專利名稱：一種谷物聯(lián)合收割機割幅測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)收獲機械，尤其涉及一種谷物聯(lián)合收割機割幅測量裝置。
背景技術(shù)：
“精準農(nóng)業(yè)”是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向，精準農(nóng)業(yè)需要在聯(lián)合收割機上安裝測產(chǎn)系統(tǒng) 來獲得準確的產(chǎn)量圖，測產(chǎn)系統(tǒng)需要根據(jù)收割幅度和聯(lián)合收割機的實際速度來實時測量收 獲面積，目前的國內(nèi)外的聯(lián)合收割機測產(chǎn)系統(tǒng)都是靠操作員手工輸入收割幅度，但是實際 收割時，不一定能保證滿幅收割，而是根據(jù)實際情況變割幅作業(yè)。這就需要一種能實時測量 實際割幅的傳感器。中國專利CN1285885C公布了一種自動在線測量谷物實際割幅寬度的方法及裝 置，該發(fā)明專利采用了兩個超聲波傳感器來測量作物離開兩個分禾器的距離，從而計算出 實際割幅。中國專利CN201081697公布了一種收割面積測量與計費裝置。該實用新型采用 超聲波測幅寬電路和測距傳感器提供一種作業(yè)面積測量與計費裝置。以上專利都是以超聲波測距傳感器來測量實際割幅的。但是作物的疏密程度會影 響超聲波的反射導致測量的誤差。對于分行種植的水稻，超聲波傳感器有時會正好穿過作 物的行間而不發(fā)生反射。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對上述問題，提供一種能夠忽略作物的疏密程度和作物行間距的影響的 割幅測量裝置。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為本發(fā)明包括左探測桿、測量左探測桿偏轉(zhuǎn)角度的左測角器、左支桿、右探測桿、測 量右探測桿偏轉(zhuǎn)角度的右測角器、右支桿和割幅計算系統(tǒng)。左支桿和右支桿后端通過軸承 安裝在聯(lián)合收割機割臺的分禾器上，工作時左右支桿水平指向聯(lián)合收割機的前進方向，不 工作的時候可以折疊起來，彈簧安裝在支桿與探測桿的連接處，用于使探測桿在不工作時 恢復到與支桿垂直的位置。支撐桿的尾端呈弧形上翹，遇到田梗等障礙時可以使支撐桿向 上浮起。測角器安裝在支桿的尾端，探測桿的前端連接測角器，探測桿以測角器為中心能在 水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動范圍為90度，探測桿后端呈圓弧形狀，與作物接觸。割幅計算系統(tǒng)包括單片 機(MCU)、信號處理電路、顯示器、存儲器和鍵盤，信號處理電路、顯示器和鍵盤直接與MCU 相連，存儲器通過IC總線接入單片機，測角器通過屏蔽電纜接到信號處理電路中。上述的測角器為旋轉(zhuǎn)電位器或旋轉(zhuǎn)編碼器，當采用旋轉(zhuǎn)電位器作為測角元件時， 輸出信號為模擬電壓，需要把模擬電壓轉(zhuǎn)換成角度。當采用旋轉(zhuǎn)編碼器作為測角元件時，旋 轉(zhuǎn)編碼器的輸出信號為一系列脈沖信號，將這一系列的脈沖信號接入到單片機中，利用定 時器對其進行計數(shù)，最終轉(zhuǎn)換為角度的變化。上述的單片機為MGEA16單片機。本發(fā)明利用彈簧控制探測桿的一端與作物緊密接觸，測角器測量出探測桿的偏轉(zhuǎn)角度，仍后根據(jù)三角函數(shù)計算出作物與支撐桿的距離。兩個支撐桿安裝在聯(lián)合收割機割臺 的兩個分禾器上，把兩個支撐桿的間距減去作物離開兩個支撐桿的距離就可測量聯(lián)合收割 機的實際收割幅寬。支撐桿后端通過軸承安裝在聯(lián)合收割機割臺的分禾器上，工作時支撐桿水平指向 聯(lián)合收割機的前進方向，不工作的時候可以折疊起來，支撐桿的尾端呈弧形上翹，遇到田梗 等障礙時可以使支撐桿向上浮起。探測桿的前端連接測角元件上，后端呈園弧形狀，與作物 接觸。探測桿以測角元件為中心可以在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動范圍為90度，當沒有作物的時候，彈 簧使測量桿與割臺平行，與支撐桿夾角為90度。測角元件用于測量探測桿和支撐桿之間的 夾角，并轉(zhuǎn)換成電信號輸出。測角元件可以采用旋轉(zhuǎn)電位器和旋轉(zhuǎn)編碼器，當采用旋轉(zhuǎn)電位 器作為測角元件時，輸出信號為模擬電壓，需要把模擬電壓轉(zhuǎn)換成角度。當采用旋轉(zhuǎn)編碼器 作為測角元件時，輸出信號為角度的數(shù)字信號。


圖1為割幅測量裝置的工作示意圖；圖2是割幅計算系統(tǒng)的系統(tǒng)組成框圖；圖3是信號處理電路原理示意圖；圖4是割幅計算系統(tǒng)整體電路圖1、左探測桿2、左測角器3、左支桿4、右探測桿5、右測角器6、右支桿7、 割幅計算系統(tǒng)
