CN111025311A - 谷物清选筛箱焊合体检测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种谷物清选筛箱焊合体检测装置及方法,用于对一谷物清选筛箱焊合体进行检测,该谷物清选筛箱焊合体检测装置包括:一机架,该机架包括一定位装置及一调平装置;一检测组件,该检测组件包括二滑轨总成,每一该滑轨总成包括一步进电机及至少一激光测距传感器;以及一控制显示组件,该控制显示组件包括一显示装置及一控制器,该控制器与该检测组件及该显示装置信号连接。本发明可以对谷物清选筛箱焊合体的尺寸进行快速、高精度检测。
Description
技术领域
本发明涉及农业机械检测装置及方法,特别是涉及一种谷物清选筛箱焊合体快速检测装置及方法。
背景技术
在粮食机械化收获中,清选损失是机械化收获损失的主要来源。从目前国内收获机的表现来看,收获机械仍然存在性能不完善、质量差和收获效果差等问题,具体表现为损失率高、清洁率低及籽粒破碎率严重超标等问题。清选装置的关键结构参数对损失产生重要影响,对清选装置的制造加工质量进行检测和监控,可降低清选损失、提高机械化收获效率。
风筛式清选装置是目前谷物联合收获机上最常用的清选装置,其中清选筛箱焊合体是风筛式清选装置上结构最复杂的焊合件,筛箱结构为开放式箱体结构,箱内安装的籽粒滑板和杂余滑板在工作时均在箱体内做往复直线运动,运动过程中有脉动冲击,筛箱整体在联合收获机上安装后可绕固定轴旋转,这些特殊需求均对清选筛焊合体的加工提出很高要求。因清选筛焊合体结构复杂且焊接精度要求高,目前焊接工序主要由人工完成,质量可靠性很难保证。
因此,如何对谷物清选筛箱焊合体的尺寸进行快速、高精度检测,即成为本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种谷物清选筛箱焊合体检测装置及方法,使其可以对谷物清选筛箱焊合体的关键结构尺寸进行快速、高精度检测。
为实现上述目的,本发明提供一种谷物清选筛箱焊合体检测装置,用于对一谷物清选筛箱焊合体进行检测,该谷物清选筛箱焊合体检测装置包括:
一机架,该机架包括一定位装置及一调平装置;
一检测组件,该检测组件包括二滑轨总成,其中之一该滑轨总成设置于该机架前端且能够沿该机架宽度方向进行移动测距,另一该滑轨总成设置于该机架上方且能够沿该机架长度方向进行移动测距,每一该滑轨总成包括一步进电机及至少一激光测距传感器;以及
一控制显示组件,该控制显示组件包括一显示装置及一控制器,该控制器与该检测组件及该显示装置信号连接。
其中,该定位装置包括二定位轴销,该定位轴销分别设置于该机架前端的两侧。该定位轴销用于固定该谷物清选筛箱焊合体的位置。具体而言,该谷物清选筛箱焊合体包括二侧壁、一杂余滑板及一籽粒滑板,该杂余滑板及该籽粒滑板连接该二侧壁以构成筛箱结构,每一该侧壁的前端具有一转臂中心孔。当固定该谷物清选筛箱焊合体于该检测装置上时,以该转臂中心孔套设于该定位轴销。
其中,该调平装置包括二导向销、二调平旋钮及一调整杆,该调平装置设置于该机架的后端。该调平装置的该导向销用于平面度调整过程中调整杆的导向,该调平装置的该调整杆用于在平面度调整过程中支撑筛箱,该调平旋钮用于调整该谷物清选筛箱焊合体在该检测装置上放置的平面度。
其中,该检测组件用于采集该激光测距传感器到该谷物清选筛箱焊合体表面的距离信号。该检测组件的每一该滑轨总成,除该步进电机及该激光测距传感器外,还包括一滑轨、一滑轨支架、一联轴器、一精密丝杠及一滑块,该滑轨设置于该滑轨支架内部,该步进电机设置于该滑轨支架外部,该激光测距传感器固定于该滑块,该滑块设置于该滑轨上并且通过该联轴器及该精密丝杠与该步进电机连接以获得动力。
