谷物联合收割机柱式柔性脱粒方法及柱式柔性脱粒机构

摘要

一种谷物联合收割机柱式柔性脱粒方法及柱式柔性脱粒机构，属于谷物联合收割机技术领域；本发明尤其是适合小麦、水稻、大豆等各类谷物的收获；作物在由倾斜输送器送入切流滚筒4时，滚筒4由柱体3抓取作物；在柱体3抓取作物后由接触头1与谷穗的打击进行部分脱粒；脱粒时由于接触头1本身的尺寸形状圆滑，可以使物料的冲击强度降至最低；而柱体3在滚筒4的筒面5呈螺旋排列，所以柱体3可有效的保证了谷粒与谷穗的脱粒分离效果；通过本方法及其柱式柔性脱粒机构可以有效的避免谷物在脱粒过程中由于直接打击而出现的过度损伤，最大限度的保证了谷物的完整性，有利于谷物作为种子的再次利用，提高了谷物的保存期限和质量。

说明书

技术领域

本发明属于谷物联合收割机技术领域，尤其是涉及一种谷物联合收割机柱式柔性脱粒方法及柱式柔性脱粒机构。

背景技术

谷物联合收割机，主要作用是可以一次完成谷类作物的收割、脱粒、分离茎秆、清除杂余等工序，从田间直接获得谷粒的收获机械。有些谷物联合收割机经局部改装调整后，还可以收获豆类、向日葵和牧草种子等。其优点是劳动生产率高、劳动强度低、赶农时，适宜于大面积收获农作物。

现有的谷物联合收割机按动力配置和挂接形式的不同可分为自走式、拖拉机牵引式、悬挂式和半悬挂式四种。按作物喂入脱粒装置的方式可分为全喂入式谷物联合收割机和半喂入式谷物联合收割机两类。

全喂入谷物联合收割机将谷物茎杆和穗头全部喂入脱粒装置进行脱粒，按谷物通过滚筒的方向不同，又可分为切流滚筒型和轴流滚筒型，切流即谷物沿旋转滚筒的前部方向喂入，进行脱粒分离，茎杆沿滚筒后部切线方向排出，轴流即谷物从滚筒轴的一端喂入，沿滚筒的轴向作螺旋状运动，一边脱粒一边分离，物料通过滚筒的时间较长，最后从滚筒轴的另一端排出。这种形式可以缩小联合收割机的体积并减轻机重，经更换某些附件后，对大豆、玉米、小麦、水稻等作物均有较好的适应性。

半喂入式谷物联收机所需功率较小，能保持茎秆相对完整，但对作物生长状况的适应性较差，不能收获玉米、豆类等作物。主要用于收获水稻和小麦，机型多为自走式，其割台又可分为立式和卧式两种。

综上所述，现有的谷物联合收割机在极大的方便了收割的同时，存在谷物脱粒中的破碎或破损，尤其是联合收割机。

联合收割机在现代农业收获中起到非常重要的作用，有生产率高、谷物损失率小和机械化程度高的优点，同时可以减轻农民的劳动强度，改善劳动条件，但传动机构复杂、作业条件恶劣，可靠性差、故障发生率高等突出问题仍然存在。脱粒装置是联合收割机的核心部件，对脱粒装置的技术要求是：脱粒干净、谷粒破碎或破壳少，尽可能多的将脱下的谷粒从凹板漏下来，动力消耗少，通用性好，能适应多种作物及多种条件使用。脱粒性能的好坏直接影响分离、清选以及整机的工作质量。为了提高机器的工作可靠性，改善脱粒性能，研究脱粒滚筒转速实时监测，对于加快实现农业机械化、自动化、智能化具有重要意义。脱粒性能的影响因素较多，既有喂入量、滚筒转速等可控因素，又有谷物湿度、作物密度等不可控因素。本发明详细分析影响脱粒性能的因素，尤其是在收获不同的作物时，不同转速下谷物湿度对脱粒性能的影响，来进一步阐述脱粒过程的重要性。以滚筒转速、谷物湿度、损失量、喂入量为分析对象，根据谷物种类的不同以及各量的偏差控制行走速度，使滚筒转速稳定在一个合适的范围内，保证脱粒性能和工作效率。脱粒装置是一个非线性时变且有大延时的复杂系统，脱粒负荷或损失量与影响因素之间很难建立精确的模型。模糊控制技术不需要知道被控系统的精确数学模型，为非线性复杂系统的控制提供有效手段；但是，为了提高脱粒系统的可靠性，稳定性国内外均做出过不少努力，脱粒机构的重要性关系到整个谷物联合收割机所收获的谷物完整性及破碎率的高低，以及后续存放利用率的关键性技术。

发明内容

为了提高谷物的完整性和利用率，本发明公开了一种谷物联合收割机柱式柔性脱粒方法及柱式柔性脱粒机构，通过本方法及其柱式柔性脱粒机构可以有效的避免谷物在脱粒过程中由于直接打击而出现的过度损伤，最大限度的保证了谷物的完整性，有利于谷物作为种子的再次利用，提高了谷物的保存期限和质量。

