權利要求書： 1.一種平衡聯(lián)合收割機振動篩載荷波動的能量回收與循環(huán)利用系統(tǒng)，其特征在于，包括振動篩(1)、連桿(2)、儲能裝置(3)和供電裝置(4)；通過偏心裝置使所述振動篩(1)一端往復運動；所述偏心裝置通過連桿(2)與儲能裝置(3)連接；

所述儲能裝置(3)包括傳動齒輪(301)、渦卷彈簧(303)、棘輪(304)、棘爪(305)、儲能彈簧軸(306)；所述渦卷彈簧(303)一端與儲能彈簧軸(306)相連接，所述渦卷彈簧(303)另一端固定在套筒上；所述渦卷彈簧(303)與傳動齒輪(301)連接，所述套筒與連桿(2)傳動連接，所述套筒一端設有棘輪(304)，所述儲能彈簧軸(306)上安裝棘爪(305)，所述棘爪(305)與棘輪(304)配合，通過棘輪(304)單向帶動棘爪(305)轉(zhuǎn)動；

所述供電裝置(4)包括發(fā)電機(402)和電池組(403)；所述傳動齒輪(301)與發(fā)電機(402)傳動連接；所述電池組(403)用于儲存發(fā)電機(402)產(chǎn)生的電能。

2.根據(jù)權利要求1所述的平衡聯(lián)合收割機振動篩載荷波動的能量回收與循環(huán)利用系統(tǒng)，其特征在于，所述棘爪(305)上安裝可伸縮裝置；所述電池組(403)通過開關(405)與驅(qū)動電機(406)連接，所述驅(qū)動電機(406)連接偏心裝置，用于輔助提供偏心裝置動力。

3.根據(jù)權利要求1所述的平衡聯(lián)合收割機振動篩載荷波動的能量回收與循環(huán)利用系統(tǒng)，其特征在于，通過棘輪(304)帶動棘爪(305)單向轉(zhuǎn)動，使渦卷彈簧(303)蓄能。

4.根據(jù)權利要求1所述的平衡聯(lián)合收割機振動篩載荷波動的能量回收與循環(huán)利用系統(tǒng)，其特征在于，所述傳動齒輪(301)通過發(fā)動機齒輪(401)與發(fā)電機(402)傳動連接；設所述渦卷彈簧(303)釋放一次蓄能所帶動傳動齒輪(301)旋轉(zhuǎn)的角度為R，所述傳動齒輪(301)的齒數(shù)為Z1，所述發(fā)動機齒輪(401)的齒數(shù)為Z2，則

5.根據(jù)權利要求1所述的平衡聯(lián)合收割機振動篩載荷波動的能量回收與循環(huán)利用系統(tǒng)，其特征在于，所述偏心裝置包括偏心桿(102)、鏈輪(103)和驅(qū)動裝置(104)，所述偏心桿(102)一端與振動篩(1)連接，所述偏心桿(102)另一端與鏈輪(103)偏心連接；所述鏈輪(103)和驅(qū)動裝置(104)連接。

6.根據(jù)權利要求5所述的平衡聯(lián)合收割機振動篩載荷波動的能量回收與循環(huán)利用系統(tǒng)，其特征在于，所述偏心桿(102)、鏈輪(103)、連桿(2)、棘輪(304)構成曲柄搖桿機構。

7.根據(jù)權利要求2所述的平衡聯(lián)合收割機振動篩載荷波動的能量回收與循環(huán)利用系統(tǒng)，其特征在于，還包括稱重傳感器(101)和控制系統(tǒng)；所述稱重傳感器(101)安裝在振動篩(103)前端，用于測量谷物落到振動篩的重量，所述控制系統(tǒng)根據(jù)稱重傳感器(101)檢測值判斷是否控制開關(405)閉合和控制可伸縮裝置使棘爪(305)與棘輪(304)接觸。

8.根據(jù)權利要求7所述的平衡聯(lián)合收割機振動篩載荷波動的能量回收與循環(huán)利用系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)通過稱重傳感器(101)檢測的谷物實時質(zhì)量m與振動篩(1)標準工況下的額定質(zhì)量m0比較，控制儲能裝置(3)工作和控制電池組(403)輔助提供偏心裝置動力：

