深松机耕深检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术设计的深松机耕深检测装置，包括箱体、转轴、连杆、触地机构，角度传感器和数据处理器，所述的箱体通过固定装置设置在深松机机身上，连杆通过转轴与箱体连接，转轴设置在箱体内且与角度传感器连接，连杆的末端与触地机构的机构中心点连接，且触地机构的形状能保证其任意触地点到机构中心点的距离均相等。这种结构的特点是通过直接设置在深松机上的触地机构与耕地的接触带动连杆摆动，最终将触地机构的仿形运动转化到转轴的转动，并通过角度传感器检测后得到转轴的实时转角，最后由内设数据处理器根据几何关系得出耕深。

Subsoiling detection device of tractor

【技术实现步骤摘要】
深松机耕深检测装置
本技术涉及一种农业机械领域中土壤深松机的作业深度(耕深)的实时检测装置。
技术介绍
机械化深松是提高土壤耕作质量的重要技术措施，得到了国家的高度关注。为此，许多地方都实施了机械深松整地作业的补贴政策。而深松作业的耕深检测则是判定耕作质量的关键。传统的农机作业质量监测主要依靠人工取点测量，耗时费力，准确度不高，且容易受人为因素局限，影响了对作业补贴的准确发放，形成监管漏洞。因此，开发能精确和实时地检测耕深的装置十分必要。耕深测量技术分二类：直接测量技术和间接测量技术。直接测量技术将传感器安装在深松机上直接测量其作业深度；间接测量技术将传感器安装在拖拉机上，利用拖拉机和深松机的连接关系推算出深松机的作业深度。直接测量技术中可以利用超声波传感器测量深松机机架与地面的距离变化，计算出深松机的入土深度。但超声波传感器在大田环境中受地面平整度、农作物残茬和杂草影响较大，测量误差大，成本高。目前市场上的产品以间接测量为主，即在拖拉机三点悬挂装置上安装姿态（角度）传感器，测量拖拉机悬挂装置拉杆与地面的角度变化，由几何尺寸关系推算出深松机的作业深度。这种在拖拉机悬挂架上测量角度的耕深测量方法，存在以下问题：（1）测量精度低：由于悬挂装置拉杆与地面的角度变化范围小，分辨率差，用这种小角度变量去推算耕深会引起较大的测量误差；（2）应用范围窄：它仅适用于悬挂式深松机的耕深检测；（3）抗地形干扰能力差：在遇到地面凸凹不平或倾斜的情况下，拖拉机悬挂机构下降深度不能准确反映深松机的实际作业深度。
技术实现思路
为解决上述问题，本技术提出了一种直接装在深松机上的耕深检测装置，通过测量安装在深松机上的连杆的触地转角，然后由内置数据处理器根据几何关系实时计算出深松机的作业深度。本技术设计的深松机耕深检测装置，包括箱体、转轴、连杆、触地机构,角度传感器和数据处理器，所述的箱体通过固定装置设置在深松机机身上，连杆通过转轴与箱体连接，转轴设置在箱体内且与角度传感器连接，连杆的末端与触地机构的机构中心点连接，且触地机构的形状能保证其任意触地点到机构中心点的距离均相等；数据处理器的输入端与角度传感器连接，输出端与终端电子设备连接。这种结构的特点是通过直接设置在深松机上的触地机构与耕地的接触带动连杆摆动，最终将触地机构的仿形运动转化到转轴的转动，并通过角度传感器检测转轴的实时转角。所述数据处理器对角度传感器的信号进行快速采样和平滑处理，直接计算出耕深值。所述数据处理器的输出（耕深）可以送到终端电子设备上，用于耕深的显示、储存、无线传输和耕深的自动控制。进一步地，所述的箱体下部设有限位机构，限位机构保证连杆因自重或靠弹簧的压力下摆时始终与竖直面呈初始角度A0。所述的限位机构是由箱体下部伸出的斜槽，连杆与斜槽贴合。通过限位机构能很好的控制连杆的摆动角度，并提供零位读数，方便标定。进一步地，所述的固定装置包括上压板、下压板、螺杆和螺母。上述结构安装方便，且能固定于深松机的许多（任意）位置。进一步地，所述的转轴通过轴承设置在箱体内，且转轴的中心线与连杆的中心线垂直，从而保证耕深检测的准确性。进一步地，所述的触地机构为半圆形的仿形板或滚轮，保证触地机构能将耕地的情况精确的反应到角度传感器上。与现有技术相比，本技术所得到的耕深检测装置，结构简单，设计合理。连杆及触地机构直接设置在深松机上，大大提高了其转动角度，能直接将耕地的变化反映在角度传感器上，从而提高了耕深检测精度。同时解决了地面起伏、倾斜等带来的检测误差，进一步提高了检测的准确性。附图说明图1是本技术的主视图。图2是本技术的侧视图。图3是图2B-B处的剖视图。图4是本技术的安装示意图。图5是检测计算示意图。其中：1、箱体；2、转轴；3、连杆；4、触地机构；5、角度传感器；6、轴承；7、数据处理器；8、下压板；9、上压板；10、螺杆；11、螺母；12、终端电子设备；13、斜槽。