CN102630428A - 间歇联动式农作物收获测产设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种间歇联动式农作物收获测产设备，旨在提供一种测量精度高、安全性好、可靠性高的间歇联动式农作物收获测产设备。包括测量箱体和在该测量箱体上方进料口处设置的进料斗，该测量箱体内的上部对应进料口可转动地设置分料板；该测量箱体内通过设置计量室隔板，将该测量箱体对称分割为左计量室和右计量室，在左计量室和右计量室下部，分别以翻转驱动轴为铰接轴可转动地设置称重翻转器，该分料驱动轴和两个翻转驱动轴的驱动端设置间歇联动式传动系统，两个翻转驱动轴的末端设置集线器，用于测量信号输出。本发明适用于谷物联合收割机粮食产量动态连续测量。

Description

间歇联动式农作物收获测产设备

 

技术领域

本发明属于联合收割机粮食产量测量设备，尤其是涉及一种间歇联动式农作物收获测产设备。

背景技术

近几年来，“精确农业”技术的研究与应用在发达国家得到了迅速发展，并推动了一系列农业机械相关电子信息装备技术的实践与产业化进程。联合收获机粮食产量分布信息获取技术在精准农业技术中占具极其重要的地位。目前国内外常见的净谷粒流量测量方式有：一是冲击式力传感技术。美国凯斯公司通过在籽粒提升机出口安装测力传感器，谷物沿引导装置周期性地撞击测力板，通过测力传感器信号可测量谷物流量，获得粮食产量信息。这种冲击式力传感器优点是结构简单、成本低廉；但是联合收获机的振动、谷物含水率、谷物的种类、流量变化和田间的坡度等因素对测量精度影响很大，其中振动对误差影响最为显著；二是γ射线流量传感技术。英国福格森公司研制的粮食产量传感器采用投射式γ射线技术，从铅制的容器中射出，穿过粮层被碘化纳晶体所接收而发出闪光，其闪光频率与被测物体厚度呈指数关系，通过粮食层厚测量粮食产量。γ射线流量传感器测量精度较高，但辐射对操作人员和环境有一定的危害，使用成本较高，在一定程度上阻碍了大面积推广应用；三是容积式测量技术。传统的翻斗式容积计量器、搅笼容积测量装置和刮板式籽粒提升机光电占空比测量装置等，也可以实现粮食产量的测量。但这些方法误差率较高。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种测量精度高、安全性好、可靠性高的间歇联动式农作物收获测产设备。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：本发明的间歇联动式农作物收获测产设备，包括测量箱体和在该测量箱体上方进料口处设置的进料斗，该测量箱体设计为无底长方体形状，该测量箱体内的上部对应进料口以分料驱动轴为铰接轴可转动地设置分料板；该测量箱体内的下部垂直设置计量室隔板，该计量室隔板将该测量箱体对称分割为左计量室和右计量室，在左计量室和右计量室下部，分别以翻转驱动轴为铰接轴可转动地设置称重翻转器，该分料驱动轴和两个翻转驱动轴的驱动端设置间歇联动式传动系统，两个翻转驱动轴的末端设置集线器，用于测量信号输出。

作为本发明的优选技术方案，所述间歇联动式传动系统由分料从动齿轮、分料主动齿轮、翻转主动齿轮、左翻转从动齿轮、右翻板从动齿轮、驱动马达、主驱动带轮、分料驱动带轮、介轮、翻转驱动带轮、介轮轴、中间轴组成，驱动马达设置在该测量箱体外侧，其输出轴上安装主驱动带轮，分料从动齿轮、左翻转从动齿轮、右翻板从动齿轮分别设置在分料驱动轴和两个翻转驱动轴的外端，介轮轴、中间轴与分料驱动轴和两个翻转驱动轴相互平行地设置在该测量箱体外侧，且分料驱动轴、介轮轴、中间轴同处于该测量箱体的垂直中心平面内，中间轴与两个翻转驱动轴同处于水平平面内，分料驱动带轮、介轮分别设置在介轮轴的输入端，分料主动齿轮设置在介轮轴的输出端，分料主动齿轮设计为四分之一齿段的不完全齿轮，分料从动齿轮设计为沿圆周均布的四齿段间歇齿轮，分料从动齿轮与分料主动齿轮啮合，构成一对不完全齿轮传动副，使分料主动齿轮连续旋转一圈，分料从动齿轮间歇旋转90°，分料驱动带轮通过皮带与主驱动带轮连接；翻转驱动带轮设置在中间轴的输入端，翻转主动齿轮设置在中间轴的输出端，翻转主动齿轮设计为单齿段不完全齿轮，左翻转从动齿轮、右翻板从动齿轮设计为相同的沿圆周均布的两齿段间歇齿轮，且翻转主动齿轮的单齿段齿数分别与左翻转从动齿轮、右翻板从动齿轮的单齿段齿数相同，翻转主动齿轮同时分别与左翻转从动齿轮、右翻板从动齿轮啮合，构成两对不完全齿轮传动副，使翻转主动齿轮旋转半圈，左翻转从动齿轮间歇旋转180°，翻转主动齿轮继续旋转另半圈，右翻板从动齿轮间歇旋转180°，翻转驱动带轮通过皮带与介轮连接。

