小型联合收割机喂入量实时监测系统设计与试验

小型联合收割机喂入量实时监测系统设
计与试验
摘要：当前在进行谷物收获作业性能的调查与监测研究中，我们可以发现联合收割机喂入量是其中重要的响因素，对后期的工作操作以及其他流程步骤都起着影响作用，如果在实际收割过程中存在喂入量远远超于标准参数后，就会导致后期运输体系和清洁体系无法正常发挥作用，甚至可能会导致相关设备出现停滞情况；如果在实际收割过程中喂入量未达到设定标准，就会造成后期作业质量和效率受到严重打击。

人为因素是当前联合收割机喂入量的主要影响因素，需要个人操作人员结合际情况和个人经验来进行参数调节，所以，对喂入量进行精准预测和监控体系的完善是当前将联合收割机工作与监测体系进行关联的必然影响，具有非常深远的影响意义。

基于此，本篇文章对小型联合收割机喂入量实时监测系统设计与试验进行研究，以供参考。

关键词：小型联合收割机；喂入量；实时监测系统设计；试验分析
引言
喂入量的合理性及稳定性是联合收割机作业中最重要的参数之一，直接影响收割机整机作业性能和寿命。

在收割作业时，如作业喂入量大于设计喂入量，轻则导致发生堵塞，各个作业部件超负荷工作，重则直接导致作业部件损坏，影响整机的可靠性;如作业喂入量小于设计喂入量，则联合收割机作业效率太低，没有达到最佳的工作状态。

在西南丘陵山区小型联合收割机作业过程中，收割机作业时的喂入量全靠作业机手的经验调整，导致收割机的喂入量处于一个较大的波动区间，而收割机的作业总损失率与喂入量有直接的关系。

根据收割机作业过程中，作物都要通过割台和中间输送器输送到脱粒总成，收割机单位时间的喂入量通过重力加载到液压油缸上，可通过测量液压油缸压力的变化来间接测量动态喂入量。

若喂入量偏大则通过降低行走速度来减少喂入量，反之则加快行走速度来增大喂入量。

通过喂入量实时测量系统及液压调速系统的工作，可以保证收割机
的喂入量稳定在高效的作业区间，提高了整机的作业性能和可靠性。

在作业过程中，机手只需要辅助调整收获高度及转向操作，不再需要实时调整作业速度，实现了收割机的半自动化驾驶，提高了作业效率。

1影响喂入量的因素
实际喂入量会受到多种参数因素而出现变化，不仅表现在农作物的土壤机制和稳定程度中，还需要从实际农作物种植到收获过程中的许多因素来进行考虑，人为因素也是其中的主要影响因素，工作人员的操作经验和技能水平都是影响后期效率与质量的关键因素。

还需考虑实际收割机的应用效率和配置参数等情况，设计人员在进行收割机的参数调节和设置时，需要结合实际需求和装置的变化来进行改善。

作物密度影响因素也多种多样，不仅表现在实际种植的单位面积和植株的长势都会影响后期作物的密度，还需要考虑当地的自然气候与环境以及人工浇灌的情况，并且将作业时存在的操作技能，工艺和手段等都考虑在内。

通常情况下，喂入量是整个收割机操作流程以及任务之间呈现正比发展关系。

这就需要相关工作在进行喂入量的监测时，将作业速度以及其他影响因素都考虑在内，能够有效确保喂入量的比例关系趋于正常的波动范围内。

2监测系统设计
2.1监测系统软件设计
监测终端软件设计和ＣＡＮ总线数据采集节点软件设计是当前监测体系内包含的两个重要设计手段与方案。

我们对监测终端软件设计进行分析，整个设计软件的具体框架呈现多任务程序框架表现，是以嵌入式形态来进行后期的具体实操工作，该嵌入式操作系统的名称为μＣ／ＯＳ－ＩＩ。

监测终端软件内含包含显示任务以及对任务的后期处理和保存工作，并利用终端控制器来对已处理的任务进行返回与发送。

当ＣＡＮ数据进行任务接收时，能够在设备保持下维护信息流入的稳定性和真实准确性，在相关要求下需要对这些信息进行封闭式处理。

还需要利用后期的解析任务手段来对信息进行分析与处理，能够最大可能降低因节点之间存在互相连接性而出现的矛盾。

对于系统ＣＡＮ总线数据而言，主要通过两个节点来完成整体的操作流程，其中节点一完成的是霍尔传感器脉冲信号的收集
与传导，节点二则是在中央总控制台的屏幕上进行信息数据的显示，这些数据都
是由ＣＡＮ总线进行传导。