本发明实现上述方法的具体内容为：

所述的谷物联合收割机柱式柔性脱粒方法；

本方法尤其是适合小麦、水稻、大豆等各类谷物的收获；

1)、作物在由倾斜输送器送入切流滚筒时，滚筒由柱体抓取作物；

2)、在柱体抓取作物后由接触头与谷穗的打击进行部分脱粒；脱粒时由于接触头本身的尺寸形状圆滑，可以使物料的冲击强度降至最低；

3)、而柱体在滚筒的筒面呈螺旋排列，所以柱体可有效的保证了谷粒与谷穗的脱粒分离效果；物料在滚筒外围的轴流滚筒内，沿滚筒的轴向作螺旋加速运动，完成脱粒分离过程；

4)、由于物料通过滚筒的时间较长，接触头可以起到既保证谷物的脱粒分离效果和损失率的同时，把谷物籽粒的破碎率降至最低。

所述的谷物联合收割机柱式柔性脱粒机构；主要包含接触头、固定机构、柱体及滚筒，柱式接触头由耐磨复合材料制作而成；在滚筒的筒面设置有复数个隆起连接机构，在接触头下部的柱体设置有固定机构，将柱体套在筒面的隆起连接机构，由固定机构将柱体固定在隆起连接机构上。

所述的谷物联合收割机柱式柔性脱粒机构；在滚筒的筒面设置的隆起连接机构，可以为多环状排列分布、螺旋排列分布、不规则分布及规则的横排分布。

所述的谷物联合收割机柱式柔性脱粒机构；接触头可以设计为棒状头、锥状圆形头、棒锥结合形头部及棒锥结合头部带圆弧形状。

所述的谷物联合收割机柱式接触头由耐磨复合材料制作而成；所述的耐磨复合材料包含金属基体常用的铝、镁、铜、钛及其合金。

所述的耐磨复合材料包含非金属基体，主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。

所述的耐磨复合材料的增强材料包含玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。

由于采用上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明与传统的结构脱粒方式常用纹杆分离板混合式或杆齿式相比较，传统的脱粒方式使用脱粒的冲击、揉搓原理，利用有一定速度的脱粒元件冲击揉搓穗头，使谷粒产生振动和惯性力，破坏它与谷穗的连接，使谷粒脱下，脱粒元件的常用结构和材料在谷物脱粒的同时，对谷物产生较大的破碎和损伤。而柔性脱粒结构方式在既保证谷物的脱粒分离效果和损失率的同时，把谷物籽粒的破碎率降至最低，利于谷物籽粒的储存和育种。

附图说明

图1为本发明的筒面、接触头结构示意图。

图2是本发明的接触头棒状结构示意图。

图3是本发明的接触头棒状头部带圆弧形状结构示意图。

图4是本发明的接触头棒锥结合形头部结构示意图。

图5是本发明的接触头锥状圆形头结构示意图。

在图中：1、接触头；2、固定机构；3、柱体；4、滚动筒；5、筒面。

具体实施方式

参考下面的实施例，可以更详细地解释本发明；但是，本发明并不局限于这些实施例的组合方式。

为了公开本发明的目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是应了解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和本发明范围内的实施例的所有变化和改进。

在图1、2、3、4、5中，所述的谷物联合收割机柱式柔性脱粒方法；

本方法尤其是适合小麦、水稻、大豆等各类谷物的收获；

1)、作物在由倾斜输送器送入切流滚筒4时，滚筒4由柱体3抓取作物；

2)、在柱体3抓取作物后由接触头1与谷穗的打击进行部分脱粒；脱粒时由于接触头1本身的尺寸形状圆滑，可以使物料的冲击强度降至最低；

3)、而柱体3在滚筒4的筒面5呈螺旋排列，所以柱体3可有效的保证了谷粒与谷穗的脱粒分离效果；物料在滚筒4外围的轴流滚筒内，沿滚筒4的轴向作螺旋加速运动，完成脱粒分离过程；

4)、由于物料通过滚筒的时间较长，接触头1可以起到既保证谷物的脱粒分离效果和损失率的同时，把谷物籽粒的破碎率降至最低。

下面是本发明与现有脱粒机构的破碎率、夹带损失率对比表；

四月份对水稻的脱粒室三种滚筒台架对比试验数据：

 

滚筒型式喂入量(kg/s)破碎率(％)夹带损失率(％)纹杆分离板混合式2.51.540.75杆齿式2.51.080.98柔性脱粒结构2.50.620.86

所述的谷物联合收割机柱式柔性脱粒机构；主要包含接触头1、固定机构2、柱体3及滚筒4，柱式接触头由耐磨复合材料制作而成；在滚筒4的筒面5设置有复数个隆起连接机构，在接触头1下部的柱体3设置有固定机构2，将柱体3套在筒面5的隆起连接机构，由固定机构2将柱体3固定在隆起连接机构上。

所述的谷物联合收割机柱式柔性脱粒机构；在滚筒4的筒面5设置的隆起连接机构，可以为多环状排列分布、螺旋排列分布、不规则分布及规则的横排分布。

所述的谷物联合收割机柱式柔性脱粒机构；接触头1可以设计为棒状头、锥状圆形头、棒锥结合形头部及棒锥结合头部带圆弧形状。

所述的谷物联合收割机柱式接触头1由耐磨复合材料制作而成；所述的耐磨复合材料包含金属基体常用的铝、镁、铜、钛及其合金。

所述的耐磨复合材料包含非金属基体，主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。

所述的耐磨复合材料的增强材料包含玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。

在使用中；

脱粒滚筒只完成谷物的部分脱粒工作，余下的则由分离筒脱粒。而分离滚筒是不可调整的，即其脱粒能力不变。所以说只要最后能够脱净，就应尽量减少脱粒滚筒的脱粒程度，这是轴流式联合收割机的重要的使用原则之一。不然，秸秆过于破碎，清选负荷过大，会带来如上所述的各种故障。保持秸秆尽可能完整最可行的方法是尽量大滚筒与凹板的间隙(脱粒滚筒转速不可调)；收割开始至结束过程中，作物越来越成熟，越来越易脱，应将滚筒与凹板的间隙调整得越来越大些；干燥的作物，也应将滚筒与凹板的间隙调大些，反之则小些；易脱的作物品种，滚筒与凹板间隙调大些，反之则小些。