當m＜m0時，所述控制系統(tǒng)控制可伸縮裝置使棘爪(305)與棘輪(304)接觸，所述渦卷彈簧(303)蓄能并通過電池組(403)儲存能量；

當m＝m0時，所述控制系統(tǒng)控制可伸縮裝置使棘爪(305)與棘輪(304)不接觸，所述渦卷彈簧(303)不蓄能；

當m＞m0時，所述控制系統(tǒng)控制可伸縮裝置使棘爪(305)與棘輪(304)不接觸，所述控制系統(tǒng)控制開關(405)閉合，所述電池組(403)使驅(qū)動電機(406)輔助提供偏心裝置動力。

說明書： 一種平衡聯(lián)合收割機振動篩載荷波動的能量回收與循環(huán)利用系統(tǒng)

技術領域[0001] 本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)機械領域，特別涉及一種平衡聯(lián)合收割機振動篩載荷波動的能量回收與循環(huán)利用系統(tǒng)。

背景技術[0002] 近年隨著“碳達峰、碳中和”國家戰(zhàn)略的提出，各行業(yè)都對燃油污染、能量回收有了更大關注。在農(nóng)業(yè)機械中谷物聯(lián)合收割機的能量回收一直是本領域的技術難題。振動篩是

谷物聯(lián)合收割機的重要組件之一，它通過自身往復擺動將部分雜質(zhì)與谷物從篩網(wǎng)中分離，

然而不同于汽車領域內(nèi)的轉(zhuǎn)動，可以通過發(fā)電機直接回收利用能量。但聯(lián)合收割機振動篩

的往復擺動也是一種較規(guī)律的運動，同時振動篩也極大的導致了機體的強烈振動，是機體

的主要振動源之一。并且聯(lián)合收割機在田間工作時，因為喂入量等因素的影響，振動篩的負

載是時刻變化的，負載過低導致振動篩擺動能量盈余，負載過大導致振動篩擺動能量不足，

無法更好的清選。因此，急需開發(fā)實現(xiàn)振動篩能量的回收利用及平衡聯(lián)合收割機振動篩載

荷波動技術裝置。

[0003] 振動篩擺動的問題一直受到大量學者的關注，也涌現(xiàn)了大量關于減小振動篩擺動的方案?，F(xiàn)有專利公開的一種具有雙層振動篩網(wǎng)的振動篩，設置了兩層篩網(wǎng)，該機構無法改

變振動篩因負載變化而產(chǎn)生的擺動變化的現(xiàn)狀?，F(xiàn)有專利公開的一種可分檔調(diào)節(jié)振動篩振

動強度的控制方法，可以人為控制振動篩的振動強度，但是對于振動篩過剩的能量無法回

收利用?，F(xiàn)有專利公開的一種振動篩振動結構，通過彈簧緩沖振動篩的振動強度，該結構會

減小高負載工況下的振動的篩分效率。

[0004] 谷物聯(lián)合收割機振動篩在作業(yè)時，尤其低負載工況下規(guī)律的往復擺動會產(chǎn)生大量能量的浪費，且導致了聯(lián)合收割機的機體振動難題；高負載工況下振動篩會因為擺動頻率

與能量不足而降低篩分效率。但是現(xiàn)有市面上的聯(lián)合收割機的振動篩大多無法回收其多余

的能量，也無法確保其高負載下振動篩的清選性能。

發(fā)明內(nèi)容[0005] 針對現(xiàn)有技術中存在的不足，本發(fā)明提供了一種平衡聯(lián)合收割機振動篩載荷波動的能量回收與循環(huán)利用系統(tǒng)，可以對振動篩多余能量進行回收，且可實現(xiàn)振動篩在高負載

是的能量循環(huán)利用。

[0006] 本發(fā)明是通過以下技術手段實現(xiàn)上述技術目的的。[0007] 一種平衡聯(lián)合收割機振動篩載荷波動的能量回收與循環(huán)利用系統(tǒng)，包括振動篩、連桿、儲能裝置和供電裝置；通過偏心裝置使所述振動篩一端往復運動；所述偏心裝置通過

連桿與儲能裝置連接；

[0008] 所述儲能裝置包括傳動齒輪、渦卷彈簧、棘輪、棘爪、儲能彈簧軸；所述渦卷彈簧一端與儲能彈簧軸相連接，所述渦卷彈簧另一端通過固定在套筒上；所述渦卷彈簧與傳動齒

