![一种谷物含杂率、破损率的监测装置及谷物收割机的制作方法](http://img.xjishu.com/img/zl/2021/9/28/ti4efpfs9.jpg)
1.本实用新型属于农用机械设备相关技术领域,具体是一种谷物含杂率、破损率的监测装置及谷物收割机。
背景技术:2.当前我国正处于信息化产业高速发展中,国家对农业现代化发展要求也越来越迫切,农用机械设备智能化也成为未来农机市场的主流,目前市场上大多数收割机还未安装实时监测联合收割机中谷物含杂率与破损情况的装置,其破损率是通过人工查算、含杂率是通过人工称重计算而得,更不要说能通过检查装置反馈的信息,进行自动调节了。
3.目前农民越来越接受机械化、智能化,但对粮食的品质要求越来越高,要想粮食收的好、收的干净,这对机手的技术要求很高,这个时候对于机手来说能实时监控谷物的收割情况并进行自动调节就显得尤为重要。
4.现有技术cn201820058732.x公开了一种联合收割机粮箱籽粒含杂率与破损率实时监测装置,包括粮样抽取机构、图像采集装置、数据处理与控制装置,当取样料斗可移动底板关闭时,进入粮仓的一部分谷物进入取样料斗,谷物充满取样料斗达到压力传感器设定上限后,ccd摄像机开始拍摄获取位于粮仓侧壁一侧取样料斗内谷物静止图像,将摄取图片传入数据处理与控制装置;数据处理与控制装置获取图片后,通过图像处理方法获取籽粒中杂余面积计算以及破碎籽粒识别,获取的数据进行计算,得到损失率与含杂率,取样料斗充满谷物达到压力传感器设定上限,依次循环上述过程,本实用新型实现了对收获谷物含杂率、破碎率的实时监测。该现有技术存在的缺点在于:1、是静止拍摄,不能做到动态拍摄;2、在粮样取样料斗内达到一定重量时再予以拍摄,具有局限性;3、要用到重力感应装置,结构复杂,成本极高;4、通过取样的方式进行预估,准确度低。
5.基于此,特提出本实用新型。
技术实现要素:6.本实用新型的目的之一在于提供一种谷物含杂率、破损率的监测装置, 实现收割机作业过程中对收获后的作物含杂情况及破损情况的监测,为智能化收割提供数据支撑。因籽粒升运器链耙升运速度快,直接对升运器链耙携带的粮食进行拍摄时效果不好,而要通过对籽粒升运器中的粮食进行取样的方式,才能在节约成本的同时提高监测的效率。
7.为了实现上述目的,本实用新型的技术方案如下:一种谷物含杂率、破损率的监测装置,包括籽粒样品成像装置、从籽粒升运器上端出粮口延伸到籽粒样品成像装置的上溜管组件、整车控制单元和图像分析处理器,所述籽粒样品成像装置设置在籽粒升运器下端,所述籽粒样品成像装置和图像分析处理器分别与整车控制单元信号连接。
8.进一步地,所述籽粒样品成像装置包括拍摄用的相机和让籽粒展示在相机镜头前的样品展示机构,所述样品展示机构包括导流管、接粮盒、被动轮柱、主动轮柱和异形皮带,所述导流管上部与上溜管组件中的第三上溜管连接,下部与接粮盒连接,所述接粮盒倾斜
设置在异形皮带的上面以让籽粒样品撒落在异形皮带表面,所述异形皮带连接在被动轮柱和主动轮柱上,由电机驱动。
9.进一步地,所述异形皮带包括环形的主体部以及环形的凸缘部,两个所述凸缘部分别设置在主体部两侧。
10.可选地,所述样品展示机构还包括张紧轮柱和张紧支座,所述张紧轮柱设置在张紧支座上,通过张紧支座上的张紧螺柱,能够调整张紧轮柱的位置,从而调整异形皮带的张力。
11.进一步地,所述主动轮柱、被动轮柱通过轴承、轴承端盖以及若干螺栓固定于籽粒样品成像装置的两侧壁之间,张紧轮柱通过若干螺栓、垫片固定于籽粒样品成像装置的两侧壁之间,异形皮带通过张紧轮柱进行张紧。
12.进一步地,所述上溜管组件包括第一上溜管、第二上溜管和第三上溜管,所述第一上溜管焊接在出粮筒装配组件上,其上设置有取样口调节装置,通过长螺杆调节调节板的高度来控制籽粒样品的流量;第二上溜管上端通过螺栓、垫圈、弹垫和螺母连接于第一上溜管的下端,第二上溜管下端与粮箱装配组件通过橡胶垫相连;所述第三上溜管上端与粮箱装配组件通过橡胶垫连接,下端与籽粒样品成像装置的入粮口相连并与导流管相通。
13.进一步地,所述籽粒样品成像装置通过螺栓、垫圈、弹垫和螺母整体固定于籽粒升运器装配上的冲孔板上,处在籽粒升运器的下部外侧。
