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联合收获机是目前农作物收获作业过程中普遍使用的收获机械,其主要的设计原则是将损失率控制在一定范围之内,提高收获过程中的生产效率。联合收获机田间作业过程中,不可避免的会产生清选损失、夹带损失以及未脱净损失等,其中从清选振动鱼鳞筛尾部抛出的籽粒清选损失是联合收获机作业中必须控制的关键技术指标。本文介绍了目前国内外关于损失监测方法与装置的研究现状,并对清选损失监测的方法与装置进行了深入的研究。
在自行研制的试验机上进行了水稻脱离分离清选性能试验,得到了不同结构参数下滚筒凹板下方区域脱出混合物中的自由籽粒的分布规律,并根据试验数据绘制了自由籽粒量分布的三维模型。分析后发现,振动鱼鳞筛尾部清选损失自由籽粒的横向分布规律与滚筒凹板下方区域脱出混合物中的自由籽粒的横向分布规律十分相似,从而得出脱出混合物自由籽粒的分布对清选损失的分布规律有着重要的影响。为了得到联合收获机振动鱼鳞筛尾部清选损失籽粒的分布规律,分析了从联合收获机振动鱼鳞筛尾部抛洒出去的混合物中的自由籽粒沿料盒位置横向分布规律和纵向分布规律,并建立了振动鱼鳞筛尾部清选损失自由籽粒沿料盒位置纵向分布的数学模型,其决定系数R2=0.996,说明模型方程有效。
设计完成了与监测方法配套的清选损失监测传感器、信号调理电路以及二次仪表。清选损失监测传感器采用压电陶瓷作为敏感元件,通过电压放大、高通滤波、全波整流、峰值包络检波、电压比较等信号处理方法将饱满自由籽粒产生的信号与清选抛出混合物中其他成分信号有效区分,并以STC89S52RC单片机为核心开发出二次仪表对监测到的饱满自由籽粒进行准确计数和信息输出。通过在试验样机上进行的室内试验和田间试验,结果表明,设计的联合收获机清选损失监测装置的监测精度误差在可控制范围之内,可以实现对落在监测传感器表面的自由籽粒精确计数和实时监测;田间作业过程中,能通过指示灯告知联合收获机操作人员当前清选损失情况,并能在清选损失超标时报警提醒操作人员采取处理措施。
论文通过对联合收获机的脱粒分离清选装置进行试验与分析,以传感器技术和计算机技术为基础,以科学的数学模型为指导,对清选损失实时监测方法与装置进行了研究,为将来联合收获机工作参数的自动调控实现提供了调整依据,有利于提高联合收获机的工作效率和自动化水平。