用于确定作物产量的传感器系统技术方案

公开一种用于确定作物产量的传感器系统。该传感器系统包括：安装结构，所述安装结构安装在农用作业机械的谷物升降机的壳体上并且具有形成于其中的至少一个孔口。支点组件设置在所述安装结构上。摇臂绕所述支点组件的枢转轴线枢转并在第一端和第二端之间延伸。接合构件联接到所述摇臂的第二端并且布置成延伸穿过所述安装结构的所述至少一个孔口。至少一个间隙距离传感器安装在所述支点组件上，并构造成检测所述摇臂相对于所述支点组件的倾斜度。处理装置联接到所述间隙距离传感器并且被构造成使得所检测的摇臂的倾斜度与所施加的力相关联。

Sensor System for Determining Crop Yield

A sensor system for determining crop yield is disclosed. The sensor system comprises an installation structure which is mounted on the shell of a grain elevator of agricultural machinery and has at least one orifice formed therein. The fulcrum assembly is arranged on the installation structure. The rocker arm pivots around the pivot axis of the pivot assembly and extends between the first end and the second end. The engagement member is connected to the second end of the rocker arm and arranged to extend through the at least one orifice of the installation structure. At least one gap distance sensor is mounted on the fulcrum assembly and constructed to detect the tilt of the rocker arm relative to the fulcrum assembly. The processing device is connected to the gap distance sensor and is configured to correlate the tilt of the detected rocker arm with the applied force.

