[发明专利]一种能够降低破头率的甘蔗收获机刀盘振动控制方法及平台

说明书

技术领域

本发明涉及甘蔗收获机械技术领域，尤其涉及一种能够降低宿根破头率的甘蔗收获机刀盘振动控制方法，以及相应的试验平台。

背景技术

食糖是关系到国计民生的生活必需品和工业原料,因此其主要原料甘蔗的生产对我国农业经济发展及粮食的安全具有重要的战略意义。2014年中央1号文件明确提出：“支持优势产区棉花、油料、糖料生产基地建设。扩大粮棉油糖高产创建规模，在重点产区实行整建制推进，集成推广区域性、标准化高产高效模式”。甘蔗作为重要经济作物在全世界范围广泛种植，中国的种植面积在世界位居第三位，这使得甘蔗成为我国制糖、轻工、化工和能源的重要原料，对国民经济的发展都有重要的地位和作用。

广西壮族自治区是我国甚至全球最适宜种植甘蔗的地区之一，全区大部分土地位于北回归线以南，地处南亚热带季风气候，热量及降雨量丰富，而且糖料蔗生长与雨热同季。因此广西的甘蔗种植具有得天独厚的地理及气候优势。

甘蔗是广西的第一大战略经济作物，是农民增收最主要的经济来源，涉及农民经济的发展。蔗糖业是广西的优势支柱产业，在促进社会稳定、经济发展和农民增收致富方面起到了举足轻重的作用。广西是我国最大的甘蔗生产省区，种植面积和产糖量均占全国的63％，种植面积已达1600万亩。

国外甘蔗种植中农艺和农机的高度结合使切断式甘蔗收获机成为现代甘蔗收获技术的主流。我国甘蔗种植在南方丘陵地带，受我国制糖工艺和甘蔗种植模式的影响，大型切断式甘蔗收获机主要在大型农场和片区种植区内使用，同时需要糖厂和农场统筹合作。而丘陵地带的甘蔗地通常不连片，因此大型切断式甘蔗收获机在现阶段我国甘蔗种植现状中并不适用。而广西约超60％的甘蔗地貌为丘陵坡地，地貌颠簸不平，因此在我国，小型整杆式甘蔗收获机应用较广泛。

近几年，我国甘蔗机械化收获实验结果表明：目前，严重影响适合广西丘陵地貌的小型甘蔗收获机研制和推广的瓶颈问题之一，是机械化收获时甘蔗的宿根破头率高。导致第二年宿根发芽减少或不能发芽，极大地影响了甘蔗产量和经济效益。破头率是切割质量的一个重要指标。据长期考察调查，在国内应用的各型号甘蔗收割机中，无论是国外机型还是国内机型，破头率一般高达20％以上，有的机型非入土切割甚至达到30％。过高的破头率意味着农民的种植成本成比例的翻倍提高。在解决这个问题之前，农民难以接受机械化收割时造成的甘蔗破损。所以当前要深入推广应用机械化收割甘蔗，降低收获甘蔗的破头率是亟待解决的首要问题。

由于收割甘蔗过程中直接碰触甘蔗的是刀片和刀盘，所以针对甘蔗的切割质量，国内外许多研究机构的学者对刀片和刀盘结构和工作参数展开了许多研究。但这些研究都没有对切割器的动态特性对蔗蔸破头率的影响进行分析，甘蔗蔸在承受砍蔗系统的振动冲击载荷作用下的破损机理仍未清楚。而且，由于广西约超60％的甘蔗地貌为丘陵坡地，地貌颠簸不平，且甘蔗植株生长不均匀，砍蔗系统受到的振动激励源比较复杂。经研究发现，刀盘振动对切割质量有显著影响，具有一定的规律性。刀盘振动越激烈，砍蔗质量越差，即宿根破头率越高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种能够降低破头率的甘蔗收获机刀盘振动控制方法及相应的试验平台，使得通过该控制方法可控制甘蔗收获机刀盘振动，从而降低甘蔗收获时的宿根破头率，进而提高切割质量。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种能够降低破头率的甘蔗收获机刀盘振动控制方法，包括步骤：

分别采集在不同的不平衡量作用下刀盘的振动信号，并分析处理得到每个不平衡量与所述刀盘的振动振幅之间的函数关系；

按照预设的规则进行多次正交试验，并分别采集每次正交试验时所述刀盘的振动信号，再对所采集的振动信号进行分析处理，得到所述刀盘振动的控制模型；

根据所述刀盘振动的控制模型控制刀盘振动。

进一步地，根据所述刀盘振动的控制模型，对所述刀盘的刀盘振幅与切割质量综合指标进行相关性分析，得到切割质量综合指标与刀盘的振动振幅之间的相关性函数。

相应地，本发明还提供了一种切割试验平台，包括：

收获机，用于试验的多个不同质量的不平衡质量块；用于模拟输送物料的夹持输送装置；以及用于采集数据的数据采集模块，所述数据采集模块设置在所述收获机的刀盘上；

用于进行数据分析处理的处理器，所述处理器与所述数据采集模块相连；

用于向各个模块提供电能的电源，所述电源分别与所述数据采集模块，所述处理器，所述夹持输送装置和所述收获机相连。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：