CN107660370A - 一种花生收获机喂入量监测方法及监测系统 - Google Patents
一种花生收获机喂入量监测方法及监测系统 Download PDFInfo
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Abstract
一种花生收获机喂入量监测方法及监测系统,用于花生收获机收获喂入量的实时监测,该监测方法包括测量花生实时产量,实时获取花生的重量信息;测量拨果辊转速,实时获取拨果辊转速信息;测量拨果辊扭矩,实时获取拨果辊扭矩信息;测量花生收获机的夹持链横向位移,实时获取夹持链横向位移信息;测量花生收获机的行驶速度,实时获取所述花生收获机的前进速度信息;车载计算机对所述重量信息、拨果辊转速信息、拨果辊扭矩信息、夹持链横向位移信息及所述前进速度信息进行数据处理,得到所述花生收获机当前的喂入量值。本发明还公开了一种花生收获机喂入量监测系统。
Description
技术领域
本发明涉及一种农业机械田间作业工况监测方法及装置,特别是一种田间作业过程中单陇花生收获机喂入量监测方法及监测系统。
背景技术
花生是世界上广泛栽培的主要油料作物,中国的花生种植面积占世界总面积的20%,居世界第二位。近年来,随着土地的流转,花生种植面积不断增加,花生收获机械的应用日趋广泛。
花生收获机喂入量测量是国内外农机专家关注的焦点,在花生收获季,一方面由于超喂入量收获作业,会使花生清洁率下降、损失率上升,严重时会造成工作部件严重频繁堵塞;另一方面,由于达不到额定喂入量或者最佳喂入量致使花生收获机工作性能下降,工作效率降低。因此,为了保证花生收获机能获得较高的生产作业效率,将喂入量控制在合理范围内,对收获机作业喂入量和行进速度进行实时监测就显得尤为重要。目前,传统的花生收获机械自动化程度不高,缺乏收获机作业工况实时监测及诊断处理等功能,花生收获机喂入量完全依赖收获机驾驶员的经验来判断,对驾驶员的操作技能要求较高。
联合收获机割台喂入短暂,喂入量不容易直接测量,采用单一传感器更是无法获得准确的量化指标。近年来,国内外在联合收获机喂入量的量化检测方面开展了不少研究工作,如美国的一些科研人员为了研究农机收获作业喂入量,通过输送扭矩传感器、发动机转速传感器、空气压力传感器以及谷物流量传感器等对多种喂入量相关指标进行测量,间接推算作业农机实时喂入量。国内亦有学者采用谷物通过倾斜输送器对底板的压力间接实现喂入量测量。目前,由于多种因素的干扰和影响,对联合收获机喂入量检测领域还处于试验研究阶段。至于花生收获机,由于作物类型和生长特性各异,花生收获机与传统谷物联合收获机在收获方式和部件结构上存在明显不同,因此现有技术中未有成熟的花生收获机的喂入量检测技术。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种针对自走式花生收获机喂入量的花生收获机喂入量监测方法及监测系统,以实现花生收获机收获喂入量的实时监测。
为了实现上述目的,本发明提供了一种花生收获机喂入量监测方法,用于花生收获机收获喂入量的实时监测,其中,包括如下步骤:
a、测量花生实时产量,通过花生产量测量装置实时获取花生的重量信息,并将所述重量信息传送至车载计算机;
b、测量拨果辊转速,测量所述花生收获机的拨果辊液压马达转速以实时获取拨果辊转速信息,将所述拨果辊转速信息传送至所述车载计算机;
c、测量拨果辊扭矩,测量所述花生收获机上的拨果辊扭矩以实时获取拨果辊扭矩信息,并将所述拨果辊扭矩信息传送至所述车载计算机;
d、测量花生收获机的夹持链横向位移,测量所述花生收获机的夹持链因夹持花生植株产生的横向位移以实时获取夹持链横向位移信息,并将所述夹持链横向位移信息传送至所述车载计算机;