【技术实现步骤摘要】
用于确定作物产量的传感器系统
本公开总体上涉及一种传感器系统，其具有用于确定作物产量的平衡梁力传感器。
技术介绍
在收割期间，通常期望实时监测和确定作物产量，以改善收割操作并提供关于正被收割的作物的相关信息(例如，作物性能)。例如，这些信息可用于确定高性能和低性能区域，以及用于比较目的以比较各种种子类型的产量。粮食产量监测器测量和记录如下的信息：诸如粮食流量、粮食水分、覆盖面积和位置。基于测量的产量，可以确定其他性质，例如水分和粮食流量。一些传统方法已采用平移(即，非旋转和线性平移)传感器装置来测量产量。然而，平移传感器装置具有显着的缺点，例如降低的传感器分辨率，增加的测量误差和有限的感测范围，从而导致不精确的产量测量，这可能是昂贵的。其他传统方法采用填充水平传感器，其基于平行板电容器的介电常数的测量变化来确定质量流量。这种传统方法的缺点包括传感器分辨率低和传感精度降低。因此，本领域需要一种改进的传感器系统，其克服了传统方法的局限性。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，公开一种用于确定作物产量的传感器系统。该传感器系统包括：安装结构，所述安装结构安装在农用作业机械的谷物升降机的壳体上且靠近布置在所述壳体中的作物输送组件。所述安装结构包括形成于其中的至少一个孔口。支点组件设置在所述安装结构上并包括联接到基部构件的支点元件。摇臂绕所述支点组件的枢转轴线枢转，并设置成在第一端和第二端之间延伸。接合构件联接到所述摇臂的第二端并且布置成延伸穿过所述安装结构的所述至少一个孔口。至少一个间隙距离传感器安装在所述支点组件的基部构件上，并构造成检测所述摇臂相对于所述支点组件的倾斜度。处理装置联接到所述间隙距离传感器，其中所述处理装置被构造成：当可移动的谷物质量体与所述接合构件接合时，使得所检测的摇臂的倾斜度与作用在所述接合构件上的所施加的力相关联。所述处理装置还被构造为基于所施加的力来确定作物总产量。通过考虑详细说明和附图其他特征和方面将变得显而易见。附图说明附图的详细描述将参考附图，其中：图1A是根据一个实施例的传感器系统的透视侧视图；图1B是根据一个实施例的传感器系统的剖视侧视图；图2是根据一个实施例的图1的传感器系统的俯视透视图；图3是根据一个实施例的用于确定作物产量的传感器系统的分解图；图4是根据一个实施例的图1的传感器系统的仰视图；图5A是根据一个实施例的布置在图1的传感器系统中的物料接触构件的分解透视图；图5B是根据一个实施例的图5A的物料接触构件的分解侧视图；图5C是根据一个实施例的布置在图1的传感器系统中的物料接触构件的分解侧视图；图6是根据一个实施例的传感器系统的剖视侧视图；图7是农用作业机械的侧视图，其包括图1的传感器系统的实施例；图8是根据一个实施例的设置在作物输送组件附近的图1的物料接触构件的侧视图，其中作物输送组件设置在图7的农用作业机械中；以及图9是利用图1的传感器系统确定作物产量的方法的流程图。具体实施方式参照图1-4，示出了根据一个实施例的用于确定作物产量的传感器系统100。传感器系统100可包括共同布置在安装结构108上的物料接触构件102、支点组件104和至少一个间隙距离传感器106，所述安装结构108联接和布置在作物输送组件424附近，该作物输送组件424位于农用作业机械400中(图7和8)。出于清楚的目的，本公开将被描述为在包括收割机的农用作业机械中实施，然而，应当注意，本公开还可以用于其他产量监测应用，例如播种。在一些实施例中，安装结构108安装在布置在作物输送组件424中的旋转机构434附近，并且可包括至少一个孔口118，其中相对于物料接触构件102的长度确定孔口118的尺寸。例如，孔口118的定位和结构几何形状可以并且将基于物料接触构件102的至少一个构件的尺寸和形状而变化(例如参见图4)。安装结构108可包括安装板120，安装板120具有至少两个侧壁122，侧壁122在基本平行于安装板120的上平面126的方向上延伸。多个安装孔127可在空间上布置在上平面126上，以用于接收紧固件以确保在各种位置上将支点组件104或其他部件放置在安装板120上。后面板128可以布置成在物料接触构件102的后方向上突出并远离安装板120。物料接触构件102(例如，摇臂)联接到安装结构108，并且可布置成在第一端和第二端之间延伸。在一些实施例中，物料接触构件102可包括摇臂110(即，摇臂110固定地或可拆卸地接合到接合构件112)。摇臂110可包括梁或悬臂状结构，其在物料接触构件102的第一和第二端111、113中的任一个或两个处(图5A，5B，5C)以平齐关系联接到接合构件112。配重105可以布置在物料接触构件102的第一或第二端111、113中的至少一个处，以用于平衡物料接触构件102在第一位置或第二位置中的重量分布。至少一个圆柱形凹槽114可以限定在摇臂110内并且适于接收弹性构件116，例如具有恢复力的细长弹簧(例如，螺旋弹簧，扭转弹簧，Belleville垫圈等)。弹性构件116布置成沿给定方向偏置物料接触构件102，并且当物料接触构件102枢转地从安装结构108移位时施加恢复力以将物料接触构件102枢转到返回位置(即，零位置)。例如，摇臂110可以布置成在支点组件104上方延伸，并且相对于安装结构108围绕支点组件104的支点元件130枢转。轴接收通道218(图5B)可以形成在摇臂110的枢转表面中或上，并且适于接合支点元件130的互补表面。如图3所示，在实施例中，支点组件104可包括附接到基部组件132的支点元件130。支点元件130可包括旋转轴或类似结构，其被布置成绕枢转轴线137枢转而不平移，其中枢转轴线137基本上平行于基部组件132的平面而布置。基部组件132可包括支撑基板135，支撑基板135包括一个或多个安装孔口，所述安装孔口布置成接收紧固件元件134(例如，螺栓或螺钉)以允许将基部组件132安装到安装结构108。至少一个传感器腔136可以布置在基部组件132的外部部分上，以确保一个或多个间隙距离传感器106的放置和定位。尽管在本文的实施例中，将示出至少一个间隙距离传感器106定位在布置在基部组件132上的一个或多个传感器腔136中，但是在其他实施例中，传感器106也可以布置在安装结构108或其他支撑结构上。另外，如图3所示，至少一个间隙距离传感器106可包括布置在支点元件130的相反侧的第一传感器元件106a和第二传感器元件106b。如所布置的，至少一个间隙距离传感器106被构造为检测物料接触构件102相对于支点组件104(即，枢轴点)的倾斜度并且可通信地联接到处理装置107。处理装置107可以包括微处理器，微控制器，数字信号处理器，可编程逻辑控制器或其他合适的计算装置，并且可以如图所示在农用作业机械上本地布置或者在远程处理装置处远程布置。在各种实施例中，并且如同参考图9讨论，至少一个间隙距离传感器106可包括如下各种传感器，包括但不限于电位计、编码器、磁阻传感器、磁接近传感器、光学传感器、声学传感器、霍尔-效应传感器、电感传感器或其组合。如本领域技术人员将理解的，提供图1仅用于说明和示例性目的，并且决不旨在限制本公开或其应用。在其他实施例中，传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于确定作物产量的传感器系统，该传感器系统包括：安装结构，所述安装结构安装在农用作业机械的谷物升降机的壳体上且靠近布置在所述壳体中的作物输送组件，所述安装结构包括形成于其中的至少一个孔口；支点组件，所述支点组件设置在所述安装结构上并包括联接到基部构件的支点元件；摇臂，所述摇臂绕所述支点组件的枢转轴线枢转，并设置成在第一端和第二端之间延伸；接合构件，所述接合构件联接到所述摇臂的第二端并且布置成延伸穿过所述安装结构的所述至少一个孔口；至少一个间隙距离传感器，所述至少一个间隙距离传感器安装在所述支点组件的基部构件上，并构造成检测所述摇臂相对于所述支点组件的倾斜度；和处理装置，所述处理装置联接到所述间隙距离传感器，其中所述处理装置被构造成：当可移动的谷物质量体与所述接合构件接合时，使得所检测的摇臂的倾斜度与作用在所述接合构件上的所施加的力相关联，并且其中所述处理装置被构造为基于所施加的力来确定作物总产量。

