CN105091828A - 用于感测和映射茎杆直径的系统和方法 - Google Patents

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CN105091828A CN201510232475.8A CN201510232475A CN105091828A CN 105091828 A CN105091828 A CN 105091828A CN 201510232475 A CN201510232475 A CN 201510232475A CN 105091828 A CN105091828 A CN 105091828A
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Abstract

一种用于感测植株的茎杆的直径的系统,所述系统感测被布置成与位于行收割单元中的细长的间隙内的植株的茎杆相接触的能够横向移动的构件的位置,以确定茎杆直径并对所述茎杆直径制图。

Description

用于感测和映射茎杆直径的系统和方法
技术领域
本申请总体上涉及行收割单元。更具体地,本发明涉及用于感测在行单元(rowunit)中被处理的植株的茎杆的直径的系统和方法。
背景技术
过去已经提出了用于确定农业收割机械的吞吐量的多种不同的配置,比如感测用于驱动平台的进料室或交叉螺旋推运器或谷物割台的转矩。测得的值可以用于控制收割机械的推进速度,或出于比如确定施肥量等农业目的而被记录并结合地理位置于地图中。这些配置提供了关于每土地面积单元内植株的质量或体积的信息。
通过安装在比农业收割机械(例如联合收割机或粮草收割机)的前方的谷物割台来收割谷物植株。在操作过程中,茎杆辊将相邻的成行的谷物植株向下拉,并且植株的谷物的穗被摘穗器板夹住。谷物割台包括多个并排布置的行收割单元,每个行收割单元都具有一对茎杆辊,或一个与刚性壁相互作用的茎杆辊,用于向下牵引植株。摘穗器板被安装在茎杆辊上方,形成向前延伸的细长间隙,植株通过该向前延伸的细长间隙被茎杆辊向下拉。摘穗器板之间的距离通常可手动地调节和选择,使得茎杆可以穿过,同时穗被摘穗器板从茎杆上移除并且通过输送机(其通常为链式输送机)将穗进送到交叉螺旋推运器,交叉螺旋推运器将这些穗送入收割机械内部。
发明内容
在权利要求中阐述了本发明的示例的各个方面。
根据第一方面,本发明公开了用于感测植株的茎杆的直径的系统。该系统包括:具有框架的行收割单元,所述框架限定了细长的间隙,在收割操作过程中,植株的茎杆沿间隙移动;第一传感器,所述第一传感器连接到能够横向移动的构件,所述构件被布置成与位于细长的间隙中的植株的茎杆接触,并且所述第一传感器适于生成代表所述能够横向移动的构件的位置的信号;和处理单元,所述处理单元适于从所述第一传感器的信号获得代表茎杆的直径的茎杆直径值并且适于将所述茎杆直径值存储在存储器中。
行收割单元包括:至少一个茎杆辊,所述茎杆辊被支撑在所述框架上以能够绕所述茎杆辊的轴线旋转,并且所述茎杆辊被布置成用于向下牵拉植株茎杆;和第一摘穗器板和第二摘穗器板,所述第一摘穗器板和第二摘穗器板被支撑在所述框架上并且在所述茎杆辊上方形成位于所述第一摘穗器板和第二摘穗器板之间的所述细长的间隙,所述细长的间隙具有基本平行于所述茎杆辊的轴线的纵向延伸方向。在本实施例中,所述细长的间隙是摘穗器间隙并且所述割台是谷物割台。然而,在另一实施例中,细长的间隙可以限定一通路,沿该通路仅能运送植株茎杆而不能以任何方式进行处理。
第一摘穗器板被支撑,以能够抵抗将第一摘穗器板朝向第二摘穗器板偏置的偏置力、在与所述细长的间隙的纵向延伸方向垂直的方向上延伸,并且所述第一传感器被连接到第一摘穗器板并且适于生成代表第一摘穗器板的位置的信号。在另一实施例中,第一传感器可以连接到第二摘穗器板并且适于产生表征第二摘穗器板的位置的信号。