14.进一步地,所述相机安装于相机支架上,其镜面垂直向下,平行于异形皮带的输送面并位于其正上方一合适高度,该高度取决于相机本身的对焦参数,确保在获取图像时,异形皮带上方的籽粒视野范围满足取样要求;所述相机与整车控制单元通过线束连接,整车控制单元与图像分析处理器通过线束连接,相机所获取的图像信号实时传送至图像分析处理器。
15.进一步地,所述相机支架固定于籽粒样品成像装置的上盖下方,两个补光灯固定于相机支架两侧,相机固定于两个补光灯之间。
16.进一步地,所述补光灯为自适应镜面光,用于为相机提供高效稳定的补充光源,以克服密闭取样装置内部黑暗环境造成的取样图像噪点干扰,获取满足要求的高像素图像,实现高精度的谷物含杂率和破损率的监测;所述补光灯接入整车控制单元,整车控制单元监测实时的收获作业状态。
17.进一步地,在所述异形皮带左右装配有右侧护板和左侧护板,且右侧护板、左侧护板紧贴异形皮带输送平面,形成第一级密封,异形皮带本身的异形结构形成第二级密封,防止异物进入皮带。
18.进一步地,所述异形皮带的出粮侧设置有倾斜的接粮胶皮,所述接粮胶皮连接引流板,所述引流板通过螺栓、螺母与籽粒样品成像装置的左右侧壁连接,使籽粒样品与异形皮带分离,引流板与接粮胶皮和异形皮带形成第三级密封。
19.进一步地,籽粒样品成像装置的引流板与下溜板相连,所述下溜板与籽粒升运器的下端相通。
20.本实用新型的目的之一在于提供一种谷物收割机,其包括上述的谷物含杂率、破损率的监测装置。
21.本实用新型相对于现有技术的优点:1、能够实现动态拍摄;2、不需要在粮样取样
料斗内达到一定重量时再予以拍摄;3、不需要重力感应装置,结构简单,成本低廉;4、将籽粒样品成像装置设置在籽粒升运器的下端,通过上溜管组件将籽粒样品传送到籽粒样品成像装置,除了在拍照区域籽粒样品处在平面位置外,其余时刻都处在倾斜位置,能够维持籽粒样品的持续移动,避免了样品堆积堵塞的情况;5、在籽粒样品成像装置内设置左右护板、异形皮带和接粮胶皮以及引流板,使得籽粒样品在籽粒样品成像装置内处在多重密封状态,避免了籽粒样品进入到皮带与张紧链轮之间造成堵塞的情况; 6、异形皮带上的凸缘能够防止籽粒样品脱离皮带的传送平面。
附图说明
22.图1是本实用新型一种谷物含杂率、破损率的监测装置的结构示意图。
23.图2是本实用新型一种谷物含杂率、破损率的监测装置的籽粒样品成像装置结构示意图。
24.图3是本实用新型一种谷物含杂率、破损率的监测装置的密封结构剖视图,其中图3(a)是密封结构示意图,图3(b)是图3(a)的b
‑
b剖视图。
25.图4是图3所示结构的立体结构示意图。
26.图5是图3所示结构中密封结构的拆解示意图。
27.图6是图5所示结构中的异形皮带结构示意图。
28.图7是本实用新型一种谷物含杂率、破损率的监测装置的接粮盒结构示意图。
29.图8是本实用新型一种谷物含杂率、破损率的籽粒样品成像装置装配关系示意图。
30.图9是本实用新型一种谷物收割机的整机结构示意图。
31.其中,1
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籽粒升运器,2
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出粮筒装配组件,3
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第一上溜管,4
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粮箱装配组件,5
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第二上溜管、6
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橡胶垫,7
‑
第三上溜管,8
‑
籽粒样品成像装置,9
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下溜板,10
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冲孔板,11
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视觉罩,12
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相机支架,13
