CN110530560A - 一种脱粒力检测装置 - Google Patents

一种脱粒力检测装置 Download PDF

Info

Publication number
CN110530560A
CN110530560A CN201910955848.2A CN201910955848A CN110530560A CN 110530560 A CN110530560 A CN 110530560A CN 201910955848 A CN201910955848 A CN 201910955848A CN 110530560 A CN110530560 A CN 110530560A
Authority
CN
China
Prior art keywords
threshing
pressure
circuit
tooth
strain
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910955848.2A
Other languages
English (en)
Inventor
王升升
张瑞红
孙志洋
李丹
李路超
刘浩恒
胡金鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Henan University of Science and Technology
Original Assignee
Henan University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Henan University of Science and Technology filed Critical Henan University of Science and Technology
Priority to CN201910955848.2A priority Critical patent/CN110530560A/zh
Publication of CN110530560A publication Critical patent/CN110530560A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
    • G01L1/22—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

本发明提供一种脱粒力检测装置，属于农业机械技术领域。该装置包括处理器和若干对压力应变片，至少两对压力应变片贴设在相应的脱粒钉齿上、靠近脱粒齿杆的一端，每对压力应变片中的两个压力应变片设置在相应脱粒钉齿的相对侧面，所述处理器连接各压力应变片。本发明能够实现农业物料脱粒过程中不同位置脱粒钉齿上脱粒力的检测，能够得到脱粒滚筒上脱粒力的分布规律，而且压力应变片贴设在相应的脱粒钉齿上、靠近脱粒齿杆的一端，能够确保检测到合理的脱粒力信号以及保护压力应变片不受破坏；与现有脱粒力检测方法相比，本发明获得的脱粒力不仅符合脱粒装置的实际工况，而且能得到脱粒滚筒上脱粒力的分布规律。

