CN107278503B - 一种联合收获机粮箱 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种联合收获机粮箱，包括在线监测装置、匀粮装置和工控机；所述在线监测装置包括限流口、取样盒和图像采集器；所述限流口安装在收获机粮箱壳体内壁的进料口处；所述取样盒安装在限流口下方，所述取样盒上设有阀门，所述图像采集器包括工业相机，所述匀粮装置包括若干匀粮单元和光电传感器组，若干所述匀粮单元包括匀粮叶片和驱动装置，若干所述匀粮单元沿收获机粮箱出料垂直的方向固定在粮箱壳体腰部上；所述光电传感器组包括若干光电传感器，若干所述光电传感器阵列安装在收获机粮箱壳体内壁。本发明可以在联合收获机作业过程中自动完成匀粮动作，避免粮箱内谷物在出粮口下方堆积，大大提高了粮箱内空间的使用效率。

Description

一种联合收获机粮箱

技术领域

本发明涉及联合收获机生产作业领域，特别涉及一种联合收获机粮箱。

背景技术

联合收获机是一种多功能复式作业机械装备，其具有作业效率高、机动性强和操作人性化等优点，其对降低驾驶员工作强度，促进农业增产增收起着重要的作用，在农业生产中越来越得到广大农民的喜爱。据工业和信息化部发布的《农机工业发展规划(2011至2015)》，“十二五”期间，我国联合收获机总需求量约为80万台，平均每年15万台以上。这表明，联合收获机在谷物收割中发挥的作用越来越明显。随着农户对联合收获机收获作物需求的不断增加，对联合收获机作业性能、智能性、实用性、可靠性以及操作舒适性要求将会越来越高。2015年国家出台中央1号文件再次强调农业是我国立国之本、强国之基，并明确指出“在转变农业发展方式上寻求新突破上，要加强对生物育种、智能农业、农机装备、生态环保等领域的科技攻关”。

集粮作为联合收获机一种重要功能，主要由粮箱完成。粮箱的信息化程度与联合收获机作业效率、操作舒适度和可靠度等等重要指标息息相关。

国内粮箱的设计从卸粮方式上看主要有搅龙式、倾倒式和移出式。倾倒式设计在卸粮时需要将粮箱一端抬起，另一端设置出粮口。一种用于收获机的便携式粮箱(申请号为201410594387.8)提出了在接近粮箱箱体底部的侧面设置旋转门，通过粮箱另一端顶部吊耳使粮箱倾斜，粮食从旋转门倾倒出粮箱。这种设计适用于便携式粮箱，效率较高，缺点是粮箱动作较大，单次倾倒动作后会残留一定量的粮食。移出式设计在卸粮时要预备一个空箱，当前作业粮箱装满后脱开谷物连接管道并移出，预备空箱接力装粮，循环往复。用于轻便收获机的粮箱(申请号为201510841511.0)提出了一种方便搬运和拆卸的粮箱，在移出粮箱过程中能避免漏粮，箱底的脚轮使移出粮箱十分方便，粮箱和联合收获机使用卡接方式，方便连接和拆卸，缺点是两个粮箱空间使用比较不经济，粮箱移出卸粮作业还需耗费人力。搅龙式设计一般呈封闭式，粮箱上方或者有盖或者无盖，通过底部搅龙卸粮。用于收获机的粮箱和联合收获机(申请号为201510962682.9)提出了一种观察口设计，操作人员通过观察口可以方便地看到粮箱内部的谷物高度、收获效果、清洁度和破碎率等等情形，无需熄火。操作人员停机后通过肉眼观察得到谷物状态信息，一定程度上降低了联合收获机的收割效率。以上发明均无法实现匀粮效果。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种联合收获机粮箱，可以在联合收获机作业过程中自动完成匀粮动作，避免粮箱内谷物在出粮口下方堆积，大大提高了粮箱内空间的使用效率。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种联合收获机粮箱，包括在线监测装置、匀粮装置和工控机；所述在线监测装置包括限流口、取样盒和图像采集器；所述限流口安装在收获机粮箱壳体内壁的进料口处；所述取样盒安装在限流口下方，所述取样盒上设有阀门，所述取样盒为透明材料；所述图像采集器包括工业相机，所述工业相机安装在壳体内壁，且正对着所述取样盒，用于获取取样盒内谷物状态的图像；所述匀粮装置包括若干匀粮单元和光电传感器组，若干所述匀粮单元包括匀粮叶片和驱动装置，所述匀粮叶片固定在匀粮轴上，所述驱动装置与匀粮轴连接；若干所述匀粮单元沿收获机粮箱出料的垂直方向固定在粮箱壳体腰部上；所述光电传感器组包括若干光电传感器，若干所述光电传感器阵列安装在收获机粮箱壳体内壁，用于检测物料位置；所述工控机与阀门、图像采集器和光电传感器组连接。