輪連接，所述套筒與連桿傳動連接，所述套筒一端設有棘輪，所述儲能彈簧軸上安裝棘爪，

所述棘爪與棘輪配合，通過棘輪單向帶動棘爪轉(zhuǎn)動；

[0009] 所述供電裝置包括發(fā)電機和電池組；所述傳動齒輪與發(fā)電機傳動連接；所述電池組用于儲存發(fā)電機產(chǎn)生的電能。

[0010] 進一步，所述棘爪上安裝可伸縮裝置；所述電池組通過開關與驅(qū)動電機連接，所述驅(qū)動電機連接偏心裝置，用于輔助提供偏心裝置動力。

[0011] 進一步，通過棘輪帶動棘爪單向轉(zhuǎn)動，使渦卷彈簧蓄能。[0012] 進一步，所述傳動齒輪通過發(fā)動機齒輪與發(fā)電機傳動連接；設所述渦卷彈簧釋放一次蓄能所帶動傳動齒輪旋轉(zhuǎn)的角度為R，所述傳動齒輪的齒數(shù)為Z1，所述發(fā)動機齒輪的齒

數(shù)為Z2，則

[0013] 進一步，所述偏心裝置包括偏心桿、鏈輪和驅(qū)動裝置，所述偏心桿一端與振動篩連接，所述偏心桿另一端與鏈輪偏心連接；所述鏈輪和驅(qū)動裝置連接。

[0014] 進一步，所述偏心桿、鏈輪、連桿、棘輪構成曲柄搖桿機構。[0015] 進一步，還包括稱重傳感器和控制系統(tǒng)；所述稱重傳感器安裝在振動篩前端，用于測量谷物落到振動篩的重量，所述控制系統(tǒng)根據(jù)稱重傳感器檢測值判斷是否控制開關結合

和控制可伸縮裝置使棘爪與棘輪接觸。

[0016] 進一步，所述控制系統(tǒng)通過稱重傳感器檢測的谷物實時質(zhì)量m與振動篩標準工況下的額定質(zhì)量m0比較，控制儲能裝置工作和控制電池組輔助提供偏心裝置動力：

[0017] 當m＜m0時，所述控制系統(tǒng)控制可伸縮裝置使棘爪與棘輪接觸，所述渦卷彈簧蓄能并通過電池組儲存能量；

[0018] 當m＝m0時，所述控制系統(tǒng)控制可伸縮裝置使棘爪與棘輪不接觸，所述渦卷彈簧不蓄能；

[0019] 當m＞m0時，所述控制系統(tǒng)控制可伸縮裝置使棘爪與棘輪不接觸，所述控制系統(tǒng)控制開關結合，所述電池組使驅(qū)動電機輔助提供偏心裝置動力。

[0020] 本發(fā)明的有益效果在于：[0021] 1.本發(fā)明所述的平衡聯(lián)合收割機振動篩載荷波動的能量回收與循環(huán)利用系統(tǒng)，針對谷物聯(lián)合收割機低負載狀況下其動力系統(tǒng)能量輸出不變，造成了能量大量損失的現(xiàn)狀，

通過儲能裝置將該部分多余能量收集起來。同時針對聯(lián)合收割機高負載狀況下，因振動篩

動力不足而降低篩分效率的問題，通過電池組為振動篩提供輔助動力，提升了聯(lián)合收割機

能力利用率。

[0022] 2.本發(fā)明所述的平衡聯(lián)合收割機振動篩載荷波動的能量回收與循環(huán)利用系統(tǒng)，其偏心桿、連桿、鏈輪、棘輪構成曲柄搖桿機構，振動篩的擺動導致與連桿固定的棘輪只能轉(zhuǎn)

動而不能平動，由于棘爪的作用，儲能彈簧軸一起順時針轉(zhuǎn)動，帶動渦卷彈簧上緊；當上緊

結束后渦卷彈簧發(fā)生舒張現(xiàn)象，帶動傳動齒輪旋轉(zhuǎn)，進而帶動發(fā)電機工作，為電池組蓄能，

并可以將電池組中的能量重新利用進振動篩工作中。

[0023] 3.本發(fā)明所述的平衡聯(lián)合收割機振動篩載荷波動的能量回收與循環(huán)利用系統(tǒng)，提供了一套智能化動力分配系統(tǒng)，通過壓力傳感器與速度傳感器實時監(jiān)測谷物落下的初末速

