切流与纵轴流装置脱粒分离负荷的自适应调控系统的制作方法

本发明属于联合收获机脱粒分离装置及自适应控制领域，具体是一种切流与纵轴流装置脱粒分离负荷的自适应调控系统。

背景技术：

目前，联合收获机己向大型化、自动化、智能化发展，从发展的角度来看，联合收获机的收获性能及自动化智能化程度已成为现代化农业的一个重要衡量指标。近年来，随着我国农业机械生产的发展和跨区域收获的影响，农村对联合收获机的需求，也逐步由小型向中、大型发展。这就迫切需要相应的在线监测系统对关键部件工作状况进行监测，从而可以让驾驶员对整机的工作状态进行控制，有利于降低工作时的故障率，提高作业性能和生产效率，延长联合收获机的使用寿命。但我国的联合收获机智能化水平和自适应控制水平整体还比较低，较为缺乏对工作参数、性能指标的实时监测方法和相应的自适应调控装置。

对于联合收获机而言，针对的作物不同品种和成熟度差异的作物，其相应的脱粒分离难易程度也不同。对于南方早籼稻，其成熟度一般较好，脱粒分离较容易，这就容易造成大部分的收获作物在切流滚筒处就被脱粒，而进入纵轴流滚筒的待脱物较少，造成切流的工作量过大而纵轴流滚筒的工作量很小；并且很容易造成切流处堵塞，抖动板上堆积。同理，对于较为潮湿，不易脱下的作物，就很可能造成纵轴流滚筒工作负荷过大。并且，当切流滚筒处工作量大，若凹板出口间隙不当或切流滚筒速度较大时，很可能造成对物料的多次冲击脱粒，使籽粒破碎，籽粒破碎率增高；同样的；当纵轴流滚筒处工作量大，就很容易因脱粒不充分，造成物料未完全脱净就被吹出，造成夹带损失率增高。因此对如何自适应的控制切流滚筒与纵轴流滚筒的脱粒分离比例已成为提高联合收获机生产效率的重要问题。

中国实用新型专利CN202232226涉及清选负荷调节，通过减小凹板筛分离面积控制脱出物，将不含籽粒的脱出物直接排除，减小清选负荷。但在具体实施过程中，容易造成籽粒夹带损失率增大，且该装置为手动调节，无法实时调节，对作物收获适应性较差。专利CN104855058A针对清选筛上两侧物料易形成堆积，影响透筛等问题，根据籽粒损失量实时智能脱粒装置脱出物装置导流板开度，使脱出物均匀，易于清选。该发明一定程度上解决了筛面物料分布不均的问题，但没从根本上解决造成物料堆积的首要问题——切流与纵轴流的脱粒分离负荷比例不合理。只有通过调控切流与纵轴流滚筒转速等参数，才能使切流与纵轴流的脱粒分离负荷比维持在合理范围，从源头解决上述问题。中国发明专利申请CN102273359A一种切纵流联合收获机自适应防堵塞控制系统，在脱粒分离过程中由检测传感器检测切流滚筒和纵轴流滚筒的转速和扭矩,与预先存储的标准值进行比较判断,根据转速和扭矩的变化对切纵流联合收获机的行驶速度进行调节。该发明一定程度上解决了物料堵塞,脱粒分离中的过载问题。但该发明重点是针对堵塞问题，没有相应的监测装置实时监测籽粒破碎率、夹带损失率等性能指标，即在调节切流与轴流滚筒间隙过程中，很可能造成籽粒破碎率、夹带损失率增大，此外还缺乏具体地提出相应的调节结构和具体的实施方案。

技术实现要素：

针对自适应地分配切流与纵轴流脱粒分离比例，本发明提出了一种切流与纵轴流装置脱粒分离负荷的自适应调控系统；使得切流脱粒分离装置与纵轴流脱粒分离装置的脱粒分离负荷比例在合理的范围内，满足难脱、易脱等不同品种作物的收获要求，保持最佳脱粒能力和较好的适应性。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

切流与纵轴流装置脱粒分离负荷的自适应调控系统，包括切流滚筒、切流凹板、纵轴流滚筒、纵轴流凹板筛、回程板、清选筛、籽粒搅龙，抖动板位于切流滚筒的下方，所述纵轴流凹板筛装于纵轴流滚筒内，所述回程板位于纵轴流滚筒的下方，清选筛位于切流滚筒(1和回程板的下方、且位于籽粒搅龙的上方；其特征在于，还包括切流凹板出口间隙调节装置、抖动板负荷监测装置、回程板负荷监测装置和在线监测控制系统，

