本实用新型专利技术涉及一种耕整地机械耕深监测系统，以提高耕整质量、提高耕深值的准确度和提高耕深监测系统稳定性。该系统包括获取当前作业耕深值的超声波耕深测量装置以及用于显示所述当前作业耕深值的显示装置；超声波耕深测量装置包括一体化超声波收发探头，所述一体化超声波收发探头面向当前的作业地面。农机手在田间作业的过程中，根据当前作业耕深值实时调整耕整地机械，尽量保证同一块地的耕深一致，提高了耕整质量。由于采用了超声波传播技术测量耕深值，该测量手段不受耕整地机械的结构和几何尺寸变化的影响，提高了耕深值的准确性。由于这种非接触式的测量手段，相对于传统的接触式测量手段，提高了监测系统的稳定性，延长了其使用寿命。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种耕整地机械耕深监测系统。
技术介绍
耕整地机械在田间作业时，由于土壤阻力不一致，发动机的负荷不稳定，耕深会随之发生变化，这样造成了同一块地的耕深不一致。不均匀的耕深会造成耕作质量达不到农艺要求，直接影响作物产量。耕深是耕整地机械田间作业最常见的监控参数，目前国内常见的耕深测量装置有机械式、液压式及非电量电测试等，由于田间作业条件恶劣、干扰因素较多，在田间实际作业情况下，使用效果不理想。耕深的监测主要采用直接测量或间接测量的方式。其中，直接测量是在犁架上安装仿形轮或滑掌。在落犁时，使仿形轮或仿形滑掌与土壤接触，犁入土后，犁架下沉，仿形轮或仿形滑掌相对上台，从而引起支架角度或者滑块位置变化，换算得到耕深值。这种方式需要安装一套附加装置，不便于实现集成化的自动控制。其中，间接测量为通过测量耕整地机械悬挂机构的提升臂转角的变化，从而计算得到耕深值。虽然这种间接的方式便于安装和集成，但是得到的耕深值是相对值，假如耕整地机械的结构和几何尺寸变化后换算关系就会发生变化，得到的耕深值就会有一定的误差，耕深值准确度不高。而且，由于在测量中多采用电位计或凸轮轴，属于接触式的测量方式，所以随着长时间的耕作，耕深监测装置的稳定性会逐渐降低，影响其使用寿命。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是如何提高耕整质量、提高耕深值的准确度和提高耕深监测系统稳定性。为解决上述技术问题，本技术提出了一种耕整地机械耕深监测系统，该系统包括获取当前作业耕深值的超声波耕深测量装置以及用于显示所述当前作业耕深值的显示装置；其中，超声波耕深测量装置包括一体化超声波收发探头，所述一体化超声波收发探头面向当前的作业地面。进一步地，所述超声波耕深测量装置还包括单片机及与所述单片机连接的计时芯片，所述一体化超声波收发探头通过继电器切换电路与所述计时芯片的脉冲发射端、回波信号接收端分时连接。进一步地，所述耕深监测装置还包括获取当前作业温度的温度传感器，所述单片机根据所述当前作业温度对声速补偿，得到声速补偿后的耕深值。进一步地，所述继电器切换电路和所述计时芯片的脉冲发射端之间连接有脉冲处理电路；所述继电器切换电路和所述计时芯片的回波信号接收端之间连接有回波信号处理电路。进一步地，所述脉冲处理电路为控制驱动电路及与所述控制驱动电路连接的升压电路，其中所述控制驱动电路与所述计时芯片的脉冲发射端连接，所述升压电路与继电器切换电路连接。进一步地，所述超声波耕深测量装置通过微处理器与所述显示装置连接。进一步地，该系统还包括与所述微处理器连接的定位装置，用以获取位置信息并将位置信息发送至所述微处理器。进一步地，该系统还包括与所述微处理器连接的远程传输装置，用以将位置信息和所述当前作业耕深值上传至服务器。进一步地，该系统还包括与所述微处理器连接的电源管理装置，用以对耕深监测系统进行延时启动和延时关机。进一步地，该系统还包括与所述微处理器连接的报警装置。本技术采用超声波耕深测量装置测量当前作业耕深值，采用显示装置显示当前作业深度值。农机手在田间作业的过程中，根据当前作业耕深值实时调整耕整地机械，尽量保证同一块地的耕深一致，提高了耕整质量。同时，由于超声波耕深测量装置采用超声波传播技术测量耕深值，该测量手段不受耕整地机械的结构和几何尺寸变化的影响，提高了耕深值的准确性。由于这种非接触式的测量手段，相对于传统的接触式测量手段，提高了监测系统的稳定性，延长了其使用寿命。