度及壓力，進而獲取谷物的實時質(zhì)量；通過振動篩當前的負載，控制棘爪的伸縮及開關的開

關，判斷儲能裝置是否工作以及電池組是否為振動篩提供輔助動力，優(yōu)化了振動篩的工作

模式。

[0024] 4.本發(fā)明所述的平衡聯(lián)合收割機振動篩載荷波動的能量回收與循環(huán)利用系統(tǒng)，其通過構建曲柄連桿機構，以及利用渦卷彈簧的舒張、棘輪的單向運轉(zhuǎn)，將聯(lián)合收割機中振動

篩有規(guī)律的往復擺動的剩余能量回收起來；該結構可廣泛適用于現(xiàn)有市面上聯(lián)合收割機的

安裝利用，可以實現(xiàn)谷物聯(lián)合收割機的振動篩的升級換代。

附圖說明[0025] 圖1為本發(fā)明所述的平衡聯(lián)合收割機振動篩載荷波動的能量回收與循環(huán)利用系統(tǒng)示意圖。

[0026] 圖2為本發(fā)明所述的儲能裝置結構示意圖。[0027] 圖3為本發(fā)明所述的渦卷彈簧工作示意圖。[0028] 圖4為本發(fā)明所述的供電裝置原理圖。[0029] 圖5為本發(fā)明所述的曲柄搖桿機構。[0030] 圖6為本發(fā)明曲柄搖桿機構運動示意圖。[0031] 圖中：[0032] 1?振動篩；101?稱重傳感器；102?偏心桿；103?鏈輪；104?驅(qū)動裝置；2?連桿；3?儲能裝置；301?傳動齒輪；302?螺栓；303?渦卷彈簧；304?棘輪；305?棘爪；306?儲能彈簧軸；4?

供電裝置；401?發(fā)電機齒輪；402?發(fā)電機；403?電池組；404?逆變器；405?開關；406?驅(qū)動電

機。

具體實施方式[0033] 下面結合附圖以及具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但本發(fā)明的保護范圍并不限于此。

[0034] 下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附

圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

[0035] 在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“軸向”、“徑向”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關系

為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或

暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為

對本發(fā)明的限制。此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相

對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以

明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個”的含義是兩個或

兩個以上，除非另有明確具體的限定。

[0036] 在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機

械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元

件內(nèi)部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術語在本發(fā)

明中的具體含義。

[0037] 如圖1和圖2所示，本發(fā)明所述的平衡聯(lián)合收割機振動篩載荷波動的能量回收與循環(huán)利用系統(tǒng)，包括振動篩1、連桿2、儲能裝置3和供電裝置4；通過偏心裝置使所述振動篩1一

端往復運動；所述偏心裝置通過連桿2與儲能裝置3連接；

[0038] 所述偏心裝置包括偏心桿102、鏈輪103和驅(qū)動裝置104，所述偏心桿102一端與振動篩1連接，所述偏心桿102另一端與鏈輪103偏心連接；所述鏈輪103和驅(qū)動裝置104連接。

[0039] 所述儲能裝置3包括傳動齒輪301、螺栓302、渦卷彈簧303、棘輪304、棘爪305、儲能彈簧軸306；所述渦卷彈簧303一端與儲能彈簧軸306相連接，所述渦卷彈簧303另一端通過

螺栓302固定在套筒上；所述渦卷彈簧303與傳動齒輪301連接，所述套筒與連桿2傳動連接，

所述套筒一端設有棘輪304，所述儲能彈簧軸306上安裝棘爪305，所述棘爪305與棘輪304配

合，通過棘輪304單向帶動棘爪305轉(zhuǎn)動；如圖2和圖3所示，所述連桿2帶動棘輪304順時針旋

轉(zhuǎn)時，由于棘爪305的作用，儲能彈簧軸306一起順時針轉(zhuǎn)動，帶動渦卷彈簧303上緊；當上緊

結束后渦卷彈簧303發(fā)生舒張現(xiàn)象，帶動傳動齒輪301旋轉(zhuǎn)，此時由于棘爪305的抑制作用，

儲能彈簧軸306并不發(fā)生反向旋轉(zhuǎn)，從而使軸只能順時針旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)了單向控制；所述儲能

彈簧軸306圓周上加工螺紋孔，固定渦卷彈簧303內(nèi)端。

[0040] 如圖4所示，所述供電裝置4包括發(fā)電機齒輪401、發(fā)電機402、電池組403、逆變器404、開關405、驅(qū)動電機406；所述發(fā)電機齒輪401安裝在發(fā)電機402上，發(fā)電機齒輪401與傳

