專(zhuān)利名稱(chēng)：一種谷物質(zhì)量流量測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種谷物質(zhì)量流量傳感器，用于聯(lián)合收割機(jī)在線檢測(cè)谷物流量， 屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械和傳感器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
聯(lián)合收割機(jī)正朝著智能化，大型化的方向發(fā)展。在收割過(guò)程中實(shí)時(shí)檢測(cè)收割谷物流量，生成小區(qū)產(chǎn)量圖和測(cè)量谷物產(chǎn)量是精確農(nóng)業(yè)和智能化收割機(jī)不可缺少的組成部分。 因此谷物流量傳感器是實(shí)現(xiàn)流量檢測(cè)的重要部件。國(guó)內(nèi)外的谷物流量傳感器有光電式容積傳感器、輻射式傳感器、沖量式傳感器等。這些傳感器的測(cè)量方法雖各具特色，但在應(yīng)用上都存在一些需要解決的問(wèn)題。光電式容積傳感器受灰塵影響很大，輻射式傳感器對(duì)人身存在傷害。在國(guó)內(nèi)外沖量式谷物流量傳感器是運(yùn)用最廣泛的一種類(lèi)型，它基于沖擊原理， 當(dāng)谷物流撞擊傳感器時(shí)，傳感器受力與谷物流量相關(guān)。力的大小取決于谷物的流量，流量越大，作用在傳感器上的力越大，測(cè)量傳感器受力即可得到谷物流量值。沖量式流量計(jì)的測(cè)量范圍較廣，可用于測(cè)量絕大多數(shù)谷物。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可適應(yīng)惡劣的工農(nóng)業(yè)環(huán)境。但測(cè)量結(jié)果易受到升運(yùn)器速度、沖擊板位置、地勢(shì)、機(jī)器振動(dòng)等影響，目前對(duì)這些因素研究還有待于進(jìn)一步深入。經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，專(zhuān)利號(hào)為US005686671的美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種用于聯(lián)合收割機(jī)的沖量式谷物質(zhì)量流量傳感器，谷物沖擊到凹板上，凹版將力傳遞給后面的測(cè)力機(jī)構(gòu)，從而達(dá)到測(cè)量目的。公開(kāi)號(hào)為CN1702438A的中國(guó)專(zhuān)利“谷物質(zhì)量流量傳感器”公開(kāi)了一種懸臂梁式?jīng)_量谷物質(zhì)量流量傳感器，該傳感器利用在彈性元件上添加消振塊來(lái)減小聯(lián)合收割機(jī)正常工況下振動(dòng)對(duì)谷物質(zhì)量流量測(cè)量精度的影響。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有谷物質(zhì)量流量傳感器測(cè)量精度受振動(dòng)影響嚴(yán)重的技術(shù)難題， 一方面在機(jī)架與懸臂梁式力敏元件之間增加減震器，減小振動(dòng)的影響；另一方面實(shí)用新型一種新型的沖擊板，減少谷物在沖擊板上碰撞作用時(shí)間，增大谷物與沖擊板的作用力。試驗(yàn)表明通過(guò)以上兩方面的改進(jìn)，顯著提高了谷物質(zhì)量流量的測(cè)量精度，測(cè)量誤差小于5%。在研究創(chuàng)新方面，有效利用離散單元法高效處理顆粒群碰撞的優(yōu)勢(shì)，模擬谷物顆粒流與沖擊板的碰撞過(guò)程，從細(xì)觀上跟蹤、分析谷物籽粒流與沖擊板的碰撞過(guò)程。在離散元軟件中人工設(shè)置谷物的流量，通過(guò)模擬得到?jīng)_擊力的大小，經(jīng)過(guò)分析得出結(jié)論當(dāng)沖擊板為直板時(shí)，將增大谷物流與沖擊板的碰撞作用時(shí)間，不利于谷物質(zhì)量流量測(cè)量精度的提高。為此將直板改進(jìn)成帶有曲率為4m—1的曲面，這樣有利于谷物的擴(kuò)散，減少谷物與沖擊板的碰撞作用時(shí)間。