即需要准备专用收割机。
所谓专用收割机,主要在于其专用收割装置结构的特殊性,具体的,该收割装置包括割台机架、拨禾轮和浮动收割机构,割台机架上布设有链轮传动机构,割台机架内部安装有割台搅龙;拨禾轮安装于割台机架的上横梁上,并通过链轮传动机构与割台搅龙传动连接;浮动收割机构安装于割台机架的前侧,包括有浮动切割架和安装于浮动切割架上的切割组件。
优选的,所述浮动切割架包括转换连接架、柔性连接带和前置横梁,前置横梁通过柔性连接带与转换连接架柔性连接;前置横梁的两端分别设置有分禾器,分禾器通过浮动连接结构与转换连接架直线活动连接。
优选的,所述浮动连接结构包括导向杆、设置于转换连接架上的两个固定轴座和设置于分禾器上的两个滑动轴座;两个滑动轴座套设于导向杆上,导向杆的两端分别与两个固定轴座固定连接;导向杆的腰间设置有限位压块,导向杆上同轴套设有浮动压簧,且浮动压簧的底部作用于限位压块上;限位压块和浮动压簧处于两个滑动轴座之间。
优选的,所述切割组件包括摆环总成、前端摆轴、后端摆轴、外球面轴承、拉刀摆臂、安装于所述前置横梁上的切割器和安装于切割器上的关节轴承;外球面轴承通过摆轴轴承座安装于分禾器上;后端摆轴的一端通过摆叉与摆环总成连接,摆轴的另一端与前端摆轴的一端花键连接;前端摆轴轴向贯穿并安装于外球面轴承上,前端摆轴的另一端与拉刀摆臂的一端固定连接,拉刀摆臂的另一端通过连接叉与关节轴承连接。
基于此,一种丘陵地区的谷物收割方法具体包括专用收割机和收割操作;
所述准备专用收割机包括以下步骤:
S11,在收割机前端通过输送装置安装前述专用收割装置;
S12,在收割装置的浮动收割机构上安装位移传感器,并将位移传感器电性接入收割机操作台的电气控制系统中;
S13,在浮动收割机构的底部安装触地滑板;
所述收割操作包括以下步骤:
S21,确定中位,根据在浮动收割机构的浮动范围,取中间位置作为中位值0,浮动收割机构的范围为±H,H为相对中位值0的最大浮动距离;
S22,设置浮动补偿临界点Q,0.75H≤Q≤0.85H;
S22,通过收割机的操作台调节浮动收割机构所处的位置高度,使安装触地滑板与地面接触;
S23,通过操作台启动收割机,以对谷物进行收割;
S24,在对谷物进行收割的过程中,在触地滑板的支撑作用下,使浮动切割架和切割组件与地面时刻保持同一距离;随着地形结构的变化,浮动收割机构发生上下浮动;
S25,利用位移传感器实时检测浮动收割机构的浮动高度h,当检测到浮动高度|h|≥Q时,通过收割机的电气控制系统调节收割装置整体所处的高度位置,以对浮动收割机构进行浮动补偿。
S26,将收割后的谷物通过输送装置传送至收割机的脱粒清选装置中进行脱粒分离处理,已获得谷物本体和秸秆;
S27,基于脱粒清选装置的结构特征,将谷物本体送入收割机籽粒存储装置中,将秸秆排出至装置外部。
优选的,所述相对中位值0的最大浮动距离H的取值范围为40~60mm。
优选的,所述步骤S12中,所述位移传感器安装于转换连接架上;所述步骤S25中,位移传感器是通过检测任意所述滑动轴座在导向杆上的位置来检测浮动收割机构的浮动高度h。
优选的,所述步骤S25中的浮动补偿包括人工控制,即操作人员通过操作台观察位移传感器回传的浮动高度h,当检测到浮动高度|h|≥Q时,手动配合电气控制系统使输送装置前端抬高或降低,直至浮动收割机构的浮动位置距离中位±30%~20%H。
优选的,所述步骤S25中的浮动补偿包括自动控制,即,利用所述电气控制系统根据位移传感器的回传信号,在动调节输送装置的前端高度,直至浮动收割机构的浮动位置距离中位±30%~20%H。
本技术方案与现有技术相比,具有以下优点:
1)本技术方案首先通过收割装置中浮动收割机构的浮动功能,初步适应地形结构的变化特征,并通过确认中位值和设置补偿临界点的方式为浮动补偿打下良好的基础,最终通过控制收割装置整体上升或下降的浮动补偿方式,解决了浮动收割机构浮动范围受限的问题,提高了收割机对丘陵地区地势环境的适应性,使得收割机可以成功的替代人工劳作方式,有效减少人工作量,提高了工作效率,降低了时间成本,符合当前机械化农业的发展标准。
