玉米收穫機果穗餵入量測試方法及測試裝置的製作方法

2023-10-18 07:57:34

專利名稱：玉米收穫機果穗餵入量測試方法及測試裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及農業裝備田間監測技術領域，特別涉及一種玉米收穫機果穗餵 入量測試方法及測試裝置。
背景技術：
玉米是重要的糧食作物，廣泛用做食品、飼料和工業原料。玉米在我國就 有二十多個省區廣泛種植，歷史悠久，是我國第三大種植作物，種植面積約2400 萬hm2，位居世界第二。但是，玉米機械化收穫大大滯後於我國農業現代化發展 的需求，機收面積遠遠低於小麥和水稻。截至目前，玉米機收面積約佔種植面 積的3% 4%，大力發展玉米收穫機械化是當前我國農業機械化工作的重點之
目前，國內外玉米收穫機種類繁多，若按動力配置方式可分為牽引式、 背負式和自走式等類型玉米收穫機；若按收穫行數可分為單行、兩行、三行 和多行(4 6行或更多)玉米收穫機；以上各類型玉米收穫機按作業功能可分 為單功能玉米收穫機和多功能玉米收穫機即玉米聯合收穫機。
單功能玉米收穫機既只收穫玉米果穗，其工藝流程為摘穗——輸送—— 集穗，該工藝流程是各類型玉米收穫機的基本收穫工藝流程；多功能玉米收穫 機(玉米聯合收穫機)在作業時不僅收穫玉米果穗(或籽粒)，還要進行玉米秸 稈處理或根茬處理，其作業工藝流程可分為果穗收穫型和籽粒收穫型兩類，果 穗收穫型玉米收穫機又可稱為玉米果穗收穫機；籽粒收穫型玉米收穫機亦可稱 為玉米籽粒收穫機。
果穗收穫型玉米收穫機的工藝流程為摘穗——輸送——集穗——秸稈處 理(切段青貯、割倒鋪放或粉碎還田)一一根茬處理(破茬還田)；或摘穗—— 輸送——剝皮——集穗——秸稈處理(切段青貯、割倒鋪放或粉碎還田)—— 根茬處理(破茬還田)。現有的玉米果穗收穫機常對其摘穗、剝皮、秸杆、根茬 等處理功能按需組合，以滿足各地域客戶的不同需求。
籽粒收穫型玉米收穫機的工藝流程為摘穗——輸送——脫粒——分離——清選——集籽粒——秸稈處理(切段青貯、割倒鋪放或粉碎還田)——根 茬處理(破茬還田)，我國目前大多數玉米收穫機在收穫作業時不對玉米根茬 進行處理。
我國雖地大物博，但人口眾多，人均佔有耕地面積遠低於世界的人均值，
需用佔世界9%的耕地養活佔世界22%的人口，確非易事。為保障我國的糧食
生產和糧食安全，農業生產常致力於提高土地的複種指數(耕地一年收穫一季
作物，其複種指數為1;兩年收穫三季莊稼，其複種指數為1.5)，培育和種植 早熟、早收、高產作物，提高土地的利用率和產出率，多打糧食，以保障我國 13億人口的吃飯問題。根據我國玉米地域的種植情況，除東北少數較寒冷地區 玉米機械化收穫時直接脫粒籽粒外，大多數地區玉米收穫機只收穫玉米果穗， 以減少玉米作物佔有土地的時間，等待果穗晾曬乾噪後，再進行脫粒、貯藏、 加工和食用。
當今國內外現有的玉米收穫機都不具有果穗餵入量測試功能，如美國John Deere公司的9660 STS型聯合收穫機是屬於籽粒收穫型玉米收穫機，該機不是 收穫、入倉玉米果穗，而是直接收穫、脫粒玉米籽粒。該聯合收穫機雖然可以 進行玉米籽粒產量測試，但沒有玉米果穗餵入量測試裝置，不具有玉米果穗餵 入量(kg/s、穗/秒)測試功能，不能進行玉米果穗餵入量的測試和顯示。
國內外現有的一些穀物聯合收穫機通過換裝玉米割臺也可以進行玉米收 獲，如美國John Deere公司的JD1065型聯合收穫機及CASE公司的CASE2366 型聯合收穫機等機型屬於籽粒收穫型玉米收穫機。目前，能夠換裝玉米割臺的 聯合收穫機大都屬於籽粒收穫型玉米收穫機，也有些屬於果穗收穫型玉米收穫 機，如中國收穫機械總公司新疆3.0型(先鋒3088型聯合收穫機)聯合收穫機 經改裝(加裝玉米割臺及輸送槽、果穗箱等部件)後就成為果穗收穫型玉米聯 合收穫機。