Description

一种脱粒力检测装置
技术领域
本发明涉及一种脱粒力检测装置，属于农业机械技术领域。
背景技术
轴流脱粒作为联合收获机上常用的脱粒方式，具有适应性强、脱粒效果好等优点。轴流脱粒装置多采用脱粒滚筒，脱粒钉齿是脱粒滚筒的主要脱粒元件，其与脱粒物料之间的脱粒机理主要表现为冲击作用，物料所受冲击力学状态将直接影响脱粒装置各项性能指标(脱净率、损伤率及损失率)的优良。
目前，大多通过对脱粒方式或脱粒元件进行改进来提高脱粒装置的脱粒效果，虽然也有通过测量脱粒力大小来设置脱粒装置参数以提升脱粒效果的方法，例如授权公告号为CN103822744B的发明专利中公开的一种测量玉米果穗裸手脱粒力大小的方法，但是，该方法仅能测量手动模拟的脱粒力，然而实际运行中的脱粒工况更为复杂，该装置的测量结果与实际运行情况相差较远，对于后期脱粒效果提升的研究的帮助十分有限。
发明内容
本发明的目的是提供一种脱粒力检测装置，用以解决目前的脱粒力检测方法得到的脱粒力不符合脱粒装置实际运行工况的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种脱粒力检测装置，该装置包括处理器和若干对压力应变片，至少两对压力应变片贴设在相应的脱粒钉齿上、靠近脱粒齿杆的一端，每对压力应变片中的两个压力应变片设置在相应脱粒钉齿的相对侧面，所述处理器连接各压力应变片。
本发明的有益效果是：本发明通过在一个脱粒钉齿上设置至少两对压力应变片，并在脱粒齿杆不同位置的脱粒钉齿上均按这种方式设置压力应变片，实现在脱粒齿杆不同位置的脱粒钉齿上相应设置多对压力应变片，能够实现农业物料脱粒过程中不同位置脱粒钉齿上脱粒力的检测，通过对检测到的不同位置脱粒钉齿上的脱粒力进行分析，能够得到脱粒滚筒上脱粒力的分布规律，而且压力应变片贴设在相应的脱粒钉齿上、靠近脱粒齿杆的一端，能够确保检测到合理的脱粒力信号以及保护压力应变片不受破坏；因此，与现有脱粒力检测方法相比，本发明获得的脱粒力不仅符合脱粒装置的实际工况，而且能得到脱粒滚筒上脱粒力的分布规律，对于后期脱粒效果提升的研究具有更高的参考意义。
进一步地，所述压力应变片为电阻应变片。
进一步地，该装置还包括电桥测量电路和信号调理电路，所述处理器通过电桥测量电路和信号调理电路连接各应变片。
进一步地，所述信号调理电路包括数字电位器，所述数字电位器用于对所述电桥测量电路进行调节，使电桥平衡。
进一步地，所述信号调理电路还包括放大电路，所述电桥测量电路的输出端连接所述放大电路。
进一步地，所述信号调理电路还包括滤波电路，所述放大电路的输出端连接所述滤波电路。
进一步地，所述信号调理电路还包括AD转换电路，所述滤波电路的输出端连接所述AD转换电路。
进一步地，该装置还包括上位机，所述处理器通过无线TTL串口模块和无线USB串口模块连接上位机。
附图说明
图1是本发明的脱粒力检测装置结构框图；
图2是本发明的电阻应变片安装位置示意图；
图3是图2中M区域的放大图；
图4是本发明的电桥测量电路示意图；
图中，1是脱粒齿杆，2是脱粒钉齿，3是电阻应变片。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例对本发明进行进一步详细说明。
本实施例提供了一种脱粒力检测装置，能够应用在滚筒式脱粒装置上，对农业物料脱粒过程中脱粒装置的脱粒元件上脱粒力大小及分布规律进行检测。
如图1所示，本实施例的脱粒力检测装置包括：三对电阻应变片、电桥测量电路、信号调理电路(包括数字电位器、放大电路、滤波电路和AD转换电路)、STM32单片机、无线TTL串口模块、无线USB串口模块和上位机；其中，如图2所示，三对电阻应变片3分别安装在脱粒齿杆1三个不同位置的脱粒钉齿2上；如图3所示，每对电阻应变片3(即R1和R2)贴设在相应的脱粒钉齿2上、靠近脱粒齿杆1的一端，以确保检测到合理的脱粒力信号以及保护电阻应变片不受破坏；每对电阻应变片3设置在相应脱粒钉齿2的相对侧面(例如一个设置在脱粒钉齿正面，另一个设置在脱粒钉齿背面)，这种贴设方式适用于测量弯曲应变，能够消除拉伸和压缩应变，符合脱粒钉齿弯曲正应力下的变形规律，同时起到了温度自动补偿的作用，减少了温度变化对脱粒力信号测定的影响。本实施例中，利用粘结剂将电阻应变片粘贴在脱粒钉齿表面，粘贴完成后，使用欧姆表来检验电阻应变片的粘贴质量，及时更换不合格的电阻式应变片，并在合格的电阻式应变片及导线表面涂抹防护橡胶，完成电阻应变片的设置。
本实施例中，在一个脱粒钉齿上设置一对电阻应变片，如图4所示，每对电阻应变片(即R1和R2)连接在电桥测量电路的对臂，即电桥测量电路为双臂相对臂电桥；作为其他实施方式，还可以在一个脱粒钉齿上设置2对电阻应变片，每对压力应变片中的两个压力应变片设置在相应脱粒钉齿的相对侧面，以提高脱粒力信号的检测灵敏度。
本实施例中，数字电位器用于对电桥测量电路进行调节使电桥平衡，提高检测精度；电桥测量电路通过放大电路、滤波电路和AD转换电路连接STM32单片机，STM32单片机通过TTL串口连接无线TTL串口模块，无线TTL串口模块和无线串口USB模块之间通过2.4G无线进行数据传输，无线串口USB模块通过USB串口连接上位机。其中，放大电路用于将电阻应变片采集的信号进行放大；滤波电路用于对放大后的信号进行滤波，以消除整流输出电压中的纹波，防止混叠现象；AD转换电路和STM32单片机通过SPI通信，用于将滤波后的模拟信号转换为数字信号。此外，信号调理电路还具有实现信号衰减、采样同步、频率-电压的转换等功能。
本实施例中，数字电位器为100阶数字电位器X9C104，AD转换电路为双路16位ADC-TM7705模数转换器，STM32单片机为STM32F103单片机，无线TTL串口模块为nRF24L01无线TTL串口模块，无线串口USB模块为nRF24L01无线串口USB模块；作为其他实施方式，数字电位器、AD转换电路、STM32单片机、无线TTL串口模块和无线串口USB模块的具体型号均可以根据实际需要进行选型。另外，本实施例采用STM32单片机作为处理器，当然，处理器的类型可以根据实际需要选择，例如ARM、DSP等。
本实施例中，采用电阻应变片作为压力应变片实现脱粒钉齿上脱粒力的采集，当然，压力应变片的类型还可以根据实际需要选择，例如电容应变片等；另外，本实施例选取脱粒齿杆上3个不同位置的脱粒钉齿相应设置了3对电阻应变片，作为其他实施方式，可以根据实际需要选择脱粒齿杆上电阻应变片设置的具体对数和位置，电阻应变片的对数越多，则测得的脱粒力分布规律越准确。
在农业物料脱粒过程中，当脱粒装置作用于农业物料时，脱粒滚筒不同位置的脱粒钉齿便会产生不同的脱粒力，通过在脱粒齿杆不同位置的脱粒钉齿上相应设置多对电阻应变片，能够实现不同位置脱粒钉齿上脱粒力的检测，通过对检测到的不同位置脱粒钉齿上的脱粒力进行分析，能够得到脱粒滚筒上脱粒力的分布规律，而且电阻应变片贴设在相应的脱粒钉齿上、靠近脱粒齿杆的一端，能够确保检测到合理的脱粒力信号以及保护压力应变片不受破坏；与现有脱粒力检测方法相比，本实施例的脱粒力检测装置获得的脱粒力不仅符合脱粒装置的实际工况，而且能得到脱粒滚筒上脱粒力的分布规律，对于后期脱粒效果提升的研究具有更高的参考意义。
本实施例中，上位机采用LabVIEW软件编程，将软件系统功能划分为数据采集、数据读取、数据显示、数据处理、数据存储等，在LabVIEW前面板中将相关的控件、显示器、设置按钮等进行合理规划布局。通过上位机LabVIEW人机界面软件程序对相应的采集物理通道进行选择，采样模式、每通道采样数、采样率、输入方式的配置等进行设置，设置完后方可进行脱粒力数据采集。点击打开串口按钮就可进行脱粒力数据的信息采集和读取，通过波形图和波形图表显示出来，波形图表一般用于显示恒定速率的采集数据，而且波形图表会保留此前更新的历史数据，通过波形图表可以看到历史数据，对采集的数据进行分析判断，最后把数据通过创建表格写入Excel工作表进行存储。