进一步，每个所述匀粮单元的匀粮叶片为轴向匀粮叶片或径向匀粮叶片中的一种或者其组合。

进一步，至少一个靠近收获机粮箱进料口的匀粮单元上的匀粮叶片为轴向匀粮叶片，用于使收获机粮箱的物料沿匀粮轴轴向运动；其余的匀粮单元上的匀粮叶片为径向匀粮叶片，用于使收获机粮箱的物料沿匀粮轴径向运动。

进一步，至少一个靠近收获机粮箱进料口的匀粮单元上的匀粮叶片为轴向匀粮叶片和径向匀粮叶片的组合；所述轴向匀粮叶片安装在靠近进料口的该匀粮单元的匀粮轴上，所述径向匀粮叶片安装在远离进料口的该匀粮单元的匀粮轴上。

进一步，所述轴向匀粮叶片为螺旋叶片；所述径向匀粮叶片为圆弧叶片。

进一步，所述取样盒呈扁平形状，且最大横截面与所述工业相机正对。

进一步，所述限流口具有向收获机粮箱壳体内部突出的上表面和下表面，所述下表面为曲面；所述上表面为斜面。

进一步，还包括重量检测装置，所述重量检测装置包括称重模块，所述称重模块安装在收获机粮箱的支腿底部；所述称重模块与工控机连接。

进一步，所述重量检测装置与收获机粮箱壳体之间设有阻尼垫，所述阻尼垫围绕在收获机粮箱壳体四周，呈“U”型。

本发明的有益效果在于：

1.本发明所述的联合收获机粮箱，通过壳体安装在线监测装置，实现联合收获机作业过程中破碎率、含杂率的在线监测，大大提高了作业效率，并且为联合收获机各子系统提供作业参数优化依据。

2.本发明所述的联合收获机粮箱，通过安装匀粮装置，结合监测粮箱谷物高度的光电阵列，在联合收获机作业过程中自动完成匀粮动作，避免粮箱内谷物在出粮口下方堆积，大大提高了粮箱内空间的使用效率。

3.本发明所述的联合收获机粮箱，通过匀粮叶片设为轴向匀粮叶片或径向匀粮叶片或者二者的组合，解决在粮箱内部的轴向和径向的粮食输送，提高粮箱的使用效率。

4.本发明所述的联合收获机粮箱，通过设置的阻尼垫围绕在收获机粮箱壳体四周，可以隔离粮食由进料口进入时产生的振动，保持粮箱稳定性，利于传感与检测装置的信号采集。

附图说明

图1为本发明所述联合收获机粮箱的俯视图。

图2为本发明所述联合收获机粮箱的在线监测装置结构示意图。

图3为本发明所述匀粮装置在进料口位置的结构示意图。

图4为本发明所述重量检测装置的结构示意图。

图中：

1-限流口；2-粮箱壳体；3-取样盒；4-工业相机；5-阻尼垫；6-出料绞笼；7-光电传感器；8-径向匀粮叶片；9-轴向匀粮叶片；10-匀粮轴；11-驱动装置。

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。

一种联合收获机粮箱，包括在线监测装置、匀粮装置和工控机；如图2所示，所述在线监测装置包括限流口1、取样盒3和图像采集器；所述限流口1安装在收获机粮箱壳体2内壁的进料口处；所述取样盒3安装在限流口1下方，所述取样盒3上设有阀门，所述取样盒3为透明材料；所述图像采集器包括工业相机4，所述工业相机安装在壳体内壁，且正对着所述取样盒3，用于获取取样盒3内谷物状态的图像；通过机粮箱壳体2安装在线监测装置，实现联合收获机作业过程中破碎率、含杂率的在线监测，大大提高了作业效率，并且为联合收获机各子系统提供作业参数优化依据。

