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一种具有倾角可调传输机构的吸粮机及其控制方法

阅读：1029发布：2020-09-13

专利汇可以提供一种具有倾角可调传输机构的吸粮机及其控制方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种具有倾角可调传输机构的吸粮机，包括：储粮槽，其为方形槽；吸粮机，其可拆卸设置在所述储粮槽一侧，所述吸粮机的进料口位于所述储粮槽上方；传送装置，其底端设置在所述吸粮机出料口位置；主框架，其下方的一端具有第一支架，另一端下方具有第二支架；副框架，其设置在所述主框架内，并能够沿所述主框架滑动，所述传送装置设置在所述副框架上；第二传送支架，其设置在所述储粮槽下方，所述第二传送支架一端与所述主框架铰接，另一端下方具有第三支架；其中，所述第一支架、第二支架和所述第三支架均为伸缩柱，还公开了一种具有倾角可调传输机构的吸粮机的控制方法。，下面是一种具有倾角可调传输机构的吸粮机及其控制方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种具有倾角可调传输机构的吸粮机，其特征在于，包括：
储粮槽，其为方形槽；
吸粮机，其可拆卸设置在所述储粮槽一侧，所述吸粮机的进料口位于所述储粮槽上方；
传送装置，其底端设置在所述吸粮机出料口位置；
主框架，其下方的一端具有第一支架，另一端具有第二支架；
副框架，其设置在所述主框架内，并能够沿所述主框架滑动，所述传送装置设置在所述副框架上；
第二传送支架，其设置在所述储粮槽下方，所述第二传送支架一端与所述主框架铰接，另一端下方具有第三支架；
其中，所述第一支架、所述第二支架和所述第三支架均为伸缩柱。
2.根据权利要求1所述的具有倾角可调传输机构的吸粮机，其特征在于，所述吸粮机，包括：
吸粮管道，其一端连接风机，另一端连接卸料装置；
伸缩管，其一端连接所述吸粮管道另一端；
连接部，其一端连接所述伸缩管另一端，并包括转动球铰管，所述转动球铰管包括转动体，所述转动体为刚性球形壳体；
吸管，其可旋转设置在所述连接部另一端。
3.根据权利要求2所述的具有倾角可调传输机构的吸粮机，其特征在于，所述伸缩管下方具有伸缩支架，所述伸缩支架能够带动所述伸缩管沿长度方向上移动。
4.根据权利要求3所述的具有倾角可调传输机构的吸粮机，其特征在于，所述伸缩支架，包括：
主伸缩臂，其一端连接所述伸缩管一端，
副伸缩臂，其一端套设在在所述主伸缩臂内部，并能够沿所述主伸缩臂长度方向延伸，所述副伸缩臂另一端连接所述主伸缩臂另一端。
5.根据权利要求2所述的具有倾角可调传输机构的吸粮机，其特征在于，还包括调压稳流阀，其连接所述风机，所述调压稳流阀包括用于调节管道压力的自控阀门。
6.一种具有倾角可调传输机构的吸粮机的控制方法，其特征在于，包括：
装粮阶段，检测第一支架和第二支架的高度，计算主框架的倾角：
其中，α为主框架的倾角，H1为第一支架的高度，H2为第二支架的高度，L为第一支架和第二支架之间的主框架长度；
调节第三支架和第一支架高度，使储粮槽的进料口与地面具有一定夹角，夹角范围为
45°～60°，第三支架的调节公式为：
H3＝H1-L1·sinβ；
其中，H3为第三支架高度；L1为第一支架与主框架底端的距离，β为储粮槽的进料口与地面夹角；
输粮阶段，调节第三支架高度，使第二传送支架翻转，储粮槽侧面与副框架贴合，储量槽槽口与传送装置底端贴合；
H3′＝H1-L1·sinβ+M·cosα；
其中，H′3为数量阶段第三支架高度，M为储粮槽底部宽度；
贴合后将第三支架缩回，调节副框架沿主框架滑动，带动储粮槽和传送装置，使传送装置位于主框架顶端；
根据储运装置的高度，调整第一传送支架的长度，并实时监测吸粮机的风机转速、传送带速度和环境风速，并根据称重传感器检测吸粮机的输送速度计算吸粮机运输能力评估因数并将其与预设吸粮机运输能力作比较得到吸粮机运输能力偏差信号，将吸粮机输送速度与期望输送速度作比较得到输送速度偏差信号；
将吸粮机运输能力偏差信号经过微分计算吸粮机运输能力变化率信号；将输送速度偏差信号经过微分计算后得到输送速度变化率信号；
将吸粮机运输能力变化率信号和输送速度变化率信号输入模糊控制器，输出为输送装置的倾角。
7.根据权利要求6所述的具有倾角可调传输机构的吸粮机的控制方法，其特征在于，所述吸粮机运输能力评估因数的计算公式为：
其中，vf为风机转速、vc传送带速度，vh为环境风速。
8.根据权利要求6或7所述的具有倾角可调传输机构的吸粮机的控制方法，其特征在于，所述将吸粮机运输能力变化率信号号和输送速度变化率信号输入模糊控制器{NB，NM，NS，ZR，PS，PM，PB}，PB表示正大，PM表示正中，PS表示正小，ZR表示零，NS表示负小，NM表示负中，NB表示负大，它们的论域为：{-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，1，2，3，4，5，6}。
9.根据权利要求8所述的具有倾角可调传输机构的吸粮机的控制方法，其特征在于，所述模糊控制器的输入和输出变量的隶属度函数均选择三角形隶属度函数。

