【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及农业机械智能化，特别是涉及一种具有含水率测量功能的谷物收获量监测装置及方法。
技术介绍
1、本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
2、收获机的收获量监测系统是精准农业的重要组成部分，系统在后期生成的产量图是作业处方图的重要组成部分。目前，谷物收获机测产技术主要采用冲量式、称重式、容积式、电容式、光电式等方式监测入仓粮食总量，均受到校准误差、谷物含水率和密度误差、传感器误差、机器震动误差等影响。
3、目前应用较广泛的测产方式为称重传感器测产方法，但该方法存在诸多缺陷，一是地块和作物类型品种更换的情况下，需要多次停车标定，实际操作困难；二是收获机工作时的颠簸振动对称重传感器测量值的影响非常大，严重影响测量精度；三是谷物密度发生变化的情况下无法自主标定。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提出了一种具有含水率测量功能的谷物收获量监测装置及方法，在校准谷物收获量的同时对谷物含水率进行测量，减少收获机颠簸和坡度对测量精度的影响，具有谷物流量测量值自校准和含水率测量的功能。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种具有含水率测量功能的谷物收获量监测装置，包括：处理器、储粮装置、设于储粮装置下方的计量装置以及与计量装置连接的配重装置；
4、所述储粮装置上设有流量传感器，用于对谷物流量进行检测；
5、所述计量装置上设有
6、所述配重装置包括配重块和平衡臂，平衡臂两侧分别设配重块和计量装置；
7、所述处理器，被配置为在平衡臂处于平衡状态时，根据配重块质量得到谷物标定质量，根据光电传感器阵列的触发位置得到计量装置内的谷物体积；根据谷物流量信号得到在质量校准时间段内流过储粮装置的谷物测量质量，根据谷物标定质量和谷物测量质量间的误差对由流量传感器得到的谷物质量进行校准，由此得到谷物总收获量，以及根据谷物体积得到谷物含水率；其中，质量校准时间段为从开始校准到平衡臂处于平衡状态时的时间段。
8、作为可选择的实施方式，所述储粮装置包括设有流量传感器的储粮筒和用于储粮筒打开与关闭的储粮筒翻板装置；储粮筒翻板装置包括储粮筒翻板电机、储粮筒翻板和储粮筒推拉电磁铁，储粮筒翻板的旋转轴安装在储粮筒外壁上并与储粮筒翻板电机连接，储粮筒推拉电磁铁安装在储粮筒的底部，并与储粮筒翻板的旋转轴呈90°布置，用于支撑并固定储粮筒翻板。
9、作为可选择的实施方式，所述计量装置包括计量筒和用于计量筒打开与关闭的计量筒翻板装置；计量筒安装在平衡臂上，光电传感器阵列呈90°安装在计量筒喇叭口壁上；
10、计量筒翻板装置包括计量筒翻板、计量筒推拉电磁铁和计量筒翻板电机，计量筒翻板的旋转轴安装在计量筒外壁上并与计量筒翻板电机连接，计量筒推拉电磁铁安装在计量筒的底部并与计量筒翻板的旋转轴呈90°布置，用于支撑并固定计量筒翻板。
11、作为可选择的实施方式，在开始校准时，计量筒翻板电机带动计量筒翻板旋转，以关闭计量筒底部，计量筒推拉电磁铁的推杆伸出将计量筒翻板固定；
12、当光电传感器阵列有触发信号后，储粮筒翻板电机带动储粮筒翻板旋转，以逐渐减少储粮筒底部的开度；
13、当平衡臂处于平衡状态时，储粮筒翻板电机带动储粮筒翻板旋转，以关闭储粮筒底部，储粮筒推拉电磁铁固定储粮筒翻板；
14、在校准结束后，控制计量筒推拉电磁铁的推杆收回，计量筒翻板电机带动计量筒翻板旋转，以打开计量筒底部；
15、当计量筒内的谷物清空后，控制储粮筒推拉电磁铁的推杆收回，储粮筒翻板电机带动储粮筒翻板旋转，以打开储粮筒。
16、作为可选择的实施方式，所述配重装置还包括支撑机构，所述支撑机构包括支撑底座、支撑座、定位板、支撑座轴承、力传感器、阻尼器、支撑块和接触开关；
17、支撑座设于支撑底座上，平衡臂通过支撑座轴承与支撑座连接，以支撑座为支点做垂直运动；
18、在支撑底座和平衡臂之间设于两个阻尼器和两个力传感器；
19、定位板安装在收获机粮箱上，且与配重块相对设置，定位板上设有支撑块和接触开关，
20、支撑底座与配重块相对的一侧设有支撑块和接触开关。
21、作为可选择的实施方式，所述平衡臂处于平衡状态为当两个力传感器的数值相等或处于设定阈值范围内，且配重块触发定位板上的接触开关时，平衡臂处于平衡状态；
22、在校准结束，计量筒内的谷物清空后，配重块下落到支撑底座的支撑块上，同时触发接触开关。
23、作为可选择的实施方式，在采样时间间隔δt下流过储粮装置的谷物测量质量m'为：m'＝gδt2·ρs；在质量校准时间段δt内流量传感器的采样次数为n'，由此谷物测量质量平均值为：
24、通过判断与谷物标定质量的误差δm与设定值mer的大小，判断是否对由流量传感器得到的谷物质量进行校准，由此得到的谷物总收获量m总为：
25、
26、式中：n1为收获过程未做校准的次数；n2为收获过程的总校准次数；s为流过储粮装置的谷物面积；ρ为谷物密度。
