[实用新型]平衡梁冲击式联合收割机谷物流量测量装置

说明书

技术领域

本发明属于联合收割机谷物流量检测技术领域，具体涉及一种平衡梁冲击式联合收割机谷物流量测量装置。

背景技术

谷物流量测量是联合收割机智能化和精细农业技术的重要组成部分，它通过实时获取联合收割机田间作业时的谷物流量，得到小区田间作物产量的差异性，可以直接反映农田的信息(如土壤性质、肥效利用、水分、虫害等)对谷物产量的影响，建立农作物产量空间分布信息，为确定化肥、农药等变量作业提供决策依据，从而达到节约成本、提高产量、减少环境污染的目的。目前，谷物流量传感器主要有冲量法、体积法以及射线法等，其中冲量式谷物流量传感器具有安装方便、对谷物品种不敏感、适应灰尘多等恶劣工作环境能力强、污染小等优点而被广泛采用。冲击式谷物流量传感器一般安装在谷物升运器出口位置, 主要采用了单板或双板悬臂梁结构，通过悬臂梁敏感元件的单方向力敏感特性感知谷物冲击力，根据冲击力的大小计算流量，然而，受到联合收割机的振动、地形的差异、谷物流量、冲击速度和角度等因素的干扰，现有的冲击式谷物流量测量误差较大。

发明内容

本发明针对目前冲击式谷物流量测量装置仅能单方向感知谷物冲击力的不足，设计出一种平衡梁结构的冲击式谷物流量测量装置及方法，提出通过测量谷物冲击弧形板的水平和垂直作用力，并根据谷物流量测量模型计算谷物流量的方法，实现了联合收割机谷物流量的实时测量，有效消除了振动干扰、提高测量精度。

一种平衡梁冲击式联合收割机谷物流量测量装置，由弧形冲击板1、第一水平拉压传感器2、支架3、支撑轴4、垂直拉压传感器6、第二水平拉压传感器7、平衡块8、调节螺栓9组成，水平设置的支架3能够以支撑轴4为轴转动，支架3一端通过第一水平拉压传感器2与弧形冲击板1连接、另一端依次设置有第二水平拉压传感器7、平衡块8、调节螺栓9；支架3靠近第二水平拉压传感器7一端的上表面或下表面与垂直拉压传感器6连接。

本发明技术方案优选为：支架3中部设置通孔，通孔内设置轴套11，轴套11两端分别设置有轴承，轴承套在支撑轴4上。

本发明技术方案优选为：所述的平衡块8质量与弧形冲击板1相同。

本发明技术方案优选为：通过调节螺栓9能够改变平衡块8与第二水平拉压传感器7之间的距离，使得静置状态下垂直拉压传感器6示数为零。

本发明还包括一种采用上述的平衡梁冲击式联合收割机谷物流量测量装置的谷物流量测量方法，包括如下步骤：

步骤1、建立谷物流量测量模型

步骤1.1、将流量已知的谷物流引至流向弧形冲击板1方向，记录垂直拉压传感器6测得的谷物冲击垂直分力、第一水平拉压传感器2测得的第一水平分力、第二水平拉压传感器7测得的第二水平分力；

步骤1.2、将第一水平分力与第二水平分力进行差分运算，得到谷物冲击弧形冲击板1的水平分力；

步骤1.3、改变谷物流量，重复步骤1.1和步骤1.2，分别记录谷物流量对应的水平分力和垂直分力；

步骤1.4、以谷物流量、垂直分力和水平分力三个参数建立数学模型；

步骤2、将流量待测的谷物流引至流向弧形冲击板1方向，记录垂直拉压传感器6测得的量流量待测谷物流冲击垂直分力、第一水平拉压传感器2测得的流量待测谷物流第一水平分力、第二水平拉压传感器7测得的流量待测谷物流第二水平分力；

步骤3、将流量待测谷物流第一水平分力与流量待测谷物流第二水平分力进行差分运算，得到流量待测谷物流的水平分力；

步骤4、将流量待测谷物流冲击垂直分力与流量待测谷物流的水平分力代入步骤1获得的数学模型，获得对应的谷物流量数据，记为流量待测谷物流的谷物流量。

本发明的谷物流量测量装置，固定安装在联合收割机升运器的出口，谷物能够自由冲击到弧形冲击板上，在水平静止状态下，通过微调平衡块与水平拉压传感器二之间的相对位置，使垂直拉压传感器的输出为0，此时测量装置的质心与支撑轴的轴线重合，测量装置处于平衡状态。垂直拉压传感器的水平位置应在支架的尾部接近水平拉压传感器二位置，以提高测量灵敏度。

所述的谷物流量测量装置在联合收割机振动干扰作用下，由于谷物流量测量装置处于平衡状态，垂直方向的振动作用力通过质心，主要由支撑轴承担，不会对垂直拉压传感器测量结果产生影响，水平方向的振动会使水平拉压传感器一和水平拉压传感器二产生信号，由于弧形冲击板和平衡块的质量相同，且它们与支架、水平拉压传感器一和水平拉压传感器二之间为刚性连接，因此水平拉压传感器一和水平拉压传感器二的输出信号应为幅值相等的振动信号，通过差分运算可以有效消除水平振动干扰。