第二摘穗器板被支撑,以能够抵抗将第二摘穗器板朝向第一摘穗器板偏置的偏置力、在于所述细长的间隙的纵向延伸方向垂直的方向上延伸,并且第二传感器被连接到第二摘穗器板并且适于生成代表第二摘穗器板的位置的信号,并且所述处理单元适于从所述第一传感器的信号和第二传感器的信号获得代表位于所述细长的间隙中的植株的茎杆直径的茎杆直径值。
处理单元适于将来自第一传感器和第二传感器的相加的信号的局部最大值赋与茎杆。
感触元件被能够横向移动地安装在所述细长的间隙的入口端处,并且所述第一传感器感测所述感触元件的位置。
处理单元连接到位置确定系统并且适于存储与茎杆直径值联系在一起的系统的相应位置。
附图说明
图1示出了示例性农业机械的侧视示意图,其中所述农业机械具有包括行单元的割台。
图2示出了图1的割台的示例性行单元的横向俯视透视图,其中该示例性行单元具有能够横向移动的弹簧偏置的摘穗器板和用于感测茎杆直径的传感器。
图3示出了用于偏置摘穗器板的弹簧机构的仰视透视图。
图4示出了示例性的流程图,用于感测茎杆直径的处理单元根据该流程图进行操作。
图5是描绘了行单元中的茎杆的示意图。
图6是描绘了由于茎杆进入行单元而导致的来自传感器的信号随着时间变化的示意图。
图7是描绘了行单元的第二实施例的示意图。
图8是描绘了行单元的第三实施例的示意图。
图9是描绘了行单元的第四实施例的示意图。
图10是描绘了行单元的第五实施例的示意图。
图11示出了图10的行单元,其中,茎杆正在进入的行单元。
具体实施方式
在本发明的一个实施例中,与行收割单元的细长间隙中的植株茎杆交互作用的、能够横向移动的构件的位置被感测并且可以被绘制成地图以用于提供田地的茎杆直径分布图,该茎杆直径分布图可以用于比如确定特定位置的施肥量等农业目的。得到的每个植株的直径提供了可用于农业目的的有价值的数据,或用于提供问题解决方案的设备性能的数据分析,或向种子公司或化学公司提供用于问题解决方案以及未来产品研发的新产品设计及数值。
图1示出了示例性农业机械(例如,联合收割机100)的示意性侧视图,该农业机械具有包括一个或多个行单元(例如行收割单元10)的割台106的。虽然本发明的某些方面是结合联合收割机在本文中加以描述的,但是本发明的教导还涉及其它农业机械,诸如甘蔗收割机、粮草收割机等收割机。
现在参见图1,其示出了具有割台106的联合收割机100。所示出的割台106被安装在位于联合收割机100的底盘102的前端处的进料室112上。在示例性实施例中,割台106用于收割生长在田地中的比如作物或向日葵之类的茎杆植株108并且从植株茎杆中剥离产物或果实(fruit),例如穗。现在已经被剥离产物的植株茎杆109被留在地面上。产物被输送穿过割台106并且向后穿过将割台106支撑在联合收割机100上的进料室112。一旦产物穿过进料室112,则它们进入脱粒系统114中,脱粒系统114包括设置在凹板118中的转子116。转子116在凹板118中旋转,从而脱粒并且从谷物穗轴和谷壳分离谷粒。谷粒向下降落进入振动清粮室119中,振动清粮室119使谷粒穿过筛120和颖糠筛122,然后谷粒被收集和向上传送进入谷粒箱121中。包括谷物穗轴和谷壳的作物残余物向后穿过转子和凹板装置,并且在切碎机124中被切碎。底盘102被支撑在从动前轮104和可操纵的后轮105上。
割台106包括多个并排布置的行收割单元10。由行收割单元10收割的产物被交叉螺旋推运器126送入进料室112中。
