聯(lián)合收割機谷物損失傳感器動態(tài)檢測性能標定裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型為一種聯(lián)合收割機谷物損失傳感器動態(tài)檢測性能標定裝置，屬于傳感器性能檢測領域，主要用于聯(lián)合收割機谷物損失傳感器檢測性能的動態(tài)標定。本實用新型裝置主要由兩部分構成，一是由傳送帶和步進電機等構成的物料輸送部件，二是由傳感器安裝激振臺，它采用電磁激振器作為振源，激振臺的振動形態(tài)可以調節(jié)，將谷物損失傳感器安裝于激振臺上，可以模擬傳感器在聯(lián)合收割機上受到的振動干擾情況。本實用新型可以模擬物料在脫粒分離以及清選后，沖擊谷物損失傳感器的運動狀態(tài)，對于標定傳感器在不同作業(yè)狀態(tài)下的測量速度、精度和穩(wěn)定性，優(yōu)化傳感器設計具有重要意義。
【專利說明】聯(lián)合收割機谷物損失傳感器動態(tài)檢測性能標定裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于谷物損失傳感器標定【技術領域】，具體涉及一種聯(lián)合收割機谷物損失傳感器動態(tài)檢測性能標定裝置。
【背景技術】
[0002]聯(lián)合收割機在田間作業(yè)時，不可避免地會產(chǎn)生谷物損失，主要形式為清選損失和夾帶損失，谷物損失率的大小是衡量聯(lián)合收割機作業(yè)性能的重要技術指標，也是聯(lián)合收割機工作參數(shù)調控的重要依據(jù)，國內外學者正在積極開展谷物損失傳感器的研究工作。目前，主要方法是采用壓電材料作為敏感元件來檢測谷粒撞擊信號，通過對檢測信號進行鑒別處理，得到損失谷物的數(shù)量。聯(lián)合收割機在清選和脫粒作業(yè)后產(chǎn)生的損失籽粒，通?；祀s在一定數(shù)量的穎殼、莖桿等雜余中，由于籽粒的質量較小，其沖擊信號微弱，此外，聯(lián)合收割機在收獲過程中，機組的振動、地面的顛簸都會對壓電材料輸出信號產(chǎn)生顯著影響?，F(xiàn)有文獻報道的傳籽粒損失監(jiān)測感器標定裝置，主要是通過電磁振動給料器使籽粒按一定的速度下落撞擊傳感器，獲取籽粒的沖擊信號，其存在的問題主要包括:由于籽粒和雜余的力學特性不同，通過電磁振動給料時，很難準確控制單位時間內沖擊傳感器的籽粒數(shù)量，籽粒和雜余的喂入速度不一致，水平速度不穩(wěn)定，籽粒和雜余在傳感器表面的沖擊點相對集中，不能真實反映傳感器的實際工作狀態(tài)，重復性差，只適用于傳感器的靜態(tài)標定。因此，本發(fā)明提出通過模擬混合物料在脫粒分離以及清選后，沖擊谷物損失傳感器的運動狀態(tài)，研制傳感器動態(tài)檢測性能標定方法與裝置，分析傳感器在不同作業(yè)狀態(tài)下的測量速度、精度和穩(wěn)定性，優(yōu)化傳感器設計，具有重要的理論研究意義和實用價值，目前未見有公開研究報道。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明是提供一種結構簡單可靠、設計合理、實用性強的聯(lián)合收割機谷物損失傳感器動態(tài)檢測性能標定裝置。
[0004]為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是:
[0005]一種聯(lián)合收割機谷物損失傳感器動態(tài)檢測性能標定裝置，由機架1、橡膠底座2、激振臺部件和物料輸送部件組成，機架I底部設置有橡膠底座2，激振臺部件和物料輸送部件設置在機架1，激振臺部件正對物料輸送部件一端的正下方位置。
