一种收获谷物光谱信息田间实时动态检测装置的制作方法

本实用新型涉及谷物检测装置，尤其是一种收获谷物光谱信息田间实时动态检测装置。

背景技术：

对收获谷物田间实时检测数据，可以获得谷物的含水率、蛋白质含量、淀粉含量等信息，进而反馈给联合收获机，来控制喂入量，降低工作负载，减少谷物损失，能实时筛分谷物的收获质量；在精细农业上，也为收获后的运输、储存、加工以及稻田后续的施肥处理等提供处理参考信息以及相应的解决方案，其获得谷物光谱信息也可以结合GPS地理信息系统绘制田间产量图，为精细农业管理提供依据。

技术实现要素：

基于上述背景，本实用新型提供了一种收获谷物光谱信息田间实时动态检测装置，在联合收获机上完成对收获谷物的光谱信息检测。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型包括粮箱单元、卸粮装置单元、光谱仪采集触发单元、光谱仪检测单元，粮箱出口连接到卸粮装置单元，卸粮装置单元内部装有光谱仪采集触发单元，卸粮装置单元底部安装有光谱仪检测单元。

本实用新型装置安装在联合收获机的粮箱出口处，联合收获机收割获得收获谷物喂入所述装置。

收获谷物从粮箱出口处流入卸粮装置单元，当流入的谷物流厚度达到光谱仪采集触发单元设置的高度阈值时，光谱仪采集触发单元产生触发信号，触发信号传输给光谱仪检测单元，光谱仪检测单元对卸粮装置单元内的收获谷物进行光谱检测。

所述的卸粮装置单元包括卸粮顶板、光谱仪法兰接口、L型卸粮通道和聚粮板，L型卸粮通道分为依次衔接的倾斜段和竖直段，倾斜段连接到粮箱出口；光谱仪法兰接口设置在L型卸粮通道倾斜段底部，两块聚粮板分别由螺栓和螺母固定于光谱仪法兰接口两侧的L型卸粮通道底部；卸粮顶板安装在L型卸粮通道的顶部，卸粮顶板开有用于安装光谱仪采集触发单元的一方形孔，把手焊接固定于卸粮顶板顶面的两侧。

所述的光谱仪采集触发单元包括顶板导轨、导轨滑块、滑盖、高度调节板、平行梁传感器和谷物冲击板，两条顶板导轨分别安装在卸粮顶板方形孔的孔两侧，两条顶板导轨靠内侧面开有轨道槽，两块导轨滑块的两端嵌装在两条顶板导轨的轨道槽内，使得导轨滑块两端支撑连接在两条顶板导轨之间并顶板导轨滑动；两条顶板导轨的顶面均开有狭长槽孔，狭长槽孔内均装有螺栓，螺栓穿过狭长槽孔连接到导轨滑块端部使得导轨滑块限位固定；两块导轨滑块底部外侧分别与各自的滑盖固定连接，水平移动导轨滑块带动滑盖覆盖卸粮顶板的方形孔，两块导轨滑块之间安装有高度调节板，高度调节板上两侧各开有平行长形槽孔，高度调节板安装在两个导轨滑块中间，螺栓穿过导轨滑块上的通孔连接到平行长形槽孔中，通过调节螺栓和螺母实现高度调节板的高度调整；高度调节板底部与平行梁传感器的上端固定连接，平行梁传感器的下端与谷物冲击板固定连接，通过高度调节板的高度调整改变谷物冲击板的安装高度，移动导轨滑块调整谷物冲击板与L型卸粮通道底部的光谱仪法兰接口间的距离。

所述的光谱仪检测单元包括光谱仪支撑件、光谱仪支撑块、光谱仪及配套光谱仪的检测窗法兰、外部触发线、通讯传输线和电源线，两个光谱仪支撑件固定连接在L型卸粮通道倾斜段两侧面，并使得光谱仪支撑件底面与L型卸粮通道倾斜段底部共面，光谱仪通过光谱仪支撑块固定连接在光谱仪支撑件底面，光谱仪的检测窗法兰嵌装于光谱仪法兰接口。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型能用于实现收获谷物田间光谱信息实时动态检测，反馈控制联合收获机的喂入量，降低联合收获机工作负载，减少谷物损失，能够实时筛分谷物的收获质量，并可以结合GPS地理信息系统绘制田间产量图，为精细农业管理提供依据。

本实用新型相比传统的电容式谷物产量检测，能够采集含有谷物含水率、蛋白质、淀粉、纤维等多方面数据的谷物光谱信息。

附图说明

图1是本实用新型的结构主视图剖面。

图2是本实用新型的结构俯视图。

图3是粮箱单元的结构示意图。

图4是卸粮装置单元的结构示意图。

图5是光谱仪采集触发单元的结构示意图。

图6是导轨滑块和滑盖的结构示意图。

图7是光谱仪检测单元的结构示意图。

图中：1.粮箱单元；11.粮箱；12.粮箱挡板；2.卸粮装置单元；21.卸粮顶板； 211.方形孔；212.L型角钢；213.把手；22.光谱仪法兰接口；23.L型卸粮通道； 24.聚粮板；3.光谱仪采集触发单元；31.顶板导轨；311.轨道槽；312.狭长槽孔；32.导轨滑块；33.滑盖；34.高度调节板；341.长形槽孔；35.平行梁传感器；36. 谷物冲击板；4.光谱仪检测单元；41.光谱仪支撑件；42.光谱仪支撑块；43.光谱仪；44.检测窗法兰。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