在图2中,示出了示例性行单元,例如割台106的行收割单元10。行收割单元10包括支撑两个平行的茎杆辊14的框架12和位于茎杆辊14上方的摘穗器板16。茎杆辊14的后端被位于行收割单元10后端的传动装置18支撑并且被驱动以进行旋转运动。当联合收割机100驱动具有行单元10的谷物割台穿过田地时,茎杆辊14的旋转轴线相对于水平方向大致成微小的角度(shallowangle)并且在向前和向下的方向上延伸。然而,将茎杆辊14定向为横穿前进方向的其它实施例也是可行的。
摘穗器板16定位在茎杆辊14上方并且在摘穗器板16之间形成摘穗器间隙20。摘穗器间隙20的纵向延伸方向平行于茎杆辊14的轴线。在操作过程中,谷物植株或具有产物的其它茎杆植株,比如向日葵,被引入摘穗器间隙20中并且它们的茎杆在两个茎杆辊14之间被向下拉。穗或产物比茎杆粗并且被摘穗器板16剥离。同样由传动装置18驱动的各个链式输送机22被定位在每个摘穗器板16上方并且向后部输送被分离的穗或产物,所述穗或产物被谷物割台106的交叉螺旋推运器126从后部进送入联合收割机100的进料室112中。第二链式输送机被定位在图2左手侧示出的摘穗器板16上方;图中示出了该第二链式输送机的链轮26。在前文和下文中,所有关于方向的指示(比如前向和横向)都参照行单元10的前进方向给出的,该前进方向沿箭头标记“V”延伸。
行收割单元10进一步包括在行收割单元10的前端处安装到托架24的分禾器顶端128。
两个摘穗器板16都不被固定到框架12,但能够在横向方向上移动,例如,横向于或垂直于摘穗器间隙20的纵向延伸方向并且相对于水平面成微小的角度。在示例性实施例中,这是通过与摘穗器间隙的纵向延伸方向垂直并且位于摘穗器板16的前端和后端处的矩形狭槽28实现的。支撑在框架12上的一个或两个支撑辊30延伸进入矩形狭槽28中,以支撑摘穗器板16并且限制摘穗器板16的移动范围。额外的夹具可围住位于这些夹具与框架12之间的摘穗器板16,以增加稳定性。
在图示的实施例中,相应的弹簧32用于将相应的摘穗器板16朝向细长间隙20的中心横向地偏置。如图3更详细地所示,弹簧32具有中心螺旋状部分34和两个外端部分36,该两个外端部分被示出为直的但是也可以稍微地成弧形。第一弹簧32设置在摘穗器板16的第一端(前端),并且第二弹簧32’设置在摘穗器板16的第二端(后端)。与摘穗器板16一体形成的安装连接件38在摘穗器板16所在的平面中从摘穗器板16横向地延伸超出框架12的侧端。安装连接件38支撑着销40,所示出的销40是延伸穿过在安装连接件38中的对应的钻孔或孔并且被螺母42固定的螺栓。在图3中,弹簧32的中心螺旋状部分34被示出为围绕销40卷绕。
弹簧32的两个外端36抵接着相应的螺栓44,螺栓44延伸穿过位于板48中的横向延伸的狭槽46,板48例如通过焊接地或螺栓固定到框架12。螺栓44通过螺母50或其它紧固机构在可选择的位置处固定在狭槽46中。螺栓44和销40上的圆筒形套管52保护弹簧32不被磨损。
如图所示,从细长间隙20的纵向观察时,销40被定位在螺栓44之间。通过将螺母50从螺栓44上松开,螺栓44可以沿着狭槽46移动到任意位置并且被再次固定。在示例性的实施方式中,位于销40两侧的两个螺栓44被移动到相同或近似的横向位置以实现销40的对称的偏置并且因此实现安装连接件38和摘穗器板16的对称的偏置,并且避免尤其是固定狭槽28与支撑辊30之间的绑定(binding)。弹簧32因而以没有显著的绑定风险的方式可调节地偏置摘穗器板16。
在另一可能的实施例中,螺栓44被从板48竖直地延伸的指状物替代。竖直的狭槽保持在指状物之间,允许弹簧32的端部36进入多个可选择的位置中的一个位置,在这多个可选择的位置上,弹簧的端部36抵接所述多个指状物中的相应的一个指状物以调节偏置力。
