一种单板冲量式谷物质量测量系统及其应用方法技术方案

本发明专利技术提供的一种单板冲量式谷物质量测量系统，包括谷物水分测量装置、冲量板角度调节装置、冲量板信息采集装置、箱体、冲量板和采集电路；谷物水分测量装置与箱体固定连接；冲量板角度调节装置与箱体连接；冲量板通过冲量板角度调节装置设置在箱体中；冲量板信息采集装置设置在冲量板上；谷物水分测量装置、冲量板信息采集装置均与采集电路输入端电性连接。本发明专利技术还提供该系统的应用方法，通过获取测冲量板的三维角度和三维振动信息，降低联合收获机械的振动和田间坡度带来的测量误差，同时测量作物水分信息，准确衡量收获地的产量信息，有效提高测产精度。

【技术实现步骤摘要】
一种单板冲量式谷物质量测量系统及其应用方法
本专利技术涉及农业自动化设备
，更具体的，涉及一种单板冲量式谷物质量测量系统，还涉及该系统的应用方法。
技术介绍
精准农业根据作物参数和知识在适当的尺度上优化生产系统管理，并且根据特定地块作物潜在生产能力控制不同的投入水平，而作物的产量作为下次田间生产投入肥料等参数尤为突出。田间作业复杂，坡度引起的信号零点漂移和收获机械振动带来的测量噪声对冲量法测产精度影响显著。已有双板差分冲量式测产虽然通过硬件的互补结构对测产信号输出零点漂移具有一定抑制作用，但在动态响应和适用范围仍有不足。机械阻尼减振、测产信号一维数字滤波对于机械振动带来的测量噪声具有一定消除作用，但未考虑水平与侧向分力对于测产的影响，限制了复杂环境冲量法测产精度的提高。因此，通过获取测产冲量板的三维角度和三维振动信息，降低联合收获机械的振动和田间坡度带来测量误差，对于提高测产精度具有重大意义。
技术实现思路
本专利技术为克服上述现有的谷物质量测量装置在使用是受到联合收获机械的振动和田间坡度的影响，存在测量精度低的技术缺陷，提供一种单板冲量式谷物质量测量系统。本专利技术还提供该系统的应用方法。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：一种单板冲量式谷物质量测量系统，包括谷物水分测量装置、冲量板角度调节装置、冲量板信息采集装置、箱体、冲量板和采集电路；其中：所述谷物水分测量装置与所述箱体固定连接；所述冲量板角度调节装置与所述箱体连接；所述冲量板通过所述冲量板角度调节装置设置在所述箱体中；所述冲量板信息采集装置设置在所述冲量板上；所述谷物水分测量装置、冲量板信息采集装置均与所述采集电路输入端电性连接。其中，所述谷物水分测量装置包括料斗、温度传感器、电容正极板和电容负极板；其中：所述料斗与所述箱体固定连接；所述温度传感器、电容正极板、电容负极板均设置在所述料斗内壁上，通过导线与所述采集电路输入端电性连接。上述方案中，谷物水分测量装置通过电容正极板、电容负极板电容值的变化在线获取谷物水分信息，通过温度传感器对环境温度进行实时的测量，采集电路根据测得的温度对电容测量值进行温度补偿，提高水分检测的精度；所述电容正极板、电容负极板为弧形结构，增加检测水分变化引起电容值变化的灵敏度；所述料斗为喇叭开口，用于广口收集送来的谷物并使谷物聚集通过所述电容正极板、电容负极板，增加谷物水分检测的灵敏度。其中，所述箱体为四面半封闭结构，其中：所述箱体上端面与所述谷物水分测量装置固定连接；所述箱体侧面上下边缘设置有螺纹口，所述冲量板角度调节装置通过螺纹口与箱体连接；所述冲量板角度调节装置将所述冲量板从所述箱体侧面穿入，将冲量板设置在箱体中。其中，所述冲量板角度调节装置包括水平调节杆、垂直调节杆和连接杆；其中：所述连接杆上下端面上设置有多个螺纹口，所述水平调节杆、垂直调节杆两端均设置有连接孔；所述水平调节杆一端通过螺丝与所述箱体侧面上边缘的螺纹口连接，另一端通过螺丝与所述连接杆上端面的螺纹口连接；所述垂直调节杆一端通过螺丝与所述箱体侧面下边缘的螺纹口连接，另一端通过螺丝与所述连接杆下端面的螺纹口连接；所述冲量板通过螺丝与所述连接杆连接。上述方案中，所述的水平调节杆的数量为2、垂直调节杆的数量为1，所述水平调节杆、垂直调节杆均为丝杠调节杆；所述冲量板角度调节装置通过调节衔接在连接杆上的水平调节杆、垂直调节杆以改变谷物冲击的角度。其中，在所述连接杆上设置有压力传感器，所述压力传感器通过导线与所述采集电路输入端电性连接。上述方案中，所述压力传感器为电阻应变式压力传感器，用于检测与连接杆连接的冲量板在被谷物冲击时的压力信号。其中，所述冲量板包括板体和连接机构，其中：所述板体与所述连接机构固定连接；所述连接机构通过螺丝与所述连接杆上端面的螺纹口连接。其中，所述冲量板信息采集装置包括角速度传感器和加速度传感器，所述角速度传感器、加速度传感器均设置在所述板体上，通过导线与所述采集电路输入端电性连接。其中，所述角速度传感器、加速度传感器均为数字mems传感器。上述方案中，通过冲量板信息采集装置三轴角速度传感器和加速度传感器实时获取谷物冲击时的角度与振动信息。一种单板冲量式谷物质量测量系统的应用方法，包括以下步骤：S1：调节冲量板角度调节装置，选取最优冲击角度；S2：测量流经谷物的水分信息及温度信息；S3：根据采集到的水分信息及温度信息，修正测量到的谷物水分数据；S4：获取压力传感器压力信息、冲量板三轴角度信息及冲量板三轴振动信息；S5：将得到的信息分解，去噪，得到修正后的谷物产量数据。与现有技术相比，本专利技术技术方案的有益效果是：本专利技术提供的一种单板冲量式谷物质量测量系统及其应用方法，通过获取测冲量板的三维角度和三维振动信息，降低联合收获机械的振动和田间坡度带来的测量误差，同时测量作物水分信息，准确衡量收获地的产量信息，有效提高测产精度。附图说明图1为本系统的结构连接示意图；图2为谷物水分测量装置结构示意图；图3为冲量板角度调节装置结构示意图；图4为冲量板信息采集装置结构示意图；图5为该系统应用方法的流程示意图；其中：1、谷物水分测量装置；11、料斗；12、温度传感器；13、电容正极板；14、电容负极板；2、冲量板角度调节装置；21、水平调节杆；22、垂直调节杆；23、连接杆；3、冲量板信息采集装置；31、角速度传感器；32、加速度传感器；4、箱体；5、冲量板；51、板体；52、连接机构；6、采集电路。具体实施方式附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案做进一步的说明。实施例1如图1所示，一种单板冲量式谷物质量测量系统，包括谷物水分测量装置1、冲量板角度调节装置2、冲量板信息采集装置3、箱体4、冲量板5和采集电路6；其中：所述谷物水分测量装置1与所述箱体4固定连接；所述冲量板角度调节装置2与所述箱体4连接；所述冲量板5通过所述冲量板角度调节装置2设置在所述箱体4中；所述冲量板信息采集装置3设置在所述冲量板5上；所述谷物水分测量装置1、冲量板信息采集装置3均与所述采集电路6输入端电性连接。更具体的，如图2所示，所述谷物水分测量装置1包括料斗11、温度传感器12、电容正极板13和电容负极板14；其中：所述料斗11与所述箱体4固定连接；所述温度传感器12、电容正极板13、电容负极板14均设置在所述料斗11内壁上，通过导线与所述采集电路6输入端电性连接。在具体实施过程中，谷物水分测量装置1通过电容正极板13、电容负极板14电容值的变化在线获取谷物水分信息，通过温度传感器12对环境温度进行实时的测量，采集电路6根据测得的温度对电容测量值进行温度补偿，提高水分检测的精度；所述电容正极板13、电容负极板14为弧形结构，增加检测水分变化引起电容值变化的灵敏度；所述料斗11为喇叭开口，用于广口收集送来的谷物并使谷物聚集通过所述电容正极板13、电容负极板14，增加谷物水分检测的灵敏度。更具体的，所述箱体4为四面半封闭结构，其中：所述箱体4上端面与所述谷物水分测量装置1固定连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单板冲量式谷物质量测量系统，其特征在于：包括谷物水分测量装置(1)、冲量板角度调节装置(2)、冲量板信息采集装置(3)、箱体(4)、冲量板(5)和采集电路(6)；其中：所述谷物水分测量装置(1)与所述箱体(4)固定连接；所述冲量板角度调节装置(2)与所述箱体(4)连接；所述冲量板(5)通过所述冲量板角度调节装置(2)设置在所述箱体(4)中；所述冲量板信息采集装置(3)设置在所述冲量板(5)上；所述谷物水分测量装置(1)、冲量板信息采集装置(3)均与所述采集电路(6)输入端电性连接。

