一种联合收割机谷物损失传感器性能标定装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种联合收割机谷物损失传感器性能标定装置。包括支撑架、升降机构、动平台、落籽组件、传感器支撑台、摄像组件、控制系统；支撑架竖直放置，传感器支撑台和升降机构均固定在支撑架上，升降机构与位于传感器支撑台上方的动平台相连接，动平台上安装有落籽组件，摄像组件安装在传感器支撑台上，控制系统分别连接升降机构、动平台、落籽组件、传感器支撑台和摄像组件，以控制各个机构或者组件的运动。使用本发明专利技术装置进行重复性实验，可以对联合收割机谷物损失传感器的灵敏度、信号均匀性等性能进行标定，进而优化传感器的设计，提高联合收割机谷物损失传感器的检测效率和工作稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种联合收割机谷物损失传感器性能标定装置
本专利技术属于联合收割机谷物损失传感器性能标定装置设计领域，尤其是涉及了一种联合收割机谷物损失传感器性能标定装置。
技术介绍
目前联合收割机主要采用由风机和振动筛组成的风筛式清选装置对收获的籽粒与秸秆等杂物进行分离清选。联合收割机在田间作业时，不可避免地会造成收获的谷物混在秸秆等杂物中，在振动筛尾部被风机产生的气流从侧面吹出，直接抛洒到田间造成损失。目前国内外部分学者已经对谷物损失传感器进行了相关的研究，但对谷物损失传感器性能标定装置的研究并不成熟，存在籽粒下抛数量不受控制、多籽粒同时撞击传感器时只能检测到单一撞击信号的缺陷。专利CN103404299A和CN103141214A为典型代表，不能判断是否有双籽粒同时撞击到传感器，谷物损失检测效率比较低，因此研发一种可以进行双籽粒同时下抛，籽粒撞击传感器的速度、位置以及角度可调的联合收割机谷物损失传感器性能标定装置，对于提高谷物损失检测效率至关重要。
技术实现思路
本专利技术是为了对联合收割机谷物损失传感器的性能进行标定而设计的传感器性能标定装置，这对优化联合收割机谷物损失传感器的设计，确定传感器在联合收割机的最佳安装位置，提高传感器的工作稳定性，都具有十分积极的意义。本专利技术为达到上述目的所采取的技术方案是：本专利技术包括支撑架、升降机构、动平台、落籽组件、传感器支撑台、摄像组件、控制系统；支撑架竖直放置，传感器支撑台和升降机构均固定在支撑架上，升降机构与位于传感器支撑台上方的动平台相连接，动平台上安装有落籽组件，摄像组件安装在传感器支撑台上，控制系统分别连接升降机构、动平台、落籽组件、传感器支撑台和摄像组件以控制各个机构或者组件的运动。所述的升降机构包括升降电机、升降滑块和升降丝杠，升降电机固定在支撑架上，升降电机的输出轴竖直布置，升降电机的输出轴经升降丝杠同轴连接，升降滑块通过螺纹连接套装在升降丝杠上，升降滑块上固定连接有升降连接板。所述的动平台包括升降连接板、两个纵向滑台、两个横向滑台、龙门架连接板和固定角件，升降连接板通过固定角件固定安装在所述升降机构的升降滑块上，两个纵向滑台的一端均固定安装到升降连接板上，两个纵向滑台水平平行布置；每个纵向滑台另一端安装有纵向电机，纵向电机的输出轴同轴连接纵向丝杠，纵向丝杠沿纵向滑台布置支撑安装在纵向滑台中，纵向丝杠上通过螺纹套装有两个纵向滑块；两个横向滑台底部两侧分别通过龙门架连接板固定安装到两个纵向滑台的两个纵向滑块上，两个横向滑台水平平行布置并垂直于纵向滑台；每个横向滑台一端安装有横向电机，横向电机的输出轴同轴连接横向丝杠，横向丝杠沿横向滑台布置支撑安装在横向滑台中，横向丝杠上通过螺纹套装有横向滑块，横向滑块侧面固定安装所述落籽组件。所述的落籽组件包括落籽组件连接板、落籽管架、落籽管、电机架、落籽电机、连轴夹板和落籽管盖，落籽组件连接板固定在所述动平台的横向滑块的侧面并竖直安装，落籽管架和电机架均固定在落籽组件连接板上，电机架上安装有电机，落籽管竖直地安装在落籽管架中，落籽管底端设有落籽管盖，落籽管盖和连轴夹板固定连接，连轴夹板与电机的输出轴连接，电机运行经由连轴夹板带动落籽管盖在落籽管底端的移位，进行封堵或者打开。