一種牽引式農具耕深在線檢測方法及裝置，該裝置安裝于牽引式農具的重耙上，包括超聲波測距傳感器、數據采集器和數據處理器，該超聲波測距傳感器安裝于牽引式重耙的油缸上，該數據采集器分別與該超聲波測距傳感器和該數據處理器連接，該超聲波測距傳感器用于采集該油缸的伸縮距離模擬信息并傳遞至該數據采集器，該數據采集器用于將接收到的該油缸的伸縮距離模擬信息轉換成伸縮距離數字信息后發送至該數據處理器，該數據處理器根據該伸縮距離數字信息運算后得到該牽引式重耙的耕作深度值。該檢測方法包括數據采集、數據轉換及數據計算步驟。本發明專利技術為一種非接觸式測量方法，其檢測量程大、精度高、安裝方便、適應性廣。
【技術實現步驟摘要】
一種牽引式農具耕深在線檢測方法及裝置
本專利技術涉及農業機械田間作業工況檢測技術，特別是一種牽引式農具耕深在線檢測方法及裝置。
技術介紹
農機深松整地作業是通過拖拉機牽引深松機或帶有深松部件的聯合整地機等機具，進行行間或全方位深層土壤耕作的機械化整地技術。應用這項技術可在不翻土、不打亂原有土層結構的情況下，打破堅硬的犁底層，加厚松土層，改善土壤耕層結構，從而增強土壤蓄水保墑和抗旱防澇能力，能有效增強糧食基礎生產能力，促進農作物增產、農民增收。自20世紀80年代以來，我國一些地區農戶常年用小四輪拖拉機帶鏵式犁或旋耕機進行淺翻、旋耕作業，致使在耕作層與心土層之間形成了一層堅硬、封閉的犁底層，其厚度可達6～10cm，阻礙了耕作層與心土層之間水、肥、氣與熱量的連通性，土壤板結嚴重，導致地力逐年下降。近年來，黑龍江、吉林、遼寧等省推廣大馬力拖拉機深松整地作業，深度一般在25cm以上，打破了犁底層，取得了顯著的效果：一是促進土壤蓄水保墑，增強抗旱防澇能力。深松地塊伏旱期間平均含水量比未深松的地塊提高7個百分點，作物耐旱時間延長10天左右。二是促進農作物根系下扎，提高抗倒伏能力。深松為作物生長創造了良好的土壤環境，改善了作物根系的生長條件，促進根系粗壯、下扎較深、分布優化，充分吸收土壤的水分和養分，促進作物生產發育。三是促進農作物生長，提高糧食產量。目前，各地已探索形成了適宜各種土壤類型的深松整地技術模式，研發了一批先進適用的深松整地機具，農機化主管部門積累了較為豐富的推廣工作經驗。隨著我國強農惠農政策力度不斷加大，我國已具備大面積推廣深松技術的條件。但是，農機深松整地作業需要大馬力拖拉機為動力，作業費用較高，影響了農民和農機手的積極性。且該牽引式農具的耕深沒有在線檢測方法，對農具深松作業質量無法有效控制。專利號為“201220202771.5”，名稱為“一種微耕機耕深檢測裝置”的中國技術專利公開了一種用于微耕機的耕深檢測裝置，采用兩個鉸接的連桿，一個連桿的末端設置有拖板，另一個連桿通過轉軸與安裝在微耕機的機架上的電位器相連接以實現對耕深的檢測，但該方法為接觸式測量方法，檢測行程及精度均受到一定限度，無法適應深松檢測的需要。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供一種牽引式農具耕深在線檢測方法及裝置，針對農機耕整地田間作業過程中，由于機械故障或人為因素，容易引起深松作業質量差突出問題，實現在線檢測與預警裝置，以對耕深作業質量進行有效監控。為了實現上述目的，本專利技術提供了一種牽引式農具耕深在線檢測裝置，安裝于用于深松作業的牽引式農具上，其中，包括超聲波測距傳感器、數據采集器和數據處理器，所述超聲波測距傳感器安裝于所述牽引式重耙的油缸上，所述數據采集器分別與所述超聲波測距傳感器和所述數據處理器連接，所述超聲波測距傳感器用于采集所述油缸的伸縮距離模擬信息并傳遞至所述數據采集器，所述數據采集器用于將接收到的所述油缸的伸縮距離模擬信息轉換成伸縮距離數字信息后發送至所述數據處理器，所述數據處理器根據所述伸縮距離數字信息運算后得到所述牽引式重耙的耕作深度值。