如图1，图2所示，本实用新型包括粮箱单元1、卸粮装置单元2、光谱仪采集触发单元3和光谱仪检测单元4，粮箱11出口连接到卸粮装置单元2，卸粮装置单元2内部装有光谱仪采集触发单元3，卸粮装置单元2底部安装有光谱仪检测单元4。

如图3所示，粮箱单元1包括联合收获机(未示出)的粮箱11、粮箱挡板12、螺栓和螺母，在联合收获机的粮箱11出口处用螺栓和螺母固定有高度可调的粮箱挡板12，用于控制流入卸粮装置单元2的谷物流量。粮箱挡板12竖直插在收获机的粮箱11出口与L型卸粮通道23入口连接形成的间隙中。

如图4所示，卸粮装置单元2包括卸粮顶板21、光谱仪法兰接口22、L型卸粮通道23和聚粮板24，L型卸粮通道23分为依次衔接的倾斜段和竖直段，倾斜段和竖直段分别用于运送谷物和累积堆放谷物，倾斜段连接到粮箱11出口；光谱仪法兰接口22设置在L型卸粮通道23倾斜段底部，用于与光谱仪检测单元4中的检测窗法兰44连接；两块聚粮板24分别由螺栓和螺母固定于光谱仪法兰接口22两侧，用于汇聚流入L型卸粮通道23的收获谷物，保证一定厚度的谷物从光谱仪法兰接口22上面通过，使光谱仪检测单元4能够获得谷物的有效光谱信息；卸粮顶板21安装在L型卸粮通道23的顶部，卸粮顶板21通过L型角钢212与L型卸粮通道23可拆卸地连接，有利于光谱仪采集触发单元 3的安装和调节，卸粮顶板21开有用于安装光谱仪采集触发单元3的一方形孔 211，方形孔211位于L型卸粮通道23倾斜段的尾部对应处，把手213焊接固定于卸粮顶板21顶面的两侧。

如图5和图6所示，光谱仪采集触发单元3包括顶板导轨31、导轨滑块 32、滑盖33、高度调节板34、平行梁传感器35和谷物冲击板36，两条顶板导轨31通过螺栓和螺母分别安装在卸粮顶板21方形孔211的孔两侧，两条顶板导轨31靠内侧面开有轨道槽311，两块导轨滑块32的两端嵌装在两条顶板导轨 31的轨道槽311内，使得导轨滑块32两端支撑连接在两条顶板导轨31之间并可在顶板导轨31的轨道槽311内滑动；两条顶板导轨31的顶面均开有狭长槽孔312，狭长槽孔312内均装有螺栓，螺栓穿过狭长槽孔312连接到导轨滑块 32端部使得导轨滑块32限位固定；两块导轨滑块32底部外侧分别与各自的滑盖33固定连接，水平移动导轨滑块32带动滑盖33覆盖卸粮顶板21的方形孔 211，达到遮光效果，避免外界光线照入L型卸粮通道23内部而干扰光谱仪检测单元4的检测结果；两块导轨滑块32之间安装有高度调节板34，高度调节板 34上两侧各开有平行长形槽孔341，高度调节板34通过螺栓和螺母安装在两个导轨滑块32中间，螺栓穿过导轨滑块32上的通孔连接到平行长形槽孔341中，通过调节螺栓和螺母实现高度调节板34的高度调整；高度调节板34底部与平行梁传感器35的上端固定连接，平行梁传感器35的下端与谷物冲击板36固定连接，谷物流经过谷物冲击板36，通过高度调节板34的高度调整改变谷物冲击板36的安装高度，实现用于触发光谱采集触发单元3的谷物流厚度的调整；移动导轨滑块32调整谷物冲击板36与L型卸粮通道23底部的光谱仪法兰接口22 间的距离，使得距离合适，光谱仪法兰接口22处安装的光谱仪不会采集到谷物冲击板36的光谱信息造成干扰。

如图7所示，光谱仪检测单元4包括光谱仪支撑件41、光谱仪支撑块42、光谱仪43及配套光谱仪的检测窗法兰44、外部触发线45、通讯传输线46和电源线47，两个光谱仪支撑件41通过螺栓和螺母固定连接在L型卸粮通道23倾斜段两侧面，并使得光谱仪支撑件41底面与L型卸粮通道23倾斜段底部共面，光谱仪43通过光谱仪支撑块42固定连接在光谱仪支撑件41底面，光谱仪43 的检测窗法兰44嵌装于光谱仪法兰接口22，完成光谱仪43Zeiss Corona Extreme型光谱仪与L型卸粮通道23的定位，Zeiss Corona Extreme型光谱仪采集的光谱数据的波长范围是950-1650nm。光谱仪检测单元4对卸粮装置单元2 内的收获谷物进行光谱检测，光谱仪43内部光源发射检测光束，检测光束通过检测窗法兰44照射到待测收获谷物的表面，反射光束将谷物的光谱信息被光谱仪43内部检测器收集。

最后说明的是：以上实施例仅仅是为了说明该实用新型的技术方案，而非限制；该技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、添加或替换，也属于本实用新型的保护范围。