根据示例性实施例,行收割单元10包括适于产生表征摘穗器板16在其横向移动方向上的位置的信号的传感器54。在示例性实施例中,传感器54包括壳体,其中可旋转的轴56从该壳体竖直地延伸。轴56与臂60联接,臂60在与轴56隔开的第二端处具有细长的孔62。销58连接到摘穗器板16,并且从摘穗器板16竖直地延伸穿过所述延长的孔62。传感器54的壳体的一端安装在板48的后边缘上。当第一摘穗器板16横向移动时(在图2的左侧示出),由于植株茎杆进入细长间隙20,因此销58也将移动并且因此臂60将与轴56一起围绕轴56的轴线旋转。
传感器54包括用于感测轴56的旋转角度的构件,例如旋转电位计或挡光板编码器,并且因而在其输出端64处提供表征摘穗器板16的横向位置的信号。第二传感器54(图2中不可见)连接到图2的右侧示出的第二摘穗器板16。两个传感器54都通过线路134连接到处理单元130,处理单元130还连接到定位或地理位置系统132。该系统可以通过线路136接收来自基于地理位置确定系统(例如全球定位系统(GPS)或全球导航卫星系统(G10nass))的陆地信号站和/或卫星的信号,或来自本地光学传感器的信号,以用于确定联合收割机100的相应的位置。在本领域中,这些定位和地理位置系统是已知的。
处理单元130包括一个或多个处理单元,所述处理单元被构造成用于遵循设置在非暂时性计算机可读介质中的指令以从传感器54接收信号并且基于该信号获得、确定或估算茎杆直径值。在一种实施方式中,茎杆直径值是基于接收到的与单个茎杆的接触相对应的信号估算或确定的所述单个茎杆的茎杆直径。在该实施方式中,处理单元130通过确定何时开始与单个茎杆接触以及何时结束与单个茎杆接触来区分各个茎杆。处理单元130通过仅使用因与单个茎杆接触产生的那些信号确定或估算每个茎杆的茎杆直径。
在另一实施方式中,确定出的茎杆直径值是基于接收到的与多个茎杆的接触相对应的信号估算或确定的单个茎杆的茎杆直径的统计值。在该实施方式中,处理单元130区分各个茎杆。处理单元130计算正在被感测的或已经被感测到的茎杆的数目。处理单元130利用确定出的已经被感测到的茎杆的数量,以生成和输出存储着的数据,该数据识别涉及具有不同茎杆直径范围的植株的总数(population)或总数的百分比的统计。
在一种实施方式中,处理单元130额外地或可替换地确定一种茎杆直径值,该茎杆直径值是基于在对由多个茎杆组成的组的感测过程中接收到的信号的统计值。在该实施方式中,处理单元130在接触多个茎杆的过程中接收随时间变化的信号。在一种实施方式中,处理单元130利用通过感测多个茎杆而产生的信号,来基于在与一组茎杆接触过程中接收到的随时间变化的信号来确定该组茎杆的平均茎杆直径值或茎杆直径中值。在一种实施方式中,针对多组茎杆的这种统计确定以逐行为基础的,其中统计确定是以周期性的时间间隔做出的,例如,在机械100已经穿过预定的距离之后、在预定的一段时间已经过去之后、和/或在预定数目的植株已经被感测之后。例如,在一种实施方式中,在机械100每穿过5码时,在收割过程中每30秒的时间间隔之后、或在每次对一行中的一组10个植株的感测完成之后,处理单元130自动地确定茎杆直径的统计值。通过使用由与多个茎杆接触而产生的信号来确定各个茎杆直径的统计值,能够减少计算负担。
在另一实施方式中,针对多组茎杆的这种统计确定基于因感测到穿过割台割幅(swath)的茎杆而接收的信号。例如,基于由于感测到植株的茎秆穿过每个行单元或穿过选定的一组行单元而接收的信号,处理单元130可以确定平均茎杆直径值或茎杆直径值的中值。具体地,在一种实施方式中,处理单元130利用在特定的周期性时间间隔内从穿过割台割幅的八个行单元中的每个行单元接收的信号,确定茎杆直径值的平均值或茎杆直径值的中值,无论所述周期性时间间隔是对每个行单元中的单独的植株的感测,还是对每个行单元中的预定的一组植株的感测,还是机械100穿行的预定距离、亦或是经过预定量的时间。