所述切流凹板出口间隙调节装置包括第一连接销、第一连接杆，第二连接销、第二连接杆、第三连接销、转动杆、电动缸和位移传感器，所述第一连接杆一端通过第一连接销与切流凹板出口端连接、另一端通过第二连接销与第二连接杆一端连接，第二连接杆的另一端与转动杆通过铰链连接；转动杆的前端通过第三连接销与机架铰接、且可绕第三连接销转动；转动杆的尾端与电动缸通过球头轴承连接；所述位移传感器与电动缸并联；所述位移传感器、电动缸均与在线监测控制系统相连；

所述抖动板负荷监测装置装在所述清选筛的抖动板上、且位于切流滚筒下方，主要包括抖动惯性力监测传感器、第一抖动监测板、抖动冲击力监测传感器、第二抖动监测板、抖动安装板和抖动支架，所述抖动安装板通过抖动支架固定在抖动板的下方，抖动板与抖动安装板上均开有一与第一抖动监测板、第二抖动监测板形状相同的通孔，且两个通孔在竖直方向上相对应；所述第一抖动监测板位于抖动安装板上的通孔内、且与通孔边缘保持0.5mm-3mm的间隙；所述第二抖动监测板位于抖动板的通孔内，并与通孔边缘保持0.5mm-3mm的间隙；抖动惯性力传感器一端固定在抖动安装板上，另一端固定在第一抖动监测板上；抖动冲击力传感器一端固定在抖动板背面，另一端固定在第二抖动监测板上；抖动惯性力传感器、抖动冲击力传感器均与在线监测控制系统相连；

所述回程板负荷监测装置装于回程板上、且位于纵轴流滚筒下方，主要包括回程惯性力监测传感器、第一回程监测板、回程冲击力监测传感器、第二回程监测板、回程安装板和回程支架；所述回程安装板通过回程支架固定在回程板面的下方，回程板面和回程安装板上均开有一与第一回程监测板、第二回程监测板形状相同的通孔，且两个通孔在竖直方向上相对应；所述第一回程监测板位于回程安装板上的通孔内、且与通孔边缘保持0.5mm-3mm的间隙；所述第二回程监测板位于回程板面的通孔内，并与通孔边缘保持0.5mm-3mm的间隙；回程惯性力监测传感器一端固定在回程安装板上，另一端固定在第一回程监测板上；回程冲击力监测传感器一端固定在回程板面背面，另一端固定在第二回程监测板上；回程惯性力监测传感器、回程冲击力监测传感器均与在线监测控制系统相连；

所述在线监测控制系统用于检测抖动惯性力传感器、抖动冲击力传感器、回程惯性力监测传感器、回程冲击力监测传感器检测到的惯性力和冲击力，以及位移传感器检测到的位移；并根据抖动惯性力、抖动冲击力计算抖动板的负荷情况，作为切流滚筒的负荷；根据回程惯性力、回程冲击力计算回程板面的负荷情况，作为纵轴流滚筒的负荷；并根据切流滚筒与纵轴流滚筒的符合比控制电动缸驱动切流凹板出口间隙调节装置调整切流凹板的出口间隙；并根据位移传感器检测到的位移，监控切流凹板的出口间隙的大小。

进一步地，所述抖动板负荷监测装置数量为五组，呈“X”型布置在抖动板整个区域，具体位置需根据抖动板的几何尺寸确定；抖动板负荷监测装置所测得的脱出物质量与抖动板整个区域脱出物质量的数学模型需通过台架试验建立。所述回程板负荷监测装置的数量为五组，呈“X”型布置在回程板面整个区域，具体位置需根据回程板面的几何尺寸确定；回程板负荷监测装置所测得的脱出物质量与回程板面整个区域脱出物质量的数学模型需通过台架试验建立。

进一步地，还包括夹带损失监测装置和纵轴流滚筒调速装置，所述的夹带损失监测装置装在纵轴流凹板排草口处，且与在线监测控制系统相连；所述纵轴流滚筒调速装置安装在纵轴流滚筒轴尾端，由第一液压缸、第一带轮可动部分、第一皮带和第一带轮固定部分组成，第一液压缸和第一带轮可动部分在同侧，第一皮带位于第一带轮可动部分与第一带轮固定部分之间；第一带轮固定部分相对于纵轴流滚筒轴固定不动，第一带轮可动部分可在第一液压缸的作用下沿纵轴流滚筒轴轴向运动，从而改变皮带凹槽的尺寸，进而改变传动比，控制纵轴流滚筒转速。

