專利名稱：一種聯合收割機喂入量測量方法與喂入量監測裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于精準農業機械裝備檢測監測技術領域，涉及一種農作物收獲的作業機 具，特別是涉及一種聯合收割機喂入量測量方法與喂入量監測裝置。
背景技術：
喂入量是谷物收獲機械的重要設計參數和性能參數。在收獲季節，一方面由于超 喂入量工作會使聯合收割機的作業質量降低，甚至造成工作部件頻繁堵塞；另一方面由于 達不到額定喂入量或最佳喂入量致使聯合收割機的性能下降，工作效率低。近年來，國內外 在聯合收割機喂入量的量化試驗方面做了不少的工作，如美國的一些農機專家為了研究聯 合收割機喂入量測試儀，曾對輸送扭矩傳感器、發動機轉速傳感器、割臺攪龍扭矩傳感器、 谷粒螺旋推運器扭矩傳感器、空氣壓力傳感器和谷物流量計等多種喂入量測試傳感器進行 田間試驗，取得了一定的成果，國內也有人提出通過測量谷物通過傾斜輸送器時對底板的 壓力測量喂入量，但由于多種因素的影響，基本上仍屬于試驗研究階段。卡爾曼濾波是一種最優估計技術。工程中，為了 了解工程對象(濾波中稱為系統) 的各個物理量(濾波中稱為狀態)的確切數值，或為了達到對工程對象進行控制的目的，必 須利用測量手段對系統的各個狀態進行測量。但是，量測值可能僅是系統的部分狀態或是 部分狀態的線性組合，且量測值中有隨機誤差(常稱為量測噪聲)。最優估計就是針對上述 問題的一種解決方法。它能將僅與部分狀態有關的測量進行處理，得出從某種統計意義上 講誤差最小的更多狀態的估值。卡爾曼濾波已在航天技術、通信工程、工業控制等領域中得 到比較廣泛的應用。
發明內容
本發明所要解決的技術問題在于提供一種聯合收割機喂入量測量方法與喂入量 監測裝置，用于實時準確地反應收割機的喂入量，并根據喂入量做出相應的提示或報警。為了實現上述目的，本發明提供了一種聯合收割機喂入量測量方法，其特征在于， 包括籽粒重量值測量步驟，實時獲取籽粒下落沖擊第一傳感器產生的第一電荷信號， 對所述第一電荷信號進行A/D轉換；秸稈重量值測量步驟，實時獲取秸稈下落沖擊第二傳感器產生的第二電荷信號， 對所述第二電荷信號進行A/D轉換；喂入量獲取步驟，對轉換后的所述第一電荷信號通過積分計算得到單位時間內的 籽粒重量值，對轉換后的所述第二電荷信號通過積分計算得到單位時間內的秸稈重量值， 并根據所述籽粒重量值、所述秸稈重量值得到聯合收割機的喂入量。所述的聯合收割機喂入量測量方法，其中，所述喂入量獲取步驟中，進一步包括 對所述轉換后的所述第一電荷信號通過如下公式獲取在k時刻，τ積分時間段內的所述籽 粒重量值
Gw(k) = C,[QG(k,t)dt式中，Gw (k)，籽粒重量值；Qe (k，t)，第一電荷信號；C1,常數，通過試驗標定得到。所述的聯合收割機喂入量測量方法，其中，所述喂入量獲取步驟中，進一步包括 對所述轉換后的所述第二電荷信號通過如下公式獲取在k_d時刻，τ積分時間段內的所述
秸稈重量值Sw(k-d) = C2[Qs(k-d,t)dt式中，Sw(k-d)，k前一個時刻d的秸稈重量值；Qs(k_d，t)，第二電荷信號；C2,常數，通過試驗標定得到。所述的聯合收割機喂入量測量方法，其中，所述喂入量獲取步驟中，進一步包括 對所述籽粒重量值、所述秸稈重量值進行基于卡爾曼濾波器的信息融合算法得到所述喂入 量的步驟，具體為X (k) = A*X(k-l)+ff(k)Z (k) = H*X (k)+V (k)
