CN209861615U - 一种谷物收获机损失量检测装置 - Google Patents

Abstract

一种谷物收获机损失量检测装置，安装在清选筛尾部混合物排出位置下方，包括依次设置的抖动筛、收集板和托板；抖动筛上安装有第一风机和第一电机，前述第一风机用于吹出杂余；所述的收集板上安装有第二风机和第二电机，前述第二电机用于控制收集板的开合，前述第二风机用于吹出杂余；托板上安装有传感器元件和第三电机，前述传感器单元用于检测掉落在托板上的谷物重量，前述传感器单元的检测信号输出端与检测装置处理器的检测信号输入端相连，提供谷物参数。本实用新型以传感器技术与计算机技术为基础，提出一套谷物收获机损失量检测装置，实现了清选损失量的实时监测，改变了传统的人工清选方式，节约大量人力物力。

Description

一种谷物收获机损失量检测装置

技术领域

本实用新型涉及属于农业技术领域，尤其是一种谷物收集的检测装置，具体地说是一种谷物收获机损失量检测装置。

背景技术

联合收割机清选装置普遍采用风筛式结构，主要由清选风机及振动筛等组成。在收获过程中，联合收割机的清选风机以及振动筛共同作用将谷物与杂余进行分离，其中粮食籽粒进入粮仓，杂余部分随风机被排出，但难免会有少量谷物夹杂在杂余中被排出。目前清选损失率是衡量联合收割机作业性能重要指标之一，因此能够准确、实时地监测谷物收获损失率对实现精准农业具有重要意义。

迄今为止，联合收割机清选损失率的检测主要依靠人工清选分离，不仅工作繁重而且耗费大量人力，而且不能实现实时监测。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对针对上述现有技术存在的缺点，提出一种谷物收获机损失量检测装置。

本实用新型的技术方案是：

一种谷物收获机损失量检测装置，该损失量检测装置安装在清选筛尾部混合物排出位置下方，它包括从上至下依次设置的抖动筛、收集板和托板；

所述的抖动筛上安装有第一风机和第一电机，前述第一电机用于控制抖动筛的抖动，前述第一风机用于吹出杂余；

所述的收集板上安装有第二风机和第二电机，前述第二电机用于控制收集板的开合，前述第二风机用于吹出杂余；

所述的托板上安装有传感器元件和第三电机，前述传感器单元用于检测掉落在托板上的谷物重量，前述传感器单元的检测信号输出端与检测装置处理器的检测信号输入端相连，提供谷物参数。

进一步地，损失量检测装置的面积小于清选筛尾部混合物排出面积，前述损失量检测装置安装在清选筛尾部混合物排出的任一区域内。

进一步地，抖动筛、收集板和托板的中心在同一轴线上，且抖动筛、收集板和托板的面积依次减小。

进一步地，抖动筛和收集板向收割机内部倾斜2-10°。

进一步地，传感器元件采用电阻式压力传感器或者称重传感器。

进一步地，谷物收获机内设有超声波测距传感器和转速传感器，分别采集谷物收获机的割幅和行走速度，用于获取收割面积。

本实用新型的有益效果：

本实用新型以传感器技术与计算机技术为基础，提出了一套谷物收获机损失量检测装置，实现了清选损失量的实时监测，改变了传统的人工清选方式，节约大量人力物力。

本实用新型可以得到联合收割机作业过程中单位面积谷物损失量的变化趋势，为联合收割机最佳工作参数的调整提供可靠依据，提高作业性能与工作效率。

本实用新型的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本实用新型示例性实施方式进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本实用新型示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1是本实用新型的结构示意图。

1、抖动筛；2、收集板；3、传感器元件；4、风机；6、风机；7、电机；8、电机；9、托板。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本实用新型的优选实施方式。虽然附图中显示了本实用新型的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。

本实用新型的清选损失量检测系统包括损失量检测装置、微控制器、供电模块组成，所述的损失量检测装置安装于清选筛尾部，第一层(抖动筛1：过滤掉谷物，风机4：吹出杂余，电机5：控制抖动筛1振动)；第二层(收集板2：收集过滤后的谷物，风机6：吹出细小杂余，电机7：控制收集板2开合)；第三层(传感器元件3：检测谷物重量，托板9：固定传感器，电机8：控制托盘9开合)。传感器元件的信号输出端与微控制器的信号输入端相连，采集谷物损失量数据并显示于二次仪表。

所述的抖动筛1、收集板2安装应向收割机内部倾斜2-10°，防止落到抖动筛1与收集板2上的谷物滑落出检测装置，保证传感器有效的监测清选筛尾部的谷物信号。

所述的传感器元件可采用电阻式压力传感器、称重传感器等，传感器元件3安装于检测装置的第三层，传感器元件尺寸为50*50mm，供电电压为5V，当谷物与传感器元件接触后会产生变化的电阻信号。

