一种联合收割机割台升降速度检测装置及方法
【专利摘要】本发明涉及收割机械出厂质量检测【技术领域】，提供一套构造简单，精度高、自动测量的联合收割机升降速度检测装置及方法。采用了激光测距技术和计算机测控技术，包括信号采集机械部分、数据采集器和计算机，其中信号采集机械部分通过数据采集器与计算机相连。本发明采用非接触式测量，安装在不同的联合收割机的割台上进行升降速度检测；首先人工采用角度调节螺栓将传感器平板调平，再以此为基础采用水平自校正仪对激光测距传感器采集的距离数据进行自校准，从达到精确测量。本发明采用计算机测试平台可以进行速度数据的采集、处理、存储，同时可外接设备以打印报表。本发明采用的技术方案可为其它技术参数的检测提供借鉴，如割台静沉降量的检测。
【专利说明】一种联合收割机割台升降速度检测装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及收割机械出厂质量检测【技术领域】，特别是涉及一种联合收割机割台升降速度检测装置及方法。
【背景技术】
[0002]联合收割机割台升降速度是收割机的一项整机性能参数，在收割作业中起着至关重要的作用。JB/T5117-2006《全喂入联合收割机技术条件》中第5.3.1.1条中规定:提升速度不低于0.2m/s，下降速度不低于0.15m/s。对于割台升降速度检测时的试验方法，JB/T7316-2005《谷物联合收割机一液压系统试验方法》5.2.1中做了明文规定，将联合收割机停放在平坦地面上，操纵割台升降控制阀手柄或操纵杆，使割台从最低位置提升到最高位置，然后再从最高位置下降到最低位置。分别记录割台提升和下降所需时间以及割刀最低和最高位置时离地高度。测三次，取其平均值。计算割台提升和下降速度。
[0003]目前联合收割机割台升降速度的检测，多以人工检测为主，一般是采用卷尺、直尺等测量工具标记后进行高度的测量，然后根据记录的试验时间算出速度。人工检测方法受人为影响，误差较大、效率低，且无法实现自动测量、自动存储等功能，与现代高精、自动化的检测趋势不符。
[0004]激光测距传感器是新型测量仪表，它的优点是能实现无接触远距离测距，速度快，精度高，量程大，抗光、电干扰能力强等。激光测距传感器在自动检测领域中的应用已十分广泛，技术含量十分丰富，对社会生产和生活的影响也十分明显。王延东等于2010年利用激光测距技术设计出一套集光机电算软一体化的检测装置，针对叉车门架升降速度进行了检测，实现了检测数据的自动处理，生成速度曲线图等功能。但是，该检测装置只能吸附在水平面上进行升降速度检测，而联合收割机割刀尖端面并不水平，不可简单应用到联合收害I]机割台升降性能的检测中。
[0005]因此有必要发明一种联合收割机割台升降速度检测装置及方法，解决传统人工检测方式的精度不高、数据无法自动录入等问题，以提高联合收割机割台性能检测效率和精度。
【发明内容】
[0006](一)要解决的技术问题
[0007]本发明要解决的技术问题是:利用激光测距技术和计算机测控技术，为解决传统人工检测方式的精度不高、操作不便、数据无法自动录入等问题，提供一套构造简单，精度高、自动测量的联合收割机升降速度检测装置及方法。
[0008](二)技术方案
[0009]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:
[0010]一种联合收割机割台升降速度检测装置，包括机械部分、数据采集器10和计算机11，机械部分通过数据采集器10与计算机11相连。[0011]所述机械部分安装于被检收割机割刀尖端，包括可调角度支架，强力磁铁2，角度调节螺栓4，激光测距传感器5，L型传感器支座6，水平校准装置7。可调角度支架用于调整激光测距传感器5与地面的角度，由割刀衔接板1，连接斜板3和传感器平板8三部分首尾相连组成，其中，割刀衔接板I下表面通过螺栓固定有4个强力磁铁2，用于将可调角度支架吸附固定在割刀尖端；连接斜板3与割刀衔接板成钝角焊接；传感器平板8与连接斜板3通过角度调节螺栓4铰接，两板间角度可调，其上表面通过螺栓安装固定水平校准装置7，下表面通过L型传感器支座6固定有激光测距传感器5 ;传感器平板8正下方水平地面上安装有反射靶9，反射靶9为表面水平光滑的平板，用于为激光测距传感器5提供水平基准。
[0012]所述数据采集器10用于采集激光测距传感器5和水平校准装置7的信号并将采集结果传给计算机11。
[0013]所述计算机11用于实时处理数据采集器10采集的数据得到割台到反射靶9的垂直高度，当该高度和标定的最高或最低高度相等时，计算机11自动停止或开始记录时间，并计算升降速度。
[0014]所述激光测距传感器5用于测量传感器平板8到反射靶9的距离，其侧壁由固定在传感器平板8下表面的一对L型传感器支座6夹紧，激光测距传感器5的发射端对准反射靶9。
[0015]所述水平校准装置7用于对激光测距传感器5所得的距离数值修订，主要部件采用三轴加速度传感器，通过螺栓固定在传感器平板8的上表面。
[0016]所述一种联合收割机割台升降速度的检测方法分为准备、标定和测量三个操作步骤。其中准备包括开启计算机11和数据采集器10，并安装和调整检测装置；标定包括标定割台升降的最低点和最高点；测量包括开启计算机的测试平台，测量割台升降速度，然后将其存储入硬盘中。