其中，

主驱动带轮（14）与分料驱动带轮（15）的传动比为1:1；

分料主动齿轮（4）与分料从动齿轮（3）的传动比为1:1；

介轮（16）与翻转驱动带轮（17）的传动比为2:1；

翻转主动齿轮（6）与左翻转从动齿轮（7）的传动比为1:4；

翻转主动齿轮（6）与右翻板从动齿轮（10）的传动比为1:4。

作为本发明的优选技术方案，所述称重翻转器由翻板、两个称重传感器、两个托板组成，翻板固装在翻转驱动轴上，以翻转驱动轴为中心，两个称重传感器左右距离对称高度方向相反设置在翻板上，两个称重传感器的外端固装托板。

采用上述技术方案后，本发明的有益效果是：

1.本发明通过三对不完全齿轮传动副和不同传动比的设计，由一个连续运转的驱动马达提供动力，完全实现了分料板、称重翻转器多工位周期性间歇联合运动，使分料板、称重翻转器之间实现了工作时间上的相互配合。通过往复循环计量，实现粮食累计质量的实时测量。

2.采用技术成熟可靠的称重传感器，直接有效的对谷物流量进行质量计量，消除了谷物含水率、谷物的种类、流量变化和田间的坡度对计量的影响。

综上所述，本发明间歇联动式农作物收获测产设备达到了测量精度高、安全性好、可靠性高的效果。实验表明，得出测产精度不大于4%。

附图说明

图1是本发明间歇联动式农作物收获测产设备的构造主视图；

图2是图1的侧视图；

图3是图2中沿A-A线的剖视图；

图4是图1中Ⅰ的局部放大图；

图5是图1中Ⅱ的局部放大图。

图中：进料斗1；分料板2；分料从动齿轮3；分料主动齿轮4；左计量室5；  翻转主动齿轮6；左翻转从动齿轮7；翻板8；集线器9；右翻板从动齿轮10；右计量室11；计量室隔板12；驱动马达13；主驱动带轮14；分料驱动带轮15；介轮16；翻转驱动带轮17；称重传感器18；分料驱动轴19；介轮轴20；中间轴21；翻转驱动轴22。  

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

如图1、图2所示，给出了本发明间歇联动式农作物收获测产设备的具体实施方式构造示意图，包括测量箱体和在该测量箱体上方进料口处设置的进料斗1，该测量箱体设计为无底长方体形状，该测量箱体内的上部对应进料口以分料驱动轴19为铰接轴可转动地设置分料板2；该测量箱体内的下部垂直设置计量室隔板12，该计量室隔板12将该测量箱体对称分割为左计量室5和右计量室11，在左计量室5和右计量室11下部，分别以翻转驱动轴22为铰接轴可转动地设置称重翻转器，该分料驱动轴19和两个翻转驱动轴22的驱动端设置间歇联动式传动系统，两个翻转驱动轴22的末端设置集线器9，用于测量信号输出。