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例1。如图1，2和3所示，本实施例描述的耕深检测装置，包括箱体1、转轴2、连杆3、触地机构4,角度传感器5和数据处理器7，所述的箱体1通过固定装置设置在深松机机身上，连杆3通过转轴2与箱体1连接，转轴2设置在箱体1内且与角度传感器5连接，连杆3的末端与触地机构4的机构中心点连接，且触地机构4的形状能保证其任意触地点到机构中心点的距离均相等。所述的箱体1内设数据处理器7，数据处理器7的输入端与角度传感器5连接，输出端与终端电子设备12连接。所述的箱体1下部设有限位机构，限位机构保证连杆3因自重或靠弹簧的压力下摆时始终与竖直面呈初始角度A0。所述的限位机构是由箱体1下部伸出的斜槽13，斜槽13与连杆3贴合。所述的固定装置由上压板9、下压板8、螺杆10和螺母11，这种结构安装方便，且能固定于深松机的任意位置。所述的转轴2通过轴承6设置在箱体1内，且转轴2的中心线与连杆3的中心线垂直。所述的触地机构4为半圆形的仿形板。如图4所示，深松机耕深检测装置可以装在深松机机架上任何两个深松铲中间的位置，使得触地结构4在工作时沿没有耕作过的土壤表面仿型运动。如图5所示，当深松机不耕作时，连杆3靠重力或靠弹簧的压力靠在斜槽13上，与垂直面形成一初始角度A0。此时触地机构4没有接触地面，与地面有一初始高度H0。图5所示的连杆3和触地机构4在该初始位置用虚线表示。转轴2到地面的高度Y可以用以下公式得出：Y=H0+L×cos(A0)+R[1]其中L是连杆3长度，R是触地机构4的半径。当深松机耕作时，整个耕深检测装置随同深松机机架下行，直到触地机构4接触到未耕土壤表面，连杆3连同转轴2开始绕轴承6转动，其触地转角为A。图5所示的连杆3和触地机构4在该工作位置用实线表示。耕深H与连杆触地转角A和连杆长度L的几何关系如下：H=Y-L×cos(A0+A)–R[2]将公式[1]中的Y代入公式[2]，耕深H用以下公式得出：H=H0+L×[cosA0-cos(A0+A)][3]当转轴2绕轴承6转动时，角度传感器5的输出电压信号V与其转角B之间的关系用以下公式得出：B=k×V[4]其中k是角度传感器5的转换系数。连杆3在初始角度A0时的电压值是V0，其对应的角度传感器的转角为B0。连杆3在触地转角为A时的电压值是V，其对应的角度传感器转角为（B0+A）。从公式[4]可以得出触地转角A与角度传感器输出电压V之间的关系为：A=k×(V-V0)[5]最后得出的耕深H的计算公式为：H=H0+L×{cosA0-cos[A0+k(V-V0)]}[6]其中V是角度传感器5的输出值，L、H0和A0是耕深检测装置的设计参数，k是角度传感器5的转换系数，V0是角度传感器5的在初始角度A0时的电压值。V0由系统标定得出。系统标定方法可以采用人工标定或自动标定。数据处理器7根据公式[6]最终计算出耕深值。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种深松机耕深检测装置，包括箱体（1）、转轴（2）、连杆（3）、触地机构（4）,和角度传感器（5）和数据处理器（7），其特征是所述的箱体（1）通过固定装置设置在深松机机身上，连杆（3）通过转轴（2）与箱体（1）连接，转轴（2）设置在箱体（1）内且与角度传感器（5）连接，连杆（3）的末端与触地机构（4）的机构中心点连接，且触地机构（4）的形状能保证其任意触地点到机构中心点的距离均相等；数据处理器（7）的输入端与角度传感器（5）连接，输出端与终端电子设备（12）连接。

【技术特征摘要】
1.一种深松机耕深检测装置，包括箱体（1）、转轴（2）、连杆（3）、触地机构（4）,和角度传感器（5）和数据处理器（7），其特征是所述的箱体（1）通过固定装置设置在深松机机身上，连杆（3）通过转轴（2）与箱体（1）连接，转轴（2）设置在箱体（1）内且与角度传感器（5）连接，连杆（3）的末端与触地机构（4）的机构中心点连接，且触地机构（4）的形状能保证其任意触地点到机构中心点的距离均相等；数据处理器（7）的输入端与角度传感器（5）连接，输出端与终端电子设备（12）连接。2.根据权利要求1所述的深松机耕深检测装置，其特征是所述的箱体（1）下部设有限位机构，限位机构保证连杆...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡海波，韩树丰，
申请(专利权)人：胡海波，韩树丰，
类型：新型
国别省市：浙江,33