2)本技术方案的专用收割装置,在对谷物进行正式收割的过程中,基于浮动收割机构根据地形变化而上下浮动的工作原理,极度契合了丘陵地区地势环境,具有较高的可靠性,利用浮动收割机构的浮动功能做辅助,减少了通过气缸调整谷物输送装置和谷物收割装置高度的频率,极大限度的降低了操作劳动强度,基于此,减少了人工操作反应时间,提高了作业效率。
3)本技术方案采用的自动控制实现浮动补偿,在不增加人工操作反应时间的前提下,解决了浮动收割机构浮动范围受限的问题,必要情况下可进行人工控制,增加了收割机使用的灵活性。
附图说明
图1为本技术方案所用收割机的侧面结构示意图;
图2为收割装置的侧面结构示意图;
图3为收割装置的整体结构示意图;
图4为浮动切割架的爆炸结构示意图;
图5为切割组件的结构示意图;
图中:
1、位移传感器;2、脱粒清选装置; 3、籽粒存储装置;4、输送装置;5、收割装置;50、割台机架;51、拨禾轮;510、拨禾齿;52、浮动收割机构;520、浮动切割架;5200、柔性连接带;5201、前置横梁;5202、触地滑板;5203、分禾器;5204、转换连接架;5205、导向杆;5206、固定轴座;5207、滑动轴座;5208、限位压块;5209、浮动压簧;53、切割组件;530、摆环总成;531、前端摆轴;532、后端摆轴;533、外球面轴承;534、拉刀摆臂;535、切割器;536、关节轴承;537、花键连接;538、摆叉;539、连接叉;54、割台搅龙;6、链轮传动机构;7、摆轴轴承座;8、操作台。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明做进一步说明,但不应理解为本发明仅限于以下实例,在不脱离本发明构思的前提下,本发明在本领域的变形和改进都应包含在本发明权利要求的保护范围内。
实施例1
本实施例公开了一种丘陵地区的谷物收割方法,作为本技术方案一种优选的实施方案,包括准备专用收割机和收割操作。
其中,准备专用收割机包括以下步骤:
S11,在收割机前端通过输送装置4安装专用收割装置5,该收割装置5的结构如图包括割台机架50、拨禾轮51和浮动收割机构52,割台机架50上布设有链轮传动机构6,割台机架50内部安装有割台搅龙54;拨禾轮51安装于割台机架50的上横梁上,并通过链轮传动机构6与割台搅龙54传动连接;浮动收割机构52安装于割台机架50的前侧,包括有浮动切割架520和安装于浮动切割架520上的切割组件53;
S12,在浮动收割机构52上安装位移传感器1,并将位移传感器1电性接入收割机操作台8的电气控制系统中;
S13,在浮动收割机构52的底部安装触地滑板5202;
所述收割操作包括以下步骤:
S21,确定中位,根据在浮动收割机构52的浮动范围,取中间位置作为中位值0,浮动收割机构52的范围为±H,H为相对中位值0的最大浮动距离;基于丘陵地区地势结构的复杂性,普遍采用结构尺寸有限的微型联合收割机,基于此,相对中位值0的最大浮动距离H的取值范围为40~60mm;
S22,设置浮动补偿临界点Q,0.75H≤Q≤0.85H;
S22,通过收割机的操作台8调节浮动收割机构52所处的位置高度,使安装触地滑板5202与地面接触;
S23,通过操作台8启动收割机,以对谷物进行收割;
S24,在对谷物进行收割的过程中,在触地滑板5202的支撑作用下,使浮动切割架520和切割组件53与地面时刻保持同一距离;随着地形结构的变化,浮动收割机构52发生上下浮动;
S25,利用位移传感器1实时检测浮动收割机构52的浮动高度h,当检测到浮动高度|h|≥Q时,通过收割机的电气控制系统调节收割装置5整体所处的高度位置,以对浮动收割机构52进行浮动补偿。
S26,将收割后的谷物通过输送装置4传送至收割机的脱粒清选装置2中进行脱粒分离处理,已获得谷物本体和秸秆;