如图1和图3所示，所述匀粮装置包括若干匀粮单元和光电传感器组，若干所述匀粮单元包括匀粮叶片和驱动装置11，所述匀粮叶片固定在匀粮轴10上，所述驱动装置11与匀粮轴10连接；若干所述匀粮单元沿收获机粮箱出料垂直的方向固定在粮箱壳体2腰部上；所述光电传感器组包括若干光电传感器7，若干所述光电传感器7阵列安装在收获机粮箱壳体2内壁，用于检测物料位置；所述工控机与阀门、图像采集器和光电传感器组连接。

为了解决在粮箱内部的轴向和径向的粮食输送，提高粮箱的使用效率。本发明每个所述匀粮单元的匀粮叶片为轴向匀粮叶片9或径向匀粮叶片8中的一种或者其组合。至少一个靠近收获机粮箱进料口的匀粮单元上的匀粮叶片为轴向匀粮叶片9，用于使收获机粮箱的物料沿匀粮轴10轴向运动，所述轴向匀粮叶片9为螺旋叶片；其余的匀粮单元上的匀粮叶片为径向匀粮叶片8，用于使收获机粮箱的物料沿匀粮轴10径向运动，所述径向匀粮叶片8为圆弧叶片。本发明还可以为至少一个靠近收获机粮箱进料口的匀粮单元上的匀粮叶片为轴向匀粮叶片9和径向匀粮叶片8的组合；所述轴向匀粮叶片9安装在靠近进料口的该匀粮单元的匀粮轴10上，所述径向匀粮叶片8安装在远离进料口的该匀粮单元的匀粮轴10上。

工作过程中，当需要采集数据检测破碎率、含杂率时，工控机控制阀门关闭，谷物从限流口1进入取样盒3内，工业相机4完成图像拍摄，将图像数据传输至工控机，利用图像处理技术进行破碎率含杂率分析，分析结果通过工控机显示器显示；图像采集结束后，工控机控制阀门打开，将取样盒3内谷物放入收获机粮箱内；

匀粮装置在谷物堆积到光电阵列安装高度时开始工作，当某处堆积的谷物触发光电开关，光电开关产生信号并传送给工控机；工控机由接收的信号判断谷物堆积位置，得出匀粮方向，发送信号给该位置受控驱动装置11，驱动装置11带动相应的匀粮叶片转动；靠近收获机粮箱进料口的匀粮单元上的匀粮叶片为轴向匀粮叶片9和径向匀粮叶片8的组合；所述轴向匀粮叶片9安装在靠近进料口的该匀粮单元的匀粮轴10上，用于使收获机粮箱的物料沿匀粮轴10轴向运动；所述径向匀粮叶片8安装在远离进料口的该匀粮单元的匀粮轴10上，用于使收获机粮箱的物料沿匀粮轴10径向运动。将谷物由堆积处向空置处拨动；当粮箱上层光电传感器大多发生开关信号时，表示粮箱内谷物基本充满，需要停止收割或者开始卸粮；各处光电传感器的开关信号传送给工控机，经过处理后绘出粮箱内谷物高度实时状态图并显示。出料绞笼6安装在收获机粮箱底部，接收工控机卸粮信号执行卸粮动作。

为了实现破碎率、含杂率的在线监测装置的准确性，所述取样盒3呈扁平形状，且最大横截面与所述工业相机4正对。所述限流口1具有向收获机粮箱壳体2内部突出的上表面和下表面，所述下表面为曲面；所述上表面为斜面。所述上表面为斜面，用于约束谷物流出形态，这样可以更加准确的通过在线监测装置检测破碎率、含杂率。