【技术特征摘要】
1.一种单板冲量式谷物质量测量系统，其特征在于：包括谷物水分测量装置(1)、冲量板角度调节装置(2)、冲量板信息采集装置(3)、箱体(4)、冲量板(5)和采集电路(6)；其中：所述谷物水分测量装置(1)与所述箱体(4)固定连接；所述冲量板角度调节装置(2)与所述箱体(4)连接；所述冲量板(5)通过所述冲量板角度调节装置(2)设置在所述箱体(4)中；所述冲量板信息采集装置(3)设置在所述冲量板(5)上；所述谷物水分测量装置(1)、冲量板信息采集装置(3)均与所述采集电路(6)输入端电性连接。2.根据权利要求1所述的一种单板冲量式谷物质量测量系统，其特征在于：所述谷物水分测量装置(1)包括料斗(11)、温度传感器(12)、电容正极板(13)和电容负极板(14)；其中：所述料斗(11)与所述箱体(4)固定连接；所述温度传感器(12)、电容正极板(13)、电容负极板(14)均设置在所述料斗(11)内壁上，通过导线与所述采集电路(6)输入端电性连接。3.根据权利要求2所述的一种单板冲量式谷物质量测量系统，其特征在于：所述箱体(4)为四面半封闭结构，其中：所述箱体(4)上端面与所述谷物水分测量装置(1)固定连接；所述箱体(4)侧面上下边缘设置有螺纹口，所述冲量板角度调节装置(2)通过螺纹口与箱体(4)连接；所述冲量板角度调节装置(2)将所述冲量板(5)从所述箱体(4)侧面穿入，将冲量板(5)设置在箱体(4)中。4.根据权利要求3所述的一种单板冲量式谷物质量测量系统，其特征在于：所述冲量板角度调节装置(2)包括水平调节杆(21)、垂直调节杆(22)和连接杆(23)；其中：所述连接杆(23)上下端面上设置有多个螺纹口，所述水平调节杆(21)、垂直调节杆(22)两端均设置有连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：王润涛，李明，王树文，刘瑶，姜微，李杞超，
申请(专利权)人：岭南师范学院，
类型：发明
国别省市：广东,44