e、测量花生收获机的行驶速度,实时获取所述花生收获机的前进速度信息,并将所述前进速度信息传送至所述车载计算机;
f、获取花生收获机的喂入量值,所述车载计算机对所述重量信息、拨果辊转速信息、拨果辊扭矩信息、夹持链横向位移信息及所述前进速度信息进行数据处理,得到所述花生收获机当前的喂入量值。
上述的花生收获机喂入量监测方法,其中,还包括如下步骤:
g、报警,所述车载计算机根据得到的所述喂入量值判断喂入量的大小并报警,以及时调整花生收获机的行驶速度。
上述的花生收获机喂入量监测方法,其中,所述花生收获机当前的喂入量值的计算公式如下:
其中,q——估测喂入量(kg/s);
P——拨果辊功率(kw);
D——夹持链横向位移(cm);
Y——花生收获实时产量(kg/hm2);
V——收获机前进速度(km/h);
λ——谷草比;
a——修正系数。
上述的花生收获机喂入量监测方法,其中,采用卡尔曼滤波器对所述重量信息、拨果辊转速信息、拨果辊扭矩信息、夹持链横向位移信息及所述前进速度信息进行融合,以获得实时准确的所述喂入量值。
上述的花生收获机喂入量监测方法,其中,所述卡尔曼滤波器的状态方程为:
X(k)=A*X(k-1)+W(k);
所述卡尔曼滤波器的输出方程为:
Z(k)=H*X(k)+V(k);
其中,W(k)为系统状态噪声;V(k)为测量噪声;
A、H为系统参数;
Z(k)为所述喂入量值,状态变量X(k)为3*1的列阵:
X(k)=[Dw(k+t1),Gw(k),Sw(k-t0)];
其中,Gw(k)表示当前拨果辊所消耗的功率,Sw(k-t0)为前一个时刻t0的花生重量信息,Dw(k+t1)为后一时刻t1的夹持链横向位移信息;
其中,所述拨果辊所消耗的功率为拨果辊转速与拨果辊扭矩的乘积。
上述的花生收获机喂入量监测方法,其中,通过安装在所述花生收获机上的北斗卫星信号接收机实时获得所述花生收获机的行驶速度,或者通过安装在所述花生收获机的车轮轴端的速度测量装置获得所述行驶速度。
上述的花生收获机喂入量监测方法,其中,所述速度测量装置包括:
测速齿轮,安装在所述花生收获机的车轮轴上;以及
接近开关传感器,相对于所述测速齿轮安装在所述花生收获机上,并与所述车载计算机连接。
上述的花生收获机喂入量监测方法,其中,采用拨果辊扭矩测量装置测量所述拨果辊扭矩,所述拨果辊扭矩测量装置包括应变式扭矩传感器和环形变压器,所述应变式扭矩传感器的测扭应变片安装在所述拨果辊的传动轴上形成应变桥,所述环形变压器给所述应变桥提供电源,所述应变桥测得所述传动轴受扭的信号,并将该信号放大转换为所述拨果辊扭矩信息后通过所述环形变压器输出。
为了更好地实现上述目的,本发明还提供了一种花生收获机喂入量监测系统,用于花生收获机收获喂入量的实时监测,其中,包括:
车载计算机,安装在所述花生收获机上;
花生实时产量测量装置,安装在所述花生收获机上,用于实时获取花生的重量信息,并将所述重量信息传送至所述车载计算机;
拨果辊转速测量装置,安装在所述花生收获机上,用于测量所述花生收获机的拨果辊液压马达转速以实时获取拨果辊转速信息,并将所述拨果辊转速信息传送至所述车载计算机;
拨果辊扭矩测量装置,安装在所述花生收获机上,用于测量所述花生收获机上的拨果辊扭矩以实时获取拨果辊扭矩信息,并将所述拨果辊扭矩信息传送至所述车载计算机;
夹持链横向位移测量装置,安装在所述花生收获机上,用于测量所述花生收获机的夹持链因夹持花生植株产生的横向位移以实时获取夹持链横向位移信息,并将所述夹持链横向位移信息传送至所述车载计算机;以及
行驶速度测量装置,安装在所述花生收获机上,用于实时获取所述花生收获机的前进速度信息,并将所述前进速度信息传送至所述车载计算机;
