CN102577741B

CN102577741B - 半喂入联合收割机穗头喂入深度检测系统

Info

Publication number: CN102577741B
Application number: CN 201210037866
Authority: CN
Inventors: 季彬彬; 孙泉如; 陆伟家; 杨玉萍; 张森; 张福豹
Original assignee: Nantong University
Current assignee: Nantong University
Priority date: 2012-02-20
Filing date: 2012-02-20
Publication date: 2013-04-03
Anticipated expiration: 2032-02-20
Also published as: CN102577741A

Abstract

本发明公开了一种半喂入联合收割机穗头喂入深度检测系统，在半喂入联合收割机喂入口前一固定距离处安装一列与嵌入式控制系统连接的透射式红外光电传感器，这列光电传感器包括发射端和接收端，每个发射端和相对应的接收端组成一组，每组光点开关按照固定间距沿着收割作物的茎杆方向排列，并在控制系统中给每组编号；利用嵌入式控制系统每隔一固定周期调整茎杆夹持链条位置，以调整穗头喂入深度，具体调整信号量的给定由控制系统根据上述红外光电传感器的检测信号来判定。本发明结构合理，采用全自动无接触式测量，测量精度满足收割机的脱粒要求。

Description

半喂入联合收割机穗头喂入深度检测系统

技术领域

本发明涉及一种半喂入联合收割机穗头喂入深度检测系统。

背景技术

半喂入联合收割机是一种适合于小地块收割作业的收获机械，它采用与大型全喂入联合收割机不同的脱粒方式。其脱粒时，农作物的穗头进入脱粒滚筒脱粒，而茎杆仍然在脱粒滚筒的外部。所以，其脱粒的时消耗的功率小，脱粒效率高。但半喂入联合收割机的这种脱粒方式要求农作物穗头进入脱粒滚筒脱粒时，穗头要正好位于脱粒滚筒与作物秸秆相切的切点处，在这个位置，脱粒滚筒对穗头的脱粒效果最好。如果穗头进入脱粒滚筒过深或过浅，都会引起穗头脱粒不净，使谷物损失率增加。在半喂入联合收割机实际的田间作业过程中，作物茎杆在不同的地块、不同的生长环境中，其高度是有较大差异的。这就引起收割时作物由于高度不同，穗头进入脱粒滚筒的深度发生变化，从而引起谷物损失率增加。

目前的半喂入联合收割机为了解决这个问题，主要是靠操作收割机的机手在收割时不断观察穗头进入滚筒的位置，如果发现穗头喂入过深或过浅，就立即通过控制手柄调整收割机夹持作物链条的位置，从而使穗头回到合适的位置。这种通过人工的方式部分的解决了穗头喂入深度调整的问题，但给机手带来了很大的额外工作量，机手一边要控制收割机的前进，一边还要观察和调整穗头位置，所以，这种方式对操作收割机的机手提出了较高的要求，而且这种人工调整很容易产生过调或调整不到位。

在穗头喂入深度的自动调整方面，日本YANMAR（洋马）收割机已设计出了相关机构。该机构在滚筒入口处设置三个杆状传感器，第一个传感器探测到穗头进入滚筒时，后面的两个传感器开始工作，以判断穗头是否处在第二和第三两个传感器之间，否则表明喂入深度不合适，系统发出指令；由油缸移动夹持链条的位置，直到合适的喂入深度。该系统能在一定程度上改善穗头的喂入深度，降低谷物损失率。但是杆状传感器容易被秸秆和杂草缠绕，导致传感器发生故障，使喂入深度调整装置产生误操作，故反而容易使谷物损失率增加，所以这种方案具有局限性。而国内外其他系列的半喂入联合收割机目前还没有穗头喂入深度的自动检测和调节装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构合理，采用全自动无接触式测量，工作性能好的半喂入联合收割机穗头喂入深度检测系统。

本发明的技术解决方案是：

一种半喂入联合收割机穗头喂入深度检测系统，其特征是：在半喂入联合收割机喂入口前一固定距离处安装一列与嵌入式控制系统连接的透射式红外光电传感器，这列光电传感器包括发射端和接收端，每个发射端和相对应的接收端组成一组，每组光点开关按照固定间距沿着收割作物的茎杆方向排列，并在控制系统中给每组编号；当收割作物的茎杆层从割台过来，先从这些光电传感器的发射端和接收端间经过，遮挡住部分光电传感器发射端发射出来的红外线，并引起接收端的信号变化，利用嵌入式控制系统判断被遮挡的光电开关的编号，并统计每组被遮挡的光电传感器被遮挡时间占控制系统调整茎杆夹持链条周期的百分比，如果某一组光电传感器被遮挡时间占控制系统调整周期百分比小于20%，则控制系统认为这组光电传感器仅是被夹持链条上穗头处冒出杂草或个别高茎杆遮挡，不代表链条上大量穗头在此光电传感器位置；相反，如若大于20%，甚至整个周期内被完全遮挡，则认为该光电传感器位置是当前调整周期内大量穗头所在的位置，从而可以间接得知当前周期内大量穗头相对于脱粒滚筒的位置；利用嵌入式控制系统每隔一固定周期调整茎杆夹持链条位置，以调整穗头喂入深度，具体调整信号量的给定由控制系统根据上述红外光电传感器的检测信号来判定。

