CN106404679A - 一种粮箱籽粒含杂率、破碎率监测装置及其监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种籽粒含杂率、破碎率监测装置及其监测方法，包括护罩，取样槽,取样槽驱动轴，限位板,斜滑板，激振器，传送带,监测槽，隔尘玻璃,光谱仪，安装架,信号线，取样槽驱动电机和测控系统组成。取样槽刮取垂直输粮搅龙内提升的谷物，光谱仪针对垂直输粮搅龙内各成分的特性，运用神经网络并结合改进型非劣分类遗传算法筛选出能有效识别出各成分的最优波段光谱，并通过嵌入在测控系统内的相关计算模型实时计算出垂直输粮搅龙内籽粒的含杂率和破碎率。应用本发明的联合收获机能够实时获取作业过程中粮箱内的籽粒含杂率、破碎率，为联合收获机工作过程中各工作参数自适应控制提供依据。
Description
技术领域
本发明属于联合收获机性能参数监控领域，具体涉及一种联合收获机用粮箱籽粒含杂率、破碎率监测装置。
背景技术
将先进的信息技术和智能控制技术应用到联合收获机上，是联合收获机自动控制发展的必然趋势。近年来，国内外学者在联合收获机智能化技术方面开展的研究工作试图改善联合收获机的收获适应性较差。对清选装置作业性能的监测而言，相关智能化技术研究主要集中在籽粒清选损失的监测上，而没有考虑另一个重要的性能指标——籽粒含杂率。对脱粒分离装置而言，相关智能化技术研究主要集中在籽粒夹带损失监测、脱粒滚筒负荷反馈调节上，而没有考虑另一个重要的性能指标——籽粒破碎率。因此性能良好的联合收获机籽粒含杂率、破碎率自动监测装置是实现联合收获机作业参数自适应控制的前提，本团队曾提出在粮箱出粮口安装图像采集设备，试图通过图像处理的方法来识别粮箱中杂质的成分（CN201410321413.X，CN201610173831.8）。但是田间试验发现，经清选后进入粮箱时，籽粒线速度很高，而且籽粒中往往夹杂着其他细小、潮湿的成分， 这些细小、潮湿的成分很容易吸附在图像采集设备的镜头表面，导致图像模糊，长时间工作时，图像采集设备甚至不能得到粮箱内籽粒图像。
由于联合收获机工作过程中，垂直输粮搅龙内多被籽粒充满，扬尘较小，环境稳定，为解决粮箱内细小、潮湿成分对籽粒含杂率、破碎率监测干扰大的难题。
发明内容
本发明的目的在于克服因外界环境对联合收割机的粮箱籽粒含杂率、破碎率的监测造成影响的缺陷，提供一种新型的粮箱籽粒含杂率、破碎率监测装置及其监测方法。
为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：一种粮箱籽粒含杂率、破碎率监测装置，包括护罩、取样槽、取样槽驱动轴、限位板、斜滑板、激振器、传送带、监测槽、隔尘玻璃、光谱仪、安装架、信号线和取样槽驱动电机；护罩焊接在籽粒垂直搅龙外壁上， 取样槽利用取样槽驱动轴并通过轴承安装到护罩上；取样槽驱动轴一端轴头伸出护罩外部，通过联轴器与取样槽驱动电机相连，取样槽驱动电机通过连接支架固定在护罩上，斜滑板位于取样槽下方，并固定在籽粒垂直搅龙外壁上，斜滑板上设有限位板和激振器；传送带输入端位于斜滑板下方，传送带输出端位于监测槽上方，监测槽与护罩相连，监测槽贴合护罩的一侧开孔并嵌入钢化玻璃，光谱仪通过安装架安装在护罩上，光谱仪的镜头透过钢化玻璃检测流入监测槽中的谷物成分，并通过信号线把采集的信息传入到测控系统内。
本发明还提供了一种利用上述粮箱籽粒含杂率、破碎率监测装置准确监测籽粒含杂率、破碎率的方法，包括如下步骤：第一步：针对垂直输粮搅龙内各成分的特性，运用神经网络并结合改进型非劣分类遗传算法筛选出能有效识别出各成分的最优波段光谱。 第二部：分别建立籽粒含杂率、破碎率计算模型并嵌入测控系统；第三步：通过嵌入在测控系统内的相关计算模型实时计算出垂直输粮搅龙内籽粒的含杂率和破碎率。
本发明的有益效果：（1）本发明提出通过在垂直输粮搅龙的管壁上安装光谱仪，可以用来来实时监测进入粮箱内籽粒的含杂率、破碎率。（2）本发明提出的籽粒含杂率、破碎率监测装置可以避免外界环境对监测精度的干扰，对提高联合收获机收获适应性具有重要意义。
附图说明
图1 是籽粒含杂率、破碎率监测装置主视图。