Claims (8)

1.一种脱粒力检测装置，其特征在于，该装置包括处理器和若干对压力应变片，至少两对压力应变片贴设在相应的脱粒钉齿上、靠近脱粒齿杆的一端，每对压力应变片中的两个压力应变片设置在相应脱粒钉齿的相对侧面，所述处理器连接各压力应变片。
2.根据权利要求1所述的脱粒力检测装置，其特征在于，所述压力应变片为电阻应变片。
3.根据权利要求1或2所述的脱粒力检测装置，其特征在于，该装置还包括电桥测量电路和信号调理电路，所述处理器通过电桥测量电路和信号调理电路连接各应变片。
4.根据权利要求3所述的脱粒力检测装置，其特征在于，所述信号调理电路包括数字电位器，所述数字电位器用于对所述电桥测量电路进行调节，使电桥平衡。
5.根据权利要求4所述的脱粒力检测装置，其特征在于，所述信号调理电路还包括放大电路，所述电桥测量电路的输出端连接所述放大电路。
6.根据权利要求5所述的脱粒力检测装置，其特征在于，所述信号调理电路还包括滤波电路，所述放大电路的输出端连接所述滤波电路。
7.根据权利要求6所述的脱粒力检测装置，其特征在于，所述信号调理电路还包括AD转换电路，所述滤波电路的输出端连接所述AD转换电路。
8.根据权利要求3所述的脱粒力检测装置，其特征在于，该装置还包括上位机，所述处理器通过无线TTL串口模块和无线USB串口模块连接上位机。
CN201910955848.2A 2019-10-09 2019-10-09 一种脱粒力检测装置 Pending CN110530560A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910955848.2A CN110530560A (zh) 2019-10-09 2019-10-09 一种脱粒力检测装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910955848.2A CN110530560A (zh) 2019-10-09 2019-10-09 一种脱粒力检测装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110530560A true CN110530560A (zh) 2019-12-03