[0006]所述的激振臺部件由下面板4、電磁激振器6、銜鐵7、四個彈簧8、上面板9、兩個支架11、振動平臺13和激振控制器28組成，下面板4固定安裝于機架I上，電磁激振器6固定安裝在下面板4的中心位置，電磁激振器6與激振控制器28連接，上面板4與下面板9之間通過四個彈簧8連接，在上面板4的底面正對電磁激振器6的位置固定安裝銜鐵7，在上面板9的正面中心對稱位置安裝有兩個支架11，振動平臺13通過螺栓四12固定安裝于支架11。
[0007]所述的物料輸送部件由高度調節(jié)支架15、連接銷16、高度調節(jié)桿17、安裝平臺18、輸送帶19、驅動滾筒20、軸承座一 21、被動滾筒22、軸承座二 23、軸承座三24、軸承座四25、聯(lián)軸器26和步進電機27組成，高度調節(jié)桿17能夠在高度調節(jié)支架15內自由滑動，高度調節(jié)桿17與高度調節(jié)支架15之間通過連接銷16連接，驅動滾筒20通過軸承座一 21和軸承座四25固定安裝于安裝平臺18上，被動滾筒22通過軸承座二 23和軸承座三24固定安裝于安裝平臺18上，驅動滾筒20與被動滾筒22之間安裝輸送帶19，步進電機27固定于安裝平臺18上，步進電動27的輸出軸通過聯(lián)軸器26與驅動滾筒20連接，用于驅動輸送帶19轉動。
[0008]本發(fā)明的技術方案優(yōu)選振動平臺13與支架11的安裝角度角度范圍為0-±75°。
[0009]本發(fā)明的技術方案優(yōu)選所述的下面板4距離機架I上表面高度為0-20cm。
[0010]本發(fā)明的技術方案優(yōu)選所述的輸送帶19的寬度400mm,單面長度1200mm。
[0011]本發(fā)明裝置主要由兩部分構成，一是由傳送帶和步進電機等構成的物料輸送部件，二是由傳感器安裝激振臺，它采用電磁激振器作為振源，激振臺的振動形態(tài)可以調節(jié)，將谷物損失傳感器安裝于激振臺上，模擬傳感器在聯(lián)合收割機上受到的振動干擾情況，將一定比例的籽粒和雜余混合物料均勻鋪放在輸送帶上，通過步進電機改變輸送帶傳送速度，以控制單位時間內的物料數(shù)量和下落速度，通過模擬物料在脫粒分離以及清選后，沖擊谷物損失傳感器的運動狀態(tài)，標定傳感器作業(yè)性能。
[0012]上述方法具體是:
[0013]機架的底面四角采用四個螺栓一固定鏈接四個橡膠底座，機架水平放置于地面，機架上表面的一側安裝激振臺部件，另一側安裝物`料輸送部件，根據(jù)聯(lián)合收割機實際工作時，實際谷物損失傳感器安裝位置的振動情況調節(jié)振動平臺振動參數(shù)和安裝角度，根據(jù)脫粒和清選后產(chǎn)生的籽粒和雜余比例配置混合物料，并將配置的混合物料均勻鋪放至輸送帶，通過控制輸送帶的速度以及垂直高度，確定混合物料與谷物損失傳感器發(fā)生碰撞的速度，根據(jù)傳感器測量得到的總籽粒數(shù)量與實際籽粒數(shù)量進行比較，即可得到傳感器的測量誤差。改變傳感器的振動參數(shù)和安裝角度、混合物料的水平速度和垂直速度、籽粒和雜余的比例，即可標定傳感器在不同作業(yè)狀態(tài)下的測量速度、精度和穩(wěn)定性。
[0014]所述的激振臺部件主要由下面板、螺栓二、電磁激振器、銜鐵、彈簧、上面板、螺栓三、支架、螺栓四、振動平臺和激振控制器構成。下面板安裝于機架的上表面的一側，下面板與機架之間通過螺栓二鏈接，安裝位置可以在0-20cm范圍內調節(jié)，電磁激振器固定安裝在下面板的中心位置，電磁激振器的參數(shù)通過激振控制器控制，上面板與下面板之間通過四根彈簧連接，在上面板的底面正對電磁激振器的位置固定安裝銜鐵，在上面板的正面中心對稱位置安裝兩個支架，上面板與支架之間通過螺栓三連接，振動平臺通過螺栓四固定安裝于支架，振動平臺與支架的安裝角度可以調節(jié)，角度調節(jié)范圍0-±75°，谷物損失傳感器固定安裝于振動平臺上。