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相机固定座,14
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电机,15
‑ꢀ
补光灯,16
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导流管,17
‑
挡粮板,18
‑
接粮盒,19
‑
被动轮柱,20
‑
张紧螺柱, 21
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主动轮柱,22
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张紧轮柱,23
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张紧支座,24
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异形皮带,241
‑
主体部,242
‑ꢀ
凸缘部,25
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相机,26
‑
升运器转速传感器,27
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脱粒室装配组件,28
‑
筛箱装配组件,29
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发动机装配组件,30
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清选壳体装配组件,31
‑
护罩装配组件,32
‑ꢀ
切碎器装配组件,33
‑
后传动轴装配组件,34
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杂余升运器装配组件,35
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风扇装配组件,36
‑
抖动板装配组件,37
‑
拨禾轮总成,38
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割台总成,39
‑
过桥总成, 40
‑
驾驶室装配组件,41
‑
整车控制单元,42
‑
图像分析处理器,43
‑
升运器顶搅龙,44
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右侧护板,46
‑
左侧护板,47
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接粮胶皮,48
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引流板。
具体实施方式
32.以下结合附图1
‑
9,对本实用新型一种谷物含杂率、破损率的监测装置以及谷物收割机做进一步地说明。
33.在本实用新型的描述中,需要理解的是,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上;术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。此外,术语“第
一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本实用新型的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
34.如图1和图9所示所示,本实用新型的一种谷物含杂率、破损率的监测装置,包括籽粒样品成像装置8、从籽粒升运器1上端出粮口延伸到籽粒样品成像装置8的上溜管组件(3,5,7)、整车控制单元41和图像分析处理器 42,籽粒样品成像装置8设置在籽粒升运器1下端,籽粒样品成像装置8和图像分析处理器42分别与整车控制单元41信号连接。