「Gw(k) X(k)= w；‘式中，W(k)，系統狀態噪聲；V (k)，測量噪聲；A、H，系統參數；X (k)，狀態變量；Z (k)，喂入量。所述的聯合收割機喂入量測量方法，其中，所述喂入量獲取步驟中，進一步包括 根據所述喂入量的變化情況改變所述聯合收割機的行進速度的步驟，具體為當所述喂入 量過大時，降低所述聯合收割機的行進速度；或當所述喂入量過小時，提高所述聯合收割機 的行進速度。為了實現上述目的，本發明還提供了一種聯合收割機喂入量監測裝置，其特征在 于，包括籽粒重量值測量裝置，用于實時獲取籽粒下落沖擊第一傳感器產生的第一電荷信 號，對所述第一電荷信號進行A/D轉換；秸稈重量值測量裝置，用于實時獲取秸稈下落沖擊第二傳感器產生的第二電荷信 號，對所述第二電荷信號進行A/D轉換；控制器報警示意裝置，連接所述籽粒重量值測量裝置、所述秸稈重量值測量裝置， 用于對轉換后的所述第一電荷信號通過積分計算得到單位時間內的籽粒重量值，對轉換后 的所述第二電荷信號通過積分計算得到單位時間內的秸稈重量值，根據所述籽粒重量值、 所述秸稈重量值得到聯合收割機的喂入量，并根據所述喂入量的變化情況控制所述聯合收 割機的行進速度。
所述的聯合收割機喂入量監測裝置，其中，所述籽粒重量值測量裝置包括所述第一壓電傳感器，安裝在所述聯合收割機的滾筒與凹板下方，用于實時獲取 所述第一電荷信號；A/D轉換器，連接所述第一壓電傳感器，用于對所述第一電荷信號進行A/D轉換。所述的聯合收割機喂入量監測裝置，其中，所述秸稈重量值測量裝置包括所述第二壓電傳感器，安裝在所述聯合收割機的清選篩尾部，用于實時獲取所述 第二電荷信號；A/D轉換器，連接所述第二壓電傳感器，用于對所述第二電荷信號進行A/D轉換。所述的聯合收割機喂入量監測裝置，其中，所述控制器報警示意裝置包括單片機控制器，用于對轉換后的所述第一電荷信號通過積分計算得到單位時間內 的籽粒重量值，對轉換后的所述第二電荷信號通過積分計算得到單位時間內的秸稈重量 值，并根據所述籽粒重量值、所述秸稈重量值得到所述喂入量；聲光報警單元，連接所述單片機控制器，用于根據所述單片機控制器的控制做出 報警或空閑示意，以降低或提高所述聯合收割機的行進速度。所述的聯合收割機喂入量監測裝置，其中，所述單片機控制器當所述喂入量過大 時，控制所述聲光報警單元做出報警，以降低所述聯合收割機的行進速度；或當所述喂入量 過小時，控制所述聲光報警單元做出空閑示意，以提高所述聯合收割機的行進速度。所述的聯合收割機喂入量監測裝置，其中，還包括串口通訊單元，連接所述單片機控制器，用于將所述單片機控制器的有用信息發 送至計算機進行保存；和/或顯示單元，連接所述單片機控制器，用于顯示所述喂入量。所述的聯合收割機喂入量監測裝置，其中，所述控制器報警示意裝置對所述轉換 后的所述第一電荷信號通過如下公式獲取在k時刻，τ積分時間段內的所述籽粒重量值Gw(k) = C1|QG(k,t)dt式中，Gw (k)，籽粒重量值；Qg (k，t)，第一電荷信號；C1，常數，通過試驗標定得到。所述的聯合收割機喂入量監測裝置，其中，所述控制器報警示意裝置對所述轉換 后的所述第二電荷信號通過如下公式獲取在k_d時刻，τ積分時間段內的所述秸稈重量 值Sw(k-d) = C2[Qs(k-d,t)dt式中，Sw (k-d)，k前一個時刻d的秸稈重量值；Qs (k-d, t)，第二 電荷信號；C2，常數，通過試驗標定得到。所述的聯合收割機喂入量監測裝置，其中，所述控制器報警示意裝置對所述籽粒 重量值、所述秸稈重量值通過如下公式進行基于卡爾曼濾波器的信息融合算法得到所述喂 入量X(k) = A*X(k-l)+ff(k)
Z (k) = H*X (k) +V (k)X(k)- °w(k)