[0015]所述的物料輸送部件主要由高度調節(jié)支架、連接銷、高度調節(jié)桿、安裝平臺、輸送帶、驅動滾筒、軸承座一、被動滾筒、軸承座二、軸承座三、軸承座四、聯(lián)軸器和步進電機構成。在機架上表面的另一側垂直焊接四根高度調節(jié)支架，并在每一根高度調節(jié)支架的不同位置加工一排通孔，四根高度調節(jié)桿垂直焊接于安裝平臺，四根高度調節(jié)桿的相對位置應與四根高度調節(jié)支架的相對位置保持一致，高度調節(jié)桿的直徑應小于高度調節(jié)支架，并且保證高度調節(jié)桿能夠在高度調節(jié)支架內自由滑動，高度調節(jié)桿與高度調節(jié)支架之間通過連接銷連接，驅動滾筒通過軸承座一和軸承座四固定安裝于安裝平臺上，被動滾筒通過軸承座二和軸承座三固定安裝于安裝平臺上，應保證驅動滾筒與被動滾筒的軸線平行，驅動滾筒與被動滾筒之間安裝輸送帶，應保證輸送帶張緊，步進電機固定于安裝平臺上，步進電動的輸出軸通過聯(lián)軸器與驅動滾筒連接，用于驅動輸送帶轉動。
[0016]所述的混合物料均勻鋪放至輸送帶上,輸送帶寬度400mm,單面長度1200mm,通過設定步進電機的轉速以及驅動滾筒的直徑，計算得到輸送帶的線速度，此線速度即為物料沖擊傳感器的水平速度的調節(jié)范圍為0-0.5 m/s，調節(jié)物料的水平速度，也可以調整從輸送帶下落的混合物料沖擊谷物損失傳感器表面的落點位置，實現(xiàn)物料均勻沖擊谷物損失傳感器表面。
[0017]所述的通過連接銷調節(jié)高度調節(jié)桿與高度調節(jié)支架的相對位置，調節(jié)范圍0-500_，改變物料沖擊傳感器的垂直速度tv Fn的調節(jié)范圍為0-3 m/s。
[0018]所述谷物損失傳感器標定試驗中，如果混合物料在輸送帶上的鋪放長度為L，混合物料中籽粒數(shù)量為N,則單位時間內沖擊傳感器的籽粒數(shù)量為M=N.vT/L, M的范圍為
0-2000粒/s，將傳感器測量得到的總籽粒數(shù)量與實際籽粒數(shù)量N進行比較，即可得到傳感器的測量誤差。
[0019]本發(fā)明解決聯(lián)合收割機谷物損失傳感器動態(tài)檢測性能的標定技術難題，通過模擬聯(lián)合收割機脫粒和清選后的產(chǎn)生的籽粒和雜余等混合物料沖擊谷物損失傳感器的運動狀態(tài)，可以分析傳感器在不同作業(yè)狀態(tài)下的測量速度、精度和穩(wěn)定性，單位時間內物料的數(shù)量、物料沖擊傳感器的速度、角度、物料中籽粒和雜余的比例以及傳感器安裝位置的振動參數(shù)等均可調節(jié)。可以為研發(fā)人員驗證、評判、改進谷物損失監(jiān)測傳感器性能提供試驗依據(jù)，對于優(yōu)化傳感器設計、提高測量性能和穩(wěn)定性以及確定傳感器安裝位置具有重要意義。
[0020]本發(fā)明在機架上分別安裝激振臺和物料輸送部件，將谷物損失傳感器固定安裝于激振臺上，將聯(lián)合收割機脫粒和清選后產(chǎn)生的損失籽粒和雜余，通過帶輸送沖擊傳感器，可以模擬聯(lián)合收割機實際工作時，谷物損失傳感器在振動干擾背景下的動態(tài)檢測狀態(tài)，傳感器的振動參數(shù)、安裝角度、混合物料的水平速度、垂直速度、落點位置、籽粒和雜余的比例均可以調節(jié)，實現(xiàn)了在不同作業(yè)狀態(tài)下，谷物損失傳感器的測量速度、精度和穩(wěn)定性的室內標定，為谷物損失傳感器設計的優(yōu)化提供依據(jù)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0022]圖1是谷物損失傳感器動態(tài)檢測性能標定裝置結構主視圖。
