往复式割刀切割负荷在线监测系统的设计与实现

代秀峰，向 阳，龙振寰

（湖南农业大学 机电工程学院，湖南 长沙 410128）

1 前言

切割秸秆是联合收割机在田间作业的重要工序，切割性能直接影响收割效率和田间籽粒损失率[1]。在实际作业过程中，由于田间作业条件复杂多变，操作机手需要判断收割机的负荷情况并随时调整收割机速度等工作参数。这对机手的经验提出了较高的要求，即便是操作熟练的机手也难以对切割负荷做出准确判断。

智能化、自动化和通用化是联合收割机发展的趋势[2]。国外对联合收割机田间作业状态监测系统的研究已经取得了巨大进步，已经将物联网、传感器、网络等技术应用于联合收割机[3]。德国CLAAS公司将CEBIS信息显示系统应用于JAGUAR800系列的收割机，这套监测系统能够对收割机关键部件的状态进行信息采集、数据保存和智能化控制[4]。日本久保田公司采用定位系统、网络技术、电子传感技术和遥感测控系统等，研制出了联合收割机作业状态远程监控装置，将这套装置应用于联合收割机并推广使用。近年来，国内对联合收割机作业状态监测、故障诊断等相关技术开展了研究，并取得了一些突破[5]。南京农业大学谢蓓、尹文庆等基于CAN总线技术研制了联合收割机作业状态监测系统。该系统可以实时监测收割机前进速度、脱粒滚筒转速、搅龙转速、谷物损失率和喂入量等工作参数，同时还能够实现数据的存储及显示[6]。南通大学季彬彬、杨玉萍等利用 GPS技术测量联合收割机作业过程中机器的前进位移，并利用超声波测距仪测量收割机的实际割幅，从而通过计算收割面积实现智能测产功能[7]。……