如图1、图2所示的优选实施例中，所述间歇联动式传动系统由分料从动齿轮3、分料主动齿轮4、翻转主动齿轮6、左翻转从动齿轮7、右翻板从动齿轮10、驱动马达13、主驱动带轮14、分料驱动带轮15、介轮16、翻转驱动带轮17、介轮轴20、中间轴21组成，驱动马达13设置在该测量箱体外侧，其输出轴上安装主驱动带轮14，分料从动齿轮3、左翻转从动齿轮7、右翻板从动齿轮10分别设置在分料驱动轴19和两个翻转驱动轴22的外端，介轮轴20、中间轴21与分料驱动轴19和两个翻转驱动轴22相互平行地设置在该测量箱体外侧，且分料驱动轴19、介轮轴20、中间轴21同处于该测量箱体的垂直中心平面内，中间轴21与两个翻转驱动轴22同处于水平平面内，分料驱动带轮15、介轮16分别设置在介轮轴20的输入端，分料主动齿轮4设置在介轮轴20的输出端，在图4、图5中，分料主动齿轮4设计为四分之一齿段的不完全齿轮，分料从动齿轮3设计为沿圆周均布的四齿段间歇齿轮，分料从动齿轮3与分料主动齿轮4啮合，构成一对不完全齿轮传动副，使分料主动齿轮4连续旋转一圈，分料从动齿轮3间歇旋转90°，分料驱动带轮15通过皮带与主驱动带轮14连接；翻转驱动带轮17设置在中间轴21的输入端，翻转主动齿轮6设置在中间轴21的输出端，翻转主动齿轮6设计为单齿段不完全齿轮，左翻转从动齿轮7、右翻板从动齿轮10设计为相同的沿圆周均布的两齿段间歇齿轮，且翻转主动齿轮6的单齿段齿数分别与左翻转从动齿轮7、右翻板从动齿轮10的单齿段齿数相同，翻转主动齿轮6同时分别与左翻转从动齿轮7、右翻板从动齿轮10啮合，构成两对不完全齿轮传动副，使翻转主动齿轮6旋转半圈，左翻转从动齿轮7间歇旋转180°，翻转主动齿轮6继续旋转另半圈，右翻板从动齿轮10间歇旋转180°，翻转驱动带轮17通过皮带与介轮16连接；

其中，

主驱动带轮14与分料驱动带轮15的传动比为1:1；

分料主动齿轮4与分料从动齿轮3的传动比为1:1；

介轮16与翻转驱动带轮17的传动比为2:1；

翻转主动齿轮6与左翻转从动齿轮7的传动比为1:4；

翻转主动齿轮6与右翻板从动齿轮10的传动比为1:4。

如图1、图3所示的优选实施例中，所述称重翻转器由翻板8、两个称重传感器18、两个托板组成，翻板8固装在翻转驱动轴22上，以翻转驱动轴22为中心，两个称重传感器18左右距离对称高度方向相反设置在翻板8上，两个称重传感器18的外端固装托板。

本发明间歇联动式农作物收获测产设备的工作原理是：如图1所示：假设开始时分料板2的初始状态是图1中位置，粮食籽粒从进料斗1落下，通过分料板2时粮食落入右计量室11，并最终落在称重翻转器的托板上，图1、图3所示，用于接粮的托板安装在称重传感器18上，此时因为右计量室11在连续落粮，所以该称重传感器18并不进行称重计量；当分料驱动轴19旋转一圈，在分料从动齿轮3与分料主动齿轮4啮合构成的一对不完全齿轮传动副的作用下，分料板2旋转90°，封闭了右计量室11，落下的粮食籽粒进入左计量室5；这时，右计量室11没有粮食落下，托板上的粮食籽粒处于相对静止状态，该称重传感器18进行称重计量；称重计量结束后，在翻转主动齿轮6与右翻板从动齿轮10啮合构成的一对不完全齿轮传动副的作用下，称重翻转器的翻板8旋转180°卸粮，另一面的称重传感器18和托板翻到上面准备接粮；此时左计量室5和称重翻转器处于接粮状态；当分料驱动轴19又旋转一圈，分料板2旋转90°，封闭了左计量室5，使粮食籽粒落入右计量室11，开始了又一个落粮、称重计量的循环。而左计量室5的循环过程与右计量室11刚好相反。由此，当分料驱动轴19每旋转一圈，就可以得到一个计量室的计量结果，这样往复循环的动作，可以实现对落下粮食的连续、实时计量。将这些数据汇总处理，就可以实现粮食累计质量的实时测量。

本发明间歇联动式农作物收获测产设备的四个称重传感器18，在计量过程中处于间歇转动状态，其信号输出通过设置在两个翻转驱动轴22末端的集线器9实现。达到了由一个连续运转的驱动马达为动力，驱动分料板、称重翻转器周期性时动时停的间歇联合运动，使分料板、称重翻转器之间实现了工作时间上的相互配合。实现对落下粮食的连续、实时计量。

每次称重传感器计量时间如下：

设分料驱动轴19旋转一圈时间为T,分料板2旋转90°时间为T /4，不接粮一侧左计量室5开始计量，计量结束后翻转驱动轴22旋转180°卸粮，根据间歇联动式传动系统传动比计算，得出翻转驱动轴22旋转180°时间为T /4，这样理论上计量时间最多为T /2。随后分料驱动轴19旋转第二圈，分料板2旋转90°，另一侧右计量室11开始计量。