【附图说明】通过参考附图会更加清楚的理解本技术的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本技术进行任何限制，在附图中:图1示出了本技术的一种结构框图；图2示出了超声波耕深测量装置的结构框图；图3示出了耕整地机械悬挂四铧犁处于非工作状态时的状态图；图4示出了耕整地机械悬挂四铧犁处于工作状态时的状态图；图5示出了显示装置上四个指示灯的示意图。【具体实施方式】下面将结合附图对本技术的实施例进行详细描述。如图1、2所示，本技术耕整地机械耕深监测系统包括获取当前作业耕深值的超声波耕深测量装置以及用于显示所述当前作业耕深值的显示装置；其中，超声波耕深测量装置包括一体化超声波收发探头，所述一体化超声波收发探头面向当前的作业地面。本技术采用超声波耕深测量装置测量当前作业耕深值，采用显示装置显示当前作业深度值。农机手在田间作业的过程中，根据当前作业耕深值实时调整耕整地机械，尽量保证同一块地的耕深一致，提高了耕整质量。同时，由于超声波耕深测量装置采用超声波传播技术测量耕深值，该测量手段不受耕整地机械的结构和几何尺寸变化的影响，提高了耕深值的准确性。由于这种非接触式的测量手段，相对于传统的接触式测量手段，提高了监测系统的稳定性，延长了其使用寿命。由于超声波耕深测量装置结构简单，不用安装其他的附加装置，便于安装和集成化。进一步地，如图2所示，所述超声波耕深测量装置还包括单片机及与所述单片机连接的计时芯片，所述一体化超声波收发探头通过继电器切换电路与所述计时芯片的脉冲发射端、回波信号接收端分时连接。超声波耕深测量装置的工作过程为:单片机控制计时芯片产生脉冲，脉冲到达一体化超声波收发探头之后，驱动一体化超声波收发探头产生超声波，发射的超声波被地面反射之后又被一体化超声波收发探头接收，接收到被返回的超声波之后，一体化超声波收发探头发出回波信号，回波信号经计时芯片的回波信号接收端口被计时芯片接收。计时芯片根据脉冲和回波信号之间的时间差得知超声波的传输时间。计时芯片将该传输时间传送给单片机，单片机根据该传输时间计算出一体化超声波收发探头与作业地面之间的距离，并根据该距离得到当前作业耕深值。单片机控制继电器切换电路的切换，通过切换，使一体化超声波收发探头与计时芯片的脉冲发射端、回波信号接收端分时连接。当计时芯片发射脉冲时，其脉冲发射端与一体化超声波收发探头连接，使脉冲信号得到传递。当计时芯片接收回波信号时，其回波信号接收端与一体化超声波收发探头连接，使得回波信号得到传递。上述切换过程可以保证相应信号能按预定线路传递，避免接收错误。在上述工作过程中，单片机和计时芯片之间可采用串行外围设备接口即SPI进行通信。一体化超声波收发探头可采用具有防水防尘特性的超声波收发探头，提高工作的稳定性和延长其使用寿命。计时芯片可采用TDC-GP21高精度计时芯片。计时芯片可利用开始单元和脉冲发生器生成高速脉冲。如图3、4所示，可将超声波耕深测量装置5安装在四铧犁1的横梁2上，当四铧犁下降到作业地面7时，单片机通过超声波耕深测量装置测得一体化超声波收发探头与作业地面之间的距离4，将该距离记为初始值H。当当耕整地机械悬挂四铧犁处于工作状态时，单片机通过超声波耕深测量装置测得一体化超声波收发探头与作业地面之间的距离K，由此得出当前耕深值为D = H-K。图3、4中的标记3表示前铧犁，标记6表示限深轮。超声波耕深测量装置探头结构及测量电路上采取了多项减小探当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种耕整地机械耕深监测系统，其特征在于，包括获取当前作业耕深值的超声波耕深测量装置以及用于显示所述当前作业耕深值的显示装置；其中，超声波耕深测量装置包括一体化超声波收发探头，所述一体化超声波收发探头面向当前的作业地面。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：罗长海，孟志军，付卫强，武广伟，丛岳，梅鹤波，尹彦鑫，聂建慧，董建军，
申请(专利权)人：北京农业智能装备技术研究中心，
类型：新型
国别省市：北京;11
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