35.收获的粮食籽粒从籽粒升运器1的下端升运到籽粒升运器1的上端,籽粒升运器1的出口连接出粮筒装配组件2,一部分籽粒样品进入到溜管组件(3,5,7)并进入到籽粒样品成像装置8内部,籽粒样品成像装置8对籽粒样品形貌进行拍摄,获取籽粒样品的含杂、破损信息,并将这些信息传输给整车控制单元41,整车控制单元41把信息传输给图像分析处理器42,图像分析处理器42对这些信息分析后,将分析结果反馈给整车控制单元41,操作人员据此决定是否控制整车控制单元41来改变收割机的动作。
36.如图2所示,籽粒样品成像装置8包括拍摄用的相机25和让籽粒样品展示在相机25镜头前的样品展示机构,该样品展示机构包括导流管16、接粮盒18、被动轮柱19、主动轮柱21和异形皮带24,导流管16上部与上溜管组件(3,5,7)中的第三上溜管7连接,下部与接粮盒18连接,接粮盒 18倾斜设置在异形皮带24的上面以让籽粒样品撒落在异形皮带24表面,异形皮带24连接在被动轮柱19和主动轮柱21上,由电机14驱动。
37.如图6所示,异形皮带24包括环形的主体部241以及环形的凸缘部 242,两个所述凸缘部242分别设置在主体部241两侧。所述凸缘部242能够防止主体部241上的籽粒样品掉落到被动轮柱19和主动轮柱21上。
38.如图2所示,样品展示机构还包括张紧轮柱22和张紧支座23,张紧轮柱22设置在张紧支座23上,通过张紧支座23上的张紧螺柱20,能够调整张紧轮柱22的位置,从而调整异形皮带24的张力。
39.如图1所示,上溜管组件(3,5,7)包括第一上溜管3、第二上溜管5 和第三上溜管7,第一上溜管3焊接在出粮筒装配组件2上,其上设置有取样口调节装置,通过长螺杆调节调节板的高度,来控制籽粒样品的流量;第二上溜管5上端通过螺栓、垫圈、弹垫和螺母连接于第一上溜管3的下端,第二上溜管5下端与粮箱装配组件4通过橡胶垫6相连;第三上溜管7上端与粮箱装配组件4通过橡胶垫6连接,下端与籽粒样品成像装置8的入粮口相连并与导流管16相通。
40.如图8所示,籽粒样品成像装置8通过螺栓、垫圈、弹垫和螺母整体固定于籽粒升运器1上的冲孔板10上,处在籽粒升运器1的下部外侧。
41.如图2所示,视觉罩11安装在籽粒样品成像装置8的上盖上,相机支架12安装在视觉罩11下面,相机25安装于相机支架12上,其镜面垂直向下,平行于异形皮带24的输送面并位于其正上方一合适高度,该高度取决于相机25本身的对焦参数,确保在获取图像时,异形皮带24上方的籽粒视野范围满足取样要求;相机25与整车控制单元41通过线束连接,整车控制单元41与图像分析处理器42通过线束连接,相机25所获取的图像信号实时传送至图像
分析处理器42。
42.相机支架12固定于籽粒样品成像装置8的上盖下方,两个补光灯15 固定于相机支架12两侧,相机25固定于两个补光灯15之间。
43.补光灯15为自适应镜面光,用于为相机25提供高效稳定的补充光源,以克服密闭取样装置内部黑暗环境造成的取样图像噪点干扰,获取满足要求的高像素图像,实现高精度的谷物含杂率和破损率的监测;补光灯15接入整车控制单元41,整车控制单元41监测实时的收割机作业状态。
44.如图3
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5所示,主动轮柱21、被动轮柱19通过轴承、轴承端盖以及若干螺栓固定于籽粒样品成像装置8的两侧壁之间,张紧轮柱22通过若干螺栓、垫片固定于籽粒样品成像装置8的两侧壁之间,异形皮带24通过张紧轮柱22进行张紧。
45.在异形皮带24左右装配有右侧护板44和左侧护板46,且右侧护板 44、左侧护板46紧贴异形皮带24输送平面,形成第一级密封,异形皮带24 本身的异形结构形成第二级密封,防止异物进入皮带。
46.异形皮带24的出粮侧设置有倾斜的接粮胶皮47,接粮胶皮47连接引流板48,引流板48通过螺栓、螺母与籽粒样品成像装置8的左右侧壁连接,使籽粒样品与异形皮带24分离,引流板48与接粮胶皮47和异形皮带24形成第三级密封。
47.籽粒样品成像装置8的引流板48与下溜板9相连,下溜板9与籽粒升运器1的下端相通。下溜板9通过挂扣连接在籽粒升运器1上,拆卸方便,本实用新型的监测装置将下溜口加大,防止其堵塞。
48.如图7所示,本实用新型的接粮盒18为前窄后宽的开口抽屉结构,其后部比前部要宽,后部利于接收从导流管16输送过来的籽粒样品,其前部利于将籽粒样品准确地撒落在异形皮带24的中间部位上。