显然，本领域的技术人员可以对本发明的间歇联动式农作物收获测产设备进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (3)

1.一种间歇联动式农作物收获测产设备，包括测量箱体和在该测量箱体上方进料口处设置的进料斗（1），其特征在于：该测量箱体设计为无底长方体形状，该测量箱体内的上部对应进料口以分料驱动轴（19）为铰接轴可转动地设置分料板（2）；该测量箱体内的下部垂直设置计量室隔板（12），该计量室隔板（12）将该测量箱体对称分割为左计量室（5）和右计量室（11），在左计量室（5）和右计量室（11）下部，分别以翻转驱动轴（22）为铰接轴可转动地设置称重翻转器，该分料驱动轴（19）和两个翻转驱动轴（22）的驱动端设置间歇联动式传动系统，两个翻转驱动轴（22）的末端设置集线器（9），用于测量信号输出。

2.根据权利要求1所述的间歇联动式农作物收获测产设备，其特征在于：所述间歇联动式传动系统由分料从动齿轮（3）、分料主动齿轮（4）、翻转主动齿轮（6）、左翻转从动齿轮（7）、右翻板从动齿轮（10）、驱动马达（13）、主驱动带轮（14）、分料驱动带轮（15）、介轮（16）、翻转驱动带轮（17）、介轮轴（20）、中间轴（21）组成，驱动马达（13）设置在该测量箱体外侧，其输出轴上安装主驱动带轮（14），分料从动齿轮（3）、左翻转从动齿轮（7）、右翻板从动齿轮（10）分别设置在分料驱动轴（19）和两个翻转驱动轴（22）的外端，介轮轴（20）、中间轴（21）与分料驱动轴（19）和两个翻转驱动轴（22）相互平行地设置在该测量箱体外侧，且分料驱动轴（19）、介轮轴（20）、中间轴（21）同处于该测量箱体的垂直中心平面内，中间轴（21）与两个翻转驱动轴（22）同处于水平平面内，分料驱动带轮（15）、介轮（16）分别设置在介轮轴（20）的输入端，分料主动齿轮（4）设置在介轮轴（20）的输出端，分料主动齿轮（4）设计为四分之一齿段的不完全齿轮，分料从动齿轮（3）设计为沿圆周均布的四齿段间歇齿轮，分料从动齿轮（3）与分料主动齿轮（4）啮合，构成一对不完全齿轮传动副，使分料主动齿轮（4）连续旋转一圈，分料从动齿轮（3）间歇旋转90°，分料驱动带轮（15）通过皮带与主驱动带轮（14）连接；翻转驱动带轮（17）设置在中间轴（21）的输入端，翻转主动齿轮（6）设置在中间轴（21）的输出端，翻转主动齿轮（6）设计为单齿段不完全齿轮，左翻转从动齿轮（7）、右翻板从动齿轮（10）设计为相同的沿圆周均布的两齿段间歇齿轮，且翻转主动齿轮（6）的单齿段齿数分别与左翻转从动齿轮（7）、右翻板从动齿轮（10）的单齿段齿数相同，翻转主动齿轮（6）同时分别与左翻转从动齿轮（7）、右翻板从动齿轮（10）啮合，构成两对不完全齿轮传动副，使翻转主动齿轮（6）旋转半圈，左翻转从动齿轮（7）间歇旋转180°，翻转主动齿轮（6）继续旋转另半圈，右翻板从动齿轮（10）间歇旋转180°，翻转驱动带轮（17）通过皮带与介轮（16）连接；

其中，

主驱动带轮（14）与分料驱动带轮（15）的传动比为1:1；

分料主动齿轮（4）与分料从动齿轮（3）的传动比为1:1；

介轮（16）与翻转驱动带轮（17）的传动比为2:1；

翻转主动齿轮（6）与左翻转从动齿轮（7）的传动比为1:4；

翻转主动齿轮（6）与右翻板从动齿轮（10）的传动比为1:4。

3.根据权利要求1或2所述的间歇联动式农作物收获测产设备，其特征在于：所述称重翻转器由翻板（8）、两个称重传感器（18）、两个托板组成，翻板（8）固装在翻转驱动轴（22）上，以翻转驱动轴（22）为中心，两个称重传感器（18）左右距离对称高度方向相反设置在翻板（8）上，两个称重传感器（18）的外端固装托板。

Images