本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是，包括機(jī)架、減震器A、減震器B、減震器C、減震器 D、導(dǎo)流板、沖擊板和底座，懸臂梁式力敏元件，連接體；所述減震器A，減震器B，減震器C，減震器D分別對(duì)稱(chēng)布置在機(jī)架上，四個(gè)減震器的一面與機(jī)架相連，另一面與連接體的上表面相連，連接體的側(cè)表面與上表面垂直；連接體的側(cè)面與懸臂梁式力敏元件(9)相連；懸臂梁式力敏元件通過(guò)底座與沖擊板的凹面一側(cè)相連；所述懸臂梁式力敏元件的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)放大電路與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連。四個(gè)減震器對(duì)稱(chēng)布置，一面固定在機(jī)架上，另一面與連接體的上表面相連，連接體的上表面與側(cè)表面垂直，兩垂直表面之間焊有加強(qiáng)筋，懸臂梁式力敏元件安裝在連接體的側(cè)表面上。懸臂梁式力敏元件與沖擊板之間用長(zhǎng)方體的底座隔開(kāi)，底座采用尼龍材料，上面開(kāi)有定位孔；沖擊板分為兩部分，上部分是平直的，下部分下部分為曲率4m—1的曲面，但兩部分為一體的。懸臂梁式力敏元件通過(guò)底座與沖擊板的凹面一側(cè)相連；沖擊板的材料為有機(jī)玻璃，上面開(kāi)有定位孔。導(dǎo)流板一端固定在機(jī)架上，另一端位于沖擊板正前方且靠近沖擊板凸起的方向。 導(dǎo)流板的彎曲角度為130°，與沖擊板之間的距離小于30mm，高度不超過(guò)沖擊板最上端的尚度。懸臂梁式力敏元件的輸出電壓經(jīng)過(guò)放大電路與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型采用離散單元法模擬谷物質(zhì)量流量測(cè)量過(guò)程，對(duì)沖擊板結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，將直沖擊板改進(jìn)成曲率為4m—1的沖擊板，有利于谷物的擴(kuò)散，減少谷物在沖擊板上的碰撞作用時(shí)間；同時(shí)利用減震器來(lái)減小收割機(jī)振動(dòng)對(duì)谷物質(zhì)量流量測(cè)量精度的影響。通過(guò)以上兩方面的改進(jìn)。提高了谷物質(zhì)量流量的測(cè)量精度。在收割機(jī)上的試驗(yàn)表明該谷物質(zhì)量流量測(cè)量裝置的測(cè)量誤差小于5%，穩(wěn)定性好。此外，該測(cè)量裝置的成本較低。

圖1是谷物質(zhì)量流量測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1、機(jī)架，2、減震器A，3、減震器B，4、減震器C，5、減震器D，6、導(dǎo)流板，7、沖擊
板，8、底座，9、懸臂梁式力敏元件，10、連接體。
具體實(shí)施方式
一種谷物質(zhì)量流量測(cè)量裝置，包括機(jī)架1，減震器A2，減震器B3，減震器C4，減震器 D5，導(dǎo)流板6，沖擊板7，底座8，懸臂梁式力敏元件9，連接體10。減震器A2，減震器B3，減震器C4，減震器D5分別對(duì)稱(chēng)布置在機(jī)架1上，四個(gè)減震器的一面與機(jī)架1相連，另一面與連接體10的上表面相連，連接體10的側(cè)表面與上表面垂直；連接體10的側(cè)面與懸臂梁式力敏元件9相連；懸臂梁式力敏元件9通過(guò)底座8與沖擊板7的凹面一側(cè)相連，該力敏元件的最大承載量為^g ；導(dǎo)流板6固定在機(jī)架1上，位于沖擊板7正前方且彎曲端靠近沖擊板7凸起的方向。導(dǎo)流板6的彎曲角度為130°，與沖擊板7 之間的距離小于30mm，同時(shí)導(dǎo)流板6的最下端的高度不得超過(guò)沖擊板7最上端的高度。懸臂梁式力敏元件9的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)放大電路與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連。本實(shí)用新型的谷物質(zhì)量流量測(cè)量裝置工作時(shí)，收割機(jī)產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)通過(guò)四個(gè)減震器減弱。谷物與沖擊板7凸出的一面碰撞，碰撞之后迅速散落到收割機(jī)的糧箱里，碰撞產(chǎn)生的沖擊力經(jīng)過(guò)沖擊板7和底座8傳遞給懸臂梁式力敏元件9。懸臂梁式力敏元件9產(chǎn)生電信號(hào)，經(jīng)放大后傳遞給數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)標(biāo)定之后，該測(cè)量裝置可以應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)