其中,所述车载计算机用于对所述重量信息、拨果辊转速信息、拨果辊扭矩信息、夹持链横向位移信息及所述前进速度信息进行数据处理,得到所述花生收获机当前的喂入量值。
上述的花生收获机喂入量监测系统,其中,所述花生实时产量测量装置为称重式测量装置,包括安装在所述花生收获机的收货仓底部四个角的压力传感器;所述拨果辊转速测量装置为液压马达转速测量仪,通过安装在所述花生收获机的拨果辊液压马达内部的旋转编码器实现转速测量;所述拨果辊扭矩测量装置为应变式扭矩测量仪,安装在所述花生收获机的拨果辊的传动轴上;所述夹持链横向位移测量装置包括多路线性位移传感器,分别安装在所述花生收获机的夹持链的链条及割台支撑架上。
本发明的技术效果在于:
本发明通过间接通过拨果辊转速测量、拨果辊扭矩测量来测量拨果辊工作功率,以及监测夹持链条横向位移情况,并借助于收获机行进速度和花生收获产量测量数据融合技术达到实时测量花生收获机喂入量的目的。在花生收获机作业过程中对花生收获喂入量实时检测,实现了花生收获机作业参数的实时监测,以及异常工况声光报警,提高了花生收获机收获效率及运行的安全可靠性。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述,但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为本发明一实施例的花生收获机喂入量监测系统结构框图;
图2为本发明一实施例的夹持链横向位移测量装置安装示意图;
图3为本发明一实施例的拨果辊扭矩测量装置安装示意图;
图4为本发明一实施例的拨果辊扭矩测量原理图;
图5为本发明一实施例的行驶速度测量装置安装示意图;
图6为图5的左视图;
图7为本发明一实施例的CAN总线结构示意图。
其中,附图标记
1 车载计算机
2 花生实时产量测量装置
3 拨果辊转速测量装置
4 拨果辊扭矩测量装置
5 夹持链横向位移测量装置
6 行驶速度测量装置
7 压力传感器
8 扭矩传感器
9 位移传感器
10 CAN通信模块
11 车轮轴
12 链条
13 割台支撑架
14 链轮
15 张紧轮
16 拨果辊的传动轴
17 支撑轴承座
18 能源环形变压器
19 应变桥
20 信号放大器
21 V/F转换器
22 激磁电源
23 信号环形变压器
24 信号电路
25 接近开关传感器
26 测速齿轮
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述:
参见图1,图1为本发明一实施例的花生收获机喂入量监测系统结构框图。本发明的花生收获机喂入量监测系统,用于花生收获机收获喂入量的实时监测,包括:车载计算机1,安装在所述花生收获机上;花生实时产量测量装置2,安装在所述花生收获机上,用于实时获取花生的重量信息,并将所述重量信息传送至所述车载计算机1;拨果辊转速测量装置3,安装在所述花生收获机上,用于测量所述花生收获机的拨果辊液压马达转速以实时获取拨果辊转速信息,并将所述拨果辊转速信息传送至所述车载计算机1;拨果辊扭矩测量装置4,安装在所述花生收获机上,用于测量所述花生收获机上的拨果辊扭矩以实时获取拨果辊扭矩信息,并将所述拨果辊扭矩信息传送至所述车载计算机1;夹持链横向位移测量装置5,安装在所述花生收获机上,用于测量所述花生收获机的夹持链因夹持花生植株产生的横向位移以实时获取夹持链横向位移信息,并将所述夹持链横向位移信息传送至所述车载计算机1;以及行驶速度测量装置6,安装在所述花生收获机上,用于实时获取所述花生收获机的前进速度信息,并将所述前进速度信息传送至所述车载计算机1;其中,所述车载计算机1用于对所述重量信息、拨果辊转速信息、拨果辊扭矩信息、夹持链横向位移信息及所述前进速度信息进行数据处理,得到所述花生收获机当前的喂入量值。
