光电漫反射式联合收割机谷物产量计量系统研发与性能试验.pdf

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1、第33卷第3期242017年2月农业工程学报TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering、，01．33No．3Feb．2017光电漫反射式联合收割机谷物产量计量系统研发与性能试验付兴兰1，一，张兆国1※，安晓飞2,3,4，赵春江2,3,5，李晨源1，于佳杨1，3(1．昆明理工大学现代农业工程学院，昆明650000；2．国家农业智能装备工程技术研究中心，北京100097；3．北京农业智能装备技术研究中心，北京100097；4．农业智能装备技术北京市重点实验室，北京，100

2、097；5．农业部农业信息技术重点实验室，北京，100097)摘要：为了进一步提高联合收割机谷物产量计量系统的精度，自主研发了基于光电漫反射原理的谷物产量计量系统。系统主要由传感器模块、数据处理模块、GPS模块和谷物产量计量显示终端组成。光电式谷物产量计量系统计量作业时，当联合收割机籽粒升运器刮板输送谷物经过漫反射型谷物体积传感器时，会间歇性的阻断光路，从而产生脉宽信号，脉宽信号大小与刮板上谷物厚度成正比，同时升运器转速传感器输出转速信号，谷物产量计量数据处理模块将采集到的2路传感器信号进行放大、滤波和A／D转换后与GPS模块采集的联合

3、收割机行进速度、经纬度信息由RS485总线传输至光电谷物产量计量软件系统，经光电式谷物产量模型处理后，将产量信息、速度信息、位置信息等实时显示在终端上。为了验证光电式谷物产量计量系统的性能，分别开展了室内主要传感器性能台架试验和系统田间动态性能验证试验，试验中谷物喂入量在0．1～6kg／s范围内，台架试验表明升运器转速传感器测量误差小于2．00％，漫反射型谷物体积传感器测量误差小于3．50％。田间动态性能验证试验结果表明光电式谷物产量计量系统运行稳定，系统检测结果与实际测量结果决定系数彤达到0．8484，测产误差最大为3．51％，满足田

4、间实际测产需要，为精准农业变量作业提供了科学依据。关键词：谷物；光电装置；传感器；联合收割机；产量计量系统doi：10．11975巧．issn．1002-6819．2017．03．004中图分类号：S126文献标志码：A文章编号：1002—6819(2017)一03—0024—07付兴兰，张兆国，安晓飞，赵春江，李晨源，于佳杨．光电漫反射式联合收割机谷物产量计量系统研发与性能试验[J]．农业工程学报，2017，33(3)：24—30．doi：10．11975，j．issn．1002—6819．2017．03．004http：／／www．

5、tcsae．orgFuXinglan，Zhangzhaoguo，AnXiaofei，ZhaoChunjiang，LiChenyuan，YuJiayang．Developmentandperformanceexperimentongrainyieldmonitoringsystemofcombineharvesterbasedonphotoelectricdiffusereflectance[J]．TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(Transactionsof

6、theCSAE)，2017，33(3)：24—30．(inChinesewithEnglishabstract)doi：10．11975／j．issn．1002—6819．2017．03．004http：／／www．tcsae．org0引言获取谷物作业区域准确的产量信息是评价谷物产量及作业效果的重要指标，产量信息的空间变异性是来年精准变量作业的科学依据[1】。谷物产量计量在当前精准农业的研究和实践中，是一个必不可少的环节【2]。国外的谷物产量计量相关研究起步较早，谷物产量计量系统已成为联合收割机的标准配件，研究者们也提出了多种谷物计量模

7、型，谷物产量计量系统的测量误差为4．4％【3‘6]。研究者对主要产品如JohnDeere公司开发的GreenStar谷物测产系统，AgLeader公司研制的冲击式PF3000谷物产量监测系统，Raven公司研发的光电对射式SmartYieldPro系统等进行了试验收稿日期：2016．08．29修订日期：2016—12．19基金项目：北京市农林科学院青年基金(QNJJ201529)；国家重点研发计划种行肥行精准拟合与判断关键技术与装备(2016YFD0200605)；国家高技术研究发展计划(863计划)农机精准作业协同支撑技术与平台(20

8、13AAl02308)作者简介：付兴兰，女，云南大理人，主要从事农业信息化技术研究。昆明昆明理工大学现代农业工程学院650000Email：1581433861@qq．tom※通信作者：张兆国，男，山东单县