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自走式飼料收獲機(jī)通過直徑檢測

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發(fā)布時(shí)間：2025-08-23 23:22:55 更新時(shí)間：2025-08-22 23:22:56

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測中心

自走式飼料收獲機(jī)中直徑檢測的技術(shù)應(yīng)用與標(biāo)準(zhǔn)解析

隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平的不斷提升，自走式飼料收獲機(jī)作為高效、智能化農(nóng)業(yè)裝備的重要組成部分，廣泛應(yīng)用于青貯玉米、高粱、苜蓿等多類飼料作物的收獲作業(yè)。在實(shí)際作業(yè)過程中，作物莖稈的直徑是決定收獲質(zhì)量與后續(xù)加工效率的關(guān)鍵參數(shù)之一。因此，對收獲作物莖稈的直徑進(jìn)行精準(zhǔn)檢測，不僅直接影響收獲機(jī)的切割與粉碎設(shè)定，還關(guān)系到飼料的適口性、營養(yǎng)成分保留率以及后續(xù)儲存穩(wěn)定性。近年來，基于視覺識別、激光掃描與傳感器融合技術(shù)的直徑檢測系統(tǒng)逐步應(yīng)用于自走式飼料收獲機(jī)中，成為實(shí)現(xiàn)智能化、自動化作業(yè)的重要支撐。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測莖稈直徑，收獲機(jī)可以動態(tài)調(diào)整切割高度、滾筒轉(zhuǎn)速與粉碎刀具間距等關(guān)鍵參數(shù)，從而優(yōu)化作業(yè)效率并減少資源浪費(fèi)。此外，直徑檢測數(shù)據(jù)還可用于作業(yè)質(zhì)量評估與農(nóng)機(jī)性能反饋，為農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)分析與智能決策提供基礎(chǔ)支撐。因此，深入研究直徑檢測的項(xiàng)目內(nèi)容、檢測儀器、檢測方法及檢測標(biāo)準(zhǔn)，對于提升自走式飼料收獲機(jī)的技術(shù)水平與作業(yè)精度具有重要意義。

主要檢測項(xiàng)目

在自走式飼料收獲機(jī)的運(yùn)行過程中，直徑檢測主要涵蓋以下幾項(xiàng)核心技術(shù)指標(biāo)：一是莖稈實(shí)時(shí)直徑測量，用于判斷作物粗細(xì)程度；二是莖稈分布密度與直徑分布統(tǒng)計(jì)，以分析田間作物生長均勻性；三是不同作物類型（如玉米、高粱、苜蓿）的直徑閾值識別，實(shí)現(xiàn)作物自適應(yīng)調(diào)節(jié)；四是檢測結(jié)果與作業(yè)參數(shù)的聯(lián)動控制，如切割高度與滾筒轉(zhuǎn)速的動態(tài)匹配。這些檢測項(xiàng)目共同構(gòu)成了智能收獲機(jī)“感知—決策—執(zhí)行”閉環(huán)系統(tǒng)的核心環(huán)節(jié)。

常用檢測儀器與設(shè)備

目前用于自走式飼料收獲機(jī)直徑檢測的典型儀器包括：1）激光測距傳感器（Laser Distance Sensor），通過發(fā)射激光束并接收反射信號，實(shí)現(xiàn)非接觸式高精度直徑測量，響應(yīng)速度快，適用于高速作業(yè)環(huán)境；2）線陣CCD相機(jī)與工業(yè)視覺系統(tǒng)，結(jié)合圖像處理算法，可對作物莖稈進(jìn)行二維輪廓重建，進(jìn)而計(jì)算直徑；3）立體視覺相機(jī)（Stereo Camera）或ToF（Time of Flight）相機(jī)，能夠獲取作物空間三維信息，提升直徑測量的立體感與準(zhǔn)確性；4）超聲波傳感器，適用于濕度較高或粉塵環(huán)境下的補(bǔ)充測量。上述儀器常通過集成式安裝在割臺前端或粉碎裝置入口處，實(shí)現(xiàn)對通過作物的連續(xù)監(jiān)測。

檢測方法與流程

直徑檢測通常采用以下流程：首先，通過前端傳感器陣列在作物進(jìn)入切割區(qū)前進(jìn)行掃描；其次，采集原始數(shù)據(jù)（如激光回波時(shí)間、圖像像素灰度分布）；第三，利用圖像處理算法（如邊緣檢測、輪廓擬合）或數(shù)學(xué)模型（如最小二乘法擬合圓?。┨崛∏o稈直徑；最后，將結(jié)果實(shí)時(shí)傳輸至主控系統(tǒng)，用于調(diào)整作業(yè)參數(shù)。例如，當(dāng)檢測到莖稈直徑偏大時(shí)，系統(tǒng)可自動增大滾筒轉(zhuǎn)速或調(diào)整切割刀間距，以確保粉碎質(zhì)量。部分高端機(jī)型還引入AI深度學(xué)習(xí)模型，對不同作物、不同生長階段的莖稈進(jìn)行分類識別與直徑預(yù)測，顯著提升檢測的自適應(yīng)能力。

檢測標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范

目前，我國及國際上針對自走式飼料收獲機(jī)的直徑檢測尚無統(tǒng)一強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)，但相關(guān)技術(shù)規(guī)范已逐步完善。例如，GB/T 21732-2020《自走式青貯飼料收獲機(jī)》中雖未直接規(guī)定直徑檢測方法，但要求設(shè)備具備“作業(yè)參數(shù)自適應(yīng)調(diào)節(jié)功能”，間接支持直徑檢測的應(yīng)用。此外，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布的《農(nóng)業(yè)機(jī)械智能作業(yè)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（NY/T 3865-2021）中明確指出，智能收獲設(shè)備應(yīng)具備“作物莖稈直徑、密度等關(guān)鍵參數(shù)的實(shí)時(shí)感知能力”，并建議采用“多傳感器融合檢測”方案。國際方面，ISO 11783-10（農(nóng)業(yè)機(jī)械數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)）為傳感器數(shù)據(jù)采集與傳輸提供了通信標(biāo)準(zhǔn)，支持直徑檢測數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化處理。未來，隨著智能農(nóng)機(jī)發(fā)展，制定專門的“自走式飼料收獲機(jī)直徑檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”將成為行業(yè)趨勢。