【技术特征摘要】
2017.09.15 US 62/559,445;2018.04.30 US 15/967,5891.一种用于确定作物产量的传感器系统，该传感器系统包括：安装结构，所述安装结构安装在农用作业机械的谷物升降机的壳体上且靠近布置在所述壳体中的作物输送组件，所述安装结构包括形成于其中的至少一个孔口；支点组件，所述支点组件设置在所述安装结构上并包括联接到基部构件的支点元件；摇臂，所述摇臂绕所述支点组件的枢转轴线枢转，并设置成在第一端和第二端之间延伸；接合构件，所述接合构件联接到所述摇臂的第二端并且布置成延伸穿过所述安装结构的所述至少一个孔口；至少一个间隙距离传感器，所述至少一个间隙距离传感器安装在所述支点组件的基部构件上，并构造成检测所述摇臂相对于所述支点组件的倾斜度；和处理装置，所述处理装置联接到所述间隙距离传感器，其中所述处理装置被构造成：当可移动的谷物质量体与所述接合构件接合时，使得所检测的摇臂的倾斜度与作用在所述接合构件上的所施加的力相关联，并且其中所述处理装置被构造为基于所施加的力来确定作物总产量。2.根据权利要求1所述的传感器系统，还包括布置在所述摇臂的第一端处的配重，以用于在所述摇臂处于第一位置中时和处于第二位置中时平衡所述摇臂。3.根据权利要求2所述的传感器系统，其中所述第一位置对应于所述摇臂处于休止状态的位置，并且其中所述第二位置对应于所述摇臂的倾斜位置。4.根据权利要求1所述的传感器系统，其中所述至少一个间隙距离传感器包括布置在所述支点元件的相反侧上的第一传感器和第二传感器，其中所述第一传感器构造为生成第一输出信号，并且所述第二传感器被构造为生成第二输出信号。5.根据权利要求4所述的传感器系统，其中，所述处理装置被构造为当所述摇臂被布置在第一位置中时，基于相应的所述第一输出信号和所述第二输出信号之间的差值来计算差分输出信号以消除噪声引起的摇臂的机械振动。6.根据权利要求1所述的传感器系统，其中所述第一传感器和第二传感器包括以下传感器中的一个或多个：电感传感器、电容传感器、压电传感器、光电传感器、超声传感器、磁场传感器或它们的组合。7.根据权利要求1所述的传感器系统，其中所述摇臂包括形成在所述摇臂的至少一个表面上的加强构件，所述加...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·L·罗得斯，凯文·P·考勒斯，诺埃尔·W·安德森，古鲁穆奇·H·阿德瓦尼，
申请(专利权)人：迪尔公司，
类型：发明
国别省市：美国,US