进一步地，还包括籽粒破碎率监测装置和切流滚筒调速装置，所述籽粒破碎率监测装置装在籽粒搅龙出口处，且与在线监测控制系统相连；所述切流滚筒调速装置由第二液压缸、第二带轮可动部分、第二皮带和第二带轮固定部分组成；第二液压缸和第二带轮可动部分在同侧，第二皮带位于第二带轮可动部分与第二带轮固定部分之间。第二带轮固定部分相对于切流滚筒轴固定不动，第二带轮可动部分可在第二液压缸的作用下沿切流滚筒轴轴向运动，从而改变皮带凹槽的尺寸，进而改变传动比，控制切流滚筒转速。

进一步地，所述的夹带损失监测装置包括2个安装支架和2个监测传感器，所述2个安装支架位于纵轴流凹板排草口前面，并固定在纵轴流凹板上；2个监测传感器安装在支架朝向纵轴流滚筒的板面上，2个监测传感器与在线监测控制系统相连。

进一步地，所述籽粒破碎率监测装置由图像处理器、CCD摄像机、籽粒信息采集板和光源组成，其中图像处理器安装在籽粒搅龙出口上方平台上，籽粒信息采集板上端固定在籽粒搅龙出口壁板上；CCD摄像机安装在籽粒信息采集板上、且与图像处理器相连；所述图像处理器、籽粒信息采集板均与在线监测控制系统相连。

切流与纵轴流装置脱粒分离负荷的自适应调控方法，其特征在于，包括以下步骤：

(S1)根据作物特性、脱粒分离装置的结构和相关收获机械国家标准，在在线监测控制系统中设定合理的切流滚筒与纵轴流滚筒的负荷比区间[R_b R_u]，切流凹板出口间隙范围[C_b C_u]，切流滚筒转速范围[n_qb n_qu]，纵轴流滚筒转速范围[n_zb n_zu]，籽粒破碎率阈值B_r和夹带损失率阈值L_j；

(S2)通过装在装在籽粒搅龙出口处的籽粒破碎率监测装置实时检测籽粒破碎率B，装在纵轴流凹板排草口处的夹带损失监测装置实时检测夹带损失率L；

通过与用于调节切流凹板出口间隙的电动缸并联的位移传感器获得切流凹板出口间隙C；

根据切流转速传感器和纵轴流转速传感器分别获得切流滚筒转速n_q和纵轴流滚筒转速n_z，

通过装在所述清选筛的抖动板上的抖动板负荷监测装置实时检测抖动板上的负荷，作为切流滚筒的负荷；

装于回程板上的回程板负荷监测装置实时检测回程板上负荷，作为纵轴流滚筒的负荷；

在线监测控制系统根据切流滚筒的负荷、纵轴流滚筒的负荷计算切流滚筒与纵轴流滚筒的负荷比R；

(S3)在线监测控制系统根据实时检测的籽粒破碎率B、夹带损失率L、切流凹板出口间隙C、切流滚筒转速n_q、纵轴流滚筒转速n_z、切流滚筒与纵轴流滚筒的负荷比R根据以下策略来调控切流凹板出口间隙C、切流滚筒转速n_q、纵轴流滚筒转速n_z；再返回(S2)；

a.当夹带损失率L≤L_j、籽粒破碎率B>B_r时：

如果切流滚筒与纵轴流滚筒的负荷比R≥R_u，则判断切流滚筒转速n_q是否≤n_qb，如果否，则减小切流滚筒转速n_q，如果是，且切流凹板出口间隙C≥C_u，则系统报警，如果是，但切流凹板出口间隙C>R_u，则增大切流凹板出口间隙C；

如果切流滚筒与纵轴流滚筒的负荷比R_b＜R＜R_u，则判断切流滚筒转速n_q是否≤n_qb，如果否，则减小切流滚筒转速n_q；如果是、且纵轴流滚筒转速n_z≤n_zb，则系统报警，如果是、但纵轴流滚筒转速n_z＞n_zb，则减小纵轴流滚筒转速n_z；

如果切流滚筒与纵轴流滚筒的负荷比R≤R_b，则判断纵轴流滚筒转速n_z是否≤n_zb，如果是，则系统报警，如果否，则减小纵轴流滚筒转速n_z；

b.当夹带损失率L≤L_j、籽粒破碎率B≤B_r时：

如果切流滚筒与纵轴流滚筒的负荷比R≥R_u，则判断切流凹板出口间隙C是否处于切流凹板出口间隙范围[C_b C_u]内，如果C＜C_u，则增大切流凹板出口间隙，如果C≥C_u，则判断切流滚筒转速n_q是否≤n_qb，如果否，则减小切流滚筒转速n_q，如果是，则系统报警；