現有的穀物聯合收穫機餵入量測試技術(如發明專利90101728.0)依據
其測試原理，可以進行籽粒收穫型玉米聯合收穫機餵入量的測試，但其只能測 試經由收穫機傾斜輸送器(過橋)送入脫粒滾筒的全部餵入量(kg/s)，而不能進行收穫機果穗餵入量(穗/秒)的測試。
目前，由於現有的果穗收穫型玉米收穫機(即玉米果穗收穫機)上沒有果 穗餵入量實時測試裝置，在果穗收穫作業時，想"快跑多收"，大餵入量作業， 時常會出現玉米割臺(摘穗臺)及果穗輸送裝置等相關部件由於超額定餵入量 (設計餵入量)造成堵塞現象和損失過大等故障，這樣就需要停止作業，由人 工疏通堵塞和排除故障，就會造成玉米收穫機生產效率不高和作業質量下降。

發明內容
本發明為了解決現有玉米收穫機果穗餵入量測試技術中的不足之處，根據 我國及國外玉米果穗的收穫狀況，實現玉米收穫機果穗收穫作業時實施監測生 產效率，提供一種餵入量測試方法及測試裝置。該方法不僅實時測試玉米收穫
機隨機果穗餵入量(kg/s、穗/秒)，還可以實時監測玉米收穫機的果穗流量(kg/s、
穗/秒)。對於收穫玉米果穗的收穫機與收穫玉米籽粒的收穫機不同，其作業餵入
量(kg/s、穗/秒)與果穗流量(kg/s、穗/秒)是相同的，果穗流量即是玉米收穫
機的餵入量。實時了解玉米收穫機的餵入量，收穫作業就可操控收穫機處於最 佳工作狀況，達到最高生產效率和作業質量。
為了解決上述技術問題，本發明"玉米收穫機果穗餵入量測試方法及測試
裝置"的技術方案為玉米收穫機在田間收穫作業時，玉米割臺(摘穗臺)將 玉米植株上的果穗摘下後，進入果穗輸送裝置；果穗輸送裝置將玉米果穗送入 果穗流量信息採集機構；配置在該機構的果穗餵入量傳感器將果穗餵入量的力 學信號轉變為電信號，並將該電信號傳送給果穗餵入量測試裝置，進行果穗餵 入量(kg/s、穗/秒)的測試；經過果穗流量信息採集機構的玉米果穗進入果穗 箱，其作業工藝流程為摘穗——輸送——測餵入量——集穗，由此實現玉米 果穗的測試和收穫。
對於裝有果穗剝皮裝置的玉米果穗收穫機，根據對果穗餵入量測試的具體 要求，果穗流量信息採集機構可以配置在果穗剝皮裝置的前端、後端或者兩端， 以進行果穗餵入量(kg/s、穗/秒)的測試，實現對玉米收穫機作業狀態和生產 效率的監視。
5在玉米收穫機上進行果穗餵入量測試的果穗餵入量測試裝置由果穗餵入量 傳感器、信號調理部分、信號轉換部分、計算機(CPU)分析處理部分、顯示 部分和報警部分等組成。
玉米果穗收穫機在田間作業時，在玉米收穫機果穗輸送通道上安裝有玉米 果穗流量信息採集機構，在該機構上配置的果穗餵入量傳感器進行果穗餵入量 (kg/s、穗/秒)力學信號的採集，並將果穗餵入量力學信號轉化為電信號傳輸 給果穗餵入量測試裝置的信號調理部分，該部分將依據果穗餵入量電信號的性 質進行放大、濾波、頻譜處理等調理後傳輸給信號轉換部分，該部分將調理後
的果穗餵入量模擬電信號轉化為數位訊號，然後傳輸給計算機(CPU)分析處 理部分，該部分將果穗餵入量數位訊號進行分析和處理，將測試結果(kg/s、穗 /秒)傳輸給顯示部分，進行果穗餵入量的實時數值顯示(kg/s、穗/秒)。駕駛員 可以依據玉米收穫機的性能對果穗餵入量測試裝置的餵入量顯示值進行設定， 如果果穗餵入量測試值(顯示值)超過預先設定的數值，餵入量測試裝置則進 行聲光報警。