说明书全文

一种具有倾角可调传输机构的吸粮机及其控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及农业机械领域，尤其涉及一种具有倾角可调传输机构的吸粮机及其控制方法。

背景技术

[0002] 粮食气力吸送输送设备，即吸粮机，作为一种散粮输送配套起卸设备，是各粮库必备的机械化作业装备，可从根本上加快粮食物流周转。现有的吸粮机，普遍存在着能耗偏高或产量达不到设计要求、破碎率高、管路易磨损、功能单一、适应性不强、使用不方便等功能性缺陷。

发明内容

[0003] 本发明设计开发了一种吸粮机，具有输送装置，并且输送装置和储粮装置倾角均可调节，省时省力，适应性好。

[0004] 本发明还公开了一种具有倾角可调传输机构的吸粮机的控制方法，采用模糊控制方法，调节吸粮机的输送装置倾角，提高运输能力。

[0005] 本发明提供的技术方案为：

[0006] 一种具有倾角可调传输机构的吸粮机，包括：

[0007] 储粮槽，其为方形槽；

[0008] 吸粮机，其可拆卸设置在所述储粮槽一侧，所述吸粮机的进料口位于所述储粮槽上方；

[0009] 传送装置，其底端设置在所述吸粮机出料口位置；

[0010] 主框架，其下方的一端具有第一支架，另一端下方具有第二支架；

[0011] 副框架，其设置在所述主框架内，并能够沿所述主框架滑动，所述传送装置设置在所述副框架上；

[0012] 第二传送支架，其设置在所述储粮槽下方，所述第二传送支架一端与所述主框架铰接，另一端下方具有第三支架；

[0013] 其中，所述第一支架、第二支架和所述第三支架均为伸缩柱。

[0014] 优选的是，所述吸粮机，包括：

[0015] 吸粮管道，其一端连接风机，另一端连接卸料装置；

[0016] 伸缩管，其一端连接所述吸粮管道另一端；

[0017] 连接部，其一端连接所述伸缩管另一端，并包括转动球铰管，所述转动球铰管包括转动体，所述转动体为刚性球形壳体；

[0018] 吸管，其可旋转设置在所述连接部另一端。

[0019] 优选的是，所述伸缩管下方具有伸缩支架，所述伸缩支架能够带动所述伸缩管沿长度方向上移动。

[0020] 优选的是，所述伸缩支架，包括：

[0021] 主伸缩臂，其一端连接所述伸缩管一端，

[0022] 副伸缩臂，其一端套设在在所述主伸缩臂内部，并能够沿所述主伸缩臂长度方向延伸，所述副伸缩臂另一端连接所述主伸缩臂另一端。

[0023] 优选的是，还包括调压稳流阀，其连接所述风机，所述调压温流阀包括用于调节管道压力的自控阀门。

[0024] 一种具有倾角可调传输机构的吸粮机的控制方法，包括：

[0025] 装粮阶段，检测第一支架和第二支架的高度，计算主框架的倾角：

[0026]