如果切流滚筒与纵轴流滚筒的负荷比R_b＜R＜R_u，则各参数正常，无需调整；

如果切流滚筒与纵轴流滚筒的负荷比R≤R_b，则判断切流凹板出口间隙C是否处于切流凹板出口间隙范围[C_b C_u]内，如果C≤C_b，则判断切流滚筒转速n_q是否≥n_qu，如果是，则系统报警；如果否，则增大切流滚筒转速n_q，如果C＞C_b，则减小切流凹板筛出口间隙C；

c.当夹带损失率L＞L_j、籽粒破碎率B＞B_r时：

如果切流滚筒转速n_q≤n_qb，则判断纵轴流滚筒转速n_z是否≤n_zb，如果是，则系统报警，如果否，则减小纵轴流滚筒转速n_z；

如果切流滚筒转速n_q＞n_qb，则减小切流滚筒转速n_zb；

d.当夹带损失率L＞L_j、籽粒破碎率B≤B_r时：

如果切流滚筒与纵轴流滚筒的负荷比R≥R_u，则系统报警；

如果切流滚筒与纵轴流滚筒的负荷比R_b＜R＜R_u，则判断纵轴流滚筒转速n_z是否≤n_zb，如果是，则系统报警，如果否，则减小纵轴流滚筒转速n_z；

如果切流滚筒与纵轴流滚筒的负荷比R≤R_b，则判断切流凹板出口间隙C是否≤C_b，若否，则减小切流凹板出口间隙C，若是，则进一步判断纵轴流滚筒转速n_z是否≤n_zb，如果是，则系统报警，如果否，则减小纵轴流滚筒转速n_z。

进一步地，所述步骤(2)中切流滚筒的负荷是根据抖动惯性力传感器、抖动冲击力传感器检测到的惯性力和冲击力的差动信号，计算得出；所述纵轴流滚筒的负荷是根据回程惯性力监测传感器、回程冲击力监测传感器检测到的惯性力和冲击力的差动信号，计算得出。

本发明的有益效益：

(1)本发明针对我国联合收获机脱粒分离部分存在的问题—切流与纵轴流脱粒分离负荷比例的不平衡，无法满足难脱、易脱等不同品种作物的收获要求，无法保持最佳脱粒能力和较好的适应性；提出联合收获机切流与纵轴流脱粒分离负荷的自适应调控系统，该系统在保证籽粒破碎率、夹带损失率满足要求的基础上，自适应地根据抖动板脱出物质量和回程板脱出物质量，调控切流凹板出口间隙、切流滚筒转速和纵轴流滚筒转速，使得切流脱粒分离装置与纵轴流脱粒分离装置的脱粒分离负荷比例在合理的范围内。

(2)本发明还可实时监测在脱粒清选过程中的籽粒破碎率，夹带损失率，不仅可以实时反映籽粒的清选效果，还可通过自适应调控系统，通过调节切流滚筒转速、纵轴流滚筒转速等保证籽粒破碎率、夹带损失率合格。

(3)本发明所述的脱粒分离负荷的自适应调控系统，并不局限于切流与纵轴流装置，对于其他种类的脱粒分离装置也适用；，如：切流+双纵轴流脱粒分离装置、切流+横轴流、横轴流+横轴流等多滚筒脱粒分离装置也都适用，都可通过监测籽粒破碎率、夹带损失率、初脱负荷和复脱负荷，应用上述脱粒分离负荷的自适应调控系统对凹板出口间隙、初脱滚筒转速和复脱滚筒转速进行调节，使得初脱和复脱负荷比例在合理的范围内，满足难脱、易脱等不同品种作物的收获要求，保持最佳脱粒能力和较好的适应性。并且同样适应于如小麦、大豆、水稻、油菜、玉米等多种作物的脱粒分离负荷控制，将极大地推动我国收获机械自适应控制领域的技术进步。