27、作为可选择的实施方式，当δm小于或等于设定值mer时不做校准，则若质量校准时间段δt和校准前间隔时间段t内流量传感器的总采样次数为nδt+t1，则谷物收获量m1为：
28、当δm大于设定值时进行校准，则质量校准时间段δt内的谷物收获量采用谷物标定质量m，得到校准系数ker为若校准前间隔时间段t内流量传感器的采样次数为nt次，流量传感器的测量值校准为m't，δt+t时间段内的谷物收获量m2为：m2＝m+m't。
29、作为可选择的实施方式，根据谷物体积得到的谷物含水率为：
30、
31、
32、式中，nw为谷物含水率总测量次数；w为第i次测量的谷物含水率；ρ为作业地块理想含水率条件下谷物密度；v为作业地块理想含水率条件下谷物体积；v'为平衡状态下计量筒内谷物体积；m为理想含水率条件下计量筒的标定质量。
33、第二方面，本专利技术提供一种具有含水率测量功能的谷物收获量监测方法，采用第一方面所述的具有含水率测量功能的谷物收获量监测装置，包括：
34、在平衡臂处于平衡状态时，根据配重块质量得到谷物标定质量；
35、根据流量传感器的谷物流量信号得到在质量校准时间段内流过储粮装置的谷物测量质量，根据谷物标定质量和谷物测量质量间的误差对由流量传感器得到的谷物质量进行校准，由此得到谷物总收获量；其中，质量校准时间段为从开始校准到平衡臂处于平衡状态时的时间段；
36、在平衡臂处于平衡状态时，根据光电传感器阵列的触发位置得到计量装置内的谷物体积，根据谷物体积得到谷物含水率。
37、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
38、本专利技术提出一种本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具有含水率测量功能的谷物收获量监测装置，其特征在于，包括：处理器、储粮装置、设于储粮装置下方的计量装置以及与计量装置连接的配重装置；
2.如权利要求1所述的一种具有含水率测量功能的谷物收获量监测装置，其特征在于，所述储粮装置包括设有流量传感器的储粮筒和用于储粮筒打开与关闭的储粮筒翻板装置；储粮筒翻板装置包括储粮筒翻板电机、储粮筒翻板和储粮筒推拉电磁铁，储粮筒翻板的旋转轴安装在储粮筒外壁上并与储粮筒翻板电机连接，储粮筒推拉电磁铁安装在储粮筒的底部，并与储粮筒翻板的旋转轴呈90°布置，用于支撑并固定储粮筒翻板。
3.如权利要求1所述的一种具有含水率测量功能的谷物收获量监测装置，其特征在于，所述计量装置包括计量筒和用于计量筒打开与关闭的计量筒翻板装置；计量筒安装在平衡臂上，光电传感器阵列呈90°安装在计量筒喇叭口壁上；
4.如权利要求2或3所述的一种具有含水率测量功能的谷物收获量监测装置，其特征在于，
5.如权利要求1所述的一种具有含水率测量功能的谷物收获量监测装置，其特征在于，所述配重装置还包括支撑机构，所述支撑机构包括支撑底座
6.如权利要求5所述的一种具有含水率测量功能的谷物收获量监测装置，其特征在于，
7.如权利要求1所述的一种具有含水率测量功能的谷物收获量监测装置，其特征在于，在采样时间间隔Δt下流过储粮装置的谷物测量质量M'为：M'＝gΔt2·ρS；在质量校准时间段ΔT内流量传感器的采样次数为n'，由此谷物测量质量平均值为：
8.如权利要求7所述的一种具有含水率测量功能的谷物收获量监测装置，其特征在于，
9.如权利要求1所述的一种具有含水率测量功能的谷物收获量监测装置，其特征在于，根据谷物体积得到的谷物含水率为：
10.一种具有含水率测量功能的谷物收获量监测方法，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的具有含水率测量功能的谷物收获量监测装置，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种具有含水率测量功能的谷物收获量监测装置，其特征在于，包括：处理器、储粮装置、设于储粮装置下方的计量装置以及与计量装置连接的配重装置；
2.如权利要求1所述的一种具有含水率测量功能的谷物收获量监测装置，其特征在于，所述储粮装置包括设有流量传感器的储粮筒和用于储粮筒打开与关闭的储粮筒翻板装置；储粮筒翻板装置包括储粮筒翻板电机、储粮筒翻板和储粮筒推拉电磁铁，储粮筒翻板的旋转轴安装在储粮筒外壁上并与储粮筒翻板电机连接，储粮筒推拉电磁铁安装在储粮筒的底部，并与储粮筒翻板的旋转轴呈90°布置，用于支撑并固定储粮筒翻板。
3.如权利要求1所述的一种具有含水率测量功能的谷物收获量监测装置，其特征在于，所述计量装置包括计量筒和用于计量筒打开与关闭的计量筒翻板装置；计量筒安装在平衡臂上，光电传感器阵列呈90°安装在计量筒喇叭口壁上；
4.如权利要求2或3所述的一种具有含水率测量功能的谷物收获量监测装置，其特征在于，
5.如权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈刚，孙宜田，李瑞，沈景新，李青龙，张志起，
申请(专利权)人：山东省农业机械科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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