[0017]所述准备步骤为人工进行，其具体操作为:开启计算机11和数据采集器10并安装检测装置，人工调整传感器平板8至水平，调整反射靶9的位置使其在激光测距传感器5发射的范围内。
[0018]所述标定步骤的具体方法是:操纵割台升降控制阀手柄或操纵杆，先将割台降至最低位置，割台运动过程中，读取激光测距传感器数值H和水平校准装置在空间坐标系下3个轴向加速度值ax，\和az，计算得到水平校准装置相对与空间坐标系中z轴的倾斜角
【权利要求】
1.一种联合收割机割台升降速度检测装置，包括机械部分、数据采集器(10)和计算机(11)，机械部分通过数据采集器(10)与计算机(11)相连，其特征在于:
所述机械部分安装于被检联合收割机割刀尖端，包括可调角度支架，强力磁铁(2)，角度调节螺栓(4)，激光测距传感器(5)，L型传感器支座(6)，水平校准装置(7);可调角度支架用于调整激光测距传感器(5)与地面的角度，由割刀衔接板(1)，连接斜板(3)和传感器平板(8)三部分首尾相连组成；割刀衔接板(I)下表面通过螺栓固定有4个强力磁铁(2)，用于将可调角度支架吸附固定在割刀尖端；连接斜板(3)与割刀衔接板(I)成钝角焊接；传感器平板(8)与连接斜板(3)通过角度调节螺栓(4)铰接，两板间角度可调，其上表面通过螺栓安装固定水平校准装置(7)，下表面通过L型传感器支座(6)固定有激光测距传感器(5);传感器平板(8)正下方水平地面上安装有反射靶(9)，反射靶(9)为表面水平光滑的平板，用于为激光测距传感器(5)提供水平基准。 所述数据采集器(10 )用于接收激光测距传感器(5 )和水平校准装置(7 )的检测信号的检测信号并将采集结果传给计算机(11); 所述计算机(11)用于实时处理数据采集器(10)采集的数据得到割台到反射靶(9)的垂直高度，当该高度和标定的最高或最低高度相等时，计算机(11)自动停止或开始记录时间，并计算升降速度； 所述激光测距传感器(5)用于测量传感器平板(8)到反射靶(9)的距离，其侧壁由固定在传感器平板(8)下表面的一对L型传感器支座(6)夹紧，激光测距传感器(5)的发射端对准反射靶(9)。
2.如权利要求1所述的一种联合收割机割台升降速度检测装置，其特征在于，所述水平校准装置(7)用于对激光测距传感器(5)所得的距离数值修订，主要部件采用三轴加速度传感器，通过螺栓固定在传感器平板(8)的上表面。
3.一种采用权利要求1所述装置进行联合收割机收割台升降速度检测的方法，其特征在于，分为准备、标定和测量三个操作步骤，准备包括开启计算机(11)和数据采集器(10)，并安装和调整检测装置；标定包括标定割台升降实测范围的最低点和最高点；测量包括开启计算机的测试平台，测量割台升降速度，然后将其存储入硬盘中； 所述准备步骤为人工进行，其具体操作为，开启计算机(11)和数据采集器(10)并安装检测装置，人工调整传感器平板(8)至水平，调整反射靶(9)的位置使其在激光测距传感器(5)发射的范围内； 所述标定步骤的具体方法为，操纵割台升降控制阀手柄或操纵杆，先将割台降至最低位置，割台运动过程中，读取激光测距传感器数值H和水平校准装置在空间坐标系下3个轴向加速度值ax，\和az，计算得到水平校准装置相对与空间坐标系中z轴的倾斜角Y= arctan(az / ^ja2x +《)，经计算机处理得到最低高度/? =丑cos(arctan(az / ^a; +a;))，操纵割台操作手柄，将割台提升至最高位置，读取此时激光测距传感器数值H’和水平校准装置数值a’ x,a’ y和a’ z，计算得到割台最高高度^ = H' cos(arctan(a: / + a;))，为保证割台在运动到最高点或最低点时触发计算机开始计时，引入修正系数S，δ的经验值为lcm，最高位置A=Hs1- δ ,最低位置B = Hffi+ δ ,标定完毕；所述测量步骤的具体方法为，开启计算机的测试平台，由数据采集器(10)采集激光测距传感器(5)和水平校准装置(7)所测数值，由计算机(11)对采集得到的距离数据进行较正，并计算出割台升降速度后进行存储。
4.如权利要求3中所述的联合收割机收割台升降速度检测方法，其特征在于，采用角度调节螺栓(4)调整传感器平板(8)的角度，首先松开角度调节螺栓(4)，调整传感器平板(8)与水平地面的夹角，目测其与地面水平，停止调节，拧紧角度调节螺栓(4)。
5.如权利要求3中所述的联合收割机割台升降速度检测方法，其特征在于，所述测量步骤中数据处理单元采用计算机读取数据并计算，开始检测时，操纵割台升降控制阀手柄或操纵杆，使割台从最低位置提升到最高位置，然后再从最高位置下降到最低位置，计算机(11)实时采集激光测距传感器(5)的数据C ； 在上升过程中，C=B时,计算机(11)记录该时刻为t1;C=A时,计算机所记录时刻为t2,系统计算上升速度
【文档编号】G01P3/68GK103760380SQ201410005015
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月6日 优先权日:2014年1月6日
【发明者】陈度, 张亚伟, 王书茂, 路博 申请人:中国农业大学