附图说明

图1为本发明所述切流与纵轴流装置脱粒分离负荷的自适应调控系统主视图。

图2是联合收获机清选筛与抖动板负荷监测装置俯视图。

图3是抖动板负荷监测装置局部放大主视图。

图4是回程板与回程板负荷监测装置主视图。

图5是回程板与回程板负荷监测装置俯视图。

图6是回程板负荷监测装置局部放大主视图。

图7是切流凹板出口间隙调节装置主视图。

图8是切流滚筒调速装置俯视图。

图9是纵轴流脱粒装置俯视图。

图10是纵轴流滚筒调速装置俯视图。

图11是切流与纵轴流动力传递及调速路线示意图。

图12是夹带损失监测装置视图。

图13是籽粒破碎率检测装置视图。

图14是监测装置与调控装置关系图。

图15是切流与纵轴流装置脱粒分离负荷的自适应调控系统工作流程图。

图中：

1-切流滚筒，2-切流凹板、3-纵轴流滚筒、4-纵轴流凹板筛、5-回程板、6-清选筛、7-籽粒搅龙、8-夹带损失监测装置、9-籽粒破碎率监测装置，10-切流凹板出口间隙调节装置，11-物料；101-切流钉齿1、102-切流齿杆管，103-切流滚筒轴，104-切流滚筒调速装置，105-切流转速传感器；1001-第一连接销、1002-第一连接杆，1003-第二连接销、1004-第二连接杆、1005-第三连接销、1006-转动杆，电1007-动缸，1008-位移传感器；301-螺旋喂入头，302-纵轴流钉齿，303-纵轴流滚筒轴，304-纵轴流滚筒调速装置，305-纵轴流转速传感器；304-1-第一液压缸，304-2-第一带轮可动部分，304-3-第一皮带，304-4-带轮固定部分2；501-输送前轴，502-回程板负荷监测装置，503-回程板面，504-回程板驱动机构；502-1-回程惯性力监测传感器，502-2-第一回程监测板，502-3-回程冲击力监测传感器，502-4-第二回程监测板，502-5-回程安装板，502-6-回程支架；601-抖动板，602抖动板负荷监测装置，603-导流板，604-鱼鳞筛片，605-振动筛，606-尾筛，607-振动筛驱动机构；602-1-抖动惯性力监测传感器，602-2-第一抖动监测板，602-3-抖动冲击力监测传感器，602-4-第二抖动监测板，602-5-抖动安装板，602-6-抖动支架；801-安装支架，802-监测传感器；901-图像处理器，902-CCD摄像机，903-籽粒信息采集板，904-光源。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

本发明所述切流与纵轴流装置脱粒分离负荷的自适应调控系统的结构如图1所示，切流与纵轴流脱粒分离装置由切流滚筒1、切流凹板2、纵轴流滚筒3、纵轴流凹板筛4、回程板5、清选筛6、籽粒搅龙7、夹带损失监测装置8、籽粒破碎率监测装置9和切流凹板出口间隙调节装置10组成；抖动板601位于切流滚筒1的下方，所述纵轴流凹板筛4装于纵轴流滚筒3内，所述回程板5位于纵轴流滚筒3的下方，清选筛6位于切流滚筒1和回程板5的下方、且位于籽粒搅龙7的上方。谷物经切流滚筒1脱粒后，籽粒透过切流凹板2落入位于下方的抖动板601上，另一部分未被脱粒或未脱净的谷物经切流凹板2出口，被喂入位于切流滚筒1后方的纵轴流滚筒2，谷物经复脱后，籽粒透过纵轴流滚筒2下方的纵轴流凹板筛掉到回程板5上，抖动板601上的籽粒向后抛送，回程板上的籽粒向前抛送，都落到位于下方的清选筛6上。经振动筛的清选后，籽粒落入最下方的籽粒搅龙7中，再经水平和垂直螺旋搅龙输送到粮箱。

本发明所述的自适应调控系统还包括切流凹板出口间隙调节装置10、抖动板负荷监测装置602、回程板负荷监测装置502和在线监测控制系统。如图2、3所示，清选筛6包括抖动板601、抖动板负荷监测装置602、导流板603、鱼鳞筛片604、振动筛605、尾筛606和振动筛驱动机构607。抖动板601位于上振动筛604前方，导流板603斜置于抖动板601上；尾筛606位于上振动筛605后方，用于排出长秸秆；振动筛驱动机构607位于清选筛6尾部，驱动筛面作往复运动。抖动板负荷监测装置602位于切流滚筒1下方抖动板601区域，主要包括抖动惯性力监测传感器602-1、第一抖动监测板602-2、抖动冲击力监测传感器602-3、第二抖动监测板602-4、抖动安装板602-5和抖动支架602-6，其中抖动安装板602-5通过抖动支架602-6固定在抖动板601的下方，抖动板601与抖动安装板602-5上均开有一与第一抖动监测板602-2、第二抖动监测板602-4形状相同的通孔，且两个通孔在竖直方向上相对应；所述第一抖动监测板602-2位于抖动安装板602-5上的通孔内、且与通孔边缘保持0.5mm-3mm的间隙；所述第二抖动监测板602-4位于抖动板601的通孔内，并与通孔边缘保持0.5mm-3mm的间隙。第一抖动监测板602-2位于第二抖动监测板602-4的正下方，两者材料、尺寸等属性均相同。抖动惯性力传感器602-1一端固定在抖动安装板602-5上，另一端固定在第一抖动监测板602-2上。抖动冲击力传感器602-3一端固定在抖动板601背面，另一端固定在第二抖动监测板602-4上；抖动惯性力传感器602-1、抖动冲击力传感器602-3均与在线监测控制系统相连。抖动冲击力传感器602-4与抖动惯性力传感器602-3的信号经过差分算法等信号处理、计算，可以消除抖动板601惯性力的影响，获得抖动板601中第二抖动监测板602-4区域中脱出物11的质量。为了更全面反映出抖动板601整个区域的负荷情况，在抖动板601区域内布置一定数量的上述所述抖动板负荷监测装置602，通过多个区域脱出物11质量和已经建立的数学模型，获得抖动板601整个区域脱出物11的质量，用于表征切流脱粒分离装置的脱粒分离负荷，即抖动板601整个区域脱出物11的质量越大，切流脱粒分离装置的脱粒分离负荷也越大，反之，亦然。