图中： 1-01-籽粒垂直搅龙螺旋叶片， 1-02-籽粒垂直搅龙外壁； 2-01护罩, 2-02-取样槽， 2-03-取样槽驱动轴， 2-04-限位板， 2-05-斜滑板， 2-06-激振器， 2-07-传送带， 2-08-监测槽， 2-09-隔尘玻璃， 2-10-安装架， 2-11-光谱仪， 2-12-信号线, 3-测控系统。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
如图1所示，粮箱含杂率、破碎率监测装置 2由护罩2-01，取样槽2-02取样槽驱动轴2-03，限位板2-04，斜滑板2-05，激振器2-06， 传送带2-07，监测槽2-08，隔尘玻璃2-09，安装架2-10、光谱仪2-11、信号线2-12和取样槽驱动电机组成。护罩2-01焊接在籽粒垂直搅龙外壁1-02上， 取样槽2-02利用取样槽驱动轴2-03并通过轴承安装到护罩12-01上；取样槽驱动轴2-03一端轴头伸出护罩2-01外部，通过联轴器与取样槽驱动电机相连。取样槽驱动电机通过连接支架固定在护罩2-01上；取样槽驱动电机在测控系统13的控制下带动取样槽2-02转动，取样槽2-02利用本身的凹槽刮取垂直输粮搅龙内籽粒垂直搅龙螺旋叶片1-01提升的谷物，并使取样槽2-02的一次刮取物逐渐落到斜滑板2-05上。在激振器2-06的振动和限位板2-04的联合作用下，单层谷物到达传送带2-07上方，并防止脱出物的细小成分进入监测槽2-08干扰测量精度。在传送带2-07的带动下，单层谷物整齐落入监测槽2-08中。监测槽2-08与护罩2-01相连，监测槽2-08贴合护罩2-01的一侧开孔并嵌入钢化玻璃。光谱仪2-11通过安装架2-10安装在护罩2-01上，光谱仪2-11的镜头透过钢化玻璃检测流入监测槽2-08中的谷物成分，并通过信号线2-12把采集的信息传入到测控系统3内。
通过前期准备试验，针对垂直输粮搅龙内各成分的特性，运用神经网络并结合改进型非劣分类遗传算法筛选出能有效识别出各成分的最优波段光谱，并通过嵌入在测控系统3内的相关计算模型实时计算出垂直输粮搅龙内籽粒的含杂率和破碎率。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种粮箱籽粒含杂率、破碎率监测装置，其特征在于，包括护罩（2-01）、取样槽（2-02）、取样槽驱动轴（2-03）、限位板（2-04）、斜滑板（2-05）、激振器（2-06）、传送带（2-07）、监测槽（2-08）、隔尘玻璃（2-09）、光谱仪（2-11）、安装架（2-10）、信号线（2-12）和取样槽驱动电机；护罩（2-01）焊接在籽粒垂直搅龙外壁（11-02）上， 取样槽（2-02）利用取样槽驱动轴（2-03）并通过轴承安装到护罩（2-01）上；取样槽驱动轴（2-03）一端轴头伸出护罩（2-01）外部，通过联轴器与取样槽驱动电机相连，取样槽驱动电机通过连接支架固定在护罩（2-01）上，斜滑板（2-05）位于取样槽（2-02）下方，并固定在籽粒垂直搅龙外壁（1-02）上，斜滑板（2-05）上设有限位板（2-04）和激振器（2-06）；传送带（2-07）输入端位于斜滑板（2-05）下方，传送带（2-07）输出端位于监测槽（2-08）上方，监测槽（2-08）与护罩（2-01）相连，监测槽（2-08）贴合护罩（2-01）的一侧开孔并嵌入钢化玻璃，光谱仪（2-11）通过安装架（2-10）安装在护罩（2-01）上，光谱仪（2-11）的镜头透过钢化玻璃检测流入监测槽（2-08）中的谷物成分，并通过信号线（2-12）把采集的信息传入到测控系统（3）内。
2.一种利用权利要求1的粮箱籽粒含杂率、破碎率监测装置准确监测籽粒含杂率、破碎率的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）针对垂直输粮搅龙内各成分的特性，运用神经网络并结合改进型非劣分类遗传算法筛选出能有效识别出各成分的最优波段光谱；
（2）分别建立籽粒含杂率、破碎率计算模型并嵌入测控系统（3）；
（3）通过嵌入在测控系统（3）内的相关计算模型实时计算出垂直输粮搅龙内籽粒的含杂率和破碎率。
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