2.2测试系统硬件的设计
测试系统内会存在由传感器以及处理模块等构成的测试系统硬件，具体可包
含液压油压力传感器和信息处理模块等内容，传感器之间的参数调节也存在差异，主要表现为:对于液压油压力传感器而言，补偿温度通常会控制在70℃之内，响
应时间也低于10ms，还包括输出0～5VDC，点温漂≤±0．02%FS℃等内容；无线
模块是其中关键模块之一，需要利用H7118型号数据终端来完成整体的硬件组成。

3试验方法
3.1收割机空载喂入量动态测定及数据处理方法
当收割机开始运作之后，需要对所有的行驶数据进行测量与收集，我们主要
测量收割机的实际运转速度以及后期的喂入量数据，具体操作流程为，将收割机
固定于测试台架中，确保其可以在后期运转过程中会发生位移状况而存在信息变
化的状态，然后需要将转速参数调整为2000r/min，就可以确保整个未入量测试
体系处于正常运转状态下。

3.2收割机喂入量动态测定的田间试验
台架测试并不会涉及到实际应用操作中存在的各种突发性事故问题，可能就
会导致测量结果存在误差，此时田间测试就能够对台架试验的结果进行修正。

在
确定评价测试中的理论喂入量时，需要参考水稻的割茬高度和收割机的实际行驶
速度等关键因素，然后在田间进行随机抽样，确保每次测量的长度和喂入量都保
持一致，我们可以在1㎡的水稻内确保测试喂入量为1．5kg/s。

当标准参数和实
际设定数值都调整好之后，就可以开启收割机，确保收割机的相关转速维持在2000r/min，并对进行的相关数据做出记录。

4试验结果与分析
1．5kg/s是我们设定的标准收割机喂入量，通过相关信号处理，我们可以得
到图9具体变化情况，从而可以发现收割机速率和损失率与喂入量之间的关系。

在实际检验和实验过程之后，我们可以发现台架实验与田间实验的最终结果
之间存在误差:（1）在发生田间测试过程中，我们可以发现整个变化周期存在异
常现象，主要是因为滚筒转速与喂入量之间关系存在明显异常，这主要是因为在
实际工作作业中田间土地存在不平的情况，收割机会受到地质状况而产生波动影响，也就导致后期形成的数据存在异常情况，此时我们可以对该段数据进行删除，后期的实验结果并不会考虑这些数据；（2）田间测试的后期单位波动变化并没
有呈现稳定的状态，但依然会在限定的区间内进行波动，这主要是因为即使同处
于同一田地之内，农作物的生长产量和生长情况之间也各有差异，这就导致在收
割机的实际行进时存在效率误差，也就会对后期的实际数据产生影响作用。

结束语
要想明确收割机的喂入量，必须采用科学合理的检测方式来进行相关试验和
后期操作后，根据相关参数的不断调节才能够真正明确喂入量和收割损失率之间
的关系，还需要参考到农作物周围的地形环境和自然地理条件等因素，工艺流程
和手段也是其中的影响因素，只有明确喂入量的最佳限定条件后，才能够在后期
确定好合理参数，确保收割机能够真正发挥功能和作用，对于未来农作物产量的
提高具有重要意义。

参考文献
[1]李平,崔晋波,冯伟,张先锋,张涛,李英.小型联合收割机喂入量实时监测
系统设计与试验[J].农机化研究,2020,44(09):240-246.
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