如图4、图5、图6所示，回程板5包括输送前轴501、回程板负荷监测装置502、回程板面503和回程板驱动机构(504)。回程板负荷监测装置502位于回程板5区域，主要包括回程惯性力监测传感器502-1、第一回程监测板502-2、回程冲击力监测传感器502-3、第二回程监测板502-4、回程安装板502-5和回程支架502-6。其中回程安装板502-5通过回程支架502-6固定在回程板面503的下方，回程板面503和回程安装板502-5上均开有一与第一回程监测板502-2、第二回程监测板502-4形状相同的通孔，且两个通孔在竖直方向上相对应。所述第一回程监测板502-2位于回程安装板502-5上的通孔内、且与通孔边缘保持0.5mm-3mm的间隙。所述第二回程监测板502-4位于回程板面503的通孔内，并与通孔边缘保持0.5mm-3mm的间隙。第一回程监测板502-2位于第二回程监测板502-4的正下方，两者材料、尺寸等属性均相同。回程惯性力监测传感器502-1一端固定在回程安装板502-5上，另一端固定在第一回程监测板502-2上；回程冲击力监测传感器502-3一端固定在回程板面503背面，另一端固定在第二回程监测板502-4上。回程惯性力监测传感器502-1、回程冲击力监测传感器502-3均与在线监测控制系统相连。回程冲击力传感器502-4与回程惯性力传感器502-3的信号经过差分算法等信号处理、计算，可以消除回程板5惯性力的影响，获得回程板5中第二回程监测板502-4区域中脱出物11的质量。为了更全面反映出回程板面503整个区域的负荷情况，在回程板面503区域内布置一定数量的上述所述回程板负荷监测装置502，通过多个区域脱出物11质量和已经建立的数学模型，获得回程板面503整个区域脱出物11的质量，用于表征纵轴流脱粒分离装置的脱粒分离负荷，即回程板面503整个区域脱出物11的质量越大，纵轴流脱粒分离装置的脱粒分离负荷也越大，反之，亦然。

抖动板负荷监测装置602、回程板负荷监测装置502的结构和作用原理相同。作为一种实施方式，所述抖动板负荷监测装置602数量为五组，呈“X”型布置在抖动板601整个区域，具体位置需根据抖动板601的几何尺寸确定；抖动板负荷监测装置602所测得的脱出物质量与抖动板601整个区域脱出物质量的数学模型需通过台架试验建立。所述回程板负荷监测装置502的数量为五组，呈“X”型布置在回程板面503整个区域，具体位置需根据回程板面503的几何尺寸确定；回程板负荷监测装置502所测得的脱出物质量与回程板面503整个区域脱出物质量的数学模型需通过台架试验建立。

如图7所示，切流滚筒1包括切流钉齿101、切流齿杆管102、切流滚筒轴103、切流滚筒调速装置104和切流转速传感器105。切流凹板出口间隙调节装置10由第一连接销1001、第一连接杆1002，第二连接销1003、第二连接杆1004、第三连接销1005、转动杆1006电动缸1007和位移传感器1008组成。其中第一连接杆1002一端通过第一连接销1001与切流凹板2出口端连接，另一端通过第二连接销1003与第二连接杆1004一端连接，第二连接杆1004的另一端与转动杆1006通过铰链连接在一起。转动杆1006的前端通过第三连接销1005与机架铰接，可绕第三连接销1005转动；转动杆1006的尾端与电动缸1007通过球头轴承连接；通过电动缸1007的伸缩带动切流凹板2转动，实现其出口间隙调整，同时与电动缸1005并联的位移传感器1008，所述位移传感器1008、电动缸1005均与在线监测控制系统相连，能获得实时出口间隙变化值。