LSw(k-d)_式中，W(k)，系統狀態噪聲；V (k)，測量噪聲；A、H，系統參數；X (k)，狀態變量；Z (k)，喂入量。與現有技術相比，本發明的有益技術效果在于本發明針對聯合收割機的喂入量，提出了一種喂入量測量方法以及喂入量監測裝 置，保證了聯合收割機在田間作業過程中能工作在穩定的狀態，并根據籽粒重量值和秸稈 重量值，實時準確地反應收割機的喂入量，并根據喂入量做出相應的提示或報警，從而提高 作業效率和減少駕駛員負擔。以下結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述，但不作為對本發明的限定。
圖1為本發明的聯合收割機喂入量監測裝置結構框圖；圖2為本發明的喂入量智能監控儀結構框圖；圖3為本發明的聯合收割機喂入量測量方法流程圖；圖4為本發明的單片機控制器處理流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發明的技術方案作進一步更詳細的描述。如圖1所示，為本發明的聯合收割機喂入量監測裝置結構框圖，圖2為本發明的喂 入量智能監控儀結構框圖。在圖1中，該喂入量監測裝置100包括滾筒10、凹板20、壓電傳感器31、壓電傳 感器32、喂入量智能監控系統40、清選篩50。還進一步包括計算機60 (上位計算機)。壓電傳感器31，安裝在滾筒10與凹板20的斜下方，用于實時獲取滾筒10脫粒后 的籽粒下落沖擊壓電傳感器31所產生的第一電荷信號，并將該第一電荷信號傳送至喂入 量智能監控系統40 ；壓電傳感器32，安裝在清選篩50的尾部，用于實時獲取作物脫粒后的秸稈下落沖 擊壓電傳感器32所產生的第二電荷信號，并將該第二電荷信號傳送至喂入量智能監控系 統40。在圖2中，喂入量智能監控系統40包括A/D轉換器41、單片機控制器42、串口通 訊單元43、顯示單元44、聲光報警單元45以及存儲器46。A/D轉換器41，用于對壓電傳感器31所產生的第一電荷信號、壓電傳感器32所產 生的第二電荷信號進行A/D轉換，并將A/D轉換后的數據傳送至單片機控制器42進行處理。單片機控制器42，用于對A/D轉換器41進行A/D轉換后的數據進行處理，具體地，
8對A/D轉換后的第一電荷信號通過積分計算得到單位時間內的籽粒重量值，對A/D轉換后 的第二電荷信號通過積分計算得到單位時間內的秸稈重量值，再對籽粒重量值和秸稈重量 值進行基于卡爾曼濾波器的信息融合算法，從而得到聯合收割機當前的喂入量值，并通過 顯示單元44顯示喂入量值。當喂入量值過大時，容易造成滾筒10堵塞，單片機控制器42立即做出報警示意， 聲光報警單元45發出聲光報警，指示駕駛員及時調整收割機行駛速度；當喂入量比較小 時，則表示機組沒有發揮最大工作效率，單片機控制器42做出示意，聲光報警單元45通過 數碼管及LED燈進行空閑示意，提醒駕駛員可以提高收割機行駛速度。單片機控制器42對轉換后的第一電荷信號通過如下公式獲取在k時刻，τ積分 時間段內的籽粒重量值Gw(k) = C1[QG(k,t)dt式中，Gw (k)，表示籽粒重量值；Qg(k, t)，籽粒下落沖擊壓電傳感器31產生的第一電荷信號；C1，常數，通過試驗標定得到。單片機控制器42對轉換后的第二電荷信號通過如下公式獲取在k_d時刻，τ積 分時間段內的所述秸稈重量值Sw(k-d) = C2[Qs(k-d,t)dt式中，Sw (k-d)，表示k前一個時刻d的秸稈重量值；Qs (k-d, t)，表示秸稈下落沖擊壓電傳感器32產生的第二電荷信號；C2，常數，通過試驗標定得到。單片機控制器42對籽粒重量值、秸稈重量值通過如下公式進行基于卡爾曼濾波 器的信息融合算法得到所述喂入量X (k) = A*X (k-1) +W (k)Z (k) = H*X (k) +V (k)
「GJk) X(k)= wV