上述的牽引式農具耕深在線檢測裝置，其中，所述超聲波測距傳感器包括發射頭和反射板，所述發射頭固定安裝在所述油缸的缸身上，所述反射板正對所述發射頭固定安裝在所述油缸的油缸臂前端；或者，所述反射板固定安裝在所述油缸的缸身上，所述發射頭正對所述反射板固定安裝在所述油缸的油缸臂前端。上述的牽引式農具耕深在線檢測裝置，其中，還包括GPS定位裝置，所述GPS定位裝置用于實時采集所述牽引式重耙的位置信息，并將所述位置信息發送至所述數據處理器。上述的牽引式農具耕深在線檢測裝置，其中，所述數據處理器包括數據采集模塊、數據存儲模塊和數據計算模塊，所述數據采集模塊用于采集所述油缸的伸縮距離數據信息和/或所述GPS位置信息，所述數據計算模塊用于根據所述油缸的伸縮距離數據信息計算出所述牽引式重耙的耕作深度值，所述數據存儲模塊用于存儲所述耕作深度值和對應于該耕作深度值的GPS位置信息。上述的牽引式農具耕深在線檢測裝置，其中，所述數據處理器還包括耕深信息生成模塊和數據輸出模塊，所述耕深信息生成模塊用于根據所述耕作深度值和對應于該耕作深度值的GPS位置信息生成耕深信息圖，所述數據輸出模塊用于輸出所述耕深信息圖。上述的牽引式農具耕深在線檢測裝置，其中，所述數據計算模塊采用如下公式計算所述耕作深度值：其中，CD＇為所述耕作深度值，O點為所述重耙的固定旋轉軸中心位置，O＇A＇為所述油缸拉伸后長度，O＇A為所述油缸完全收縮長度，AO與A＇O為油缸缸桿與所述固定旋轉軸的連接桿長度，分別代表油缸運動前后油缸缸桿的位置，OD＇為所述重耙的地輪與所述固定旋轉軸之間的連接桿長度，OO＇為所述固定旋轉軸與所述油缸的固定軸的距離。上述的牽引式農具耕深在線檢測裝置，其中，還包括用于耕深異常時進行報警提醒的報警器，所述報警器安裝于所述牽引式農具的駕駛室內，所述報警器與所述數據采集器或所述數據處理器無線連接。為了更好地實現上述目的，本專利技術還提供了一種牽引式農具耕深在線檢測方法，采用上述的在線檢測裝置對牽引式農具的重耙耕作深度值進行在線檢測，其中，包括如下步驟：S100、數據采集，采用超聲波測距傳感器采集所述油缸的伸縮距離模擬信息并傳遞至數據采集器；S200、數據轉換，所述數據采集器將接收到的所述油缸的伸縮距離模擬信息轉換成伸縮距離數字信息后發送至數據處理器；S300、數據計算，所述數據處理器根據所述伸縮距離數字信息運算后得到所述牽引式重耙的耕作深度值。上述的牽引式農具耕深在線檢測方法，其中，所述步驟S300采用如下公式計算所述耕作深度值：其中，CD＇為所述耕作深度值，O點為所述重耙的固定旋轉軸中心位置，O＇A＇為所述油缸拉伸后長度，O＇A為所述油缸完全收縮長度，AO與A＇O為油缸缸桿與所述固定旋轉軸的連接桿長度，分別代表油缸運動前后油缸缸桿的位置，OD＇為所述重耙的地輪與所述固定旋轉軸之間的連接桿長度，OO＇為所述固定旋轉軸與所述油缸的固定軸的距離。上述的牽引式農具耕深在線檢測方法，其中，還包括如下步驟：S400、報警，發現耕深異常時進行報警提醒。本專利技術的技術效果在于：本專利技術的檢測裝置和方法為一種非接觸式測量方法，可以有效控制農具深松作業質量，其檢測量程大、精度高、安裝方便、適應性廣。以下結合附圖和具體實施例對本專利技術進行詳細描述，但不作為對本專利技術的限定。