[发明专利]一种光电反馈式谷物流量检测试验装置及谷物流量预测方法

说明书

本发明提供了一种光电反馈式谷物流量检测试验装置及谷物流量预测方法，试验装置包括刮板式谷物升运器和卸粮仓，刮板式谷物升运器内部设有升运链条，升运链条两侧与若干平行的升运器刮板相连接；刮板式谷物升运器两侧分别安装有多组阵列激光对射式传感器，刮板式谷物升运器顶部安装有倾角传感器；出粮口处安装有光电测距传感器；升运链条处安装有转速传感器；基于所述试验装置获取的谷物堆积长度、升运器转动速度升运器的倾斜程度和卸粮仓中谷物单位时间的收获体积增加量作为训练后的BP神经网络输入，输出谷物流量预测值。本发明能够使联合收获机在复杂的作业环境下获取精确的谷物流量信息，提高谷物流量预测的精准度。

技术领域

本发明属于农业机械测量技术领域，具体涉及到一种光电反馈式谷物流量检测试验装置及谷物流量预测方法。

背景技术

谷物流量检测是联合收获机智能化技术的重要组成部分，也是实现精细农业研究和实践过程中，必不可少的一个环节。联合收获机在工作过程中谷物产量测量精度受到机械振动、路面不平整、秸秆杂叶等干扰的影响。因此开发出性能稳定的谷物流量检测装置，并设计一种提高动态测量精度的方法具有重要意义。

目前谷物流量测量主要采用接触式测量和非接触式测量。接触式测量主要采用冲击式谷物流量传感器，通过测量冲击力测量谷物的质量，受到机器震动、地形起伏、谷物瞬时流量等因素干扰误差大。非接触式测量主要采用光电传感器，通过测量刮板及刮板籽粒堆遮挡对射式光电传感器阵列的时间，计算遮挡时间推算谷物体积，结合谷物密度计算谷物质量；同时利用物体表面光的漫反射效应，计算相邻时间内粮仓内堆积的谷物体积，校正对射式光电传感器阵列的计算误差，提高测量精度。其测量方式不受作业温度、谷物水分影响，能够适应农田的复杂作业环境。

调研了国内外的光电式谷物流量传感器，其对农田复杂作业环境的适应性较强，但测量精度也会受到许多因素的影响，如光源发生器和接收器表面积灰、升运器速度的变化。此外，由于收获机作业过程中的振动和机体倾斜等造成谷物在升运器内形状的不规则，也是影响测量精度的重要因素，而现有的通过测量光电信号的遮挡时间的测量方法，对于形状不规则谷物体积的测量误差较大。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种光电反馈式谷物流量检测试验装置及谷物流量预测方法，提高形状不规则谷物流量的测量精度和适应性。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种光电反馈式谷物流量检测试验装置，其特征在于，包括刮板式谷物升运器和卸粮仓，刮板谷物升运器底部设由进粮口，刮板式谷物升运器的出粮口正对着卸粮仓入口；

所述刮板式谷物升运器上方安装有驱动电机，驱动电机与升运链条链传动，升运链条设置在刮板式谷物升运器内部，升运链条两侧与若干平行的升运器刮板相连接；

所述刮板式谷物升运器两侧分别安装有多组阵列激光对射式传感器，刮板式谷物升运器顶部安装有倾角传感器；所述出粮口处安装有光电测距传感器；所述升运链条处安装有转速传感器；所述阵列激光对射式传感器、倾角传感器、光电测距传感器和转速传感器均与单片机进行通讯，驱动电机由单片机控制。

上述技术方案中，所述单片机还与LED显示模块、稳压电源和控制按键连接。

上述技术方案中，所述倾角传感器为两轴应变式倾角传感器。

上述技术方案中，所述卸粮仓为下窄上宽的塔型容器，且底部倾斜设置，卸粮仓底部中间位置设有可拆卸的出粮口。

上述技术方案中，每组阵列激光对射式传感器包括相对设置的发射装置和接收装置，等间距分布的发射装置和接收装置，等分升运器刮板垂直于升运链条运动方向的截面。