Lsw (k-d)式中，W(k)表示喂入量監測裝置100的系統狀態噪聲；V(k)表示測量噪聲，他們可 被假設成高斯白噪聲，A、H是系統參數，可通過試驗對其進行標定。其中，A/D轉換器41與壓電傳感器31共同組成了籽粒重量值測量裝置；A/D轉換 器41與壓電傳感器32共同組成了秸稈重量值測量裝置。其中，單片機控制器42、聲光報警單元45共同構成了控制器報警示意裝置；聲光 報警單元45通過數碼管及LED燈進行空閑示意，聲光報警單元45通過蜂鳴器進行報警。籽粒重量值測量裝置、秸稈重量值測量裝置通過A/D轉換器41與單片機控制器42 進行連接。同時，單片機控制器42還將信息保存在存儲器46中，并通過串口通訊單元43 將信息發送給計算機60保存。計算機60保存這些信息留待以后研究以及進一步控制聯合 收割機的運作。聯合收割機在田間作業過程中，壓電傳感器31作為一路傳感器，測量滾筒10脫粒 后的籽粒下落沖擊壓電傳感器31產生的第一電荷信號，壓電傳感器32作為另一路傳感器，測量作物脫粒后的秸稈下落沖擊壓電傳感器32產生的第二電荷信號，通過A/D轉換器41 分別對第一電荷信號、第二電荷信號進行A/D轉換，然后將A/D轉換后的數據實時傳輸到單 片機控制器42，單片機控制器42通過積分將單位時間段的值換算成該時間段內的籽粒重 量值、秸稈重量值，最后通過卡爾曼濾波器將籽粒重量值與前一刻的秸稈重量值進行信息 融合，實時判斷出聯合收割機的喂入量大小。單片機控制器42將籽粒重量值與秸稈重量值相加即可知收割機當前的喂入量大 小，并能根據聯合收割機喂入量的變化，做出相應的報警示意，用以保證聯合收割機在田間 作業過程中根據喂入量的情況，調節行進速度，防止滾筒堵塞，提高作業效率，同時能將所 有信息通過串口通訊單元43發送給計算機60。具體地當喂入量過大時，容易造成滾筒10堵塞，單片機控制器42立即做出報警示意，及 時調整收割機行駛速度；當喂入量比較小時，則表示機組沒有發揮最大工作效率，單片機控 制器42做出示意，提醒駕駛員提高收割機行駛速度。作為一種智能化的聯合收割機喂入量 監測裝置，達到高效率作業以及減少駕駛員負擔的要求。如圖3所示，為本發明的聯合收割機喂入量測量方法流程圖。結合圖1、圖2，該測 量方法流程具體包括如下步驟步驟310，裝備在滾筒10與凹板20斜下方的壓電傳感器31實時的獲取滾筒10脫 粒后的籽粒下落沖擊壓電傳感器31產生的第一電荷信號；步驟312，將獲取的第一電荷信號通過A/D轉換器41轉換后送入單片機控制器 42 ；步驟314，單片機控制器42對轉換后的第一電荷信號通過積分計算得到單位時間 內的籽粒重量值，轉入步驟316 ；步驟311，裝備在清選篩50尾部的壓電傳感器32實時的獲取秸稈下落沖擊壓電傳 感器32產生的第二電荷信號；步驟313，將獲取的第二電荷信號通過A/D轉換器41轉換后送入單片機控制器 42 ；步驟315，單片機控制器42對轉換后的第二電荷信號通過積分計算得到單位時間 內的秸稈重量值，轉入步驟316;步驟316，單片機控制器42對輸入的籽粒重量值和秸稈重量值信息進行數據處 理，即進行基于卡爾曼濾波器的信息融合算法，從而得到當前的喂入量值。進一步地，步驟316中，利用卡爾曼濾波器對籽粒重量值、秸稈重量值等信息進行 融合。籽粒重量值與秸稈重量值之和既是聯合收割機的喂入量，聯合收割機的機械構造使 得同時刻秸稈的重量測量值比籽粒的重量測量值有一定時間d的滯后，因此需要將籽粒的 重量測量值與前一個時間d的秸稈重量測量值進行基于卡爾曼濾波器的預測，從而獲得喂 入量值，并且能同時獲得糧食重量、秸稈重量以及谷草比等有效信息。