其中,该控制显示组件用于人机交互和控制检测组件工作,具体而言,为用于驱动该检测组件测距并收集测距结果显示于该显示装置上。该控制显示组件除该显示装置及该控制器外还包括一驱动器,该控制器与该驱动器信号连接,该驱动器与该检测组件信号连接(具体可为与该步进电机信号连接),该控制器通过该驱动器控制该滑轨总成进行移动测距。
其中,该控制器与该检测组件信号连接的含义为:1)该控制器与该步进电机信号连接,能通过控制该步进电机动作而控制该激光测距传感器动作;2)该控制器与该激光测距传感器信号连接,该激光测距传感器所测量获得的距离信号能够传送回该控制器。
其中,该显示装置为一触摸屏,能够进行显示以及触控操作。
为实现上述目的,本发明还提供一种谷物清选筛箱焊合体检测方法,其使用上述的谷物清选筛箱焊合体检测装置,该谷物清选筛箱焊合体检测方法包括如下步骤:
1)将该谷物清选筛箱焊合体放置于该谷物清选筛箱焊合体检测装置上,以该定位装置固定该谷物清选筛箱焊合体的位置,以该调平装置调整该谷物清选筛箱焊合体在该谷物清选筛箱焊合体检测装置上放置的平面度;
2)启动该谷物清选筛箱焊合体检测装置,使检测组件沿该机架的长度方向及宽度方向对该谷物清选筛箱焊合体的尺寸数据进行测量,并将所测得的尺寸数据发送至该控制显示组件的该控制器;以及
3)该控制器对采集到的尺寸数据进行分析处理,得到该谷物清选筛箱焊合体的一检测项目数据,并将该检测项目数据与该控制器内预存的一预设边界条件进行比对,判断该谷物清选筛箱焊合体是否合格,再将判断结果发送至该显示装置进行显示。
其中,于步骤1)中,该定位装置包括二定位轴销位于该谷物清选筛箱焊合体检测装置的前端,该谷物清选筛箱焊合体的二侧壁前端具有二转臂中心孔,通过将该转臂中心孔套设固定于该定位轴销,以固定该谷物清选筛箱焊合体的位置。
其中,于步骤1)中,该调平装置包括二导向销、二调平旋钮及一调整杆,分别位于该谷物清选筛箱焊合体检测装置的后端,将该谷物清选筛箱焊合体的后端放置于该调平装置顶部,在转臂水平面上放置横纵双向水平尺,并通过该调平旋钮调整该谷物清选筛箱焊合体在该谷物清选筛箱焊合体检测装置上放置的平面度,使该谷物清选筛箱焊合体水平放置。
其中,于步骤2)中,以该步进电机带动该激光测距传感器进行运动,并在运动中测量并采集该谷物清选筛箱焊合体的尺寸数据。
其中,于步骤2)中,位于该机架前端的该滑轨总成上的该激光测距传感器,为沿着该谷物清选筛箱焊合体的宽度方向进行移动并进行激光测距,位于该机架上方的该激光测距传感器,为沿着该谷物清选筛箱焊合体的长度方向进行移动并进行激光测距。
其中,于步骤2)中,该控制显示组件还包括一驱动器,该控制器控制该驱动器来驱动该步进电机动作,使带动该激光测距传感器沿固定路径运动,实时采集距离信号并发送至该控制器。
其中,于步骤3)中,该预设边界条件,即尺寸合格的谷物清选筛箱焊合体的检测项目数据,以实时测量的谷物清选筛箱焊合体检测项目数据与合格的谷物清选筛箱焊合体检测项目数据进行比对,以判断所测的筛箱焊合体是否合格。
其中,于步骤3)中,该显示装置为触摸屏。
其中,于步骤3)之后,还包括步骤4):该控制器控制该步进电机动作,使该滑轨总成(包括该激光测距传感器等)复位;将该谷物清选筛箱焊合体从该检测装置上取下,完成一次检测过程。
本发明提供一种谷物清选筛箱焊合体检测装置及方法,与现有技术相比,至少具有如下显著技术效果:
1)本发明创新设计了基于激光测距技术的谷物清选筛箱焊合体检测装置,与现有人工检测方式相比,本发明检测速度快、检测精度高,可一次性完成多个位置尺寸的检测(该检测装置可一次性完成箱体内间距尺寸分布、箱体外间距尺寸分布、杂余滑板定位尺寸、籽粒滑板定位尺寸和转臂中心孔定位尺寸的检测),提高了清选筛箱的检测效率、尺寸一致性和精度,提升了农业机械化制造和检测水平。