为了使脱粒符合夹带损失和籽粒破碎的要求，本发明所述的脱粒分离负荷的自适应调控系统中还包括夹带损失监测装置8、籽粒破碎率监测装置9、切流滚筒调速装置104和纵轴流滚筒调速装置。

如图8所示，所述切流滚筒调速装置104由第二液压缸104-1、第二带轮可动部分104-2、第二皮带104-3和第二带轮固定部分104-4组成；第二液压缸104-3和第二带轮可动部分104-1在同侧，第二皮带104-3位于第二带轮可动部分104-2与第二带轮固定部分104-4之间。第二带轮固定部分104-4相对于切流滚筒轴103固定不动，第二带轮可动部分104-1可在第二液压缸104-1的作用下沿切流滚筒轴103轴向运动，从而改变皮带凹槽的尺寸，进而改变传动比，控制切流滚筒转速。

如图9、10所示，纵轴流滚筒3包括螺旋喂入头301、纵轴流钉齿302、纵轴流滚筒轴303、纵轴流滚筒调速装置304和纵轴流转速传感器305。纵轴流滚筒调速装置304安装在纵轴流滚筒轴303尾端。由第一液压缸304-1、第一带轮可动部分304-2、第一皮带304-3和第一带轮固定部分304-4组成，第一液压缸304-1和第一带轮可动部分304-1在同侧，第一皮带304-3位于第一带轮可动部分304-2与第一带轮固定部分304-4之间；第一带轮固定部分104-5相对于纵轴流滚筒轴303固定不动，第一带轮可动部分304-1可在第一液压缸304-1的作用下沿纵轴流滚筒轴303轴向运动，从而改变皮带凹槽的尺寸，进而改变传动比，控制纵轴流滚筒转速。

如图11所示，动力由发动机五槽带盘传递到中间轴，中间轴另一端通过第二皮带104-3与切流滚筒调速装置104连接，将动力传至切流滚筒轴103；切流滚筒轴103另一端通过换向齿箱及等将动力传递至纵轴流尾部，尾部再通过皮带第一皮带304-3与纵轴流滚筒调速装置连304接，最终将动力传至纵轴流滚筒轴303，实现切流滚筒和纵轴流滚筒都可变速的目标。

如图12所示，夹带损失监测装置8包括2个安装支架801和2个监测传感器802组成，其中2个安装支架801位于纵轴流凹板4排草口前面，并固定在纵轴流凹板4上；2个监测传感器802安装在支架801朝向纵轴流滚筒3的板面上，根据已建立的2个监测传感器802获取的纵轴流凹板4排草口前部区域籽粒量与夹带损失量之间的数学模型，计算出夹带损失率，并进行实时显示。

如图13所示，籽粒破碎率监测装置9由图像处理器901、CCD摄像机902、籽粒信息采集板903和光源904组成，其中图像处理器901安装在籽粒搅龙出口上方平台上，籽粒信息采集板903上端固定在籽粒搅龙出口壁板上；CCD摄像机902安装在籽粒信息采集板903上。机器连续作业时，籽粒搅龙出口连续有籽粒排出，会在籽粒信息采集板903上形成持续的籽粒流，故可通过CCD摄像机902和和光源904获得高质量的籽粒搅龙出口处的图像信息。CCD摄像机902所获取的图像通过数据线传数到图像处理器901。在图像处理器901中图像预处理单元把待测图像转化成灰度图像并进行均值滤波、中值滤波；并进一步去除噪声，增强图像，最后将灰度图像转换成二值化图像。然后通过形态学方法提取破碎籽粒与完整籽粒的不同的形态特征，通过计算破碎籽粒和完整籽粒的区域和数量，根据已建立的模型，可得到籽粒破碎率的实时信息。

如图14、15所示，切流与纵轴流装置脱粒分离负荷的自适应调控方法，包括以下步骤：

(S1)根据作物特性、脱粒分离装置的结构和相关收获机械国家标准，在在线监测控制系统中设定合理的切流滚筒1与纵轴流滚筒3的负荷比区间[R_b R_u]，切流凹板出口间隙范围[C_b C_u]，切流滚筒转速范围[n_qb n_qu]，纵轴流滚筒转速范围[n_zb n_zu]，籽粒破碎率阈值B_r和夹带损失率阈值L_j；