卡爾曼濾波器狀態方程為X(k) = A*X(k_l)+W(k)輸出方程為Z (k) = H*X (k)+V (k)式中，W(k)表示喂入量監測裝置100的系統狀態噪聲；V(k)表示測量噪聲，他們可被假設成高斯白噪聲，A、H是系統參數，可通過試驗對其進行標定。輸出值Z(k)表示喂入量，狀態變量X (k)為2*1的列陣 式中，Gw(k)表示籽粒重量值，Sw(k-d)表示k前一個時刻d的秸稈重量值。籽粒重量值和秸稈重量值是通過將A/D轉換后的第一電荷信號、第二電荷信號在 k時刻，τ時間段內進行積分獲得，方程如下 式中，C1和C2是兩個常數，可通過試驗對其進行標定；Qe(k，t)和Qs(k_d，t)分別 是籽粒下落沖擊壓電傳感器31產生的第一電荷信號、秸稈下落沖擊壓電傳感器32產生的 第二電荷信號，τ是指積分時間段。下面結合具體實施例進一步描述本發明的技術方案。如圖4所示，為本發明的單片機控制器處理流程圖。當聯合收割機在田間作業過 程中，一路壓電傳感器31不斷采集作物經滾筒10脫粒后籽粒下落沖擊壓電傳感器31產 生的第一電荷信號，另一路壓電傳感器32采集清選篩50尾部秸稈下落沖擊壓電傳感器32 產生的第二電荷信號，通過A/D轉換器41分別對兩路壓電傳感器產生的電荷信號進行A/D 轉換，然后傳輸給單片機控制器42，單片機控制器42對單位時間內的值進行積分轉換成相 應的籽粒重量值、秸稈重量值，最后根據卡爾曼濾波器算法，將籽粒重量值、秸稈重量值等 信息進行信息融合，判斷出此時的聯合收割機喂入量是否適當，如喂入量過大，則有脫粒滾 筒10堵塞的可能，單片機控制器42立即接通蜂鳴器進行報警，提醒駕駛員降低機組行進速 度；如喂入量偏小，并用數碼管及LED燈做出空閑示意，表示可以稍微提高機組行進速度， 最終以達到提高工作效率的目的，同時，單片機控制器42將有用信息通過串口通訊單元43 發送給計算機。結合圖4，其中，單片機控制器42的處理流程具體包括如下步驟步驟401，單片機控制器42進行初始化；步驟402，A/D通道選擇；該步驟中，因為有兩路壓電傳感器31、32，而只有一個AD轉換器41，但是AD傳感 器可以是多通道的，所以要進行通道選擇，選擇與哪路壓電傳感器連接，每次只能進行一路 轉換。步驟403，單片機控制器42初始化A/D轉換器41，進入步驟405 ；步驟405，從A/D轉換器41采集籽粒下落沖擊壓電傳感器31產生的第一電荷信 號，進入步驟407 ；步驟407，判斷A/D轉換器41對第一電荷信是否結束A/D轉換？如結束，進入步驟 409，否則繼續本步驟；步驟409，單片機控制器42單位時間內的值進行積分轉換成相應的籽粒重量值， 轉入步驟411 ；步驟404，初始化A/D轉換器41，進入步驟406 ；步驟406，采集A/D轉換器41秸稈下落沖擊壓電傳感器32產生的第二電荷信號，進入步驟408 ；步驟408，判斷A/D轉換器41對第二電荷信是否結束A/D轉換？如結束，進入步驟 410，否則繼續本步驟；步驟410，單片機控制器42單位時間內的值進行積分轉換成相應的秸稈重量值， 轉入步驟411 ；步驟411，根據卡爾曼濾波器算法，將籽粒重量值、秸稈重量值等信息進行信息融 合，得到此時的聯合收割機喂入量；步驟412，單片機控制器42通過顯示單元44顯示此時的聯合收割機喂入量；步驟413，單片機控制器42判斷此時的聯合收割機喂入量是否過高？若過高，則 進入步驟414，否則進入步驟415 ；步驟414，單片機控制器42立即接通蜂鳴器進行報警；步驟415，單片機控制器42并將有用信息通過串口通訊單元43傳送至上位計算機 60進行顯示。本發明是在常用谷物聯合收割機基礎上安裝了一種籽粒重量測量裝置、秸稈重量 測量裝置、串口通訊單元以及單片機控制器報警示意裝置，從而構成聯合收割機喂入量監 測系統。