[0027] 其中，α为主框架的倾角，H1为第一支架的高度，H2为第二支架的高度，L为第一支架和第二支架之间的主框架长度；

[0028] 调节第三支架和第一支架高度，使储粮槽的进料口与地面平行，第三支架的调节公式为：

[0029] H3＝H1-L1·sinα

[0030] 其中，H3为第三支架高度；L1为第一支架与主框架底端的距离；

[0031] 输粮阶段，调节第三支架高度，使第二传送支架翻转，储粮槽侧面与副框架贴合，储量槽槽口与传送装置底端贴合；

[0032] H′3＝H1-L1·sinα+M·cosα

[0033] 其中，H′3为数量阶段第三支架高度，M为储粮槽底部宽度；

[0034] 贴合后将第三支架缩回，调节副框架沿主框架滑动，带动储粮槽和传送装置，使传送装置位于主框架顶端；

[0035] 根据储运装置的高度，调整第一传送支架的长度，并实时监测吸粮机的风机转速、传送带速度和环境风速，并根据称重传感器检测吸粮机的输送速度

[0036] 计算吸粮机运输能力评估因数并将其与预设吸粮机运输能力作比较得到吸粮机运输能力偏差信号，将吸粮机输送速度与期望输送速度作比较得到输送速度偏差信号；

[0037] 将吸粮机运输能力偏差信号经过微分计算吸粮机运输能力变化率信号；将输送速度偏差信号经过微分计算后得到输送速度变化率信号；

[0038] 将吸粮机运输能力变化率信号号和输送速度变化率信号输入模糊控制器，输出为输送装置的倾角。

[0039] 优选的是，所述吸粮机运输能力评估因数的计算公式为：

[0040]

[0041] 其中，vf为风机转速、vc传送带速度，vh为环境风速。

[0042] 优选的是，所述将吸粮机运输能力变化率信号号和输送速度变化率信号输入模糊控制器{NB，NM，AZ，NS，ZR，PS，PM，PB}，PB表示正大，PM表示正中，PS表示正小，ZR表示零，NS表示负小，NM表示负中，NB表示负大，它们的论域为：{-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，1，2，3，4，5，6}。

[0043] 优选的是，所述模糊控制器的输入和输出变量的隶属度函数均选择三角形隶属度函数。

[0044] 本发明所述的有益效果

[0045] 本发明设计开发了一种吸粮机，具有输送装置，并且输送装置和储粮装置倾角均可调节，省时省力，适应性好，还公开了一种具有倾角可调传输机构的吸粮机的控制方法，采用模糊控制方法，调节吸粮机的输送装置倾角，提高运输能力。附图说明

[0046] 图1为本发明所述的具有倾角可调传输机吸粮机的结构示意图。

[0047] 图2为本发明所述的传送支架的结构示意图。

[0048] 图3为本发明所述的具有倾角可调传输机吸粮机传输阶段结构示意图。

[0049] 图4为本发明所述的吸粮机的结构示意图。

具体实施方式

[0050] 下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

[0051] 如图1-2所示，本发明提供的具有倾角可调传输机构的吸粮机，包括：储粮槽100、吸粮机200，传送装置300和传送支架400。

[0052] 其中，储粮槽100为方形槽；吸粮机200可拆卸设置在储粮槽100一侧，吸粮机200的进料口位于储粮槽100上方；传送装置300底端设置在吸粮机200出料口位置，如图2所示，传送支架400包括：主框架410，主框架的下方有两个支架，位于主框架410底端的第一支架411，另一端下方具有第二支架412；副框架420套设在主框架410内，副框架420能够沿主框架410内的的滑道滑动，传送装置300固定连接副框架420上，传送装置300随着副框架420的移动，改变其与主框架之间的位置关系，相当于延长输送装置的输送距离；第二传送支架
420设置在储粮槽100下方，第二传送支架420的一端与主框架410的底端铰接，第二传送支架另一端下方具有第三支架431；作为一种优选，第一支架411、第二支架412和第三支架431均为伸缩柱。