權(quán)利要求1.一種谷物質(zhì)量流量測(cè)量裝置，其特征在于，包括機(jī)架(1)、減震器A(2)、減震器B(3)、 減震器C (4)、減震器D (5)、導(dǎo)流板(6)、沖擊板(7)和底座(8)，懸臂梁式力敏元件(9)，連接體(10);所述減震器A (2)，減震器B (3)，減震器C (4)，減震器D (5)分別對(duì)稱(chēng)布置在機(jī)架(1)上，四個(gè)減震器的一面與機(jī)架(1)相連，另一面與連接體(10)的上表面相連，連接體(10)的側(cè)表面與上表面垂直；連接體(10)的側(cè)面與懸臂梁式力敏元件(9)相連；懸臂梁式力敏元件(9)通過(guò)底座(8)與沖擊板(7)的凹面一側(cè)相連；所述懸臂梁式力敏元件(9)的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)放大電路與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種谷物質(zhì)量流量測(cè)量裝置，其特征在于，所述沖擊板(7)分為兩部分，上部分是平直的，下部分為曲率4m—1的曲面，沖擊板(7)的兩部分為一體；沖擊板 (7)的材料為有機(jī)玻璃，上面開(kāi)有定位孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種谷物質(zhì)量流量測(cè)量裝置，其特征在于，所述導(dǎo)流板 (6)的彎曲角度為130°，導(dǎo)流板(6)的一端固定在機(jī)架(1)上，導(dǎo)流板(6)的另一端位于沖擊板(7)正前方且靠近沖擊板(7)凸起的方向，與沖擊板之間的距離小于30mm，高度不超過(guò)沖擊板最上端的高度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種谷物質(zhì)量流量測(cè)量裝置，其特征在于，所述底座(8) 為長(zhǎng)方體底座，上面開(kāi)有定位孔，材料為尼龍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種谷物質(zhì)量流量測(cè)量裝置，其特征在于，所述連接體 (10)的上表面與側(cè)表面之間焊有加強(qiáng)筋。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種谷物質(zhì)量流量測(cè)量裝置，其特征在于，所述的懸臂梁式力敏元件最大承載量為^g。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種谷物質(zhì)量流量測(cè)量裝置，屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械和傳感器技術(shù)領(lǐng)域。本實(shí)用新型包括機(jī)架，四個(gè)減震器，導(dǎo)流板，沖擊板，底座，懸臂梁式力敏元件，連接體。四個(gè)減震器分別對(duì)稱(chēng)布置在機(jī)架上，四個(gè)減震器的一面與機(jī)架相連，另一面與連接體的上表面相連；連接體的側(cè)面與懸臂梁式力敏元件相連；懸臂梁式力敏元件通過(guò)底座與沖擊板的凹面一側(cè)相連；導(dǎo)流板固定在機(jī)架上，并且位于沖擊板的正前方，彎曲一端靠近沖擊板；懸臂梁式力敏元件的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)放大電路與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連。本實(shí)用新型采用減震器來(lái)減小收割機(jī)振動(dòng)對(duì)谷物質(zhì)量流量測(cè)量精度的影響；同時(shí)采用曲率為4m-1的沖擊板，有利于谷物的擴(kuò)散。具有測(cè)量精度高，穩(wěn)定可靠，成本低的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01F1/76GK202171479SQ20112014816
公開(kāi)日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月11日
發(fā)明者姜國(guó)微, 徐溪超, 楊寧, 邱白晶 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)