本發明所述的餵入量傳感器可以是衝量式傳感器，在果穗流量信息採集機 構中輸送的玉米果穗撞擊衝量式傳感器的彈性元件，該傳感器將果穗的衝擊力 學信號轉變為電信號(如電脈衝信號)，還對該電信號進行採集並傳輸給果穗餵 入量測試裝置的信號調理部分、信號轉換部分、計算機(CPU)分析處理部分、
顯示部分和報警部分等，進行玉米收穫機果穗餵入量的測試和顯示即質量流 量(kg/s)和/或穗數流量(穗/秒)的數值。
本發明所述的餵入量傳感器可以是稱重式傳感器(如電子皮帶秤)，在果穗 流量信息採集機構中輸送的玉米果穗輸送、掉落到電子皮帶秤的傳送帶上，電 子皮帶秤中的稱重傳感器把玉米果穗下落到傳送帶上的重量(質量)信號轉變 為電信號(如電壓、電流信號)，該電信號的傳輸和處理如同衝量式傳感器，最
後經計算機分析處理部分的分析和處理，進行玉米收穫機果穗餵入量的顯示
即質量流量(kg/s)和/或穗數流量(穗/秒)的數值。
本發明所述的果穗餵入量測試裝置可以根據玉米收穫機的性能和駕駛員的要求，對玉米果穗收穫機進行工作狀態(餵入量)設定，因餵入量是玉米果穗 收穫機的重要設計參數和性能參數，玉米果穗收穫機工作在所設計的額定餵入 量狀態下就會生產效率高、作業質量好。當果穗餵入量超過設定值時，報警部 分就會進行聲光報警，提醒駕駛員操控、調整收穫機相關部件的工作狀態及前 進速度等，避免故障產生，以提高生產效率和作業質量。
本發明所述的玉米收穫機果穗餵入量測試方法，不僅能測試出玉米果穗的 質量流量數值(kg/s)，而且能測試出玉米果穗的穗數流量數值(穗/秒)，也就 是說對玉米收穫機的果穗餵入量有兩種不同的測試數值，並可根據玉米收穫機 對餵入量的不同要求，可對這兩種測試數值進行相互換算對比，以使玉米收穫 機工作在最佳餵入量，獲得最高生產效率和作業質量。
本發明的果穗餵入量測試方法和測試裝置不僅簡單、實用、方便，而且可 實時監視玉米收穫機的工作狀態，具有極好的經濟性能和市場前景。另外，在 玉米收穫機生產和調試時，還可利用本發明測試果穗餵入量的方法調整玉米收 獲機的餵入量指標和收穫機各聯動工作部件的運行參數，使產品設計和製造更 加科學、合理、高效。


圖1是玉米收穫機果穗餵入量測試方法工作流程圖； 圖2是玉米收穫機果穗餵入量測試裝置工作原理圖。
具體實施例方式
如圖1所示，玉米收穫機在田間收穫果穗作業時，玉米割臺收穫的果穗通 過輸送裝置進入果穗流量信息採集機構，安裝在該機構上的果穗餵入量傳感器 採集玉米收穫機果穗餵入量的力學信號，並將其轉換成電信號傳輸給果穗餵入 量測試裝置進行餵入量(kg/s、穗/秒)的測試，經過果穗流量信息採集機構的 果穗被輸送進入果穗箱。
如圖2所示，玉米收穫機果穗餵入量測試裝置由安裝在果穗流量信息採集 機構的果穗餵入量傳感器及信號調理部分、信號轉換部分、計算機(CPU)分 析處理部分、顯示部分和報警部分等組成。玉米收穫機果穗餵入量測試裝置的實施例一玉米收穫機果穗流量信息採 集機構上配置的果穗餵入量傳感器為稱重式傳感器(電子皮帶秤)。經過果穗流 量信息採集機構中的玉米果穗被輸送、掉落到電子皮帶秤的傳送帶上，電子皮 帶秤中的稱重傳感器把玉米果穗下落到傳送帶上的重量(質量)信號轉變為電 信號(如電壓、電流信號)，然後將該果穗餵入量電信號傳輸給果穗餵入量測試 裝置的信號調理部分進行調理(放大、濾波、頻譜處理等)和信號轉換部分進 行轉換(將模擬信號轉換成數位訊號)，然後傳輸給計算機分析處理部分，該部 分對果穗餵入量數位訊號進行分析和處理(如按果穗餵入量測試數學模型進行 分析、計算、處理等)，然後將結果傳輸到顯示部分，實時顯示收穫機的隨機果 穗餵入量(kg/S、穗/秒)；果穗餵入量測試裝置可對玉米收穫機的果穗餵入量進 行設定，若顯示餵入量大於和超出所設定的餵入量數值，則進行聲光報警，告 知和提醒駕駛員操控、調整玉米收穫機相應工作部件及車速，防止玉米收穫機 造成堵塞或損失過大等故障，以提高收穫機生產效率和作業質量。