如图4所示，还包括重量检测装置，所述重量检测装置包括称重模块，所述称重模块安装在收获机粮箱的支腿底部；所述称重模块与工控机连接。所述重量检测装置与收获机粮箱壳体2之间设有阻尼垫5，所述阻尼垫5围绕在收获机粮箱壳体2四周，呈“U”型。通过重量检测装置检测谷物的重量，通过设置的阻尼垫围绕在收获机粮箱壳体四周，可以隔离粮食由进料口进入时产生的振动，保持粮箱稳定性，利于传感与检测装置的信号采集。

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 (9)

1.一种联合收获机粮箱，其特征在于，包括在线监测装置、匀粮装置和工控机；所述在线监测装置包括限流口(1)、取样盒(3)和图像采集器；所述限流口(1)安装在收获机粮箱壳体(2)内壁的进料口处；所述取样盒(3)安装在限流口(1)下方，所述取样盒(3)上设有阀门，所述取样盒(3)为透明材料；所述图像采集器包括工业相机(4)，所述工业相机安装在壳体内壁，且正对着所述取样盒(3)，用于获取取样盒(3)内谷物状态的图像；

所述匀粮装置包括若干匀粮单元和光电传感器组，若干所述匀粮单元包括匀粮叶片和驱动装置(11)，所述匀粮叶片固定在匀粮轴(10)上，所述驱动装置(11)与匀粮轴(10)连接；若干所述匀粮单元沿收获机粮箱出料垂直的方向固定在粮箱壳体(2)腰部上；所述光电传感器组包括若干光电传感器(7)，若干所述光电传感器(7)阵列安装在收获机粮箱壳体(2)内壁，用于检测物料位置；

所述工控机与阀门、图像采集器和光电传感器组连接。

2.根据权利要求1所述的联合收获机粮箱，其特征在于，每个所述匀粮单元的匀粮叶片为轴向匀粮叶片(9)或径向匀粮叶片(8)中的一种或者其组合。

3.根据权利要求2所述的联合收获机粮箱，其特征在于，至少一个靠近收获机粮箱进料口的匀粮单元上的匀粮叶片为轴向匀粮叶片(9)，用于使收获机粮箱的物料沿匀粮轴(10)轴向运动；其余的匀粮单元上的匀粮叶片为径向匀粮叶片(8)，用于使收获机粮箱的物料沿匀粮轴(10)径向运动。

4.根据权利要求2所述的联合收获机粮箱，其特征在于，至少一个靠近收获机粮箱进料口的匀粮单元上的匀粮叶片为轴向匀粮叶片(9)和径向匀粮叶片(8)的组合；所述轴向匀粮叶片(9)安装在靠近进料口的该匀粮单元的匀粮轴(10)上，所述径向匀粮叶片(8)安装在远离进料口的该匀粮单元的匀粮轴(10)上。

5.根据权利要求2所述的联合收获机粮箱，其特征在于，所述轴向匀粮叶片(9)为螺旋叶片；所述径向匀粮叶片(8)为圆弧叶片。

6.根据权利要求1-5任一项所述的联合收获机粮箱，其特征在于，所述取样盒(3)呈扁平形状，且最大横截面与所述工业相机(4)正对。

7.根据权利要求1-5任一项所述的联合收获机粮箱，其特征在于，所述限流口(1)具有向收获机粮箱壳体(2)内部突出的上表面和下表面，所述下表面为曲面；所述上表面为斜面。

8.根据权利要求1-5任一项所述的联合收获机粮箱，其特征在于，还包括重量检测装置，所述重量检测装置包括称重模块，所述称重模块安装在收获机粮箱的支腿底部；所述称重模块与工控机连接。

9.根据权利要求8所述的联合收获机粮箱，其特征在于，所述重量检测装置与收获机粮箱壳体(2)之间设有阻尼垫(5)，所述阻尼垫(5)围绕在收获机粮箱壳体(2)四周，呈“U”型。

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