所述花生实时产量测量装置2优选为称重式测量装置,可包括安装在所述花生收获机的收货仓底部四个角的压力传感器7,实现花生产量的实时测量;所述拨果辊转速测量装置3优选为液压马达转速测量仪,可通过安装在所述花生收获机的拨果辊液压马达内部的旋转编码器实现转速测量,为液压马达内部自带功能;所述拨果辊扭矩测量装置4优选为应变式扭矩测量仪,套装在所述花生收获机的拨果辊的传动轴16外端,无需断轴安装,运用环形变压器原理将扭矩信号输出;所述夹持链横向位移测量装置5包括多路线性位移传感器9,分别安装在所述花生收获机的夹持链的链条12及割台支撑架13上,链条12张紧在链轮14和张紧轮15上,通过位移传感器9产生的位移形变实现检测(参见图2)。
参见图3及图4,图3为本发明一实施例的拨果辊扭矩测量装置安装示意图,图4为本发明一实施例的拨果辊扭矩测量原理图。本发明优选采用应变式扭矩传感器8,在被测弹性轴拨果辊的传动轴16的支撑轴承座17上将专用的测扭应变片用应变胶粘贴上组成应变桥19,通过能源环形变压器18的能源输入励磁电源22给应变桥19提供电源,即可以得到拨果辊的传动轴16受扭的信号,然后将该信号通过信号放大器20放大,经V/F转换器21进行电压/频率(V/F)转换,使其受到的扭矩值与测到的频率值成正比关系,最后通过信号环形变压器23的信号电路24输出其频率信号。
参见图5及图6,图5为本发明一实施例的行驶速度测量装置安装示意图,图6为图5的左视图。车辆速度监测可采用北斗/GPS兼容卫星接收系统,从北斗位置数据提供的经纬度数据,和喂入量以及产量数据一一对应,不仅形成农田花生产量空间分布图,也可以将每一经纬度点的喂入量信息实时记录,后续用于收获机工况信息的远程监测和远程故障预警。还可以在车轮轴11端安装接近开关传感器25和测速齿轮26来获取车辆转速信息,测速齿轮26的齿靠近接近开关传感器25时即产生一个脉冲信号,通过计数器进行计数。在规定的时间周期T(单位:s)内,测得脉冲数为Np,就可得出车轮轴11的转速N。
参见图7,图7为本发明一实施例的CAN总线结构示意图。本发明各传感器信息采用CAN总线数据通信方式,其中车载计算机1作为上位机,每一个传感信号测量装置(下位机)中都集成了CAN信号收发控制器行成一个一个节点,通过软件编程将采集到的模拟或者数字信号转换成标准CAN2.0B信号发送出来。因此每一个传感测量装置都具备信号的采集、信号的转换处理、通讯等功能。车载计算机1同样集成有CAN通信模块10,通过查询或者报文方式将各检测装置的CAN信号解译,用于后续数据处理。
本发明的花生收获机喂入量监测方法,采用上述花生收获机喂入量监测系统对花生收获机收获喂入量进行实时监测,包括如下步骤:
步骤a、测量花生实时产量,通过花生产量测量装置实时获取花生的重量信息,并将所述重量信息传送至车载计算机1;
步骤b、测量拨果辊转速,测量所述花生收获机的拨果辊液压马达转速以实时获取拨果辊转速信息,将所述拨果辊转速信息传送至所述车载计算机1;
步骤c、测量拨果辊扭矩,测量所述花生收获机上的拨果辊扭矩以实时获取拨果辊扭矩信息,并将所述拨果辊扭矩信息传送至所述车载计算机1,可采用拨果辊扭矩测量装置4测量所述拨果辊扭矩,所述拨果辊扭矩测量装置4例如可包括应变式扭矩传感器8和环形变压器,所述应变式扭矩传感器8的测扭应变片安装在所述拨果辊的传动轴16上形成应变桥19,所述环形变压器给所述应变桥19提供电源,所述应变桥19测得所述传动轴受扭的信号,并将该信号放大转换为所述拨果辊扭矩信息后通过所述环形变压器输出;
步骤d、测量花生收获机的夹持链横向位移,测量所述花生收获机的夹持链因夹持花生植株产生的横向位移以实时获取夹持链横向位移信息,并将所述夹持链横向位移信息传送至所述车载计算机1;