動齒輪301嚙合，發(fā)電機與電池組403連接，用于儲存發(fā)電機402產(chǎn)生的電能。所述電池組403

通過逆變器404和開關405與驅(qū)動電機406連接，所述驅(qū)動電機406連接偏心裝置，用于輔助

提供偏心裝置動力。所述棘爪305上安裝可伸縮裝置。

[0041] 如圖4所示，所述渦卷彈簧303帶動傳動齒輪301旋轉(zhuǎn)，傳動齒輪301帶動發(fā)電機402工作，進而為電池組403蓄電，為了實現(xiàn)發(fā)電機402更好的蓄電，當傳動齒輪301每個行程轉(zhuǎn)

過一定角度，發(fā)電機齒輪401旋轉(zhuǎn)一周；設所述渦卷彈簧303釋放一次蓄能所帶動傳動齒輪

301旋轉(zhuǎn)的角度為R，所述傳動齒輪301的齒數(shù)為Z1，所述發(fā)動機齒輪401的齒數(shù)為Z2，則

[0042] 如圖5和圖6所示，所述偏心桿102、鏈輪103、連桿2、棘輪304構成為曲柄搖桿機構，設鏈輪103中心與偏心距離長度為a，偏心與振動篩距離為b，連桿2長度為c，棘輪304中心與

鏈輪103中心距離為d；其中a長度最短，d最長，曲柄搖桿機構長度關系滿足：a+d≤b+c。

[0043] 還包括稱重傳感器101和控制系統(tǒng)；所述稱重傳感器101安裝在振動篩103前端，用于測量谷物落到振動篩的重量，所述控制系統(tǒng)根據(jù)稱重傳感器101檢測值判斷是否控制開

關405閉合和控制可伸縮裝置使棘爪305與棘輪304接觸。所述控制系統(tǒng)通過稱重傳感器101

檢測的谷物實時質(zhì)量m與振動篩1標準工況下的額定質(zhì)量m0比較，控制儲能裝置3工作和控

制電池組403輔助提供偏心裝置動力：

[0044] 當m＜m0時，所述控制系統(tǒng)控制可伸縮裝置使棘爪305與棘輪304接觸，所述渦卷彈簧303蓄能并通過電池組403儲存能量；此時開關405斷開。

[0045] 當m＝m0時，所述控制系統(tǒng)控制可伸縮裝置使棘爪305與棘輪304不接觸，所述渦卷彈簧303不蓄能；此時開關405斷開。僅驅(qū)動裝置104為振動篩1提供動力。

[0046] 當m＞m0時，所述控制系統(tǒng)控制可伸縮裝置使棘爪305與棘輪304不接觸，所述控制系統(tǒng)控制開關405閉合，所述電池組403使驅(qū)動電機406輔助提供偏心裝置動力。即驅(qū)動裝置

104和驅(qū)動電機406同時為振動篩1提供動力。

[0047] 具體工作過程如下：驅(qū)動裝置104通過偏心裝置使振動篩1產(chǎn)生擺動進行谷物清選，偏心桿102、鏈輪103、連桿2、棘輪304組成曲柄搖桿機構，使與連桿2固定連接的棘輪304

只能轉(zhuǎn)動而不能平動；連桿2帶動棘輪304順時針旋轉(zhuǎn)時，由于棘爪305的作用，儲能彈簧軸

306一起順時針轉(zhuǎn)動，帶動渦卷彈簧303蓄能；當蓄能結束后渦卷彈簧303發(fā)生舒張現(xiàn)象，帶

動傳動齒輪301旋轉(zhuǎn)，傳動齒輪301帶動發(fā)電機402工作，進而為電池組403蓄電；通過獲取振

動篩實時負載，控制棘爪305的伸縮，判斷儲能裝置3是否工作以及電池組是否為振動篩1提

供輔助動力。

[0048] 應當理解，雖然本說明書是按照各個實施例描述的，但并非每個實施例僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說

明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經(jīng)適當組合，形成本領域技術人員可以

理解的其他實施方式。

[0049] 上文所列出的一系列的詳細說明僅僅是針對本發(fā)明的可行性實施例的具體說明，它們并非用以限制本發(fā)明的保護范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實施例或變更

均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。