49.如图9所示,本实用新型的一种谷物收割机,包括拨禾轮总成37、割台总成38、桥总成39、脱粒室装配组件27、切碎器装配组件32、抖动板装配组件36、筛箱装配组件28、风扇装配组件35、杂余升运器装配组件34、籽粒升运器装配组件3和粮箱装配组件4以及本实用新型的谷物含杂率、破损率的监测装置8。
50.拨禾轮总成37在割台总成38的斜向上方向,割台总成38与过桥总成39相连并在过桥总成39的正前方,脱粒室装配27在过桥总成39的后方,驾驶室装配组件40在脱粒室装配组件27与过桥总成39的上方,整车控制单元41与图像分析处理器42在驾驶室装配组件40内部的副座椅内部,粮箱装配组件4在驾驶室装配组件40的后方与驾驶室装配组件40后壁相连,升运器顶搅龙43与升运器转速传感器26在粮箱装配组件4上方通过螺栓与粮箱装配组件4连接,其中升运器顶搅龙43右端与籽粒升运器1相连,发动机装配组件29在粮箱装配组件4的后面,在清选壳体装配组件30的上面,通过螺栓连接在侧壁上,后传动轴装配组件33在清选壳体装配组件30下面,通过螺栓连接在两个侧壁之间,筛箱装配组件28在脱粒室装配组件27的下方,抖动板装配组件36在脱粒室装配组件27的下方,在风扇装配组件35的上方,风扇装配组件35在清选壳体装配组件30的前下方,通过螺栓连接在机架上,切碎器装配组件32在整车的后尾部通过螺栓连接在机架上,杂余升运器装配组件34在下端通过螺栓与清选室壳体,上端伸入脱谷室装配组件27内部,护罩装配组件31通过支架覆盖在整机的外边。
51.本实用新型的谷物收割机和谷物含杂率、破损率的监测装置的典型工作流程如下。
52.一、收割机作业,拨禾轮总成37将谷物扶送至割台总成38,割台总成38将谷物割倒并归拢,通过过桥总成39将物料输送至脱粒室装配组件27,物料经过脱粒室装配组件27脱粒分离作用后,大部分秸秆进入切碎器装配组件32进行粉碎还田,剩余的杂余及籽粒掉落至抖动板装配组件36与筛箱装配组件28上面,经过风扇装配组件35吹风与筛箱装配组件28抖动靠作物的自身重量与惯性作用将籽粒与杂余筛选分离,大部分杂余通过风扇装配组件 35吹出车外,部分杂余进入杂余升运器装配组件34,重新进入脱谷室装配组件27进行脱粒分离,籽粒经过籽粒升运器装配组件3进入粮箱装配组件4,完成收割作业。
53.二、在籽粒通过籽粒升运器1向粮箱装配组件4输送时,籽粒升运器 1转速达到正常的工作转速,电机14按照满足取样的要求匀速运转,补光灯 15点亮,相机25开始获取实时的图像信号,取样装置正常工作;当籽粒升运器1转速低于正常的工作转速或为零时,电机14减速或者停止运转,补光灯15熄灭,取样装置停止工作。籽粒升运器1转速正常时,取样检测装置通过第一上溜管3、第二上溜管5、第三上溜管7,在籽粒升运器1中连续取出少量样粮,且上溜管一直溜粮,样粮通过导流管16掉落至接粮盒18,接粮盒18上面粘贴有厚度为5mm厚的海绵缓冲从导流管16中收集的样粮的动能,且接粮盒18后壁与监测装置后侧壁紧贴,接粮盒18两侧的下端呈收缩的v字形结构,便于样粮的归拢。升运器转速传感器26获取当前的升运器转速值,并实时传输至整车控制单元41。相机25拍摄样粮图片传送至整车控制单元41处理后传递给图像分析处理器42,图像分析处理器42实时标注图像中的谷物含杂(主要为秸秆)及破损的籽粒。其中,谷物含杂的标注主要为勾画秸秆的外形轮廓,分析计算同一图像中的秸秆面积总和,其与图像总面积之比即为实时获取的谷物含杂率;籽粒破损的标注主要为图像抓取破损的籽粒并分析计数,与图像内籽粒总数之比即为实时获取的籽粒破损率。若样粮含杂率和破损率达不到国家标准,则将该含杂率及破损率发送至整车控制单元41,整车控制单元41综合当前整车拨禾轮高度、转速,割台高度,风机转速,脱离滚筒转速及清选筛开片角度等参数,分析计算导致含杂率及破损率不合格的主要影响因素,并调节相应各功能部件关联的电液阀、马达等机构,使含杂率及破损率达到合格值。然后将破损率和含杂率显示在驾驶室装配组件40内的显示屏上,供机手查看,本检测装置在取样时具有连续性和持续性,不会出现间断,而且本装置成本低,电机控制,可靠性高。
54.虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述,但在不脱离本实用新型的范围的情况下,可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。