玉米收穫機果穗餵入量測試裝置的實施例二不同於實施例一的區別在於 玉米收穫機果穗流量信息採集機構上配置的果穗餵入量傳感器為衝量式傳感 器。在果穗流量信息採集機構中輸送的玉米果穗撞擊衝量式傳感器的彈性元件， 該傳感器將果穗的衝擊力學信號轉變為電信號(如電脈衝信號)，還對該電信號 進行採集並傳輸給果穗餵入量測試裝置的信號調理部分、信號轉換部分、計算 機(CPU)分析處理部分、顯示部分和報警部分等，進行玉米收穫機果穗餵入 量的測試和顯示即質量流量(kg/s)和/或穗數流量(穗/秒)的數值，以監視 玉米收穫機的工作狀態，提高玉米收穫機的生產效率和作業質量。
權利要求
1、一種玉米收穫機果穗餵入量測試方法，其步驟如下(1)玉米收穫機在田間收穫作業時，玉米割臺(摘穗臺)將玉米植株上的果穗摘下後，進入果穗輸送裝置；(2)果穗輸送裝置將玉米果穗送入果穗流量信息採集機構；(3)配置在果穗流量信息採集機構的果穗餵入量傳感器將果穗餵入量的力學信號轉變為電信號，並將該電信號傳送給果穗餵入量測試裝置，進行果穗餵入量(kg/s、穗/秒)的測試；(4)經過果穗流量信息採集機構的玉米果穗進入果穗箱，實現玉米果穗的收穫。
2、 根據權利要求1所述的玉米收穫機果穗餵入量測試方法，其特徵在於 對於裝有果穗剝皮裝置的玉米收穫機，根據對果穗餵入量的具體測試要求，果 穗流量信息採集機構可以配置在果穗剝皮裝置的前端、後端或者兩端，以進行 果穗餵入量(kg/s、穗/秒)的測試。
3、 一種玉米收穫機果穗餵入量測試裝置，其特徵在於玉米收穫機果穗餵 入量測試裝置由果穗餵入量傳感器、信號調理部分、信號轉換部分、計算機(CPU)分析處理部分、顯示部分和報警部分等組成，對玉米收穫機的果穗餵 入量(kg/s、穗/秒)進行測試和顯示。
4、 根據權利要求3所述的玉米收穫機果穗餵入量測試裝置，其特徵在於 所述的配置在果穗流量信息採集機構上的果穗餵入量傳感器可以是衝量式傳感 器或稱重式傳感器。
5、 根據權利要求3或4所述的玉米收穫機果穗餵入量測試裝置，其特徵在於所述的果穗餵入量測試裝置可以依據玉米收穫機的技術性能，對其果穗餵 入量(kg/s、穗/秒)進行設定，當玉米收穫機果穗餵入量超過預定值時，則進行聲光報警，提醒駕駛員避免故障發生。
全文摘要
本發明是一種玉米收穫機果穗餵入量測試方法及測試裝置，玉米割臺將玉米植株上的果穗摘下後，進入果穗輸送裝置；果穗輸送裝置將果穗送入果穗流量信息採集機構，配置在該機構的果穗餵入量傳感器將果穗餵入量的力學信號轉變為電信號，並將該電信號傳送給果穗餵入量測試裝置，以進行果穗餵入量(kg/s、穗/秒)的測試；所述餵入量測試裝置由果穗餵入量傳感器、信號調理部分、信號轉換部分、計算機(CPU)分析處理部分、顯示部分和報警部分等組成，該裝置對玉米收穫機的果穗餵入量(kg/s、穗/秒)進行測試和顯示，並可對果穗餵入量進行設定，超設定值時則可進行聲光報警，提醒駕駛員操控和調整機器，以保證玉米收穫機的作業質量和生產效率。
文檔編號A01D45/02GK101627682SQ20081014061
公開日2010年1月20日 申請日期2008年7月15日 優先權日2008年7月15日
發明者戰 介, 吳才聰, 寧永海, 波 範, 陳家新 申請人:河南科技大學