S27,基于脱粒清选装置2的结构特征,将谷物本体送入收割机籽粒存储装置 3中,将秸秆排出至装置外部。
本技术方案中,收割机上安装了专用收割装置5,在对谷物进行切割的过程中,浮动收割机构52中的浮动切割架520会随着现场地形的变化而上下浮动,并配合切割组件53对谷物进行收割。综上所述,本技术方案的专用收割装置5,在对谷物进行正式收割的过程中,基于浮动收割机构52根据地形变化而上下浮动的工作原理,极度契合了丘陵地区地势环境,具有较高的可靠性,利用浮动收割机构52的浮动功能做辅助,减少了通过气缸调整谷物输送装置4和谷物收割装置5高度的频率,极大限度的降低了操作劳动强度,基于此,减少了人工操作反应时间,提高了作业效率。
另外,沿用现有技术中收割机的液压控制结构,具体的:收割机内设置油缸等结构,油缸连接了输送装置4,电气控制系统中设置了控制器等。基于此步骤S25中浮动补偿的原理为:通过电气控制系统的控制器控制油缸作动,以控制输送机构的前端上升或下降,安装于输送装置4前端的收割装置5也随着改变高度位置。当|h|≥Q,h<0时,电气控制系统控制油缸缩短,收割装置5随着输送机构的前端一起下降,收割装置5下降的过程中,h逐渐向0靠拢;当|h|≥Q,h>0时,电气控制系统控制油缸伸长,收割装置5随着输送机构的前端一起上升,收割装置5上升的过程中,h逐渐向0靠拢。
本技术方案首先通过收割装置5中浮动收割机构52的浮动功能,初步适应地形结构的变化特征,并通过确认中位值和设置补偿临界点的方式为浮动补偿打下良好的基础,最终通过控制收割装置5整体上升或下降的浮动补偿方式,解决了浮动收割机构52浮动范围受限的问题,提高了收割机对丘陵地区地势环境的适应性,使得收割机可以成功的替代人工劳作方式,有效减少人工作量,提高了工作效率,降低了时间成本,符合当前机械化农业的发展标准。
实施例2
本实施例公开了一种丘陵地区的谷物收割方法,作为本技术方案一种基本的实施方案,即实施例1中,如图3和图4所示,步骤S11中的浮动切割架520包括转换连接架5204、柔性连接带5200和前置横梁5201,前置横梁5201通过柔性连接带5200与转换连接架5204柔性连接,支持前置横梁5201与转换连接架5204发生相对运动。前置横梁5201的两端分别设置有分禾器5203,进一步的,分禾器5203的内侧安装有内导向板,使得谷物顺利进入割台机架50。分禾器5203通过浮动连接结构与转换连接架5204直线活动连接,此处的直线活动即为本技术方案所需要的上下浮动。
进一步的,浮动连接结构包括导向杆5205、设置于转换连接架5204上的两个固定轴座5206和设置于分禾器5203上的两个滑动轴座5207;两个滑动轴座5207套设于导向杆5205上,导向杆5205的两端分别与两个固定轴座5206固定连接;导向杆5205的腰间设置有限位压块5208,导向杆5205上同轴套设有浮动压簧5209,且浮动压簧5209的底部作用于限位压块5208上;限位压块5208和浮动压簧5209处于两个滑动轴座5207之间。
收割机在工作时,触底滑板与地面接触,使浮动切割机构尽可能的与地面持续保持一定距离,割台机架50所处高度不变的情况下,浮动切割架520在浮动连接结构的支撑条件下,沿导向杆5205有相对割台机架50有高度为H的浮动距离,H的大小由导向杆5205和浮动压簧5209的长度而定,导向杆5205和浮动压簧5209的长度可根据切割机和/或谷物收割装置5的尺寸而定。另外,浮动压簧5209的存在,可使浮动切割机构接地压力更小,浮动更加灵敏。
实施例3
本实施例公开了一种丘陵地区的谷物收割方法,作为本技术方案一种基本的实施方案,即实施例2中,如图5所示,切割组件53包括摆环总成530、前端摆轴531、后端摆轴532、外球面轴承533、拉刀摆臂534、安装于所述前置横梁5201上的切割器535和安装于切割器535上的关节轴承536;外球面轴承533通过摆轴轴承座7安装于分禾器5203上;后端摆轴532的一端通过摆叉538与摆环总成530连接,摆轴的另一端与前端摆轴531的一端花键连接537;前端摆轴531轴向贯穿并安装于外球面轴承533上,前端摆轴531的另一端与拉刀摆臂534的一端固定连接,拉刀摆臂534的另一端通过连接叉539与关节轴承536连接。
