一种收割机脱粒性能检测装置及检测方法与流程

本发明属于农用机械技术领域，尤其涉及一种收割机脱粒性能检测装置及检测方法。

背景技术：

小型联合收割机样机试验参数在田间不易直接检测，数据获取困难，数据精度达不到要求，可变参数无法实时连续调节，收获机械田间试验受气候、田间情况和机器本身参数可调整范围局限性的影响，使得这种试验方法存在很多限制，也使得某些指标无法实时测量；小型联合收割机样机试验受季节影响大，只可在收获季节进行，因此试验周期长；小型联合收割机样机试验需多次反复进行，费用高，耗时长。以往研制的试验平台都针对某一具体机型，局限性大，不具备通用性。

技术实现要素：

鉴于上述，本发明的目的在于提供一种收割机脱粒性能检测装置，通用性好，不受机型限制，无论横轴流、纵轴流、切轴流式收割机均可在此试验平台上进行检测。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明的技术方案如下：

一种收割机脱粒性能检测装置，包括送料台、安装平台、检测系统和控制系统，所述安装平台上设置有为各运动机构提供动力的驱动电机，所述安装平台上设置有用于安装割台总成、脱粒清选总成以及驱动电机的支撑机构，所述支撑机构的水平位置和高度可调，所述检测系统包括高速摄像机和参数检测元件，所述控制系统包括控制柜和计算机，各参数检测元件和驱动电机均与控制系统连接。

采用上述结构，在安装平台上设置有多个安装位置，能够根据待检测收割机的布置结构，调整安装位置，以适应多种收割机的测试。

作为优选：所述安装平台上设有多个安装工位，所述割台总成、脱粒清选总成和各驱动电机分别通过不同的支撑架安装在对应的安装工位。所述驱动电机包括用于驱动送料台、割台及中间输送装置、脱粒装置、风选装置、振动清选装置、出粮螺旋装置的电机，每个电机通过支撑架安装在对应位置。

作为优选：所述安装平台上开设有多个T型槽，所述支撑架安装在T型槽内，形成不同的安装工位，支撑架上端设置有支撑台。

作为优选：在所述安装平台上，按被检测收割机脱粒清选总成出粮及排草口位置设置有谷物收集箱及秸草收集袋。

作为优选：在脱粒清选总成箱体的上方和侧面开设有摄像窗口，摄像窗口通过透明板密封，两个摄像窗口对应安装有用于记录脱粒滚筒内谷物运动状态及振动筛筛面谷物运动状态的高速摄像机，该高速摄像机连接至计算机。

所述驱动电机包括用于驱动送料台、割台及中间输送装置、脱粒装置、风机、振动清选装置、出粮螺旋装置的电机，每个电机分别通过支撑架安装在各机构输入轴对应位置。

作为优选：所述参数检测元件包括扭矩转速传感器和风速传感器，所述扭矩转速传感器设置在脱粒装置、风机、振动清选装置的主轴上，所述风速传感器安装在振动筛筛面的前、中、后部及收割机排草口处；所述扭矩转速传感器和风速传感器与控制系统连接，所述控制系统连接至计算机。

本发明同时提供一种收割机脱粒性能检测方法，采用上述的检测装置，具体为：将待检测的收割机的割台总成和脱粒清选总成拆下，利用预先制作的不同高度的支撑架固定在安装平台上，通过T型槽，调整割台总成和脱粒清选总成的位置，使其与待检测收割机布置方式相同；布置驱动电机，调整驱动电机支撑架的位置，并将各驱动电机分别与割台及中间输送装置、脱粒装置、风机、振动清选装置、出粮螺旋装置的主轴连接；在脱粒装置、风机、振动清选装置的主轴上安装扭矩转速传感器，在振动筛筛面的前、中、后部及收割机排草口处安装风速传感器，在脱粒清选总成的箱体上开窗，并安装高速摄像机；设定喂入量及各驱动电机的转速，开启送料台和各驱动电机进行收割检测，通过各传感器实时采集驱动电机的转速、扭矩及功率参数并反馈至计算机，形成测量记录。

作为优选：将预先制作的秸草收集袋和谷物收集箱分别安装在机架的对应位置，每次检测完成后，分别对稻草和谷物进行二次筛选鉴别，并测出实际质量，计算得出夹带损失率和含杂率；检测过程中通过两台高速摄像机分别记录脱粒滚筒内谷物运动状态及振动筛筛面谷物的运动状态，并将图像反馈至计算机，以便观测运行是否通畅，分析脱粒效率。