其保證了聯合收割機在田間作業過程中能工作在穩定的狀態，并根據籽粒重量值 和秸稈重量值，實時準確地反應收割機的喂入量，并根據喂入量做出相應的提示或報警，以 實現提高作業效率和減少駕駛員負擔的目的。當然，本發明還可有其他多種實施例，在不背離本發明精神及其實質的情況下，熟 悉本領域的技術人員當可根據本發明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變 形都應屬于本發明所附的權利要求的保護范圍。
1權利要求
一種聯合收割機喂入量測量方法，其特征在于，包括籽粒重量值測量步驟，實時獲取籽粒下落沖擊第一傳感器產生的第一電荷信號，對所述第一電荷信號進行A/D轉換；秸稈重量值測量步驟，實時獲取秸稈下落沖擊第二傳感器產生的第二電荷信號，對所述第二電荷信號進行A/D轉換；喂入量獲取步驟，對轉換后的所述第一電荷信號通過積分計算得到單位時間內的籽粒重量值，對轉換后的所述第二電荷信號通過積分計算得到單位時間內的秸稈重量值，并根據所述籽粒重量值、所述秸稈重量值得到聯合收割機的喂入量。
2.根據權利要求1所述的聯合收割機喂入量測量方法，其特征在于，所述喂入量獲取 步驟中，進一步包括對所述轉換后的所述第一電荷信號通過如下公式獲取在k時刻，τ積 分時間段內的所述籽粒重量值Gw(k) = C,[QG(k,t)dt式中，Gw(k)，籽粒重量值； Qg (k，t)，第一電荷信號； C1,常數，通過試驗標定得到。
3.根據權利要求1或2所述的聯合收割機喂入量測量方法，其特征在于，所述喂入量獲 取步驟中，進一步包括對所述轉換后的所述第二電荷信號通過如下公式獲取在k-d時刻， τ積分時間段內的所述秸稈重量值Sw(k-d) = C2[Qs(k-d,t)dt式中，Sw(k-d)，k前一個時刻d的秸稈重量值； Qs (k-d, t)，第二電荷信號； C2,常數，通過試驗標定得到。
4.根據權利要求3所述的聯合收割機喂入量測量方法，其特征在于，所述喂入量獲取 步驟中，進一步包括對所述籽粒重量值、所述秸稈重量值進行基于卡爾曼濾波器的信息融 合算法得到所述喂入量的步驟，具體為X(k) = A*X(k-l)+W(k) Z (k) = H*X (k) +V (k)x(k)=rGJk) 1-LSw (k-d)式中，W(k)，系統狀態噪聲； V (k)，測量噪聲； A、H，系統參數； X (k)，狀態變量； Z (k)，喂入量。
5.根據權利要求1、2或4所述的聯合收割機喂入量測量方法，其特征在于，所述喂入量 獲取步驟中，進一步包括根據所述喂入量的變化情況改變所述聯合收割機的行進速度的 步驟，具體為當所述喂入量過大時，降低所述聯合收割機的行進速度；或當所述喂入量過2小時，提高所述聯合收割機的行進速度。
6.一種聯合收割機喂入量監測裝置，其特征在于，包括籽粒重量值測量裝置，用于實時獲取籽粒下落沖擊第一傳感器產生的第一電荷信號， 對所述第一電荷信號進行A/D轉換；秸稈重量值測量裝置，用于實時獲取秸稈下落沖擊第二傳感器產生的第二電荷信號， 對所述第二電荷信號進行A/D轉換；控制器報警示意裝置，連接所述籽粒重量值測量裝置、所述秸稈重量值測量裝置，用于 對轉換后的所述第一電荷信號通過積分計算得到單位時間內的籽粒重量值，對轉換后的所 述第二電荷信號通過積分計算得到單位時間內的秸稈重量值，根據所述籽粒重量值、所述 秸稈重量值得到聯合收割機的喂入量，并根據所述喂入量的變化情況控制所述聯合收割機 的行進速度。
7.根據權利要求6所述的聯合收割機喂入量監測裝置，其特征在于，所述籽粒重量值 測量裝置包括所述第一壓電傳感器，安裝在所述聯合收割機的滾筒與凹板下方，用于實時獲取所述 第一電荷信號；A/D轉換器，連接所述第一壓電傳感器，用于對所述第一電荷信號進行A/D轉換。