在本技术方案中,摆轴结构与切割器535之间采用关节轴承536,摆轴结构与摆轴轴承座7采用外球面轴承533连接,切割器535随浮动切割架520上下移动的过程中,切割器535与传动轴线(摆环总成530的中心轴线)的距离会随着伸长或缩短,在此过程中,基于前端摆轴531与后端摆轴532的花键连接537结构(前端摆轴531设置花键轴、后端摆轴532设置花键套),通过花键轴的伸缩完成传动。相对于现有技术,本技术方案的切割组件53采用更为柔性的连接结构有效避免相关机构损坏和/或寿命下降。
实施例4
本实施例公开了一种丘陵地区的谷物收割方法,作为本技术方案一种基本的实施方案,即实施例2的步骤S12中,位移传感器1安装于转换连接架5204上;在步骤S25中,位移传感器1是通过检测任意所述滑动轴座5207在导向杆5205上的位置来检测浮动收割机构52的浮动高度h,这种检测浮动高度h的方式原理简单,易于实现,且结果可靠。
进一步的,步骤S25中的浮动补偿包括人工控制,即操作人员通过操作台8观察位移传感器1回传的浮动高度h,当检测到浮动高度|h|≥Q时,手动配合电气控制系统使输送装置4前端抬高或降低,直至浮动收割机构52的浮动位置距离中位±30%~20%H。
进一步的,所述步骤S25中的浮动补偿包括自动控制,即,利用所述电气控制系统根据位移传感器1的回传信号,在动调节输送装置4的前端高度,直至浮动收割机构52的浮动位置距离中位±30%~20%H。自动控制的原理为:沿用现有技术中收割机的液压控制结构,即收割机内除了油缸以外,还设置了柴油机、液压泵等结构,柴油机为液压泵提供动力,其转速与液压泵的流量有关,因此,柴油机的转速与油缸的伸缩距离间接相关。基于此,可利用电气控制系统根据位移传感器1的回传信号计算浮动收割机构52浮动高度所需要的补偿量,再基于所需的补偿量计算所需油缸伸缩的长度;采集柴油机的转速信号,基于柴油机转速与油缸伸缩长度关系量化,根据当前所需油缸伸缩的长度,通过控制器控制柴油机的转速,进一步实现对油缸的伸缩调节,最终达到当前浮动收割机构52浮动高度所需要的补偿量。
本技术方案采用的自动控制实现浮动补偿,在不增加人工操作反应时间的前提下,解决了浮动收割机构52浮动范围受限的问题,必要情况下可进行人工控制,增加了收割机使用的灵活性。
Claims (8)
1.一种丘陵地区的谷物收割方法,其特征在于:准备专用收割机和收割操作;
所述准备专用收割机包括以下步骤:
S11,在收割机前端通过输送装置(4)安装专用收割装置(5),该收割装置(5)包括割台机架(50)、拨禾轮(51)和浮动收割机构(52),割台机架(50)上布设有链轮传动机构(6),割台机架(50)内部安装有割台搅龙(54);拨禾轮(51)安装于割台机架(50)的上横梁上,并通过链轮传动机构(6)与割台搅龙(54)传动连接;浮动收割机构(52)安装于割台机架(50)的前侧,包括有浮动切割架(520)和安装于浮动切割架(520)上的切割组件(53);
S12,在浮动收割机构(52)上安装位移传感器(1),并将位移传感器(1)电性接入收割机操作台(8)的电气控制系统中;
S13,在浮动收割机构(52)的底部安装触地滑板(5202);
所述收割操作包括以下步骤:
S21,确定中位,根据在浮动收割机构(52)的浮动范围,取中间位置作为中位值0,浮动收割机构(52)的范围为±H,H为相对中位值0的最大浮动距离;
S22,设置浮动补偿临界点Q,0.75H≤Q≤0.85H;
S22,通过收割机的操作台(8)调节浮动收割机构(52)所处的位置高度,使安装触地滑板(5202)与地面接触;
S23,通过操作台(8)启动收割机,以对谷物进行收割;