出于本申请的目的,在示例性实施例中,术语“处理单元”指的是目前已经开发出来的或未来可能开发出来的用于执行存储器中包含的指令序列的处理单元。指令序列的执行使处理单元执行各种步骤,例如生成控制信号。指令可以被加载在随机存取存储器(RAM)中以便被来自只读存储器(ROM)、大容量存储设备或某些其它永久存储器的处理单元执行。在其它实施例中,硬接线电路可以用于代替软件指令或与软件指令结合,以实现所描述的功能。例如,处理单元130可以被具体化为一个或多个专用集成电路(ASICs)的一部分。除非另有特别说明,否则控制器不仅限于硬件电路和软件的任何具体的组合,也不仅限于用于被处理单元执行的指令的任何特定的源。
在收割操作过程中,处理单元130从行收割单元10的两个传感器54中的至少一个传感器接收信号,并且从该信号得到在行收割单元10中被收割的茎杆的直径。这些直径与植株的各自的位置、从来自天线132的信号得到的位置一起被存储在与处理单元130连接的存储器138中,以生成茎杆直径的分布图。在示例性实施例中,割台106的所有行收割单元10都设置有传感器54,使得由割台106收割的所有行的茎杆直径都被处理单元130估算并且以地理引用(geo-referenced)的方式存储在存储器中。同样地,被收割的植株的数量根据传感器54的信号估算并且存储在存储器中。存储器138可以是能够移除的存储卡,并且因而在收割之后能够从联合收割机100中移除以用于计算数据。在另一实施例中,存储器138的容纳物可以通过无线方式(例如,GSM、蓝牙或WIFI连接)提交到另一计算机用于进一步的计算。
图4示意性地呈现了处理单元130在收割操作过程中的示例性操作。在包括初始化的步骤S400开始之后,执行步骤S410,其中在步骤S410中,用于计算植株数量的寄存器被设为零,并且被命名为Leading_Edge并且指示茎杆108a、108b、108c的前沿部分被处理的标记被设为假(或false)。然后,在步骤420中,用于上一个茎杆直径的寄存器也被设为零。
在下一个步骤S430中,从传感器54接收细长间隙20专属的两个摘穗器板18的一对实际的位移值。在另一实施例中,两个摘穗器板中只有一个摘穗器板可以移动,并且在步骤S430处,不再是用于两个摘穗器板18的一对实际的移位值,取而代之的是从相关联的传感器54接收用于可移动的那一个摘穗器板的实际的移位值。
这些值表示相应的摘穗器板54从它们的彼此抵接的静置位置离开的偏移量。这些值被相加以得出进入细长间隙20中的茎杆的实际茎杆直径。因而,当茎杆108a进入细长间隙20的前面的、锥形部分时,如图5所示,摘穗器板18将开始分离并且因而来自传感器54的信号将增大,如图6所示。来自传感器54的信号可以在传感器54和/或处理单元130中被过滤以减少噪声。通常地,以周期性的时间间隔对模拟传感器信号进行采样并将其转换为数字值。在其它的示例性实施方式中,模拟信号可以在被采样并且被转换为数字值之前通过模拟电路进行滤波。常用的滤波方法包括但不限于均值滤波、中值滤波、低通滤波和陷波(notch)滤波。
在下面的步骤S440中,表示新直径的寄存器被设为在步骤430中确定的实际茎杆直径。
在下一个步骤S450中,检查所述新直径是否小于上一个直径并且同时检查Leading_Edge标记是否为真(或true)。如果结果非真(即,结果为否),则执行步骤S490,其中在步骤S490中,如果新直径比上一个直径大,则Leading_Edge标记被设为真,否则Leading_Edge标记将被设为假。步骤S490之后是步骤S500,在步骤S500中,所述上一个直径被设为所述新直径,然后再次执行步骤S430。
然而,如果步骤S450中的结果为是,则接下来执行步骤S470。在步骤S470中,表示茎杆植株的经确定的直径的寄存器被设为相应的前一个直径。该经确定的直径优选地与根据来自天线132的信号得到的各自的位置一起存储在存储器138中。在接下来的步骤S480中,植株计数器可增加1,然后执行步骤S490。