(S2)通过装在装在籽粒搅龙7出口处的籽粒破碎率监测装置9实时检测籽粒破碎率B，装在纵轴流凹板4排草口处的夹带损失监测装置8实时检测夹带损失率L；

通过与用于调节切流凹板出口间隙的电动缸1005并联的位移传感器1008获得切流凹板出口间隙C；

根据切流转速传感器105和纵轴流转速传感器305分别获得切流滚筒转速n_q和纵轴流滚筒转速n_z，

通过装在所述清选筛6的抖动板601上的抖动板负荷监测装置602实时检测抖动板601上的负荷，作为切流滚筒1的负荷；

装于回程板5上的回程板负荷监测装置502实时检测回程板5上负荷，作为纵轴流滚筒3的负荷；

在线监测控制系统根据切流滚筒1的负荷、纵轴流滚筒3的负荷计算切流滚筒1与纵轴流滚筒3的负荷比R；

(S3)在线监测控制系统根据实时检测的籽粒破碎率B、夹带损失率L、切流凹板出口间隙C、切流滚筒转速n_q、纵轴流滚筒转速n_z、切流滚筒1与纵轴流滚筒3的负荷比R根据以下策略来调控切流凹板出口间隙C、切流滚筒转速n_q、纵轴流滚筒转速n_z；再返回S2；

a.当夹带损失率L≤L_j、籽粒破碎率B>B_r时：

如果切流滚筒1与纵轴流滚筒3的负荷比R≥R_u，则判断切流滚筒转速n_q是否≤n_qb，如果否，则减小切流滚筒转速n_q，如果是，且切流凹板出口间隙C≥C_u，则系统报警，如果是，但切流凹板出口间隙C>R_u，则增大切流凹板出口间隙C；

如果切流滚筒1与纵轴流滚筒3的负荷比R_b＜R＜R_u，则判断切流滚筒转速n_q是否≤n_qb，如果否，则减小切流滚筒转速n_q；如果是、且纵轴流滚筒转速n_z≤n_zb，则系统报警，如果是、但纵轴流滚筒转速n_z＞n_zb，则减小纵轴流滚筒转速n_z；

如果切流滚筒1与纵轴流滚筒3的负荷比R≤R_b，则判断纵轴流滚筒转速n_z是否≤n_zb，如果是，则系统报警，如果否，则减小纵轴流滚筒转速n_z；

b.当夹带损失率L≤L_j、籽粒破碎率B≤B_r时：

如果切流滚筒1与纵轴流滚筒3的负荷比R≥R_u，则判断切流凹板出口间隙C是否处于切流凹板出口间隙范围[C_b C_u]内，如果C＜C_u，则增大切流凹板出口间隙，如果C≥C_u，则判断切流滚筒转速n_q是否≤n_qb，如果否，则减小切流滚筒转速n_q，如果是，则系统报警；

如果切流滚筒1与纵轴流滚筒3的负荷比R_b＜R＜R_u，则各参数正常，无需调整；

如果切流滚筒1与纵轴流滚筒3的负荷比R≤R_b，则判断切流凹板出口间隙C是否处于切流凹板出口间隙范围[C_b C_u]内，如果C≤C_b，则判断切流滚筒转速n_q是否≥n_qu，如果是，则系统报警；如果否，则增大切流滚筒转速n_q，如果C＞C_b，则减小切流凹板筛出口间隙C；

c.当夹带损失率L＞L_j、籽粒破碎率B＞B_r时：

如果切流滚筒转速n_q≤n_qb，则判断纵轴流滚筒转速n_z是否≤n_zb，如果是，则系统报警，如果否，则减小纵轴流滚筒转速n_z；

如果切流滚筒转速n_q＞n_qb，则减小切流滚筒转速n_zb；

d.当夹带损失率L＞L_j、籽粒破碎率B≤B_r时：

如果切流滚筒1与纵轴流滚筒3的负荷比R≥R_u，则系统报警；

如果切流滚筒1与纵轴流滚筒3的负荷比R_b＜R＜R_u，则判断纵轴流滚筒转速n_z是否≤n_zb，如果是，则系统报警，如果否，则减小纵轴流滚筒转速n_z；

如果切流滚筒1与纵轴流滚筒3的负荷比R≤R_b，则判断切流凹板出口间隙C是否≤C_b，若否，则减小切流凹板出口间隙C，若是，则进一步判断纵轴流滚筒转速n_z是否≤n_zb，如果是，则系统报警，如果否，则减小纵轴流滚筒转速n_z。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。