專(zhuān)利名稱(chēng)：聯(lián)合收割機(jī)夾帶損失實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)裝備田間監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種聯(lián)合收割機(jī)夾帶損 失實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法。
背景技術(shù)：
聯(lián)合收割機(jī)使用要求中的一個(gè)重要原則是在保證損失最小的情況下充分 發(fā)揮聯(lián)合收割機(jī)的生產(chǎn)效率。但是任何聯(lián)合收割機(jī)在田間作業(yè)時(shí)候不可避免的 會(huì)有產(chǎn)生未脫凈損失率、夾帶損失率、清選損失率、飛濺損失率，其中排草口 處產(chǎn)生的夾帶損失是聯(lián)合收割機(jī)作業(yè)中必須控制的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，直接影響聯(lián) 合收割機(jī)的作業(yè)質(zhì)量和生產(chǎn)效率。當(dāng)前對(duì)于聯(lián)合收割機(jī)夾帶損失的監(jiān)測(cè)，通常 采用的是人工方法。作物經(jīng)收割臺(tái)切割后，由傾斜輸送器進(jìn)入脫粒滾筒內(nèi)進(jìn)行 脫粒，脫出物通過(guò)振動(dòng)篩和風(fēng)機(jī)的作用進(jìn)行分離和清選，另有少量籽粒隨碎莖 稈等雜余通過(guò)排草口排出，從而產(chǎn)生夾帶損失。使用人工方法，將排草口處的 排出物包括長(zhǎng)莖稈、籽粒、雜余、連稈帶柄籽粒收集起來(lái)進(jìn)行人工清選分離后 得到的籽粒稱(chēng)重后計(jì)算得到夾帶損失。這種夾帶損失的測(cè)試方法工作量大，工 作強(qiáng)度高，耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，無(wú)法提高聯(lián)合收割機(jī)的工作效率和作業(yè)質(zhì)量，無(wú)法實(shí) 現(xiàn)夾帶損失的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。目前我國(guó)聯(lián)合收割機(jī)關(guān)于監(jiān)測(cè)夾帶損失實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的方 法與裝置目前尚無(wú)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)聯(lián)合收割機(jī)田間正常作業(yè)時(shí)的夾帶損失，以提醒操作者保證聯(lián)合收割機(jī)較好的作業(yè)質(zhì)量，提高作業(yè)效率，解決人工檢測(cè)夾帶損失 費(fèi)時(shí)費(fèi)工且無(wú)法實(shí)時(shí)檢測(cè)的困難。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案 是
一種聯(lián)合收割機(jī)夾帶損失實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法，是
在聯(lián)合收割機(jī)脫粒滾筒排草口前部的凹板下方安裝監(jiān)測(cè)傳感器用來(lái)采集 該部位的籽粒量信號(hào)，然后根據(jù)事先建立的該部位籽粒量與排草口處夾帶損失 籽粒量的關(guān)系模型進(jìn)行運(yùn)算，得出聯(lián)合收割機(jī)田間正常作業(yè)時(shí)的實(shí)時(shí)夾帶損 失，并實(shí)時(shí)顯示。
上述方法具體是監(jiān)測(cè)傳感器受凹板分離出的籽粒沖擊后，產(chǎn)生電荷信號(hào)， 經(jīng)電荷轉(zhuǎn)換放大后變?yōu)殡妷盒盘?hào)，再經(jīng)鑒波濾波后進(jìn)行信號(hào)整形，得到標(biāo)準(zhǔn)脈 沖信號(hào)，送入高速計(jì)數(shù)電路計(jì)數(shù)，由此得到聯(lián)合收割機(jī)脫粒滾筒排草口前部凹 板下方的籽粒量，單片機(jī)將該籽粒量由串口輸出送入便攜式高速數(shù)據(jù)采集系 統(tǒng)，由高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)根據(jù)籽粒流量與排草口處夾帶損失之間的數(shù)學(xué)關(guān)系模 型，計(jì)算出夾帶損失量，并進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。
上述方法中所說(shuō)的聯(lián)合收割機(jī)脫粒滾筒排草口前部的凹板下方籽粒量與 排草口處夾帶損失籽粒量的關(guān)系模型，是在橫軸流或縱軸流脫粒分離裝置試驗(yàn) 臺(tái)上通過(guò)臺(tái)架試驗(yàn)建立，試驗(yàn)時(shí)試驗(yàn)臺(tái)架的脫粒滾筒采用與相應(yīng)聯(lián)合收割機(jī)脫 粒裝置相同結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)。
所述的監(jiān)測(cè)傳感器的敏感材料元件可采用PVDF、壓電陶瓷等材料。監(jiān)測(cè) 傳感器通過(guò)安裝支架固定在聯(lián)合收割機(jī)機(jī)架上，且可通過(guò)調(diào)節(jié)支架來(lái)調(diào)整傳感 器的安裝角度及高度。收獲水稻、小麥、油菜等不同作物時(shí)，通過(guò)調(diào)整傳感器鑒頻濾波電路的參數(shù)，以達(dá)到從脫出混合物中區(qū)分出籽粒的沖擊信號(hào)，從而可 以準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)到該處的籽粒量。