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細說明。所述左支桿3和右支桿6后端通過軸承安裝在聯(lián)合收割機割臺的分禾器上，工作 時左右支桿3、6水平指向聯(lián)合收割機的前進方向，探測桿的前端連接測角器上，后端呈園 弧形狀，與作物接觸。探測桿以測角器為中心可以在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動范圍為90度，當沒有作 物的時候，彈簧使探測桿與割臺平行，與支桿夾角為90度。測角器用于測量探測桿和支桿 之間的夾角，并轉(zhuǎn)換成電信號輸出。測角器可以采用旋轉(zhuǎn)電位器和旋轉(zhuǎn)編碼器，當采用旋轉(zhuǎn) 電位器作為測角器時，輸出信號為模擬電壓，需要把模擬電壓轉(zhuǎn)換成角度。當采用旋轉(zhuǎn)編碼 器作為測角元件時，輸出信號為角度的數(shù)字信號。系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)系統(tǒng)主要包括MCU、信號處理電路、顯示器、存儲器，鍵盤。MCU是采集、處理和顯示 所測量到的割幅，采用旋轉(zhuǎn)編碼器作為角度測量元件，選擇MEAG16單片機作為割幅計算系 統(tǒng)的核心處理器。當探測桿發(fā)生角度變化時，旋轉(zhuǎn)編碼器會產(chǎn)生相應的脈沖信號，將脈沖信 號接入到單片機中，采用脈沖直接計數(shù)法進行計算，測出角度變化量。顯示器采用液晶顯示 器，可以根據(jù)不同的工作場合進行選擇。存儲器主要是將測量到的割幅存儲在系統(tǒng)中；鍵盤 是用來調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)和查詢作業(yè)日志的。所述各功能模塊均是與MCU直接相連，在本系統(tǒng)中鍵盤采用簡潔設(shè)計，直接與單 片機相連接；兩路測量信號通過屏蔽電纜接到信號處理電路中，信號處理電路其電路原理 圖如圖3所示；液晶顯示器主要是用于實時顯示所測到的數(shù)據(jù)，顯示器直接與單片機相連；所述存儲器是采用24C01，通過IC總線接入單片機，可實時存儲大量的作業(yè)數(shù)據(jù)。割幅測量原理根據(jù)圖1所示的割幅測量裝置，已知割臺寬度為D,探測桿的長度是L，左探測桿的 測角器所測量到的角度為Q1，右探測桿的測角器測量的到的角度為Θ ρ可以算出割幅w:W = D-Lsin θ rLsin θ r ；這部分主要是將測量得到的角度信號轉(zhuǎn)換為寬度。
權(quán)利要求
一種谷物聯(lián)合收割機割幅測量裝置，其特征在于所述裝置包括左探測桿(1)、測量左探測桿偏轉(zhuǎn)角度的左測角器(2)、左支桿(3)、右探測桿(4)、測量右探測桿偏轉(zhuǎn)角度的右測角器(5)、右支桿(6)和割幅計算系統(tǒng)(7)；左支桿(3)和右支桿(6)后端通過軸承安裝在聯(lián)合收割機割臺的分禾器上，工作時左右支桿水平指向聯(lián)合收割機的前進方向，不工作的時候折疊起來，在支桿與探測桿的連接處設(shè)有彈簧，用于使探測桿在不工作時恢復到與支桿垂直的位置，支桿的尾端呈弧形上翹，遇到田梗等障礙時能使支桿向上浮起，測角器安裝在支桿的尾端，探測桿的前端連接測角器，探測桿以測角器為中心能在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動范圍為90度，探測桿后端呈圓弧形狀，與作物接觸；割幅計算系統(tǒng)包括單片機(MCU)、信號處理電路、顯示器、存儲器和鍵盤，信號處理電路、顯示器和鍵盤直接與MCU相連，存儲器通過IC總線接入單片機，測角器通過屏蔽電纜接到信號處理電路中。
2.如權(quán)利要求1所述的谷物聯(lián)合收割機割幅測量裝置，其特征在于上述的測角器為 旋轉(zhuǎn)電位器或旋轉(zhuǎn)編碼器，當采用旋轉(zhuǎn)電位器作為測角元件時，輸出信號為模擬電壓，需要 把模擬電壓轉(zhuǎn)換成角度；當采用旋轉(zhuǎn)編碼器作為測角元件時，旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出信號為一 系列脈沖信號，將這一系列的脈沖信號接入到單片機中，利用定時器對其進行計數(shù)，最終轉(zhuǎn) 換為角度的變化。
3.如權(quán)利要求1所述的谷物聯(lián)合收割機割幅測量裝置，其特征在于上述的單片機為 MGEA16單片機。
4.如權(quán)利要求1所述的谷物聯(lián)合收割機割幅測量裝置，其特征在于割臺寬度為D，探測桿的長度是L，左探測桿的測角器所測量到的角度為Q1，右探測桿 的測角器測量的到的角度為θρ割幅W的計算公式為W = D-Lsin θ1－Lsin θ r。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種谷物聯(lián)合收割機割幅測量裝置，屬于農(nóng)業(yè)收獲機械。所述裝置包括左探測桿、測量左探測桿偏轉(zhuǎn)角度的左測角器、左支桿、右探測桿、測量右探測桿偏轉(zhuǎn)角度的右測角器、右支桿和割幅計算系統(tǒng)。本發(fā)明利用彈簧控制探測桿的一端與作物緊密接觸，測角器測量出探測桿的偏轉(zhuǎn)角度，然后根據(jù)三角函數(shù)計算出作物與支撐桿之間的距離。兩個支撐桿安裝在聯(lián)合收割機割臺的兩個分禾器上，把兩個支撐桿的間距減去作物離開兩個支撐桿的距離就可測量聯(lián)合收割機的實際收割幅度。
文檔編號A01D41/12GK101907436SQ20101021196
公開日2010年12月8日 申請日期2010年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月28日
發(fā)明者張林林, 胡均萬, 陳樹人 申請人:江蘇大學