作为优选：根据检测结果，通过控制系统调节送料台以及各驱动电机的转速，连续调节脱离系统的喂入量，根据多次检测的结果分析出收割机的最佳喂入量。

本发明的有益效果是：本发明采用模块化机械结构，各工作部件调整、组合方便。检测系统可以实时对脱粒装置的转速、扭矩、功率等数据进行采集处理，并且可以对脱粒后的谷物和稻草进行定量分析，得出谷物夹带损失率和含杂率。进而针对一个既定的脱粒系统，不但可以检测其工作参数是否可以达到既定要求，而且可以采取喂入量连续可调的方式，用来分析出这个脱粒系统的最佳喂入量。为今后小型联合收割机机脱粒装置的设计提供可靠的数据支撑。通用性好，不受机型限制，无论横轴流、纵轴流、切轴流式收割机均可在此试验平台上进行检测。易于调节，相较于传统实验装置，具有更好的试验可操作性。

附图说明

图1为本发明使用状态的结构示意图；

图2为本发明的俯视图；

图3为本发明中驱动电机的安装示意图。

零件标号说明

1 送料台

11 支撑座

12 输送带

13 第一电机

2 安装平台

21 T型槽

3 支撑架

31 支撑台

32 传感器座

33 联轴器

34 固定座

35 支撑板

36 电机座

4 脱粒清选总成

41 秸草收集袋

42 谷物收集箱

43 摄像窗口

51 第二电机

52 第三电机

53 第五电机

54 第六电机

55 第四电机

56 高速摄像机

57 控制柜

58 计算机

62 脱粒装置

63 振动清选装置

64 风选装置

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

实施例

如图1和图2所示，一种收割机脱粒性能检测装置，包括送料台1、安装平台2、检测系统和控制系统，安装平台2上设置有用于安装割台总成和脱粒清选总成4的支撑机构，以及为各运动机构提供动力的驱动电机，安装平台2上设有多个安装工位，支撑机构可根据待检测收割机的布置方式，安装在指定位置，支撑机构水平位置和高度可调，能够适应多种收割机的安装，所述检测系统包括转速传感器、扭矩传感器等检测元件，该检测元件和各驱动电机均与控制系统连接，以便收集检测信息和控制驱动电机的转速。

进一步地，安装平台2上开设有多个T型槽21或者安装孔位，支撑机构为支撑架3，支撑架3包括连接底座、支撑梁和位于上端的支撑台31，连接底座和支撑台31与支撑架3之间均设置有加强板，支撑架3安装在T型槽21内，割台总成、脱粒清选总成4和各驱动电机分别通过不同的支撑架3安装在对应的安装位置，支撑架3下端的连接底座通过安装在T型槽21内的螺栓和压块固定，所述割台总成、脱粒清选总成4和各驱动电机安装在支撑台31上，通过螺栓或其他压紧机构固定。

进一步地，脱粒清选总成4包括脱粒装置、风机、振动清选装置和出粮螺旋装置，脱粒清选总成4一侧设置有秸草收集袋41，脱粒清选总成4下侧设置有谷物收集箱42，脱粒清选总成4的箱体上方和侧面开设有摄像窗口43，摄像窗口43通过透明玻璃钢板密封，两个摄像窗口43对应安装有用于记录脱粒滚筒内谷物运动状态及振动筛筛面谷物运动状态的高速摄像机56，该高速摄像机56连接至计算机。通过两台高速摄像机56的记录，分析各关键位置运行是否通畅，脱粒效率是否有提升空间。

采用上述结构，通过T型槽21和预制的支撑架3，能够根据待检测收割机的结构，调整脱粒清选总成4和割台总成的安装位置，更换支撑架3实现高度调节，改变支撑架3在T型槽21的安装位置实现水平调节；同时各驱动电机也能够通过支撑架3进行水平方向和竖直方向的位置调节，因而能够适应不同机型的收割机，通用性较好。

其中预先制作组合式支撑架3，可由若干分支撑架3组合得到任意高度，送料台1、各机构支撑台31、秸草收集袋41、谷物收集箱42均按要求利用支撑架3固定在T型槽21安装平台2上。

具体地，驱动电机包括用于驱动送料台1、割台及中间输送装置61、脱粒装置62、风选装置64、振动清选装置63、出粮螺旋装置的第一电机13、第二电机51、第三电机52、第四电机55、第五电机53和第六电机54，每个电机通过支撑架3安装在对应位置，与各装置的主轴通过联轴器等连接，各装置由对应的变频电机单独驱动。

其中，脱粒装置62、风选装置64、振动清选装置63的主轴上均设置有扭矩转速传感器7，便于实时采集其工作转速、扭矩及功率参数；脱粒清选总成4内还安装有用于测量风选装置64风速的多个风速传感器，风速传感器由支架支撑，风速传感器安装在振动清选装置63振动筛筛面的前、中、后部及收割机排草口处；扭矩转速传感器和风速传感器与控制系统或控制柜57连接，控制系统连接至计算机58。

