一种谷物质量流量检测装置及其检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及农业机械领域，尤其涉及一种谷物质量流量检测装置及其检测方法，其中的一种谷物质量流量检测装置，包括：料箱，以及安装在料箱内的进料模块、洒料模块和检测模块；进料模块的出料口、洒料模块的中心轴线以及检测模块的中心轴线同轴设置；洒料模块能够使从进料模块掉落的谷物抛洒至料箱内；检测模块与洒料模块联动；其中检测模块能够检测洒料模块的实时转矩、转速大小及其变化量。本谷物质量流量检测装置，通过测量抛洒转矩来进行籽粒流量的间接测量，抛洒转矩与联合收割机背景振动各分量基本都无耦合，克服了联合收割机背景振动的干扰和影响，结构简单，所需测量参数少，且受机器作业干扰小，提高了谷物流量检测的准确度。

A grain mass flow detection device and its detection method

【技术实现步骤摘要】
一种谷物质量流量检测装置及其检测方法
本专利技术涉及农业机械领域，尤其涉及一种谷物质量流量检测装置及其检测方法。
技术介绍
近年来，为了提高农业资源的有效利用率，避免生态环境的进一步恶化，降低农业生产的成本，实现现代农业的可持续发展，“精准农业”得到快速发展。农田的谷物产量分布图作为“精准农业”的基础一环，可以对本轮作物生产中的变量播种、施肥、施药和田间管理效果进行评价，并可为下一季农业生产精准控制提供田间粮食产量分布变异信息。国内外学者对谷物测产方式做了大量研究。目前主要使用的谷物流量传感器，根据其测量原理的不同，可分为质量流式和体积流式两种。其中质量流式的谷物流量传感器主要有冲量式、γ射线式和称重式三种。体积流式的谷物流量传感器主要有光电式、刮板轮式两种。射线式价格昂贵，且易造成环境污染；称重式属于动态冲击状态下的动态平衡，精度不高，且由于粮箱本身重量较大，检测分辨率较低，安装不方便；体积流式测量由于受联合收割机颠簸振动和姿态变化影响，测量误差较大；冲量式谷物流量传感器具有响应特性好、灵敏度高、传感器体积空间小等特点，目前应用较为广泛。但现有冲量（或冲击力）式谷物质量流量传感器的最大问题是：由于地面颠簸和联合收割机中各旋转部件的耦合振动传递到传感器安装座上，而引发传感器背景振动，这个背景振动的激励源和传递过程复杂，而且时刻变化，难以准确测量和解析。背景振动对传感器工作的影响很大，由于冲量式传感器的悬臂受力式测量原理，背景振动会叠加到传感器的输入冲击中，并含杂在传感器输出信号内，导致传感器零点漂移和测量精度波动。背景振动成为冲量式谷物流量传感器精度提高的严重障碍和制约。中国专利公开号为CN103125204A的专利技术专利提出了一种联合收割机的谷物质量测量装置与测量方法，其采用多维力方式对冲击力进行测量，但该装置中多维力的标定较复杂，在实际应用中受到限制。胡均万等人为消除机器振动产生的误差，设计了一种双板差分冲量式谷物流量传感器，但受限于田间坡度变化以及谷物含水率等因素的影响，测量精度不高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种谷物质量流量检测装置。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种谷物质量流量检测装置，包括：料箱，以及安装在所述料箱内的进料模块、洒料模块和检测模块；所述进料模块的出料口、所述洒料模块的中心轴线以及所述检测模块的中心轴线同轴设置；所述洒料模块能够转动，以使从所述进料模块掉落的谷物抛洒至所述料箱内；所述检测模块与所述洒料模块联动；其中所述检测模块能够检测所述洒料模块的实时转矩、转速大小及其变化量。进一步地，所述检测装置还包括一驱动电机，且所述驱动电机与所述检测模块同轴设置；其中所述驱动电机能够通过所述检测模块驱动所述洒料模块转动。进一步地，所述驱动电机具有一驱动轴；所述检测模块包括固定在所述驱动轴与所述洒料模块之间的检测传感器；所述检测传感器与所述驱动轴同轴设置，其中所述检测传感器适于检测所述洒料模块的实时转矩、转速大小及其变化量。进一步地，所述料箱的内侧壁固定连接有一侧架，且所述检测传感器和所述驱动电机分别固定连接在所述侧架的侧壁。进一步地，所述检测传感器与所述洒料模块之间设置有法兰轴，所述法兰轴与所述检测传感器同轴设置，且所述法兰轴通过若干连接螺栓与所述洒料模块固定连接；所述驱动电机与所述驱动轴之间、所述驱动轴与所述检测传感器之间、所述检测传感器与所述法兰轴之间均通过联轴器相连。进一步地，所述洒料模块包括与所述法兰轴同轴设置的洒料圆盘、固定在所述洒料圆盘上端面的洒料中轴和固定连接在所述洒料中轴外侧壁的若干洒料挡板；所述洒料圆盘的底部开设有与所述连接螺栓适配的螺栓孔；其中所述驱动电机能够驱动所述洒料圆盘转动，以使所述洒料挡板抛洒谷物。进一步地，所述洒料中轴的顶部设置有一锥形顶尖，其中所述锥形顶尖能够将谷物引导至相邻两洒料挡板之间。进一步地，所述进料模块包括分别固定在所述料箱内外侧壁的进料腔体和升运器；以及所述出料口设置在所述进料腔体的底部，且所述出料口对准所述锥形顶尖；所述进料腔体的进料口与所述升运器连通；其中通过所述升运器输送至所述进料腔体内的谷物能够掉落至所述锥形顶尖上。进一步地，所述料箱的顶部设置有一姿态传感器，且所述姿态传感器适于检测所述料箱的偏转。另一方面，本专利技术还提供了一种谷物质量流量检测装置的检测方法，包括如上所述的一种谷物质量流量检测装置；通过驱动电机驱动洒料圆盘转动；通过升运器将谷物输送至进料腔体内；谷物穿过出料口后经由锥形顶尖导向掉落至洒料圆盘上，以使洒料挡板抛洒谷物至料箱内；通过驱动电机调整洒料圆盘的转速；通过检测传感器实时检测洒料圆盘转动的转矩、转速大小及其变化量，以计算谷物流量初始值；通过姿态传感器检测料箱偏转的角速度变化值，以补偿谷物流量初始值得到谷物流量终值。本专利技术的有益效果是，本专利技术的一种谷物质量流量检测装置及其检测方法，通过测量抛洒转矩来进行籽粒流量的间接测量，抛洒转矩与联合收割机背景振动各分量基本都无耦合，从本质上克服了联合收割机背景振动的干扰和影响。同时姿态传感器实时检测机器工作时的状态变化，对所述谷物流量测量结果进行校正，从而使得根据转矩和转速计算得到的谷物流量值更加准确。本专利技术结构简单，所需测量参数少，且受机器作业干扰小，提高了谷物流量检测的准确度。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术的一种谷物质量流量检测装置的优选实施例的结构示意图；图2是本专利技术的洒料模块、检测模块与驱动电机安装的优选实施例的立体图；图3是本专利技术的洒料模块、检测模块与驱动电机安装的优选实施例的爆炸图；图4是本专利技术洒料模块的优选实施例的立体图；图5是本专利技术一种谷物质量流量检测装置的检测方法的流程图；图6是本专利技术洒料圆盘顺时针方向旋转时摩擦力的方向。图中：料箱1、侧架11；进料模块2、进料腔体21、出料口211、进料口212、升运器22；洒料模块3、洒料圆盘31、洒料中轴32、洒料挡板33、锥形顶尖34；检测模块4、检测传感器41、法兰轴42、连接螺栓43；驱动电机5、驱动轴51；姿态传感器6。具体实施方式现在结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。实施例一如图1至图5所示，本实施例一提供了一种谷物质量流量检测装置，包括：料箱1，在该料箱1内形成用于储存谷物籽粒的料仓，通过该料箱1及时收集联合收割机收割的谷物，为谷物的收割提供便利，在料箱1的一侧壁内侧固定连接有一侧架11，具体的，该侧架11通过四根型材相互围合形成一个方形的框架，再通过四根型材将该框架与料箱1的内侧壁相固定，每两根型材之间均通过角铁连接，且角铁均位于竖直平面上，在物体安装在该侧架11上后，避免物体竖直方向上的晃动，以保证整个物体安装在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种谷物质量流量检测装置，其特征在于，包括：/n料箱，以及安装在所述料箱内的进料模块、洒料模块和检测模块；/n所述进料模块的出料口、所述洒料模块的中心轴线以及所述检测模块的中心轴线同轴设置；/n所述洒料模块能够转动，以使从所述进料模块掉落的谷物抛洒至所述料箱内；/n所述检测模块与所述洒料模块联动；其中/n所述检测模块能够检测所述洒料模块的实时转矩、转速大小及其变化量。/n