2)本发明的检测装置和检测方法,使得检测出的谷物清选筛箱尺寸合格率大大提高,因而降低了清选损失,提高了机械化收获效率和产品质量。
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为本发明一实施例中的谷物清选筛箱焊合体检测装置示意图(谷物清选筛箱焊合体放置于谷物清选筛箱焊合体检测装置上);
图2为本发明一实施例中的谷物清选筛箱焊合体检测装置示意图(谷物清选筛箱焊合体未放置于谷物清选筛箱焊合体检测装置上);
图3为本发明一实施例中的谷物清选筛箱焊合体检测装置中的滑轨总成示意图;
图4为本发明一实施例中的谷物清选筛箱焊合体检测方法定位尺寸检测原理图(杂余滑板定位尺寸、籽粒滑板定位尺寸和转臂中心孔定位尺寸的检测);
图5为本发明一实施例中的谷物清选筛箱焊合体检测方法另一定位尺寸检测原理图(箱体内间距尺寸分布和箱体外间距尺寸分布的检测原理图);
其中,附图标记:
1 机架
11 定位装置
12 调平装置
121 导向销
122 调平旋钮
123 调整杆
2 检测组件
21 滑轨总成
211 步进电机
212 激光测距传感器
213 滑轨支架
214 联轴器
215 精密丝杠
216 滑块
217 滑轨
3 控制显示组件
31 显示装置
32 控制器
33 驱动器
4 谷物清选筛箱焊合体
41 侧壁
42 籽粒滑板
43 杂余滑板
具体实施方式
为能说清楚本发明的技术特点,以使得本领域技术人员可以清楚的了解本发明的结构、特点、使用方式及技术效果,下面通过具体实施方式,并结合附图,对本发明的方案进行阐述。但以下所述仅为例示说明之用,并不作为本发明的限制。
请参考图1至图3,为了对谷物清选筛箱焊合体的尺寸进行快速、高精度检测,本发明提供一种谷物清选筛箱焊合体检测装置,用于对一谷物清选筛箱焊合体4进行检测,该谷物清选筛箱焊合体检测装置包括:一机架1、一检测组件2及一控制显示组件3。
该机架1包括一定位装置11及一调平装置12。该定位装置11包括二定位轴销,该定位轴销分别设置于该机架1前端的两侧。该定位轴销用于固定该谷物清选筛箱焊合体4的位置。具体而言,该谷物清选筛箱焊合体4包括二侧壁41、一杂余滑板43及一籽粒滑板42,该杂余滑板43及该籽粒滑板42连接该二侧壁41以构成筛箱结构,每一该侧壁41的前端具有一转臂中心孔。当固定该谷物清选筛箱焊合体4于该检测装置上时,以该转臂中心孔套设于该定位轴销。该调平装置12包括二导向销121、二调平旋钮122及一调整杆123,该调平装置12设置于该机架1的后端。该调整杆123用于在平面度调整过程中支撑该谷物清选筛箱焊合体4,该调平旋钮122用于调整该谷物清选筛箱焊合体4在该检测装置上放置的平面度。
该检测组件2包括二滑轨总成21,其中之一该滑轨总成21设置于该机架1前端且能够沿该机架1宽度方向进行移动测距(图5所示Y方向),另一该滑轨总成21设置于该机架1上方且能够沿该机架1长度方向进行移动测距(图4所示X方向),每一该滑轨总成21包括一步进电机211及至少一激光测距传感器212。该检测组件2用于采集该激光测距传感器212到该谷物清选筛箱焊合体4表面的距离信号。该检测组件2的每一该滑轨总成21,除该步进电机211及该激光测距传感器212外,还包括一滑轨217、一滑轨支架213、一联轴器214、一精密丝杠215及一滑块216,该滑轨217设置于该滑轨支架213内部,该步进电机211设置于该滑轨支架213外部,该激光测距传感器212固定于该滑块216,该滑块216设置于该滑轨217上并且通过该联轴器214及该精密丝杠215与该步进电机211连接以获得动力。