實(shí)現(xiàn)上述方法的裝置，包括依次連接的監(jiān)測(cè)傳感器、電荷轉(zhuǎn)換放大電路、
鑒頻濾波電路、整形電路、高速計(jì)數(shù)電路、單片機(jī)和高頻數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；其中
監(jiān)測(cè)傳感器，設(shè)置在聯(lián)合收割機(jī)排草口前部脫粒分離裝置凹板末端，籽粒 經(jīng)過(guò)沖擊監(jiān)測(cè)傳感器產(chǎn)生電荷信號(hào)；
電荷轉(zhuǎn)換放大電路，用于將監(jiān)測(cè)傳感器產(chǎn)生電荷信號(hào)轉(zhuǎn)換放大后變?yōu)殡妷?信號(hào)；
鑒頻濾波電路和整形電路，用于將電壓信號(hào)經(jīng)鑒頻濾波后，進(jìn)行信號(hào)整形， 得到標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)，送入高速計(jì)數(shù)電路；
高速計(jì)數(shù)電路，用于根據(jù)接收到的標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，得到脫粒分離 裝置末端的籽粒流量，傳送至單片機(jī)；
單片機(jī)，用于將籽粒量由串口送入便攜式高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；
高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，用于根據(jù)籽粒流量與排草口處夾帶損失之間的數(shù)學(xué)關(guān) 系模型，計(jì)算出夾帶損失量，并進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。
本發(fā)明取得的效果本發(fā)明以傳感器技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，以科學(xué)的 數(shù)學(xué)模型為指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)了夾帶損失的監(jiān)測(cè)，從根本上改變了傳統(tǒng)的人工測(cè)試夾 帶損失的方法，節(jié)約了人力、物力，消除了夾帶損失測(cè)試的滯后性，非實(shí)時(shí)性。 同時(shí)本發(fā)明有利于駕駛員在聯(lián)合收割機(jī)工作過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)夾帶損失的狀況， 實(shí)現(xiàn)工作參數(shù)的自動(dòng)調(diào)控，提高聯(lián)合收割機(jī)的工作效率，發(fā)揮其最大功效。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1是本發(fā)明方法中的傳感器安裝位置結(jié)構(gòu)示意主視圖。
圖2是本發(fā)明方法中的傳感器安裝在橫軸流脫粒分離裝置凹板末端的結(jié)構(gòu)示意 左視圖。
圖3是本發(fā)明方法中的傳感器安裝在縱軸流脫粒分離裝置凹板末端的結(jié)構(gòu)示意 左視圖。
圖4是傳感器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
圖中1.聯(lián)合收割機(jī)滾筒；2.凹板；3.監(jiān)觀條感器；4.安裝支架；5.排草口。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參閱圖1、 2、 3，這是聯(lián)合收割機(jī)監(jiān)測(cè)傳感器的安裝位置圖，監(jiān)測(cè)傳感 器3安裝在支架4上，支架4固定在滾筒1凹板2末端下方處，監(jiān)測(cè)傳感器3 可以安裝在不同的三處位置，可以分別用來(lái)監(jiān)測(cè)不同部位的籽粒流量。
請(qǐng)參閱圖4,這是監(jiān)測(cè)傳感器的電路結(jié)構(gòu)圖，該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由以下各部分組成: 監(jiān)測(cè)傳感器、電荷轉(zhuǎn)換放大電路、鑒頻濾波電路、整形電路、高速計(jì)數(shù)電路、 單片機(jī)、高頻數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
下面結(jié)合實(shí)例做進(jìn)一步的闡述監(jiān)測(cè)傳感器3采用PVDF壓電薄膜作為敏 感元件，采取陣列式排布，由5個(gè)厚度50/z附的片狀PVDF薄膜單元組成，每 個(gè)單元尺寸是/xvv-20mmxl00mm。當(dāng)籽粒和莖稈沖擊監(jiān)測(cè)傳感器3表面時(shí)， 由于籽粒和莖稈對(duì)監(jiān)測(cè)傳感器3表面的沖擊力不同，所反映出的撞擊信號(hào)頻率和振幅也不相同，因此在程序中合理設(shè)置帶通濾波器的截止頻率和鑒幅器的閾 值電壓就能從紛亂的信號(hào)中提取出籽粒的撞擊信號(hào)，再由程序?qū)崿F(xiàn)計(jì)數(shù)、運(yùn)算
和顯示，能準(zhǔn)確地記錄下籽粒的損失量。以圖2橫軸流脫粒分離裝置收獲水稻 為例，監(jiān)測(cè)傳感器3安裝于凹板2右側(cè)位置，如圖1所示。當(dāng)聯(lián)合收割機(jī)在田 間收獲作業(yè)時(shí)，水稻經(jīng)過(guò)脫粒分離裝置，從凹板2尾部排出的脫出混合物經(jīng)過(guò) 安裝在凹板2末端下方處的監(jiān)測(cè)傳感器3采集籽粒損失信號(hào)，籽粒沖擊監(jiān)測(cè)傳 感器3，產(chǎn)生電荷信號(hào)，經(jīng)電荷轉(zhuǎn)換放大后變?yōu)殡妷盒盘?hào)，再經(jīng)鑒波濾波后進(jìn) 行信號(hào)整形，得到標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)，送入高速計(jì)數(shù)電路計(jì)數(shù)，由此得到損失的籽 粒量，單片機(jī)將籽粒量由串口送入便攜式高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，由此得到凹板2 末端脫出混合物中籽粒的流量。
