[发明专利]一种适用于联合收割机脱粒滚筒的自适应平衡装置及控制策略

权利要求书

1.一种适用于联合收割机脱粒滚筒的自适应平衡装置，所述脱粒滚筒(1)包括脱粒主轴(101)，其特征在于，所述脱粒主轴(101)的一端安装平衡装置(2)，所述平衡装置(2)包括电磁铁(201、202)、壳体(203、214)、支撑板(204、212)、轴承(205、213)、磁板(206、211)、配重盘(207、210)、永磁体(208)和中间磁板(209)；

所述中间磁板(209)安装在脱粒主轴(101)上，所述中间磁板(209)两侧的脱粒主轴(101)上分别安装轴承(205、213)；每个所述轴承(205、213)外圈安装配重盘(207、210)，且所述配重盘(207、210)为偏质心的配重盘；所述配重盘(207、210)周向均布若干通孔，每个通孔内安装永磁体(208)；所述轴承(205、213)一侧的脱粒主轴(101)上安装支撑板(204、212)，所述支撑板(204、212)上安装磁板(206、211)；所述中间磁板(209)、轴承(205、213)、支撑板(204、212)和配重盘(207、210)位于壳体(203、214)内；壳体(203、214)内安装电磁铁(201、202)，通过电磁铁(201、202)产生磁场，使两个配重盘(207、210)分别与脱粒主轴(101)相对运动。

2.根据权利要求1所述的适用于联合收割机脱粒滚筒的自适应平衡装置，其特征在于，所述壳体(203、214)安装在滚筒安装侧板(3)上；所述滚筒安装侧板(3)上安装电源(5)，所述电源(5)与电磁铁(201、202)内的线圈连通。

3.根据权利要求1所述的适用于联合收割机脱粒滚筒的自适应平衡装置，其特征在于，每个所述配重盘(207、210)上相邻通孔内的永磁体(208)磁极相异。

4.根据权利要求1所述的适用于联合收割机脱粒滚筒的自适应平衡装置，其特征在于，所述磁板(206、211)、中间磁板(209)和配重盘(207、210)上的永磁体(208)形成自锁磁场，使配重盘(207、210)与脱粒主轴(101)同步转动；通过电磁铁(201、202)产生磁场，破环自锁磁场，从而主动带动配重盘(207、210)转动，使配重盘(207、210)与脱粒主轴(101)相对转动。

5.根据权利要求1所述的适用于联合收割机脱粒滚筒的自适应平衡装置，其特征在于，还包括所述控制系统(4)，所述控制系统(4)包括振动传感器(401)、转速传感器(402)、单片机(403)；

所述振动传感器(401)用于检测脱粒滚筒(1)的振动值，所述转速传感器(402)用于检测脱粒主轴(101)的转速；所述单片机(403)包括相位计算单元(404)和幅值计算单元(405)，所述幅值计算单元(405)根据检测脱粒滚筒(1)的振动值确定振动的振幅；所述相位计算单元(404)根据检测脱粒主轴(101)的转速确定配重盘(207、210)转动的相位角；所述单片机(403)根据振动的振幅和相位角确定配重盘(207、210)达到平衡需要转动的相位角，所述单片机(403)控制电磁铁(201、202)使配重盘(207、210)分别转动。

6.一种根据权利要求5所述的适用于联合收割机脱粒滚筒的自适应平衡装置的控制策略，其特征在于，包括如下步骤：

在任意所述平衡装置(2)处于不平衡状态下，通过振动传感器(401)检测脱粒滚筒(1)的振动值，所述幅值计算单元(405)根据振动传感器(401)检测值确定振动的振幅x₁；

所述单片机(403)控制电磁铁(201、202)使右配重盘(207)和左配重盘(210)分别同向转动θ，所述幅值计算单元(405)根据振动传感器(401)检测值确定振动的振幅x₂；

所述单片机(403)控制电磁铁(201、202)使右配重盘(207)再转动-θ，同时使左配重盘(210)再转动-θ+π；通过振动传感器(401)检测值确定振动的振幅x₃；

所述单片机(403)根据下面公式计算出右配重盘(207)需要转动同时左配重盘(210)需要转动后，平衡装置(2)可达到平衡状态：

其中：T和λ表示为：

所述单片机(403)控制电磁铁(201、202)使右配重盘(207)转动同时使左配重盘(210)转动完成平衡过程。