送料台1包括底部支撑座11和输送带12，第一电机13通过皮带、皮带轮驱动输送带12运动，输送速度可通过第一电机13调节，满足输送物料的连续可调性，这样就可以通过在输送带12上均匀布置物料来模拟喂料过程，如将预先称重的15kg试验水稻均匀布置在15m长度的输送带上，试验水稻被一丛一丛的夹置在送料台上，割台按实际工作情况工作，输送带以1m/s速度运行，便可以模拟1kg/s的脱粒滚筒喂入量(但实际过程中，割刀下还会留下一定高度的割茬，因此预先称重的试验水稻要大于15kg，才能保证1kg/s的喂入量)。

本例中支撑机构由安装在安装平台2上的支撑板35和支撑架3组成，割台及中间输送装置前后部分别由支撑板35和支撑架3支撑。

图3所示为脱粒装置62对应的第三电机52及扭矩转速传感器7的安装示意图，第三电机52及扭矩转速传感器7分别通过电机座36、传感器座32安装在支撑架3上端的支撑台31上，第三电机52输出轴经扭矩转速传感器7后通过联轴器33与脱粒装置62的主轴58连接，支撑台31上设置有用于支撑脱粒装置62主轴的固定座34。风选装置64、振动清选装置63的主轴与驱动电机的安装结构与脱粒装置62类似，在此不再一一说明。

本发明同时提供了一种收割机脱粒性能检测方法，采用上述的检测装置，具体为：将待检测的收割机的割台总成和脱粒清选总成拆下，利用预先制作的不同高度的支撑架3固定在安装平台2上，通过T型槽，调整割台总成和脱粒清选总成4的位置，使其与待检测收割机布置方式相同；通过支撑架3安装5个驱动电机，调整支撑架3的位置，使各驱动电机分别与割台及中间输送装置、脱粒装置62、风机64、振动清选装置63、出粮螺旋装置五部分的位置对应，并将各驱动电机分别与割台及中间输送装置、脱粒装置62、风机64、振动清选装置63、出粮螺旋装置的主轴连接；在脱粒装置62、风机64、振动清选装置63的主轴上安装扭矩转速传感器，在振动筛筛面的前、中、后部及收割机排草口处安装风速传感器，在脱粒清选总成的箱体上方和侧面开窗，并安装高速摄像机；设定喂入量及各驱动电机的转速，开启送料台和各驱动电机进行收割检测，通过各传感器实时采集驱动电机的转速、扭矩及功率参数并反馈至计算机，形成测量记录。每一次测量完成后，可参照上一次的结果，设定下一次检测的喂入量和转速，改变一个测量参数或多个测量参数，进行多次检测。

将预先制作的秸草收集袋41和谷物收集箱42分别安装在机架的对应位置，检测过程中，输送带上的水稻被均匀地由割台和输送装置进入脱粒分离装置进行脱粒，茎秆从尾部排草口排出，进入设置的秸草收集袋中，脱出混合物通过凹板筛进入谷物收集箱42内。每次检测完成后，分别对稻草和谷物进行二次筛选鉴别，并用电子秤测出实际质量，计算得出夹带损失率和含杂率；并且，检测过程中通过两台高速摄像机56分别记录脱粒滚筒内谷物运动状态及振动筛筛面谷物的运动状态，并将图像反馈至计算机，以便观测运行是否通畅，分析脱粒效率是否有提升空间。

参照前几次的检测结果，通过控制系统调节送料台1以及各驱动电机的转速，连续调节脱离系统的喂入量，根据多次检测的结果分析出收割机的最佳喂入量。

其中，检测系统采用动态扭矩传感器，配合扭矩功率测试仪，通过RS232接口和计算机通讯，采集扭矩功率测试仪的扭矩、转速、功率信号，进行相关操作。计算机测试软件可以以曲线的方式在同一界面将测试过程中的三种参数同时显示出来，并具有鼠标跟踪功能，即鼠标箭头放置在曲线的某个点，将自动显示出所对应的测量值；并可生成一个表格文件，将本次测量的扭矩、转速、功率三个项目分别的最大值，最小值，平均值计算出来。表格的文件格式为Excel，存储编号以产品编号为文件名。

本发明采用模块化机械结构，各工作部件调整、组合方便。检测系统可以实时对脱粒装置62的转速、扭矩、功率等数据进行采集处理，并且可以对脱粒后的谷物和稻草进行定量分析，得出谷物夹带损失率和含杂率。进而针对一个既定的脱粒系统，不但可以检测其工作参数是否可以达到既定要求，而且可以采取喂入量连续可调的方式，用来分析出这个脱粒系统的最佳喂入量。为今后小型联合收割机机脱粒装置62的设计提供可靠的数据支撑。

通用性好，不受机型限制，无论横轴流、纵轴流、切轴流式收割机均可在此试验平台上进行检测。易于调节，相较于传统实验装置，具有更好的试验可操作性。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。