通過(guò)臺(tái)架試驗(yàn)，在不同工作參數(shù)條件包括不同喂入量、不同滾筒轉(zhuǎn)速、不 同脫粒元件等條件下建立該處籽粒流量與夾帶損失之間的x-y函數(shù)模型，其中 x為監(jiān)測(cè)傳感器所監(jiān)測(cè)到得籽粒量，y為夾帶損失籽粒量。因此通過(guò)傳感器監(jiān) 測(cè)到得籽粒量x，根據(jù)x-y函數(shù)模型就可以實(shí)現(xiàn)夾帶損失籽粒量y的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。 該監(jiān)測(cè)傳感器安裝角度在32°~47°范圍內(nèi)，其精度誤差為5%~8%。
權(quán)利要求
1.一種聯(lián)合收割機(jī)夾帶損失實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，在聯(lián)合收割機(jī)脫粒滾筒排草口前部的凹板下方安裝監(jiān)測(cè)傳感器用來(lái)采集該部位的籽粒量信號(hào)，然后根據(jù)事先建立的該部位籽粒量與排草口處夾帶損失籽粒量的關(guān)系模型進(jìn)行運(yùn)算，得出聯(lián)合收割機(jī)田間正常作業(yè)時(shí)的實(shí)時(shí)夾帶損失，并實(shí)時(shí)顯示。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述聯(lián)合收割機(jī)夾帶損失實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于， 監(jiān)測(cè)傳感器受凹板分離出的籽粒沖擊后，產(chǎn)生電荷信號(hào)，經(jīng)電荷轉(zhuǎn)換放大后變 為電壓信號(hào)，再經(jīng)鑒波濾波后進(jìn)行信號(hào)整形，得到標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)，送入高速計(jì) 數(shù)電路計(jì)數(shù)，由此得到聯(lián)合收割機(jī)脫粒滾筒排草口前部凹板下方的籽粒量，單 片機(jī)將該籽粒量由串口輸出送入便攜式高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，由高速數(shù)據(jù)采集系 統(tǒng)根據(jù)籽粒流量與排草口處夾帶損失之間的數(shù)學(xué)關(guān)系模型，計(jì)算出夾帶損失 量，并進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聯(lián)合收割機(jī)夾帶損失實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于， 所說(shuō)的聯(lián)合收割機(jī)脫粒滾筒排草口前部的凹板下方籽粒量與排草口處夾帶損 失籽粒量的關(guān)系模型，是在橫軸流或縱軸流脫粒分離裝置試驗(yàn)臺(tái)上通過(guò)臺(tái)架試 驗(yàn)建立，試驗(yàn)時(shí)試驗(yàn)臺(tái)架的脫粒滾筒采用與相應(yīng)聯(lián)合收割機(jī)脫粒裝置相同結(jié)構(gòu) 和運(yùn)動(dòng)參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明為一種聯(lián)合收割機(jī)夾帶損失實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法，主要用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)夾帶損失，以解決目前聯(lián)合收割機(jī)在收獲過(guò)程中無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到夾帶損失的問(wèn)題。該方法是在聯(lián)合收割機(jī)脫粒滾筒排草口前部的凹板下方安裝監(jiān)測(cè)傳感器用來(lái)采集該部位的籽粒量信號(hào)，然后根據(jù)事先建立的該部位籽粒量與排草口處夾帶損失籽粒量的關(guān)系模型進(jìn)行運(yùn)算，得出聯(lián)合收割機(jī)田間正常作業(yè)時(shí)的實(shí)時(shí)夾帶損失，并實(shí)時(shí)顯示。本發(fā)明以傳感器技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，以科學(xué)的數(shù)學(xué)模型為指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)了夾帶損失的監(jiān)測(cè)，從根本上改變了傳統(tǒng)的人工測(cè)試夾帶損失的方法，節(jié)約了人力、物力，消除了夾帶損失測(cè)試的滯后性，非實(shí)時(shí)性。
文檔編號(hào)A01D41/00GK101611670SQ20091018153
公開(kāi)日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2009年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月20日
發(fā)明者徐嬌嬌, 徐立章, 李耀明 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)