处理单元130因而存储茎杆直径的信号的各个峰值。茎杆直径的信号遵循图6中所示的曲线,这是因为进入细长间隙20中的茎杆108a(见.图5)推动着摘穗器板18彼此分开。当茎杆108a被茎杆辊14向下拉时,茎杆108的与摘穗器板18相互作用的部分变得较细,如图5中的茎杆108b和108c所示,并且因此来自传感器54的信号随着时间减少。下一个进入的茎杆将再次使信号增大。图4的算法找到摘穗器板18的局部最大移位,并将该局部最大移位指定到茎杆并且将相应的直径存储在存储器138中。
在示例性实施例中,如果在细长间隙20中同时存在多个茎杆,则来自传感器54的信号仅取决于最粗的茎杆,根据图5所示,该最粗的茎杆通常是最前方的一个茎杆(图5中的108a)。因而,仍然存在于细长间隙20中的后面的茎杆108b和108c仅仅会偶尔地负面地影响感测结果。
上文已经描述了至少一个或多个实施例,显而易见的是,可以在不脱离由随附权利要求限定的本发明的范围的情况下进行各种修改。
例如,传感器54可以与图2的后部安装连接件38相互作用。来自传感器54的信号可以经由有线的(如图所示)、无线的、光学的或其它适当的传播手段进行发送。可以通过使用有线的方式向传感器54提供功力,但是也可以通过压电或感应的方式采集动力并现场地将其转化为电,从而能够利用割台106中机械运动。传感器54因而能够由能量采集系统提供动力,该能量采集系统包括安装在旋转茎杆辊14上的磁体、静止的线圈、和功率调节电路,其中由旋转的磁体的磁场在静止的线圈中感生出电流。该能量采集系统还可以由安装连接件38提供动力。所描述的动力采集系统之一还可以向处理单元130供电,尤其是在处理单元130被设置在割台106上的情况下。
在摘穗器板被致动器主动地调节的另一实施例中,传感器54可以感测致动器活塞的移位以计算分离值(separationvalue)以及致动器和摘穗器板之间的已知的传动比。由于活塞运动,活塞自身可以是能量采集装置。例如,活塞可以是能够在卷簧中感生电流的磁体。消除用于提供动力和通信的电线可以减少成本并且提高可靠性。
传感器54可以结合有例如连接到多个安装连接件38中的一个安装连接件的线性电位计,或者将线性摘穗器板运动连接到旋转电位计的齿条齿轮驱动器,或者差速变换器或霍耳效应传感器。
与图5所示的实施例不同,细长间隙20在其有效长度或工作长度范围内可以不具有基本一致的宽度。为避免由较细植株之间的相对较粗的植株导致的误差,细长间隙20可以在其长度范围内具有锥度,使得在茎杆沿细长间隙20行进的过程中,随着茎杆108a、108b、108c的直径减小,摘穗器板16能够更好地跟随由茎杆108a、108b、108c形成的锥度,如图7描绘的第二实施例所示。所述锥度(例如,摘穗器板边缘相对于向前的方向V的斜度)和/或茎杆辊14的速度可以被调节,以将它们调节成茎杆的锥度。根据图7的实施例因而在细长间隙20中感测多个茎杆(例如茎杆108a、108b、108c)的直径的平均值。该平均值对于农业目的来说也可能是值得关注的。在本实施例中,难以根据传感器54的信号识别单个茎杆,使得在收割操作过程中传感器值可以连续地被映射。
在图8所示的另一实施例中,摘穗器板16可以成形为在入口端具有鼻状部66,从而在前部形成较窄的通路以向细长间隙20的入口端赋予优先测量权(measurementpriority)。
在另一实施例中,如图9所示,摘穗器板16的后端围绕竖直轴线72可旋转地安装在框架18上。摘穗器板的前端16通过弹簧34朝向彼此偏置。这种构造同样能够向细长间隙20的入口端赋予优先测量权。