所述的收割机行走速度、风机转速、割幅等通过传感器采集对应的数据接入单片机，并对数据进行处理，计算出收割面积，显示于二次仪表。

具体实施时：

首先，将损失量检测装置安装在清选筛尾部混合物排出位置下方的任一区域内；

其次，通过前述损失量检测装置收集谷物信息，获取实际谷物重量V₀；

S1、实时收集谷物收获机清选筛尾部排出来的、损失量检测装置安装位置处的谷物与杂余，通过第一电机5控制抖动筛1将谷物筛到收集板2上，同时，采用第一风机4将杂余吹出；

S2、收集板2收集落下的部分杂余吹出后的谷物；通过第二风机6再次将杂余吹出；

S3、采用超声波测距传感器和转速传感器分别采集谷物收获机的割幅和行走速度，获取收割面积；

S4、将步骤S3获取的收割面积与预设的阈值进行对比，达到阈值后，第二电机7控制收集板2打开，将采集板谷物落到托板9上；第三电机8控制托板9打开，输出谷物；

S5、托板9上的传感器元件3实时监测区域内掉落的实际谷物重量V0，并传输至处理器。

最后，根据检测到的实际谷物重量V₀，损失量检测装置所占据的网格化矩形小区域位置，以及网格化矩形小区域与总体清选损失量之间的数学模型得到实际谷物损失量V_s。

前述网格化矩形小区域与总体清选损失量之间的数学模型采用如下步骤获取：

建立试验台架，选取与谷物收获机相同的结构参数；

以谷物收获机尾部清选筛物料排出方向设为X轴，清选筛宽度为Y轴，设坐标原点O，将收集面平均分为多个网格化矩形小区域，在收集面放置若干个与网格化矩形小区域数量一致的接料盒，称重各接料盒中籽粒质量m_ij，

沿Y、轴方向各列接料盒内籽粒质量比例分别累加，得到籽粒损失分布范围内沿X轴的质量比例d_i:

沿X轴方向各列接料盒内籽粒质量比例分别累加，得到籽粒损失分布范围内沿Y轴的质量比例d_j:

其中，i表示X轴接料盒编号，m表示X轴接料盒总数，j表示Y轴接料盒编号，n表示Y轴接料盒总数；表示所有接料盒获取的损失总量；

建立损失籽粒质量比沿X轴、Y轴的正向分布概率模型,在清选筛不同风机转速情况下,获取籽粒沿X轴与Y轴方向各列接料盒内籽粒质量比例之和d_j、d_i,录入非线性拟合系统(Origin 8软件),根据不同风机转速下损失籽粒质量比沿X轴、Y轴的正向分布概率模型，获取待定常数A,k，x_c和B,y₀，t₁；

建立监测区域各接料盒籽粒质量与总籽粒质量比例系数γ模型；

其中：i表示接料盒的X轴编号，j表示接料盒的Y轴编号。

进一步地，根据检测到的实际谷物重量V₀，损失量检测装置所占据的网格化矩形小区域位置，以及网格化矩形小区域与总体清选损失量之间的数学模型得到实际谷物损失量V_s采用下述公式获取：

其中，V_s表示实际谷物损失量；V₀表示传感器获取的实际谷物重量；∑γ表示抖动筛(1)所对应的收集面上，所有接料盒籽粒质量与总籽粒质量比例系数之和。

以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (6)

1.一种谷物收获机损失量检测装置，其特征在于，该损失量检测装置安装在清选筛尾部混合物排出位置下方，它包括从上至下依次设置的抖动筛(1)、收集板(2)和托板(9)；

所述的抖动筛(1)上安装有第一风机(4)和第一电机(5)，前述第一电机(5)用于控制抖动筛(1)的抖动，前述第一风机(4)用于吹出杂余；

所述的收集板(2)上安装有第二风机(6)和第二电机(7)，前述第二电机(7)用于控制收集板(2)的开合，前述第二风机(6)用于吹出杂余；

所述的托板(9)上安装有传感器元件(3)和第三电机(8)，前述传感器元件(3)用于检测掉落在托板(9)上的谷物重量，前述传感器元件(3)的检测信号输出端与检测装置处理器的检测信号输入端相连，提供谷物参数。

2.根据权利要求1所述的谷物收获机损失量检测装置，其特征在于，损失量检测装置的面积小于清选筛尾部混合物排出面积，前述损失量检测装置安装在清选筛尾部混合物排出的任一区域内。

3.根据权利要求1所述的谷物收获机损失量检测装置，其特征在于，抖动筛(1)、收集板(2)和托板(9)的中心在同一轴线上，且抖动筛(1)、收集板(2)和托板(9)的面积依次减小。

4.根据权利要求1所述的谷物收获机损失量检测装置，其特征在于，抖动筛(1)和收集板(2)向收割机内部倾斜2-10°。

5.根据权利要求1所述的谷物收获机损失量检测装置，其特征在于，所述的传感器元件(3)采用电阻式压力传感器或者称重传感器。

6.根据权利要求1所述的谷物收获机损失量检测装置，其特征在于，所述的谷物收获机内设有超声波测距传感器和转速传感器，分别采集谷物收获机的割幅和行走速度，用于获取收割面积。