[0023]圖2是谷物損失傳感器動態(tài)檢測性能標定裝置結構俯視圖。
[0024]圖3是谷物損失傳感器動態(tài)檢測性能標定裝置結構左視圖。
[0025]圖中:I機架，2橡膠底座，3螺栓一，4下面板，5螺栓二，6電磁激振器，7銜鐵，8彈簧，9上面板，10螺栓三，11支架，12螺栓四，13振動平臺，14谷物損失傳感器，15高度調節(jié)支架，16連接銷，17高度調節(jié)桿，18安裝平臺，19輸送帶，20驅動滾筒，21軸承座一，22被動滾筒，23軸承座二，24軸承座三，25軸承座四，26聯(lián)軸器，27步進電機，28激振控制器
[0026]【具體實施方式】:
[0027]裝置結構請參閱圖1、2、3。
[0028]機架I的底面四角采用四個螺栓一 3固定鏈接四個橡膠底座2，機架I水平放置于地面，機架I上表面的一側安裝下面板4，下面板4與機架I之間通過螺栓二 5鏈接，安裝位置可以在0-20cm范圍內調節(jié)，電磁激振器6固定安裝在下面板4的中心位置，電磁激振器6的參數(shù)通過激振控制器28控制，上面板9與下面板4之間通過四根彈簧8連接，在上面板9的底面正對電磁激振器6的位置固定安裝銜鐵7，在上面板9的正面中心對稱位置安裝兩個支架11，上面板9與支架11之間通過螺栓三10連接，振動平臺13通過螺栓四12固定安裝于支架11，振動平臺13與支架11的安裝角度可以調節(jié)，角度調節(jié)范圍0-±75°，谷物損失傳感器14固定安裝于振動平臺13上。
[0029]在機架I上表面的另一側垂直焊接四根高度調節(jié)支架15，并在每一根高度調節(jié)支架15的不同位置加工一排通孔，四根高度調節(jié)桿17垂直焊接于安裝平臺18，四根高度調節(jié)桿17的相對位置應與四根高度調節(jié)支架15的相對位置保持一致，高度調節(jié)桿17的直徑應小于高度調節(jié)支架15，并且保證高度調節(jié)桿17能夠在高度調節(jié)支架15內自由滑動，高度調節(jié)桿17與高度調節(jié)支架15之間通過連接銷16連接，驅動滾筒20通過軸承座一 21和軸承座四25固定安裝于安裝平臺18上，被動滾筒22通過軸承座二 22和軸承座三24固定安裝于安裝平臺18上，應保證驅動滾筒20與被動滾筒22的軸線平行，驅動滾筒20與被動滾筒22之間安裝輸送帶19,輸送帶寬度400mm,單面長度1200mm,應保證輸送帶張緊,步進電機27固定于安裝平臺18上，步進電動27的輸出軸通過聯(lián)軸器26與驅動滾筒連接，用于驅動輸送帶19轉動。
[0030]下面結合實例做進一步的闡述:
[0031]工作過程中，通過改變振動平臺13的安裝角度，調節(jié)傳感器14的安裝角度，通過激振控制器28控制電磁激振器6的電磁吸力的大小和頻率，使傳感器14產(chǎn)生振動，根據(jù)實際谷物損失傳感器安裝位置的振動情況調節(jié)傳感器14振動參數(shù)和安裝角度，通過4螺栓二調節(jié)下面板5的安裝位置，以保證物料能夠沖擊到傳感器14表面，并且可以調節(jié)物料沖擊傳感器14表面的落點位置。根據(jù)聯(lián)合收割機實際工作時，脫粒和清選后產(chǎn)生的籽粒和雜余比例配置混合物料，并將配置的混合物料均勻鋪放至輸送帶19上，設定步進電機27的轉速，并根據(jù)驅動滾筒20的直徑計 算得到輸送帶19的線速度，此線速度即為物料沖擊傳感器14的水平速度^，κτ的調節(jié)范圍為0-0.5 m/s，通過連接銷16調節(jié)高度調節(jié)桿17與高度調節(jié)支架15的相對位置，調節(jié)范圍0-500_，改變物料沖擊傳感器的垂直速度tv Fn的調節(jié)范圍為0-3 m/s，試驗過程中，調節(jié)物料的水平速度，也可以調整從輸送帶19下落的混合物料沖擊谷物損失傳感器14表面的落點位置，實現(xiàn)物料均勻沖擊谷物損失傳感器14表面。如果混合物料在輸送帶19上的鋪放長度為L，混合物料中籽粒數(shù)量為N，則單位時間內沖擊傳感器的籽粒數(shù)量為M=N.t/L，M的范圍為0-2000粒/s，將傳感器14測量得到的總籽粒數(shù)量與實際籽粒數(shù)量N進行比較，即可得到傳感器14的測量誤差。