8.根據權利要求6所述的聯合收割機喂入量監測裝置，其特征在于，所述秸稈重量值 測量裝置包括所述第二壓電傳感器，安裝在所述聯合收割機的清選篩尾部，用于實時獲取所述第二 電荷信號；A/D轉換器，連接所述第二壓電傳感器，用于對所述第二電荷信號進行A/D轉換。
9.根據權利要求6、7或8所述的聯合收割機喂入量監測裝置，其特征在于，所述控制器 報警示意裝置包括單片機控制器，用于對轉換后的所述第一電荷信號通過積分計算得到單位時間內的籽 粒重量值，對轉換后的所述第二電荷信號通過積分計算得到單位時間內的秸稈重量值，并 根據所述籽粒重量值、所述秸稈重量值得到所述喂入量；聲光報警單元，連接所述單片機控制器，用于根據所述單片機控制器的控制做出報警 或空閑示意，以降低或提高所述聯合收割機的行進速度。
10.根據權利要求9所述的聯合收割機喂入量監測裝置，其特征在于，所述單片機控制 器當所述喂入量過大時，控制所述聲光報警單元做出報警，以降低所述聯合收割機的行進 速度；或當所述喂入量過小時，控制所述聲光報警單元做出空閑示意，以提高所述聯合收割 機的行進速度。
11.根據權利要求9所述的聯合收割機喂入量監測裝置，其特征在于，還包括串口通訊單元，連接所述單片機控制器，用于將所述單片機控制器的有用信息發送至 計算機進行保存；和/或顯示單元，連接所述單片機控制器，用于顯示所述喂入量。
12.根據權利要求6、7、8、10或11所述的聯合收割機喂入量監測裝置，其特征在于，所 述控制器報警示意裝置對所述轉換后的所述第一電荷信號通過如下公式獲取在k時刻，τ 積分時間段內的所述籽粒重量值Gw(k) = C,fQG(k,t)dt式中，Gw(k)，籽粒重量值； Qg (k，t)，第一電荷信號； C1,常數，通過試驗標定得到。
13.根據權利要求12所述的聯合收割機喂入量監測裝置，其特征在于，所述控制器報 警示意裝置對所述轉換后的所述第二電荷信號通過如下公式獲取在k_d時刻，τ積分時間 段內的所述秸稈重量值Sw(k-d) = C2jQs(k-d,t)dt式中，Sw(k-d)，k前一個時刻d的秸稈重量值； Qs(k-d, t)，第二電荷信號； C2,常數，通過試驗標定得到。
14.根據權利要求13所述的聯合收割機喂入量監測裝置，其特征在于，所述控制器報 警示意裝置對所述籽粒重量值、所述秸稈重量值通過如下公式進行基于卡爾曼濾波器的信 息融合算法得到所述喂入量X(k) = A*X(k-l)+W(k) Z (k) = H*X (k) +V (k)Lsw (k-d)式中，W(k)，系統狀態噪聲； V (k)，測量噪聲； A、H，系統參數； X (k)，狀態變量； Z (k)，喂入量。
全文摘要
本發明公開了一種聯合收割機喂入量測量方法與喂入量監測裝置，其中該方法包括籽粒重量值測量步驟，實時獲取籽粒下落沖擊第一傳感器產生的第一電荷信號，對第一電荷信號進行A/D轉換；秸稈重量值測量步驟，實時獲取秸稈下落沖擊第二傳感器產生的第二電荷信號，對第二電荷信號進行A/D轉換；喂入量獲取步驟，對轉換后的第一電荷信號、第二電荷信號分別通過積分計算得到單位時間內對應的秸稈重量值，并根據籽粒重量值、秸稈重量值得到聯合收割機的喂入量。本發明能夠實時準確地反應收割機的喂入量，并根據喂入量做出相應的提示或報警，從而提高作業效率和減少駕駛員負擔。
文檔編號A01D41/127GK101904250SQ20091008612
公開日2010年12月8日 申請日期2009年6月2日 優先權日2009年6月2日
發明者劉陽春, 張小超, 胡小安 申請人:中國農業機械化科學研究院