[发明专利]一种联合收割机的谷物质量测量装置与测量方法

权利要求书

1.一种联合收割机的谷物质量测量装置，其特征在于：包括安装于联合收割机上的净梁运升器、固定在净粮运升器外部的多维谷物质量流量传感器及设于净梁运升器内部位于多维谷物质量流量传感器下方的谷物收集区，所述的净梁运升器通过隔板分成两个隔间单元。

2.根据权利要求1所示的一种联合收割机的谷物质量测量装置，其特征在于：所述的收集区包括装料螺旋、设于装料螺旋左侧及底部的倾斜面，所述的装料螺旋朝向收集谷物的存储容器。

3.根据权利要求1所示的一种联合收割机的谷物质量测量装置，其特征在于：所述的净梁运升器包括传动轴、连接于传动轴上的链轮齿及附在链轮齿上的输送链组成，所述的输送链上规则的分布着桨叶装置。

4.根据权利要求3所示的一种联合收割机的谷物质量测量装置，其特征在于：所述的桨叶装置通过销钉固定在输送链上，所述的桨叶装置包括桨叶板、弹性体及安装基座，所述的桨叶板通过螺钉和垫片穿过桨叶板中间的安装孔与弹性体连接，所述的弹性体通过螺钉基座连接；所述的桨叶板及安装基座上均设有矩形槽；

所述的弹性体采用E型膜结构，在弹性体上设有施力柱，施力柱与弹性体为一体结构，所述弹性体侧面上设有安装孔；

所述的安装基座上设有一个安装孔、一个无线电线导线孔及一个电源线导线孔，在无线电线导线孔与电源线导线孔之间设有凹槽，所述的安装基座通过垫片与无线电线及电源模块连接，所述安装基座底部设有切面；所示的安装基座上的矩形槽与输送链之间采用过盈配合。

5.根据权利要求1所示的一种联合收割机的谷物质量测量装置，其特征在于：所述的多维谷物流量传感器由冲击板、弹性体和固定基座组成，所述的冲击板通过螺钉固定在弹性体上，所述的弹性体通过螺钉与固定基座连接，所述的弹性体采用E型膜结构，弹性体上设有创力柱，所述创力柱与弹性体为一体结构。

6.根据权利要求3所示的一种联合收割机的谷物质量测量装置，其特征在于：所述将桨叶装置中弹性体上应变片的贴片方向与Y轴方向成45°夹角，应变片R1、R2、R3和R4的阻值相等，应变片R1，R2，R3和R4组成惠斯通电桥电路。

7.根据权利要求1所示的一种联合收割机的谷物质量测量装置，其特征在于：所示的多维谷物质量流量传感器弹性体上应变片的贴片R1、R2、R3和R4构成一组检测电路测量冲击板受到X方向上的冲击力FX，R5、R6、R7和R8构成一组检测电路测量冲击板受到Y方向上的冲击力FY，R9、R10、R11和R12构成一组检测电路测量冲击板受到的Z方向上的冲击力FZ，R9、R10、R11和R12的贴片方向与X轴方向成45°夹角，R1-R12的阻值均相等。

8.一种联合收割机的谷物质量测量方法，其特征在于：所述的方法是建立谷物流量与多维谷物质量流量传感器测量力的关系，实时获取具有力感知的桨叶承载谷物的重量m，依据相邻两特殊桨叶的固定距离L和两相邻的特殊桨叶抛洒谷物的时间间隔t计算谷物撞击冲击板的实时速度vi，最后计算谷物的瞬时质量mi和总产量M，具体方法如下，

a、建立谷物质量流量与多维谷物质量流量传感器测量力的关系，根据冲量原理有：

F(t)Δt＝Δm(t)Δv

F(t)=Δm(t)ΔtΔv=q(t)Δv]]>

式中

F(t)----谷物在t时刻撞击冲击板时，多维谷物质量流量传感器在Z轴方向测量的力；

Δm(t)----在t时刻撞击冲击板的谷物质量；

Δt----谷物撞击冲击板的时间；

Δv----谷物撞击冲击板前后速度变化量；

q(t)----在t时刻谷物的质量流量；

当Δt足够小时，q(t)可以看成谷物的瞬时流量，谷物撞击冲击板后速度近似为零，Δv近似为谷物撞击冲击板的速度v_i，再根据多维质量流量传感器测量的Z轴的力信息，可以求得谷物的瞬时流量q(t)，实际应用中，在一定时间谷物产量能够反映土体的生产情况，因此可以计算一定时间内谷物的产量；根据公式最后计算出谷物的质量m；

b、将多维谷物质量流量传感器测量谷物质量和具有力感知的特殊桨叶测量谷物质量信息融合，

在一定时间内谷物产量可以反应精准农业产量分布的状况，因此可以计算某一特定时间内谷物的产量，该时间应该是周期P的整数倍，在此时间段内谷物质量流量传感器测量谷物的质量为m₁，具有力感知的特殊桨叶测量谷物重量为m₂，实际产量为m＝(m₁+m₂)/2。