行单元的另一实施例,例如行收割单元10,如图10和11所示。机械感触(feeler)元件68安装在摘穗器板16的入口端,所述机械感触元件能够抵抗弹簧(未示出)的力而移动(例如,可移动或绕竖直轴线旋转),以在横向方向上横向于细长间隙20的纵向延伸方向移动。感触元件传感器70被分配到每个感触元件68并且用于感测相应的感触元件68的横向位置。进入细长间隙20中的茎杆因而在横向方向上移动或转动所述感触元件68,如图11所示。该运动的量被感触元件传感器70感测到并且被发送到处理单元130,处理单元130按照图4所示以及上文所述那样处理来自感触元件传感器70的信号。在本实施例中,弹簧34和传感器54可以被省略,例如,摘穗器板16可以通常以能够调节的方式固定到框架18。然而,如果提供弹簧34和传感器54,则处理单元还处理来自传感器54的信号以计算感触元件68之间的真实空间。
最后,细长间隙20还可以在其横向和纵向中的至少一个方向上是曲线的,并且摘穗器板16可以被弹性地安装以在竖直方向上移动,同时传感器54感测摘穗器板的位移。
尽管上文描述了本发明的示例性实施例,但是不应该在限制性意义上考虑这些描述。而是,存在可以在不脱离如随附权利要求限定的本发明的范围的情况下的数个变化和修改。

Claims (30)

1.一种用于感测植株的茎杆的直径的系统,所述系统包括:
具有框架的行收割单元,所述框架限定了细长的间隙,在收割操作过程中,植株的茎杆沿间隙移动;
第一传感器,所述第一传感器连接到能够横向移动的构件,所述构件被布置成与位于细长的间隙中的植株的茎杆接触,并且所述第一传感器适于生成代表所述能够横向移动的构件的位置的信号;和
处理单元,所述处理单元适于从所述第一传感器的信号获得代表茎杆的直径的茎杆直径值并且适于将所述茎杆直径值存储在存储器中。
2.根据权利要求1所述的系统,其中所述行收割单元包括:
至少一个茎杆辊,所述茎杆辊被支撑在所述框架上以能够绕所述茎杆辊的轴线旋转,并且所述茎杆辊被布置成用于向下牵拉植株茎杆;和
第一摘穗器板和第二摘穗器板,所述第一摘穗器板和第二摘穗器板被支撑在所述框架上并且在所述茎杆辊上方形成位于所述第一摘穗器板和第二摘穗器板之间的所述细长的间隙,所述细长的间隙具有基本平行于所述茎杆辊的轴线的纵向延伸方向。
3.根据权利要求2所述的系统,其中所述第一摘穗器板被支撑,以能够抵抗将第一摘穗器板朝向第二摘穗器板偏置的偏置力、在与所述细长的间隙的纵向延伸方向垂直的方向上延伸,并且所述第一传感器被连接到第一摘穗器板并且适于生成代表第一摘穗器板的位置的信号。
4.根据权利要求3所述的系统,其中所述第二摘穗器板被支撑,以能够抵抗将第二摘穗器板朝向第一摘穗器板偏置的偏置力、在与所述细长的间隙的纵向延伸方向垂直的方向上延伸,并且第二传感器被连接到第二摘穗器板并且适于生成代表第二摘穗器板的位置的信号,并且所述处理单元适于从所述第一传感器的信号和第二传感器的信号获得代表位于所述细长的间隙中的植株的茎杆直径的茎杆直径值。
5.根据权利要求4所述的系统,其中所述处理单元适于将来自第一传感器和第二传感器的相加的信号的局部最大值赋予茎杆。
6.根据权利要求1所述的系统,其中感触元件被能够横向移动地安装在所述细长的间隙的入口端处,并且所述第一传感器感测所述感触元件的位置。
7.根据权利要求1所述的系统,其中所述处理单元连接到位置确定系统并且适于存储所述系统的相应位置以及所述茎杆直径值。
8.根据权利要求1所述的系统,其中所述细长的间隙在该细长的间隙的长度范围内具有大致均匀的宽度。
9.根据权利要求1所述的系统,其中所述细长的间隙在该细长的间隙的长度范围内具有递减的宽度。
10.根据权利要求1所述的系统,其中所述细长的间隙在入口端处设置鼻状部,从而在前部形成较窄的通路。