[0053] 如图3所示，装粮阶段，调节第三支架431和第一支架411高度，使储粮槽410的进料口与地面具有一定倾角，进料口方向与传送装置300所在位置相反，方便将粮食倒入储粮槽410，当储粮槽410被装满后进入输粮阶段，调节第三支架高度，使第二传送支架412翻转，储粮槽410的侧面与副框架420贴合，储量槽410槽口与传送装置300底端贴合。

[0054] 如图4所示，吸粮机200包括：吸粮管道210其一端连接风机211，另一端连接卸料装置；伸缩管230一端连接吸粮管道210另一端；连接部240一端连接伸缩管230另一端，并包括转动球铰管，转动球铰管包括转动体，转动体为刚性球形壳体；吸管250可旋转设置在连接部240另一端。伸缩管下方具有伸缩支架260，伸缩支架260能够带动所述伸缩管沿长度方向上移动，优选的是，伸缩支架，包括：主伸缩臂，其一端连接伸缩管230一端，副伸缩臂，其一端套设在在主伸缩臂内部，并能够沿主伸缩臂长度方向延伸，所副伸缩臂另一端连接主伸缩臂另一端。作为一种优选，还包括调压稳流阀，其连接所述风机，所述调压温流阀包括用于调节管道压力的自控阀门。

[0055] 一种具有倾角可调传输机构的吸粮机的控制方法，包括：

[0056] 装粮阶段，检测第一支架和第二支架的高度，计算主框架的倾角：

[0057]

[0058] 其中，α为主框架的倾角，H1为第一支架的高度，H2为第二支架的高度，L为第一支架和第二支架之间的主框架长度；

[0059] 调节第三支架和第一支架高度，使储粮槽的进料口与地面平行，第三支架的调节公式为：

[0060] H3＝H1-L1·sinα

[0061] 其中，H3为第三支架高度；L1为第一支架与主框架底端的距离；

[0062] 输粮阶段，调节第三支架高度，使第二传送支架翻转，储粮槽侧面与副框架贴合，储量槽槽口与传送装置底端贴合；

[0063] H′3＝H1-L1·sinα+M·cosα

[0064] 其中，H′3为数量阶段第三支架高度，M为储粮槽底部宽度；

[0065] 贴合后将第三支架缩回，调节副框架沿主框架滑动，带动储粮槽和传送装置，使传送装置位于主框架顶端；

[0066] 根据储运装置的高度，调整第一传送支架的长度，并实时监测吸粮机的风机转速、传送带速度和环境风速，

[0067] 采集风机转速vf、传送带速度vc、环境风速vh，并根据称重传感器检测吸粮机的输送速度vs，计算吸粮机运输能力评估因数

[0068]

[0069] 其中，vf为风机转速、vc传送带速度，vh为环境风速。

[0070] 将其与预设评估因数作比较得到评估因数偏差信号，吸粮机的输送速度作比较得到吸粮机传送速度的偏差信号；将评估因数偏差信号经过微分计算
得到评估因数变化率信号；将吸粮机传送速度经过微分计算后得到吸粮机传送速度变化率信号；

[0071] 将评估因数变化率信号e1和吸粮机传送速度变化率e2输入模糊控制器，输出为输送装置的倾角q。

[0072] 其中，e1、e2、q的实际变化范围分别为[-1，1]，[-1,1]，[20,60]；E1、E2、的离散论域均为{-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，1，2，3，4，5，6}，Q的离散论域为{0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，10}[0073] 则量化因子k1＝6/1，k2＝6/1，比例因子k3＝10/40

[0074] 定义模糊子集及隶属函数：

[0075] 把评估因数变化率信号分为7个模糊状态：PB(正大)，PM(正中)，PS(正小)，ZR(零)，NS(负小)，NM(负中)，NB(负大)，结合经验得出评估因数变化率信号e1的隶属度函数表，如表1所示。