所述的传感器支撑台包括支撑滑台、支撑电机、支撑滑块、支撑丝杠、支撑台搁置板、合页、传感器固定板和支撑杆；支撑台搁置板固定在支撑架底部，传感器固定板一侧边通过合页与支撑台搁置板铰接，传感器固定板另一侧边安装摄像组件，支撑滑台位于支撑台搁置板的下方，支撑滑台上安装有支撑电机、支撑滑块、支撑丝杠，支撑电机的输出轴与支撑丝杠同轴连接，支撑丝杠上通过螺纹套装支撑滑块，支撑杆的一端与传感器固定板底面中部铰接，支撑杆的另一端与支撑滑块铰接。所述的摄像组件包括摄像头和摄像头固定架，摄像头固定架平行安装于传感器固定板的另一侧边，摄像头固定在摄像头固定架上，摄像头相对于传感器固定板水平安装并朝向传感器固定板中间。所述合页的铰接轴和横向滑台相垂直。所述传感器固定板与水平面的夹角可调。目的是实现籽粒碰撞谷物损失传感器的角度调节，角度调节的范围要求籽粒既能准确碰撞传感器，又能在碰撞传感器之后弹出而不对传感器造成二次击打，故将夹角调节范围设定为0°～75°。所述的控制系统包括微控制器和传感器，微控制器分别与摄像头、升降电机、纵向电机、横向电机、落籽电机和支撑电机连接，微控制器通过驱动升降电机、纵向电机、横向电机、落籽电机和支撑电机动作进而调节籽粒在落籽组件到达适当的位置进行下抛，并通过摄像头采集籽粒下抛时的动态连续图像，监测两颗谷粒撞击谷物损失传感器的时域差值，考查谷物损失传感器对时域及其相近的两颗籽粒的识别能力。本专利技术采用动平台与升降台相连接，可以通过动平台纵向滑台、横向滑台和升降台的电机配合，实现籽粒撞击传感器位置以及速度的调节。籽粒撞击传感器位置满足两颗籽粒同时下落撞击谷物损失传感器，两个撞击点的调节范围为谷物损失传感器表面PVDF压电薄膜覆盖面积；籽粒撞击传感器速度调节范围根据前任研究成果设定为1.8m/s～3.5m/s，相对应籽粒自由落体调节高度为165mm～625mm。动平台的两个横向滑台上分别安装一落籽组件，可以进行双籽粒同时下抛试验；下抛籽粒通过在落籽管道滑落一段距离后再由落籽组件中的电机带动连轴夹板动作打开落籽管盖，下抛籽粒进行自由落体运动，可以减小试验环境中微风以及振动等不确定因素对籽粒下抛实验的影响。传感器固定板通过合页与支撑台搁置板铰接，支撑杆的一端与传感器固定板的背面侧边中部铰接，支撑杆的另一端与固定在支撑滑台上的支撑滑块铰接，当支撑电机的输出轴以不同的角度转动时，带动支撑滑块前后移动，进而与支撑滑块铰接的支撑杆带动传感器固定板起落运动，改变传感器固定板与水平面之间的夹角，实现籽粒碰撞谷物损失传感器的角度调节。角度调节的范围要求籽粒既能准确碰撞传感器，又能在碰撞传感器之后弹出而不对传感器造成二次击打，故将夹角调节范围设定为0°～75°。传感器支撑底板上安装摄像组件，采集籽粒下抛时的动态连续图像，监测双籽粒撞击谷物损失传感器的时域差值，考查谷物损失传感器对时域及其相近的两颗籽粒的识别能力。通过使用该装置进行重复性实验，可以对联合收割机谷物损失传感器识别籽粒撞击信号的灵敏性、信号均匀性等性能进行标定，进而优化传感器的设计。本专利技术所具有的有益效果为：本专利技术装置可实现籽粒撞击传感器的速度、位置和角度的调节，并可对双籽粒同时进行下抛。使用摄像组件采集籽粒下抛时的动态连续图像，监测双籽粒撞击谷物损失传感器的时域差值，考查谷物损失传感器对时域及其相近的两颗籽粒的识别能力。本专利技术能优化联合收割机谷物损失检测传感器的设计，提高损失检测效率，用于确定传感器在联合收割机上的最佳安装位置，提高联合收割机谷物损失传感器的检测效率和工作稳定性。附图说明图1为本专利技术整体结构示意图；图2为本专利技术动平台结构示意图；图3为本专利技术落籽组件结构示意图；图4为本专利技术传感器支撑台结构示意图；图5为本专利技术摄像组件结构示意图；图6为本专利技术控制系统方框图。