步骤e、测量花生收获机的行驶速度,实时获取所述花生收获机的前进速度信息,并将所述前进速度信息传送至所述车载计算机1,例如可通过安装在所述花生收获机上的北斗卫星信号接收机实时获得所述花生收获机的行驶速度,或者通过安装在所述花生收获机的车轮轴11端的速度测量装置获得所述行驶速度,所述速度测量装置可包括:测速齿轮26,安装在所述花生收获机的车轮轴11上;以及接近开关传感器25,相对于所述测速齿轮26安装在所述花生收获机上,并与所述车载计算机1连接;
步骤f、获取花生收获机的喂入量值,所述车载计算机1对所述重量信息、拨果辊转速信息、拨果辊扭矩信息、夹持链横向位移信息及所述前进速度信息进行数据处理,得到所述花生收获机当前的喂入量值。
还可包括如下步骤:
步骤g、报警,所述车载计算机1根据得到的所述喂入量值判断喂入量的大小并报警,以及时调整花生收获机的行驶速度。
其中,所述花生收获机当前的喂入量值的计算公式如下:
其中,q——估测喂入量(kg/s);
P——拨果辊功率(kw);
D——夹持链横向位移(cm);
Y——花生收获实时产量(kg/hm2);
V——收获机前进速度(km/h);
λ——谷草比;
a——修正系数。
由公式可以看出.在花生收获割幅一致的情况下,花生收获机实时喂入量与实时产量、拨果辊功率、夹持链横向位移和收获机前进速度等参数正相关,产量基本相同的大面积作业情况下,拨果辊功率越大、夹持链位移越大、作业速度越快,机器的喂人量就越大;同样,在其它影响因素基本相同情况下,花生产量越高,机器的喂人量就越大。行走速度值用于喂入量的修正。
本实施例中,优选采用卡尔曼滤波器对所述重量信息、拨果辊转速信息、拨果辊扭矩信息、夹持链横向位移信息及所述前进速度信息进行融合,以获得实时准确的所述喂入量值。花生瞬时产量以及拨果辊功率是与收获机的喂入量直接相关的量值,但由于花生收获机的机械构造使得花生瞬时产量信号和夹持链位移信号分别有t0时间的滞后和t1时间的超前,因此需要将花生收获机实时产量、拨果辊消耗的功率、夹持链横向位移的测量值进行基于卡尔曼滤波器的预测,从而获得即实时又准确的喂入量值有效信息。
其中,所述卡尔曼滤波器的状态方程为:
X(k)=A*X(k-1)+W(k);
所述卡尔曼滤波器的输出方程为:
Z(k)=H*X(k)+V(k);
其中,W(k)为系统状态噪声;V(k)为测量噪声;
A、H为系统参数,可通过试验对其进行标定;
Z(k)为所述喂入量值,状态变量X(k)为3*1的列阵:
X(k)=[Dw(k+t1),Gw(k),Sw(k-t0)];
其中,Gw(k)表示当前拨果辊所消耗的功率,Sw(k-t0)为前一个时刻t0的花生重量信息,Dw(k+t1)为后一时刻t1的夹持链横向位移信息;
其中,所述拨果辊所消耗的功率为拨果辊转速与拨果辊扭矩的乘积。
工作时,花生产量测量装置设置在花生收获仓,花生经清选后经升运器送入花生收获仓,收获仓四角安装有重量传感器,通过检测收获仓重量,实现花生产量测量。为了准确获取拨果辊的工作负荷,采用扭矩传感器获得传动轴的实时扭矩信息。传统的扭矩传感器需要采用断轴形式将传感器串联到动力源与负载之间,这种安装形式会给传感器安装带来很大不便。本发明的扭矩传感器,可以直接安装在传动轮外侧,使用两组联轴器,将带扭矩信号耦合器的扭矩传感器安装在动力源和负载之间,该扭矩传感器代替原有部件,从而使安装更加方便,且无需将传动轴断开,该扭矩传感器利用环形变压器非接触地传递能源,信号输出利用无线遥测的方式。夹持链横向位移测量装置在夹持链和支撑架中安装多路线性位移传感器,通过位移传感器产生的位移形变,来实现夹持链横向位移的实时测量。车辆行进速度解算采用高精度北斗卫星接收机,通过北斗提供的位置数据中提取经纬度、定位方式、定位卫星颗数以及行进速度等信息。