S24,在对谷物进行收割的过程中,在触地滑板(5202)的支撑作用下,使浮动切割架(520)和切割组件(53)与地面时刻保持同一距离;随着地形结构的变化,浮动收割机构(52)发生上下浮动;
S25,利用位移传感器(1)实时检测浮动收割机构(52)的浮动高度h,当检测到浮动高度|h|≥Q时,通过收割机的电气控制系统调节收割装置(5)整体所处的高度位置,以对浮动收割机构(52)进行浮动补偿;
S26,将收割后的谷物通过输送装置(4)传送至收割机的脱粒清选装置(2)中进行脱粒分离处理,已获得谷物本体和秸秆;
S27,基于脱粒清选装置(2)的结构特征,将谷物本体送入收割机籽粒存储装置( 3)中,将秸秆排出至装置外部。
2.如权利要求1所述一种丘陵地区的谷物收割方法,其特征在于:所述相对中位值0的最大浮动距离H的取值范围为40~60mm。
3.如权利要求1所述一种丘陵地区的谷物收割方法,其特征在于:所述步骤S11中,所述浮动切割架(520)包括转换连接架(5204)、柔性连接带(5200)和前置横梁(5201),前置横梁(5201)通过柔性连接带(5200)与转换连接架(5204)柔性连接;前置横梁(5201)的两端分别设置有分禾器(5203),分禾器(5203)通过浮动连接结构与转换连接架(5204)直线活动连接。
4.如权利要求3所述一种丘陵地区的谷物收割方法,其特征在于:所述步骤S11中,所述浮动连接结构包括导向杆(5205)、设置于转换连接架(5204)上的两个固定轴座(5206)和设置于分禾器(5203)上的两个滑动轴座(5207);两个滑动轴座(5207)套设于导向杆(5205)上,导向杆(5205)的两端分别与两个固定轴座(5206)固定连接;导向杆(5205)的腰间设置有限位压块(5208),导向杆(5205)上同轴套设有浮动压簧(5209),且浮动压簧(5209)的底部作用于限位压块(5208)上;限位压块(5208)和浮动压簧(5209)处于两个滑动轴座(5207)之间。
5.如权利要求4所述一种丘陵地区的谷物收割方法,其特征在于:所述步骤S12中,所述位移传感器(1)安装于转换连接架(5204)上;所述步骤S25中,位移传感器(1)是通过检测任意所述滑动轴座(5207)在导向杆(5205)上的位置来检测浮动收割机构(52)的浮动高度h。
6.如权利要求4所述一种丘陵地区的谷物收割方法,其特征在于:所述步骤S11中,所述切割组件(53)包括摆环总成(530)、前端摆轴(531)、后端摆轴(532)、外球面轴承(533)、拉刀摆臂(534)、安装于所述前置横梁(5201)上的切割器(535)和安装于切割器(535)上的关节轴承(536);外球面轴承(533)通过摆轴轴承座(7)安装于分禾器(5203)上;后端摆轴(532)的一端通过摆叉(538)与摆环总成(530)连接,摆轴的另一端与前端摆轴(531)的一端花键连接(537);前端摆轴(531)轴向贯穿并安装于外球面轴承(533)上,前端摆轴(531)的另一端与拉刀摆臂(534)的一端固定连接,拉刀摆臂(534)的另一端通过连接叉(539)与关节轴承(536)连接。
7.如权利要求1所述一种丘陵地区的谷物收割方法,其特征在于:所述步骤S25中的浮动补偿包括人工控制,即操作人员通过操作台(8)观察位移传感器(1)回传的浮动高度h,当检测到浮动高度|h|≥Q时,手动配合电气控制系统使输送装置(4)前端抬高或降低,直至浮动收割机构(52)的浮动位置距离中位±30%~20%H。
8.如权利要求1所述一种丘陵地区的谷物收割方法,其特征在于:所述步骤S25中的浮动补偿包括自动控制,即,利用所述电气控制系统根据位移传感器(1)的回传信号,在动调节输送装置(4)的前端高度,直至浮动收割机构(52)的浮动位置距离中位±30%~20%H。
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