该控制显示组件3包括一显示装置31及一控制器32,该控制器32与该检测组件2及该显示装置31信号连接。该控制显示组件3用于人机交互和控制检测组件2工作,具体而言,为用于驱动该检测组件2测距并收集测距结果显示于该显示装置31上。该控制显示组件3除该显示装置31及该控制器32外还包括一驱动器33,该控制器32与该驱动器33信号连接,该驱动器33与该检测组件2信号连接(具体可为与该步进电机211信号连接),该控制器32通过该驱动器33控制该滑轨总成21进行移动测距。其中,该控制器32与该检测组件信号2连接的含义为:1)该控制器32与该步进电机211信号连接,能通过控制该步进电机211动作而控制该激光测距传感器212动作;2)该控制器32与该激光测距传感器212信号连接,该激光测距传感器212所测量获得的距离信号能够传送回该控制器32。较佳的,该显示装置31为一触摸屏,能够进行显示以及触控操作。
请一并参考图4、图5。本发明还提供一种谷物清选筛箱焊合体检测方法,其使用上述的谷物清选筛箱焊合体检测装置,该谷物清选筛箱焊合体检测方法包括如下步骤:
步骤1):将该谷物清选筛箱焊合体4放置于该谷物清选筛箱焊合体检测装置上,以该定位装置11固定该谷物清选筛箱焊合体4的位置,以该调平装置12调整该谷物清选筛箱焊合体4在该谷物清选筛箱焊合体检测装置上放置的平面度。
具体而言,该定位装置11包括二定位轴销位于该谷物清选筛箱焊合体检测装置的前端,该谷物清选筛箱焊合体4的二侧壁41前端具有二转臂中心孔,通过将该转臂中心孔套设固定于该定位轴销,以固定该谷物清选筛箱焊合体4的位置。该调平装置12包括二导向销121、二调平旋钮122及一调整杆123分别位于该谷物清选筛箱焊合体检测装置的后端,将该谷物清选筛箱焊合体4的后端放置于该调平装置12顶部,在转臂水平面上放置横纵双向水平尺,并通过该调平旋钮122调整该谷物清选筛箱焊合体4在该谷物清选筛箱焊合体检测装置上放置的平面度,使该谷物清选筛箱焊合体4水平放置。
步骤2):启动该谷物清选筛箱焊合体检测装置,使检测组件2沿该机架1的长度方向X及宽度方向Y对该谷物清选筛箱焊合体4的尺寸数据进行测量,并将所测得的尺寸数据发送至该控制显示组件3的该控制器32。
具体而言,检测组件2是以该步进电机211带动该激光测距传感器212进行运动,并在运动中测量并采集该谷物清选筛箱焊合体4的尺寸数据。位于该机架1前端的该滑轨总成21上的该激光测距传感器212,为沿着该谷物清选筛箱焊合体4的宽度方向Y进行移动并进行激光测距,位于该机架1上方的该激光测距传感器212,为沿着该谷物清选筛箱焊合体4的长度方向X进行移动并进行激光测距。在一实施例中,该控制显示组件3还包括驱动器33,该控制器32控制该驱动器33来驱动该步进电机211动作,使带动该激光测距传感器212沿固定路径运动,实时采集距离信号并发送至该控制器32。
步骤3):该控制器32对采集到的尺寸数据进行分析处理,得到该谷物清选筛箱焊合体4的一检测项目数据,并将该检测项目数据与该控制器内预存的一预设边界条件进行比对,判断该谷物清选筛箱焊合体4是否合格,再将判断结果发送至该显示装置31进行显示。
具体而言,该预设边界条件,即尺寸合格的谷物清选筛箱焊合体的检测项目数据,以实时测量的谷物清选筛箱焊合体4检测项目数据与合格的谷物清选筛箱焊合体检测项目数据进行比对,以判断所测的筛箱焊合体4是否合格。较佳的,该显示装置31为触摸屏。