本发明的技术效果在于:
1.在传动轴外侧安装扭矩传感器,采用环形变压器非接触传递能量,通过扭矩信号耦合器将传动轴扭矩信号实时无线传输出来,该方法简单、实用,解决了现有技术中传动轴扭矩检测难的问题;
2、利用花生收获的实时产量,拨果辊功率以及夹持链横向位移进行信息融合,来计算花生收获机的喂入量,收获机实时产量与喂入量正相关,但测量时间有滞后,而夹持链横向位移以及拨果辊的功率将喂入量的信息提前了,多元数据的结合相互弥补,达到最佳的检测准确性,同时不失其实时性;
3、喂入量监测装置各部分测量装置结构紧凑,安装简便,能同时获得收获机收获过程中的重要参数,包括实时产量、拨果辊功率、夹持链横向位移和收获机前进速度。车载计算机根据这些参数即可知收获机当前的喂入量大小,并能根据花生收获机喂入量的变化,做出相应的报警示意,用以保证花生收获机在田间作业过程中根据喂入量的情况,调节行进速度,防止工作部件堵塞,提高作业效率。
当然,本发明还可有其它多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种花生收获机喂入量监测方法,用于花生收获机收获喂入量的实时监测,其特征在于,包括如下步骤:
a、测量花生实时产量,通过花生产量测量装置实时获取花生的重量信息,并将所述重量信息传送至车载计算机;
b、测量拨果辊转速,测量所述花生收获机的拨果辊液压马达转速以实时获取拨果辊转速信息,将所述拨果辊转速信息传送至所述车载计算机;
c、测量拨果辊扭矩,测量所述花生收获机上的拨果辊扭矩以实时获取拨果辊扭矩信息,并将所述拨果辊扭矩信息传送至所述车载计算机;
d、测量花生收获机的夹持链横向位移,测量所述花生收获机的夹持链因夹持花生植株产生的横向位移以实时获取夹持链横向位移信息,并将所述夹持链横向位移信息传送至所述车载计算机;
e、测量花生收获机的行驶速度,实时获取所述花生收获机的前进速度信息,并将所述前进速度信息传送至所述车载计算机;
f、获取花生收获机的喂入量值,所述车载计算机对所述重量信息、拨果辊转速信息、拨果辊扭矩信息、夹持链横向位移信息及所述前进速度信息进行数据处理,得到所述花生收获机当前的喂入量值。
2.如权利要求1所述的花生收获机喂入量监测方法,其特征在于,还包括如下步骤:
g、报警,所述车载计算机根据得到的所述喂入量值判断喂入量的大小并报警,以及时调整花生收获机的行驶速度。
3.如权利要求1或2所述的花生收获机喂入量监测方法,其特征在于,所述花生收获机当前的喂入量值的计算公式如下:
<mrow>
<mi>q</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<mi>a</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>&lambda;</mi>
<mo>+</mo>
<mn>1</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mi>P</mi>
<mi>D</mi>
<mi>Y</mi>
<mi>V</mi>
</mrow>
<mi>&lambda;</mi>
</mfrac>
<mo>,</mo>
</mrow>
其中,q——估测喂入量(kg/s);
P——拨果辊功率(kw);
D——夹持链横向位移(cm);
Y——花生收获实时产量(kg/hm2);
V——收获机前进速度(km/h);
λ——谷草比;
a——修正系数。