【技术特征摘要】
1.一种谷物质量流量检测装置，其特征在于，包括：
料箱，以及安装在所述料箱内的进料模块、洒料模块和检测模块；
所述进料模块的出料口、所述洒料模块的中心轴线以及所述检测模块的中心轴线同轴设置；
所述洒料模块能够转动，以使从所述进料模块掉落的谷物抛洒至所述料箱内；
所述检测模块与所述洒料模块联动；其中
所述检测模块能够检测所述洒料模块的实时转矩、转速大小及其变化量。


2.如权利要求1所述的一种谷物质量流量检测装置，其特征在于，
所述检测装置还包括一驱动电机，且所述驱动电机与所述检测模块同轴设置；其中
所述驱动电机能够通过所述检测模块驱动所述洒料模块转动。


3.如权利要求2所述的一种谷物质量流量检测装置，其特征在于，
所述驱动电机具有一驱动轴；
所述检测模块包括固定在所述驱动轴与所述洒料模块之间的检测传感器；
所述检测传感器与所述驱动轴同轴设置，其中
所述检测传感器适于检测所述洒料模块的实时转矩、转速大小及其变化量。


4.如权利要求3所述的一种谷物质量流量检测装置，其特征在于，
所述料箱的内侧壁固定连接有一侧架，且所述检测传感器和所述驱动电机分别固定连接在所述侧架的侧壁。


5.如权利要求4所述的一种谷物质量流量检测装置，其特征在于，
所述检测传感器与所述洒料模块之间设置有法兰轴，所述法兰轴与所述检测传感器同轴设置，且所述法兰轴通过若干连接螺栓与所述洒料模块固定连接；
所述驱动电机与所述驱动轴之间、所述驱动轴与所述检测传感器之间、所述检测传感器与所述法兰轴之间均通过联轴器相连。


6.如权利要求5所述的一种谷物质量...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏新华，童浩，吴抒航，汤玲玉，
申请(专利权)人：常州江苏大学工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：江苏;32