11.根据权利要求2所述的系统,其中所述第一摘穗器板和第二摘穗器板在它们的后端处被支撑成围绕竖直的轴线转动,并且在它们的前端处被弹簧偏置。
12.一种收割机械,其包括权利要求1所述的系统。
13.一种方法,包括:
从与能够横向移动的茎杆接触构件相关联的传感器接收电子信号,所述电子信号指示所述能够横向移动的茎杆接触构件的位置;和
基于所述电子信号确定茎杆直径值。
14.根据权利要求13所述的方法,其中所述能够横向移动的茎杆接触构件包括摘穗器板,所述电子信号指示所述摘穗器板的位置。
15.根据权利要求13所述的方法,进一步包括基于所述电子信号识别所述能够横向移动的茎杆接触构件与单独的茎杆的接触的开始和所述能够横向移动的茎杆接触构件与该单独的茎杆的接触的终止。
16.根据权利要求13所述的方法,进一步包括确定在一段时间内被所述能够横向移动的茎杆接触构件接触的茎杆的数目。
17.根据权利要求13所述的方法,其中所确定的茎杆直径值是基于作为所述接触能够横向移动的茎杆接触构件接触多个茎杆的结果而被接收的电子信号的统计值。
18.根据权利要求13所述的方法,其中所述能够横向移动的茎杆接触构件包括被可枢转地支撑的摘穗器板,所述电子信号指示所述摘穗器板的枢转程度。
19.根据权利要求13所述的方法,其中所述能够横向移动的茎杆接触构件包括第一摘穗器板,并且其中所述方法进一步包括从与所述第一摘穗器板相对的第二摘穗器板相关联的第二传感器接收第二电子信号,所述第二电子信号指示第二摘穗器板的位置,其中所述茎杆直径值是基于所述电子信号和所述第二电子信号确定的。
20.根据权利要求13所述的方法,进一步包括将所述能够横向移动的茎杆接触构件朝向待接收茎杆直径将被确定的茎杆的细长的间隙弹性地偏置。
21.根据权利要求13所述的方法,其中所述能够横向移动的茎杆构件包括位于待接收茎杆的细长的间隙的入口端处的感触元件。
22.根据权利要求13所述的方法,进一步包括存储确定出的茎杆直径值。
23.根据权利要求13所述的方法,进一步包括:
接收地理位置信号;
基于所述地理位置信号,生成茎杆直径值的分布图,其中所述分布图包括确定出的茎杆直径值。
24.根据权利要求13所述的方法,进一步包括通过感测所述能够横向移动的构件的位置生成所述电子信号。
25.根据权利要求13所述的方法,进一步包括从与能够横向移动的第二茎杆接触构件相关联的第二传感器接收第二电子信号,其中,所述能够横向移动的第二茎杆接触构件与所述能够横向移动的茎杆接触构件相对,所述第二电子信号指示所述能够横向移动的第二茎杆接触构件的位置,其中所述茎杆直径值是基于所述电子信号和所述第二电子信号确定的。
26.根据权利要求13所述的方法,进一步包括:
利用支撑所述能够横向移动的茎杆接触构件的割台中的机械运动生成电功率;并且
利用生成的电功率给所述传感器供电。
27.一种设备,包括:
非暂时性计算机可读介质,所述非暂时性计算机可读介质提供计算机可读的程序来引导处理器以:
从与能够横向移动的茎杆接触构件相关联的传感器接收电子信号,所述电子信号指示所述能够横向移动的茎杆接触构件的位置;和
基于所述电子信号确定茎杆直径值。
28.根据权利要求27所述的设备,其中所述计算机可读程序被设定为基于所述电子信号引导所述处理器,以确定所述能够横向移动的茎杆接触构件与单独的茎杆的接触的开始以及确定所述能够横向移动的茎杆接触构件与该单独的茎杆的接触的终止。
29.根据权利要求27所述的设备,其中计算机可读编程被设定为确定一段时间内被所述能够横向移动的茎杆接触构件接触的茎杆的数目。
30.根据权利要求27所述的设备,其中所述茎杆直径值是基于作为所述能够横向移动的茎杆接触构件接触多个茎杆的结果而被接收的所述电子信号的统计值。
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