所述固定周期T的取值为T=L/V，其中L为透射式光电传感器阵列与脱粒滚筒喂入口的安装间距，V为喂入夹持链带动被收割作物的茎杆层进入脱粒滚筒的速度。

每个周期控制系统对喂入夹持链调整量的大小，由控制系统根据测得的穗头相对与脱粒滚筒的位置给出。

本发明结构合理，是用于半喂入联合收割机收割农作物时穗头相对于脱粒滚筒喂入深度的自动检测装置，本发明采用全自动无接触式测量，测量精度满足收割机的脱粒要求。既降低了收割机操作人员的劳动强度，又避免了采用有接触式测量易带来的失效和误操作问题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为利用本发明所提出的穗头喂入深度检测方法实施例的俯视图；

图2为图1的左视图。

具体实施方式

利用嵌入式控制系统每隔一固定周期调整茎杆夹持链条位置，以调整穗头喂入深度。具体调整信号量的给定由控制系统根据半喂入联合收割机喂入口前一固定距离处安装的一列透射式红外光电传感器的检测信号来判定。这列光电传感器分发射端和接收端，每个发射端和相对应的接收端组成一组，每组光点开关按照固定间距沿着收割作物的茎杆方向排列，并在控制系统中给每组编号，且每组光点开关相对于脱粒滚筒的位置也已知。当收割作物的茎杆层从割台过来，先从这些光电传感器的发射端和接收端间经过，遮挡住部分光电传感器发射端发射出来的红外线，并引起接收端的信号变化，利用设计好的嵌入式控制系统判断被遮挡的光电开关的编号，并统计每组被遮挡的光电传感器被遮挡时间占控制系统调整茎杆夹持链条周期的百分比，如果某一组光电传感器被遮挡时间占控制系统调整周期百分比小于20%，则控制系统认为这组光电传感器仅是被夹持链条上穗头处冒出杂草或个别高茎杆遮挡，不代表链条上大量穗头在此光电传感器位置；相反，如若大于20%，甚至整个周期内被完全遮挡，则认为该光电传感器位置是当前调整周期内大量穗头所在的位置，从而可以间接得知当前周期内大量穗头相对于脱粒滚筒的位置。

图1中透射式光电传感器阵列2与脱粒滚筒1喂入口的安装间距为L，喂入夹持链7带动被收割作物的茎杆层6以速度V进入脱粒滚筒1。控制系统每隔周期T调整喂入夹持链上下位置以保持穗头5位于合适的脱粒深度，减少脱粒损失率。周期T的取值为：T=L/V；

通过设定合适的调整周期，可避免控制系统对喂入夹持链的频繁调整。

每个周期控制系统对喂入夹持链调整量的大小，由控制系统根据测得的穗头相对与脱粒滚筒的位置给出。在图2中，如某一周期T_n内测出传感器a、b、c组被遮挡时间为0%，传感器d组被遮挡时间15%，传感器e组被遮挡时间40%，而后面f、g等传感器组被遮挡时间为100%，被完全遮挡，则此时，控制系统就可判断出这个周期T_n内穗头位于传感器e组以后的位置，并据此给出对喂入夹持链的调整量，实现对穗头喂入深度的自动调整。

Claims

1.一种半喂入联合收割机穗头喂入深度检测系统，其特征是：在半喂入联合收割机喂入口前一固定距离处安装一列与嵌入式控制系统连接的透射式红外光电传感器，这列光电传感器包括发射端和接收端，每个发射端和相对应的接收端组成一组，每组光电传感器按照固定间距沿着收割作物的茎杆方向排列，并在控制系统中给每组编号；当收割作物的茎杆层从割台过来，先从这些光电传感器的发射端和接收端间经过，遮挡住部分光电传感器发射端发射出来的红外线，并引起接收端的信号变化，利用嵌入式控制系统判断被遮挡的光电传感器的编号，并统计每组被遮挡的光电传感器被遮挡时间占控制系统调整茎杆夹持链条周期的百分比，如果某一组光电传感器被遮挡时间占控制系统调整茎杆夹持链条周期百分比小于20%，则控制系统认为这组光电传感器仅是被夹持链条上穗头处冒出杂草或个别高茎杆遮挡，不代表链条上大量穗头在此光电传感器位置；相反，如若大于20%，甚至整个控制系统调整茎杆夹持链条周期内被完全遮挡，则认为该光电传感器位置是当前控制系统调整茎杆夹持链条周期内大量穗头所在的位置，从而可以间接得知当前控制系统调整茎杆夹持链条周期内大量穗头相对于脱粒滚筒的位置；利用嵌入式控制系统每隔一固定周期调整茎杆夹持链条位置，以调整穗头喂入深度，具体调整信号量的给定由控制系统根据上述红外光电传感器的检测信号来判定。