[0032]改變傳感器14的振動參數(shù)和安裝角度、混合物料的水平速度和垂直速度、籽粒和雜余的比例，即可標定傳感器14在不同作業(yè)狀態(tài)下的測量速度、精度和穩(wěn)定性。
【權利要求】
1.一種聯(lián)合收割機谷物損失傳感器動態(tài)檢測性能標定裝置，其特征在于:由機架(1)、橡膠底座(2)、激振臺部件和物料輸送部件組成，機架(1)底部設置有橡膠底座(2)，激振臺部件和物料輸送部件設置在機架(I )，激振臺部件正對物料輸送部件一端的正下方位置。
2.根據(jù)權利要求1所述的聯(lián)合收割機谷物損失傳感器動態(tài)檢測性能標定裝置，其特征在于:所述的激振臺部件由下面板(4)、電磁激振器(6)、銜鐵(7)、四個彈簧(8)、上面板(9)、兩個支架(11)、振動平臺(13)和激振控制器(28)組成，下面板(4)固定安裝于機架(1)上，電磁激振器(6)固定安裝在下面板(4)的中心位置，電磁激振器(6)與激振控制器(28)連接，上面板(4)與下面板(9)之間通過四個彈簧(8)連接，在上面板(4)的底面正對電磁激振器(6)的位置固定安裝銜鐵(7)，在上面板(9)的正面中心對稱位置安裝有兩個支架(11)，振動平臺(13)通過螺栓四(12)固定安裝于支架(11)。
3.根據(jù)權利要求1所述的聯(lián)合收割機谷物損失傳感器動態(tài)檢測性能標定裝置，其特征在于:所述的物料輸送部件由高度調節(jié)支架(15)、連接銷(16)、高度調節(jié)桿(17)、安裝平臺(18),輸送帶(19 )、驅動滾筒(20 )、軸承座一(21)、被動滾筒(22 )、軸承座二( 23 )、軸承座三(24 )、軸承座四(25 )、聯(lián)軸器(26 )和步進電機(27 )組成，高度調節(jié)桿(17)能夠在高度調節(jié)支架(15)內自由滑動，高度調節(jié)桿(17)與高度調節(jié)支架(15)之間通過連接銷(16)連接，驅動滾筒(20 )通過軸承座一(21)和軸承座四(25 )固定安裝于安裝平臺(18 )上，被動滾筒(22 )通過軸承座二( 23 )和軸承座三(24)固定安裝于安裝平臺(18 )上，驅動滾筒(20 )與被動滾筒(22)之間安裝輸送帶(19)，步進電機(27)固定于安裝平臺(18)上，步進電動(27)的輸出軸通過聯(lián)軸器(26)與驅動滾筒(20)連接，用于驅動輸送帶(19)轉動。
4.根據(jù)權利要求2所述的聯(lián)合收割機谷物損失傳感器動態(tài)檢測性能標定裝置，其特征在于:振動平臺(13)與支架(11)的安裝角度角度范圍為0-±75°。
5.根據(jù)權利要求2所述的聯(lián)合收割機谷物損失傳感器動態(tài)檢測性能標定裝置，其特征在于:所述的下面板(4)距離機架(1)上表面高度為0-20cm。
6.根據(jù)權利要求3所述的聯(lián)合收割機谷物損失傳感器動態(tài)檢測性能標定裝置，其特征在于:所述的輸送帶(19)的寬度400mm,單面長度1200mm。
【文檔編號】A01D41/127GK203423976SQ201320473075
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月5日 優(yōu)先權日:2013年8月5日
【發(fā)明者】趙湛, 李耀明, 陳義, 粱振偉 申請人:江蘇大學