步骤4):该控制器32控制该步进电机211动作,使该滑轨总成21(包括该激光测距传感器212等)复位;将该谷物清选筛箱焊合体4从该检测装置上取下,完成一次检测过程。
上述的谷物清选筛箱焊合体检测装置的检测方法,所述测量过程的定位尺寸检测原理图如图4所示,杂余滑板43定位尺寸F、籽粒滑板42定位尺寸E和转臂中心孔定位尺寸D,A0为传感器安装结构尺寸,D1、E1、F1为激光测距传感器212实时检测数值。由结构可知:
D=D1+A0
E=E1-D1
F=F1-D1
当固定激光测距传感器212的滑轨在步进电机211的驱动下沿固定路径运动,激光测距传感器212依次实时检测D1、E1、F1,并将结果输出到控制器,控制器32采集和处理距离信息,得到杂余滑板定位尺寸F、籽粒滑板定位尺寸E和转臂中心孔定位尺寸D的检测结果,并将处理后的数据存储且在显示装置31(触摸屏)上显示。
上述的谷物清选筛箱焊合体检测装置的检测方法,所述测量过程的箱体内间距尺寸分布和箱体外间距尺寸分布的检测原理如图5所示,箱体内间距尺寸为B,箱体外间距尺寸为C,B0和C0为传感器安装结构尺寸,B1、B2、C1、C2为激光测距传感器212实时检测数值。由结构可知:
B=B0+B1+B2
C=C0-C1-C2
当固定激光测距传感器212的滑轨在步进电机211的驱动下沿固定路径运动,激光测距传感器212实时输出距离数据到控制器32,控制器32采集和处理距离信息,完成箱体内间距尺寸分布和箱体外间距尺寸分布检测,并将处理后的数据存储且在显示装置31(触摸屏)上显示。
上述的谷物清选筛箱焊合体检测装置的检测方法,进一步包括人机交互动态显示提醒过程,所述控制器32将检测数据和处理结果实时输送到显示装置31(触摸屏),并与预先设定的模型边界条件实时动态比对显示,直观的展示检测及处理结果。
本发明提供的一种谷物清选筛箱焊合体检测装置及方法,与现有技术相比,至少具有如下显著技术效果:
1)本发明创新设计了基于激光测距技术的谷物清选筛箱焊合体检测装置,与现有人工检测方式相比,本发明检测速度快、检测精度高,可一次性完成多个位置尺寸的检测(该检测装置可一次性完成箱体内间距尺寸分布、箱体外间距尺寸分布、杂余滑板定位尺寸、籽粒滑板定位尺寸和转臂中心孔定位尺寸的检测),提高了清选筛箱的检测效率、尺寸一致性和精度,提升了农业机械化制造和检测水平。
2)本发明的检测装置和检测方法,使得检测出的谷物清选筛箱尺寸合格率大大提高,因而降低了清选损失,提高了机械化收获效率和产品质量。
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权利要求的保护范围。
Claims (14)
1.一种谷物清选筛箱焊合体检测装置,用于对一谷物清选筛箱焊合体进行检测,其特征在于,该谷物清选筛箱焊合体检测装置包括:
一机架,该机架包括一定位装置及一调平装置;
一检测组件,该检测组件包括二滑轨总成,其中之一该滑轨总成设置于该机架前端且能够沿该机架宽度方向进行移动测距,另一该滑轨总成设置于该机架上方且能够沿该机架长度方向进行移动测距,每一该滑轨总成包括一步进电机及至少一激光测距传感器;以及
一控制显示组件,该控制显示组件包括一显示装置及一控制器,该控制器与该检测组件及该显示装置信号连接。
2.根据权利要求1所述的谷物清选筛箱焊合体检测装置,其特征在于,该定位装置包括二定位轴销,该定位轴销分别设置于该机架前端的两侧。
3.根据权利要求1所述的谷物清选筛箱焊合体检测装置,其特征在于,该调平装置包括二导向销、二调平旋钮及一调整杆,该调平装置设置于该机架的后端。
