[发明专利]一种谷物流量检测装置及检测方法

权利要求书

1.一种谷物流量检测装置，其特征在于，包括：净粮升运器、冲击板、刚体梁、二维力传感器、第一微型倾角传感器、微型加速度传感器、信号处理模块、外壳和连接支架；

净粮升运器用于提升谷物至设定高度后抛出，冲击板固定在刚体梁上且位于谷物抛出路径上，外壳固定于连接支架，外壳外部固定有二维力传感器、内部设置有信号处理模块；二维力传感器本体上贴有应力片，用于测量谷物冲击产生的垂直冲击力和竖直方向谷物自身重力；连接支架固定于净粮升运器顶部，第一微型倾角传感器和微型加速度传感器固定于连接支架；第一微型倾角传感器、微型加速度传感器以及应力片的输出均连接信号处理模块的输入接口；

所述连接支架上还固定有第二微型倾角传感器，所述第一微型倾角传感器和第二微型倾角传感器分别用于测量联合收割机作业时前后和左右方向角度变化；

其中，信号处理模块利用第一微型倾角传感器测量的联合收割机作业的前后角度信号、第二微型倾角传感器测量的联合收割机作业的左右角度信号以及微型加速度传感器测量的联合收割机作业的加速度信号，对谷物流量测量结果进行校正，得到校正后的谷物流量值，具体为：

其中，a、θ₁、θ₂分别为加速度、第一倾斜角、第二倾斜角，k₁、k₂、k₃分别为加速度、第一倾斜角、第二倾斜角校正系数，Q为一定时间间隔(t₁-t₂)内谷物的平均流量，F_a为一定时间间隔内冲击力的平均值，F_y(t)为t时刻作用于冲击板上的垂直方向的力。

2.如权利要求1所述的谷物流量检测装置，其特征在于，所述第一微型倾角传感器和第二微型倾角传感器均为动态倾角传感器。

3.如权利要求1所述的谷物流量检测装置，其特征在于，所述二维力传感器为八角环形，在八角环形左右竖直边内外各贴有所述应力片。

4.如权利要求1所述的谷物流量检测装置，其特征在于，所述信号处理模块包括全惠斯通电桥电路、DSP芯片、输入和输出接口，所述二维力传感器的输出与全惠斯通电桥电路输入连接，全惠斯通电桥电路的输出与DSP芯片连接，第一微型倾角传感器、第二微型倾角传感器和微型加速度传感器的输出经输入接口与DSP芯片的输入连接，输出接口用于输出校正后的谷物流量值。

5.如权利要求1所述的谷物流量检测装置，其特征在于，所述冲击板由超高分子聚合物板和钢板组成。

6.一种联合收割机，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的谷物流量检测装置。

7.一种谷物流量检测方法，其特征在于，包括：

利用净粮升运器将谷物提升至设定高度抛出冲击在冲击板上以使冲击板发生形变；

经冲击板形变产生的力经刚体梁传递至二维力传感器，并由二维力传感器将测量谷物冲击产生的垂直冲击力和竖直方向谷物自身重力发送至信号处理模块，得到谷物流量测量结果；

信号处理模块利用第一微型倾角传感器测量的联合收割机作业的前后角度信号、第二微型倾角传感器测量的联合收割机作业的左右角度信号以及微型加速度传感器测量的联合收割机作业的加速度信号，对谷物流量测量结果进行校正，得到校正后的谷物流量值，具体为：

其中，a、θ₁、θ₂分别为加速度、第一倾斜角、第二倾斜角，k₁、k₂、k₃分别为加速度、第一倾斜角、第二倾斜角校正系数，Q为一定时间间隔(t₁-t₂)内谷物的平均流量，F_a为一定时间间隔内冲击力的平均值，F_y(t)为t时刻作用于冲击板上的垂直方向的力。