Family

ID=68671538

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910955848.2A Pending CN110530560A (zh) 2019-10-09 2019-10-09 一种脱粒力检测装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110530560A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111903341A (zh) * 2020-08-13 2020-11-10 湖南农业大学 脱粒滚筒及采用该脱粒滚筒进行脱粒时的转速调节方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1371957A (en) * 1971-06-01 1974-10-30 Agrostroj Prostejov Np Apparatus for automatic control of the travelling speed of a combine harvester
CN101290256A (zh) * 2008-06-16 2008-10-22 中国农业大学 旋转机械驱动功率测试装置
CN103743334A (zh) * 2013-12-20 2014-04-23 广西科技大学 一种电阻应变仪
CN106664990A (zh) * 2016-12-30 2017-05-17 江苏大学 谷物脱粒滚筒凹板间隙调节装置及调节方法
CN206399569U (zh) * 2017-01-06 2017-08-11 重庆理工大学 一种用于联合收割机的扭矩监测系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1371957A (en) * 1971-06-01 1974-10-30 Agrostroj Prostejov Np Apparatus for automatic control of the travelling speed of a combine harvester
CN101290256A (zh) * 2008-06-16 2008-10-22 中国农业大学 旋转机械驱动功率测试装置
CN103743334A (zh) * 2013-12-20 2014-04-23 广西科技大学 一种电阻应变仪
CN106664990A (zh) * 2016-12-30 2017-05-17 江苏大学 谷物脱粒滚筒凹板间隙调节装置及调节方法
CN206399569U (zh) * 2017-01-06 2017-08-11 重庆理工大学 一种用于联合收割机的扭矩监测系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111903341A (zh) * 2020-08-13 2020-11-10 湖南农业大学 脱粒滚筒及采用该脱粒滚筒进行脱粒时的转速调节方法
CN111903341B (zh) * 2020-08-13 2022-04-15 湖南农业大学 脱粒滚筒及采用该脱粒滚筒进行脱粒时的转速调节方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104198829B (zh) 基于arm带温湿度自修正的电磁辐射测量装置及测量方法
CN201955259U (zh) 一种空气采样器
CN103185645B (zh) 应用于风机控制系统的高精度温度检测装置及检测方法
CN110530560A (zh) 一种脱粒力检测装置
CN106468733A (zh) 一种特高压雷电侵入波的监测系统及其监测方法
CN206892102U (zh) 一种服装舒适度远程智能检测系统
CN203011606U (zh) 基于电阻应变片的智能压力检测系统
CN1291723A (zh) 智能化水质综合监测仪
CN2719227Y (zh) 儿童体格发育自动测量和分析系统
CN201628559U (zh) 多参数智能无线传感器
CN2804820Y (zh) 电缆温度监测预警装置
CN203053990U (zh) 一种测风速风向系统
CN203011610U (zh) 基于avr单片机的新型数字气压计
CN201222876Y (zh) 联合收割机全自动计价器
CN212781301U (zh) 一种用于多通道翻斗式雨量传感器的数据采集器
CN102389317B (zh) 一种实时击键压力采集系统
Zhao et al. Intelligent yield monitoring system of harvester based on plot breeding
CN2821570Y (zh) 数字式弱电解质解离常数机电一体化测定仪
CN209280024U (zh) 工程结构监测数据自动采集装置
CN202869664U (zh) 语音温度计
CN203217755U (zh) 一种农物生长环境数据采集系统
CN202420560U (zh) 电流型温湿度传感器
CN203084006U (zh) 测风仪
CN202734908U (zh) 智能水位记录仪
CN206292300U (zh) 一种智能电量检测仪

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20191203

RJ01 Rejection of invention patent application after publication