[实用新型]基于图像处理的联合收获机粮箱籽粒含杂率自动监测装置

说明书

技术领域

本实用新型属于联合收获机工作性能自动监测装置设计领域，具体涉及一种基于图像处理的联合收获机粮箱籽粒含杂率自动监测装置。

背景技术

清选装置是联合收获机的“消化系统”，是影响整机作业质量、效率和适应性的核心工作部件。我国市场上保有量最大的水稻联合收获机大多采用传统的风筛式清选装置(单风道离心风机+双层振动筛，单风道离心风机用于产生清选气流，利用脱出物中各组分(包括籽粒、短茎秆、颖壳和少量轻杂余等漂浮特性的不同，配合双层振动编织筛或鱼鳞筛，共同完成籽粒与茎秆、杂余等的分离清选。研究表明，传统风筛式清选装置目前已成为制约大喂入量水稻联合收获机发展的最主要瓶颈，其中一个突出的表现为：传统清选装置部分结构与运动参数只能通过手工方式、依照经验进行有级调节，无法根据作业对象和环境的变化，自动调整清选装置的作业状态参数来保证作业性能，其收获适应性较差。

联合收获机作业对象差异显著、作业工况千变万化、作业环境异常复杂均对清选装置的性能造成了显著影响，在保障清选性能的条件下，工作参数可根据作业条件进行自适应调整是清选技术发展的必然趋势。纵观国外先进联合收获机，电子信息技术在其上得到了广泛运用，联合收获机能根据作业过程中的作业质量自动调整各种工作参数，在提高生产效率的同时，将故障率控制在一定范围内，同时大大提高了整机的无故障工作时间。与欧美跨国公司先进的联合收获机相比，我国谷物联合收获机大都仅安装有堵塞、粮箱满等少量报警装置，普遍缺乏工作参数与作业性能监测、工作参数电动/自动调节等智能化监控装置，使得机器作业性能不稳定，作业效率依赖机手的熟练程度，且操纵强度大，堵塞故障频发，其无故障工作时间不到国外机型的五分之一，无法适应满足我国水稻规模化生产及稻油(麦轮作区抢收抢种等作业要求。近年来，国内外学者在联合收获机智能化技术方面开展了大量的研究工作，但大多数研究仅是针对单一工作参数和作业性能参数的监测或预测模型的研究，没有根据监测到的当前作业参数值对相关部件进行反馈控制而且对多作业参数融合控制的研究也相对较少。

对清选装置作业性能的监测而言，相关智能化技术研究主要集中在籽粒清选损失的监测上，而没有考虑另一个重要的性能指标——籽粒含杂率。因此性能良好的联合收获机粮箱籽粒含杂率自动监测装置是实现清选装置作业参数自适应控制的前提，经文献检索发现，迄今为止，我国尚未见有联合收获机粮箱籽粒含杂率自动监测装置的报道。

实用新型内容

为实现上联合收获机粮箱籽粒含杂率自动监测，本实用新型提供了一种联合收获机粮箱籽粒含杂率自动监测装置。

本实用新型是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

联合收获机粮箱籽粒含杂率自动监测装置，包括粮样抽取机构、粮样传送机构、机器视觉部分及处理器，所述粮样抽取机构包括导流槽、支架、取样滚筒、料斗、直流步进电动机、联轴器、连接架，所述导流槽连接在联合收获机粮箱出粮口上，所述料斗位于导流槽的下方，所述导流槽的底面上、且位于料斗正上方的位置设有一矩形孔，所述取样滚筒两端由支架支撑、位于料斗内，且所述取样滚筒表面至少有一个凹槽，所述凹槽的开口与矩形孔相同，取样滚筒在转动时与矩形孔相切，所述取样滚筒的一端通过联轴器与直流步进电动机相连；所述粮样传送机构至少包括承载粮样的传送平台、能够使传送平台传送粮样的传动装置；所述机器视觉部分由支撑板、光照箱、光源、可见光CCD摄像机组成；所述支撑板焊接在支架上，所述支撑板具有垂直于传送平台的竖直板，所述竖直板下边缘与传送平台之间的间隙稍大于所述收获机收货粮食籽粒的高度，所述光照箱吊装在支撑板上、且位于所述传送平台上方，光源、可见光CCD摄像机位于光照箱内；所述处理器包括电流控制器、直流步进电动机控制器、图像预处理单元、图像分割单元、杂余计数单元；所述可见光CCD摄像机经数据线与图像预处理单元相连，所述光源与电流控制器相连，所述直流步进电动机与步进电动控制器相连，所述图像预处理依次与图像分割单元、杂余计数单元相连。

优选地，还包括挡板，所述挡板固定在传送平台的尾部下方。

优选地，所述粮样传送机构的传送平台为送料台，所述传动装置包括板弹簧、衔铁、铁芯线圈、底座，所述送料台通过板弹簧固定在底座上，所述衔铁、铁芯线圈分别固定在送料台的下表面、底座上，所述铁芯线圈与电流控制器相连。

优选地，所述粮样抽取机构还包括仓壁激振器，所述仓壁激振器设在料斗的底面外侧、且与电流控制器相连。

优选地，所述料斗的出口位于一侧。

优选地，所述料斗的宽度与送料台的宽度相一致。