图中：支撑架10；升降机构20、升降电机21、升降丝杠22、升降滑块23；动平台30、升降连接板31、纵向滑台32、纵向电机321、纵向滑块322、纵向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种联合收割机谷物损失检测传感器性能标定装置，其特征在于：包括支撑架(10)、升降机构(20)、动平台(30)、落籽组件(40)、传感器支撑台(50)、摄像组件(60)、控制系统(70)；支撑架(10)竖直放置，传感器支撑台(50)和升降机构(20)均固定在支撑架(10)上，升降机构(20)与位于传感器支撑台(50)上方的动平台(30)相连接，动平台(30)上安装有落籽组件(40)，摄像组件(60)安装在传感器支撑台(50)上，控制系统(70)分别连接升降机构(20)、动平台(30)、落籽组件(40)、传感器支撑台(50)和摄像组件(60)以控制各个机构或者组件的运动。

【技术特征摘要】
1.一种联合收割机谷物损失检测传感器性能标定装置，其特征在于：包括支撑架(10)、升降机构(20)、动平台(30)、落籽组件(40)、传感器支撑台(50)、摄像组件(60)、控制系统(70)；支撑架(10)竖直放置，传感器支撑台(50)和升降机构(20)均固定在支撑架(10)上，升降机构(20)与位于传感器支撑台(50)上方的动平台(30)相连接，动平台(30)上安装有落籽组件(40)，摄像组件(60)安装在传感器支撑台(50)上，控制系统(70)分别连接升降机构(20)、动平台(30)、落籽组件(40)、传感器支撑台(50)和摄像组件(60)以控制各个机构或者组件的运动。2.根据权利要求1所述的一种联合收割机谷物损失检测传感器性能标定装置，其特征在于：所述的升降机构(20)包括升降电机(21)、升降丝杠(22)和升降滑块(23)，升降电机(21)固定在支撑架(10)上，升降电机(21)的输出轴竖直布置，升降电机(21)的输出轴经升降丝杠(22)同轴连接，升降滑块(23)通过螺纹连接套装在升降丝杠(22)上，升降滑块(23)上固定连接有升降连接板(31)；所述的动平台(30)包括升降连接板(31)、两个纵向滑台(32)、两个横向滑台(33)、龙门架连接板(34)和固定角件(35)，升降连接板(31)通过固定角件(35)固定安装在所述升降机构(20)的升降滑块(22)上，两个纵向滑台(32)的一端均固定安装到升降连接板(31)上，两个纵向滑台(32)水平平行布置；每个纵向滑台(32)另一端安装有纵向电机(321)，纵向电机(321)的输出轴同轴连接纵向丝杠(323)，纵向丝杠(323)沿纵向滑台(32)布置支撑安装在纵向滑台(32)中，纵向丝杠(323)上通过螺纹套装有两个纵向滑块(322)；两个横向滑台(33)底部两侧分别通过龙门架连接板(34)固定安装到两个纵向滑台(32)的两个纵向滑块(322)上，两个横向滑台(33)水平平行布置并垂直于纵向滑台(32)；每个横向滑台(33)一端安装有横向电机(331)，横向电机(331)的输出轴同轴连接横向丝杠(333)，横向丝杠(333)沿横向滑台(33)布置支撑安装在横向滑台(33)中，横向丝杠(333)上通过螺纹套装有横向滑块(332)，横向滑块(332)侧面固定安装所述落籽组件(40)；所述的落籽组件(40)包括落籽组件连接板(41)、落籽管架(42)、落籽管(43)、电机架(44)、落籽电机(45)、连轴夹板(46)和落籽管盖(47)，落籽组件连接板(41)固定在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王剑平，孙莹，曹蕊，陆湛，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33