附圖說明圖1為本專利技術一實施例的檢測裝置安裝結構示意圖；圖2為本專利技術一實施例的超聲波測距傳感器安裝示意圖；圖3為本專利技術一實施例的超聲波測距傳感器安裝及結構示意圖；圖4為本專利技術一實施例的算法示意圖；圖5為本專利技術一實施例的檢測方法流程圖；圖6為本專利技術另一實施例的檢測方法流程圖。其中，附圖標記1重耙10耙身11耙片12地輪13旋轉軸14油缸141缸身142油缸臂2耕深在線檢測裝置21超聲波測距傳感器211發射頭212反射板22數據采集器23數據處理器3牽引機構4卡具S100-S300步驟具體實施方式下面結合附圖對本專利技術的結構原理和工作原理作具體的描述：參見圖1，圖1為本專利技術一實施例的檢測裝置安裝結構示意圖。本專利技術的牽引式農具耕深在線檢測裝置2，安裝于用于深松作業的牽引式農具上，包括本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種牽引式農具耕深在線檢測裝置，安裝于用于深松作業的牽引式農具上，其特征在于，包括超聲波測距傳感器、數據采集器和數據處理器，所述超聲波測距傳感器安裝于所述牽引式重耙的油缸上，所述數據采集器分別與所述超聲波測距傳感器和所述數據處理器連接，所述超聲波測距傳感器用于采集所述油缸的伸縮距離模擬信息并傳遞至所述數據采集器，所述數據采集器用于將接收到的所述油缸的伸縮距離模擬信息轉換成伸縮距離數字信息后發送至所述數據處理器，所述數據處理器根據所述伸縮距離數字信息運算后得到所述牽引式重耙的耕作深度值。
【技術特征摘要】
1.一種牽引式農具耕深在線檢測裝置，安裝于用于深松作業的牽引式重耙上，其特征在于，包括超聲波測距傳感器、數據采集器和數據處理器，所述超聲波測距傳感器安裝于所述牽引式重耙的油缸上，所述數據采集器分別與所述超聲波測距傳感器和所述數據處理器連接，所述超聲波測距傳感器用于采集所述油缸的伸縮距離模擬信息并傳遞至所述數據采集器，所述數據采集器用于將接收到的所述油缸的伸縮距離模擬信息轉換成伸縮距離數字信息后發送至所述數據處理器，所述數據處理器根據所述伸縮距離數字信息運算后得到所述牽引式重耙的耕作深度值；其中，所述數據處理器包括數據采集模塊、數據存儲模塊和數據計算模塊，所述數據采集模塊用于采集所述油缸的伸縮距離數據信息，所述數據計算模塊用于根據所述油缸的伸縮距離數據信息計算出所述牽引式重耙的耕作深度值，所述數據存儲模塊用于存儲所述耕作深度值；所述數據計算模塊采用如下公式計算所述耕作深度值：其中，CD＇為所述耕作深度值，O點為所述重耙的固定旋轉軸中心位置，O＇A＇為所述油缸拉伸后長度，O＇A為所述油缸完全收縮長度，AO與A＇O為油缸缸桿與所述固定旋轉軸的連接桿長度，分別代表油缸運動前后油缸缸桿的位置，OD＇為所述重耙的地輪與所述固定旋轉軸之間的連接桿長度，OO＇為所述固定旋轉軸與所述油缸的固定軸的距離。2.如權利要求1所述的牽引式農具耕深在線檢測裝置，其特征在于，所述超聲波測距傳感器包括發射頭和反射板，所述發射頭固定安裝在所述油缸的缸身上，所述反射板正對所述發射頭固定安裝在所述油缸的油缸臂前端；或者，所述反射板固定安裝在所述油缸的缸身上，所述發射頭正對所述反射板固定安裝在所述油缸的油缸臂前端。3.如權利要求1或2所述的牽引式農具耕深在線檢測裝置，其特征在于，還包括GPS定位裝置，所述GPS定位裝置用于實時采集所述牽引式重耙的位置信息，并將所述...
【專利技術屬性】
技術研發人員：苑嚴偉，李樹君，楊炳南，董鑫，周利明，張俊寧，
申請(專利權)人：中國農業機械化科學研究院，
類型：發明
國別省市：北京;11
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