[0076] 表1 评估因数变化率信号e1的隶属度函数表

[0077] e1 -6 -5 -4 -3 -2 -1 -0 +0 +1 +2 +3 +4 +5 +6PB 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.2 0.7 1.0
PM 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.2 0.7 1.0 0.7 0.2
PS 0 0 0 0 0 0 0 0.1 0.7 1.0 0.7 0.1 0 0
ZR 0 0 0 0 0.1 0.7 1.0 0 0 0 0 0 0 0
NB 0 0 0.1 0.7 1.0 0.7 0.1 0 0 0 0 0 0 0
NM 0.2 0.7 1.0 0.7 0.2 0 0 0 0 0 0 0 0 0
NS 1.0 0.7 0.2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

[0078] 吸粮机传送速度变化率信号e2分为7个模糊状态：PB(正大)，PM(正中)，PS(正小)，ZR(零)，NS(负小)，NM(负中)，NB(负大)，结合经验得出烟吸粮机传送速度变化率信号e2的隶属度函数表，如表2所示。

[0079] 表2 吸粮机传送速度变化率信号e2的隶属度函数表

[0080] e2 -6 -5 -4 -3 -2 -1 -0 +0 +1 +2 +3 +4 +5 +6PB 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.2 0.7 1.0
PM 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.2 0.7 1.0 0.7 0.2
PS 0 0 0 0 0 0 0 0.1 0.7 1.0 0.7 0.1 0 0
ZR 0 0 0 0 0.1 0.7 1.0 0 0 0 0 0 0 0
NB 0 0 0.1 0.7 1.0 0.7 0.1 0 0 0 0 0 0 0
NM 0.2 0.7 1.0 0.7 0.2 0 0 0 0 0 0 0 0 0
NS 1.0 0.7 0.2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

[0081] 输送装置的倾角信号q分为七个模糊状态：PB(正大)，PM(正中)，PS(正小)，ZR(零)，NS(负小)，NM(负中)，NB(负大)，结合经验得出第一鼓风机风速q的隶属的函数表，如表3所示。

[0082] 表3 输送装置的倾角信号q的隶属度函数表

[0083] q 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10PB 0 0 0 0 0 0 0 0 0.2 0.7 1.0
PM 0 0 0 0 0 0 0 0.2 1.0 0.8 0.2
PS 0 0 0 0 0 0 0.8 1.0 0.2 0 0
ZR 0 0 0 0 0 0.5 0.5 0 0 0 0
NB 0 0 0.2 0.8 1.0 0.8 0 0 0 0 0
NM 0.2 0.8 1.0 0.8 0.2 0 0 0 0 0 0
NS 1.0 0.7 0.2 0 0 0 0 0 0 0 0

[0084] 模糊推理过程必须执行复杂的矩阵运算，计算量非常大，在线实施推理很难满足控制系统实时性的要求，本发明采用查表法进行模糊推理运算，模糊推理决策采用双输入单输出的方式，控制规则由下列推理语言构成：

[0085] If e is Ai and ec is Bi thenΔKj is Ci

[0086] 其中，Ai、Bi、Ci分别为ec1、ec2和q模糊子集。

[0087] 通过经验可以总结出模糊控制器的初步控制规则，其中参数q控制规则见表4。

[0088] 表4为模糊控制规则表

[0089]

[0090] 模糊控制器根据得出的模糊值对输出信号进行解模糊化，得到输送装置的倾角，求模糊控制查询表，由于论域是离散的，模糊控制规则及可以表示为一个模糊矩阵，采用单点模糊化，求出模糊控制查询表，见表5

[0091] 表5 模糊控制查询表

[0092]

[0093]

[0094] 本发明设计开发了一种吸粮机，具有输送装置，并且输送装置和储粮装置倾角均可调节，省时省力，适应性好，还公开了一种具有倾角可调传输机构的吸粮机的控制方法，采用模糊控制方法，调节吸粮机的输送装置倾角，提高运输能力。

[0095] 尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

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