4.根据权利要求1所述的谷物清选筛箱焊合体检测装置,其特征在于,该检测组件的每一该滑轨总成,还包括一滑轨、一滑轨支架、一联轴器、一精密丝杠及一滑块,该滑轨设置于该滑轨支架内部,该步进电机设置于该滑轨支架外部,该激光测距传感器固定于该滑块,该滑块设置于该滑轨上并且通过该联轴器及该精密丝杠与该步进电机连接以获得动力。
5.根据权利要求1所述的谷物清选筛箱焊合体检测装置,其特征在于,该控制显示组件除该显示装置及该控制器外还包括一驱动器,该控制器与该驱动器信号连接,该驱动器与该检测组件信号连接,该控制器通过该驱动器控制该滑轨总成进行移动测距。
6.根据权利要求1所述的谷物清选筛箱焊合体检测装置,其特征在于,该显示装置为一触摸屏,能够进行显示以及触控操作。
7.根据权利要求1所述的谷物清选筛箱焊合体检测装置,其特征在于,该控制器与该步进电机信号连接,能通过控制该步进电机动作而控制该激光测距传感器动作;该控制器与该激光测距传感器信号连接,该激光测距传感器所测量获得的距离信号能够传送回该控制器。
8.一种谷物清选筛箱焊合体检测方法,其使用权利要求1所述的谷物清选筛箱焊合体检测装置,其特征在于,该谷物清选筛箱焊合体检测方法包括如下步骤:
1)将该谷物清选筛箱焊合体放置于该谷物清选筛箱焊合体检测装置上,以该定位装置固定该谷物清选筛箱焊合体的位置,以该调平装置调整该谷物清选筛箱焊合体在该谷物清选筛箱焊合体检测装置上放置的平面度;
2)启动该谷物清选筛箱焊合体检测装置,使检测组件沿该机架的长度方向及宽度方向对该谷物清选筛箱焊合体的尺寸数据进行测量,并将所测得的尺寸数据发送至该控制显示组件的该控制器;以及
3)该控制器对采集到的尺寸数据进行分析处理,得到该谷物清选筛箱焊合体的一检测项目数据,并将该检测项目数据与该控制器内预存的一预设边界条件进行比对,判断该谷物清选筛箱焊合体是否合格,再将判断结果发送至该显示装置进行显示。
9.根据权利要求8所述的谷物清选筛箱焊合体检测方法,其特征在于,于步骤1)中,该定位装置包括二定位轴销位于该谷物清选筛箱焊合体检测装置的前端,该谷物清选筛箱焊合体的二侧壁前端具有二转臂中心孔,通过将该转臂中心孔套设固定于该定位轴销,以固定该谷物清选筛箱焊合体的位置。
10.根据权利要求8所述的谷物清选筛箱焊合体检测方法,其特征在于,于步骤1)中,该调平装置包括二导向销、二调平旋钮及一调整杆分别位于该谷物清选筛箱焊合体检测装置的后端,将该谷物清选筛箱焊合体的后端放置于该调平装置顶部,在转臂水平面上放置横纵双向水平尺,通过该调平旋钮调整该谷物清选筛箱焊合体在该谷物清选筛箱焊合体检测装置上放置的平面度,使该谷物清选筛箱焊合体水平放置。
11.根据权利要求8所述的谷物清选筛箱焊合体检测方法,其特征在于,于步骤2)中,以该步进电机带动该激光测距传感器进行运动,并在运动中测量并采集该谷物清选筛箱焊合体的尺寸数据。
12.根据权利要求8所述的谷物清选筛箱焊合体检测方法,其特征在于,于步骤2)中,位于该机架前端的该滑轨总成上的该激光测距传感器,为沿着该谷物清选筛箱焊合体的宽度方向进行移动并进行激光测距,位于该机架上方的该激光测距传感器,为沿着该谷物清选筛箱焊合体的长度方向进行移动并进行激光测距。
13.根据权利要求8所述的谷物清选筛箱焊合体检测方法,其特征在于,于步骤2)中,该控制显示组件还包括一驱动器,该控制器控制该驱动器来驱动该步进电机动作,使带动该激光测距传感器沿固定路径运动,实时采集距离信号并发送至该控制器。
14.根据权利要求8所述的谷物清选筛箱焊合体检测方法,其特征在于,还包括步骤4):该控制器控制该步进电机动作,使该滑轨总成复位;将该谷物清选筛箱焊合体从该检测装置上取下,完成一次检测过程。
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