4.如权利要求3所述的花生收获机喂入量监测方法,其特征在于,采用卡尔曼滤波器对所述重量信息、拨果辊转速信息、拨果辊扭矩信息、夹持链横向位移信息及所述前进速度信息进行融合,以获得实时准确的所述喂入量值。
5.如权利要求4所述的花生收获机喂入量监测方法,其特征在于,所述卡尔曼滤波器的状态方程为:
X(k)=A*X(k-1)+W(k);
所述卡尔曼滤波器的输出方程为:
Z(k)=H*X(k)+V(k);
其中,W(k)为系统状态噪声;V(k)为测量噪声;
A、H为系统参数;
Z(k)为所述喂入量值,状态变量X(k)为3*1的列阵:
X(k)=[Dw(k+t1),Gw(k),Sw(k-t0)];
其中,Gw(k)表示当前拨果辊所消耗的功率,Sw(k-t0)为前一个时刻t0的花生重量信息,Dw(k+t1)为后一时刻t1的夹持链横向位移信息;
其中,所述拨果辊所消耗的功率为拨果辊转速与拨果辊扭矩的乘积。
6.如权利要求1、2、4或5所述的花生收获机喂入量监测方法,其特征在于,通过安装在所述花生收获机上的北斗卫星信号接收机实时获得所述花生收获机的行驶速度,或者通过安装在所述花生收获机的车轮轴端的速度测量装置获得所述行驶速度。
7.如权利要求6所述的花生收获机喂入量监测方法,其特征在于,所述速度测量装置包括:
测速齿轮,安装在所述花生收获机的车轮轴上;以及
接近开关传感器,相对于所述测速齿轮安装在所述花生收获机上,并与所述车载计算机连接。
8.如权利要求1、2、4、5或7所述的花生收获机喂入量监测方法,其特征在于,采用拨果辊扭矩测量装置测量所述拨果辊扭矩,所述拨果辊扭矩测量装置包括应变式扭矩传感器和环形变压器,所述应变式扭矩传感器的测扭应变片安装在所述拨果辊的传动轴上形成应变桥,所述环形变压器给所述应变桥提供电源,所述应变桥测得所述传动轴受扭的信号,并将该信号放大转换为所述拨果辊扭矩信息后通过所述环形变压器输出。
9.一种花生收获机喂入量监测系统,用于花生收获机收获喂入量的实时监测,其特征在于,包括:
车载计算机,安装在所述花生收获机上;
花生实时产量测量装置,安装在所述花生收获机上,用于实时获取花生的重量信息,并将所述重量信息传送至所述车载计算机;
拨果辊转速测量装置,安装在所述花生收获机上,用于测量所述花生收获机的拨果辊液压马达转速以实时获取拨果辊转速信息,并将所述拨果辊转速信息传送至所述车载计算机;
拨果辊扭矩测量装置,安装在所述花生收获机上,用于测量所述花生收获机上的拨果辊扭矩以实时获取拨果辊扭矩信息,并将所述拨果辊扭矩信息传送至所述车载计算机;
夹持链横向位移测量装置,安装在所述花生收获机上,用于测量所述花生收获机的夹持链因夹持花生植株产生的横向位移以实时获取夹持链横向位移信息,并将所述夹持链横向位移信息传送至所述车载计算机;以及
行驶速度测量装置,安装在所述花生收获机上,用于实时获取所述花生收获机的前进速度信息,并将所述前进速度信息传送至所述车载计算机;
其中,所述车载计算机用于对所述重量信息、拨果辊转速信息、拨果辊扭矩信息、夹持链横向位移信息及所述前进速度信息进行数据处理,得到所述花生收获机当前的喂入量值。
10.如权利要求9所述的花生收获机喂入量监测系统,其特征在于,所述花生实时产量测量装置为称重式测量装置,包括安装在所述花生收获机的收货仓底部四个角的压力传感器;所述拨果辊转速测量装置为液压马达转速测量仪,通过安装在所述花生收获机的拨果辊液压马达内部的旋转编码器实现转速测量;所述拨果辊扭矩测量装置为应变式扭矩测量仪,安装在所述花生收获机的拨果辊的传动轴上;所述夹持链横向位移测量装置包括多路线性位移传感器,分别安装在所述花生收获机的夹持链的链条及割台支撑架上。
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