本實用新型專利技術涉及一種耕整地機械耕深監測系統，以提高耕整質量、提高耕深值的準確度和提高耕深監測系統穩定性。該系統包括獲取當前作業耕深值的超聲波耕深測量裝置以及用于顯示所述當前作業耕深值的顯示裝置；超聲波耕深測量裝置包括一體化超聲波收發探頭，所述一體化超聲波收發探頭面向當前的作業地面。農機手在田間作業的過程中，根據當前作業耕深值實時調整耕整地機械，盡量保證同一塊地的耕深一致，提高了耕整質量。由于采用了超聲波傳播技術測量耕深值，該測量手段不受耕整地機械的結構和幾何尺寸變化的影響，提高了耕深值的準確性。由于這種非接觸式的測量手段，相對于傳統的接觸式測量手段，提高了監測系統的穩定性，延長了其使用壽命。
【技術實現步驟摘要】
本技術涉及一種耕整地機械耕深監測系統。
技術介紹
耕整地機械在田間作業時，由于土壤阻力不一致，發動機的負荷不穩定，耕深會隨之發生變化，這樣造成了同一塊地的耕深不一致。不均勻的耕深會造成耕作質量達不到農藝要求，直接影響作物產量。耕深是耕整地機械田間作業最常見的監控參數，目前國內常見的耕深測量裝置有機械式、液壓式及非電量電測試等，由于田間作業條件惡劣、干擾因素較多，在田間實際作業情況下，使用效果不理想。耕深的監測主要采用直接測量或間接測量的方式。其中，直接測量是在犁架上安裝仿形輪或滑掌。在落犁時，使仿形輪或仿形滑掌與土壤接觸，犁入土后，犁架下沉，仿形輪或仿形滑掌相對上臺，從而引起支架角度或者滑塊位置變化，換算得到耕深值。這種方式需要安裝一套附加裝置，不便于實現集成化的自動控制。其中，間接測量為通過測量耕整地機械懸掛機構的提升臂轉角的變化，從而計算得到耕深值。雖然這種間接的方式便于安裝和集成，但是得到的耕深值是相對值，假如耕整地機械的結構和幾何尺寸變化后換算關系就會發生變化，得到的耕深值就會有一定的誤差，耕深值準確度不高。而且，由于在測量中多采用電位計或凸輪軸，屬于接觸式的測量方式，所以隨著長時間的耕作，耕深監測裝置的穩定性會逐漸降低，影響其使用壽命。
技術實現思路
本技術所要解決的技術問題是如何提高耕整質量、提高耕深值的準確度和提高耕深監測系統穩定性。為解決上述技術問題，本技術提出了一種耕整地機械耕深監測系統，該系統包括獲取當前作業耕深值的超聲波耕深測量裝置以及用于顯示所述當前作業耕深值的顯示裝置；其中，超聲波耕深測量裝置包括一體化超聲波收發探頭，所述一體化超聲波收發探頭面向當前的作業地面。進一步地，所述超聲波耕深測量裝置還包括單片機及與所述單片機連接的計時芯片，所述一體化超聲波收發探頭通過繼電器切換電路與所述計時芯片的脈沖發射端、回波信號接收端分時連接。進一步地，所述耕深監測裝置還包括獲取當前作業溫度的溫度傳感器，所述單片機根據所述當前作業溫度對聲速補償，得到聲速補償后的耕深值。進一步地，所述繼電器切換電路和所述計時芯片的脈沖發射端之間連接有脈沖處理電路；所述繼電器切換電路和所述計時芯片的回波信號接收端之間連接有回波信號處理電路。進一步地，所述脈沖處理電路為控制驅動電路及與所述控制驅動電路連接的升壓電路，其中所述控制驅動電路與所述計時芯片的脈沖發射端連接，所述升壓電路與繼電器切換電路連接。進一步地，所述超聲波耕深測量裝置通過微處理器與所述顯示裝置連接。進一步地，該系統還包括與所述微處理器連接的定位裝置，用以獲取位置信息并將位置信息發送至所述微處理器。進一步地，該系統還包括與所述微處理器連接的遠程傳輸裝置，用以將位置信息和所述當前作業耕深值上傳至服務器。進一步地，該系統還包括與所述微處理器連接的電源管理裝置，用以對耕深監測系統進行延時啟動和延時關機。進一步地，該系統還包括與所述微處理器連接的報警裝置。本技術采用超聲波耕深測量裝置測量當前作業耕深值，采用顯示裝置顯示當前作業深度值。農機手在田間作業的過程中，根據當前作業耕深值實時調整耕整地機械，盡量保證同一塊地的耕深一致，提高了耕整質量。同時，由于超聲波耕深測量裝置采用超聲波傳播技術測量耕深值，該測量手段不受耕整地機械的結構和幾何尺寸變化的影響，提高了耕深值的準確性。由于這種非接觸式的測量手段，相對于傳統的接觸式測量手段，提高了監測系統的穩定性，延長了其使用壽命?！靖綀D說明】通過參考附圖會更加清楚的理解本技術的特征和優點，附圖是示意性的而不應理解為對本技術進行任何限制，在附圖中:圖1示出了本技術的一種結構框圖；圖2示出了超聲波耕深測量裝置的結構框圖；圖3示出了耕整地機械懸掛四鏵犁處于非工作狀態時的狀態圖；圖4示出了耕整地機械懸掛四鏵犁處于工作狀態時的狀態圖；圖5示出了顯示裝置上四個指示燈的示意圖。【具體實施方式】下面將結合附圖對本技術的實施例進行詳細描述。如圖1、2所示，本技術耕整地機械耕深監測系統包括獲取當前作業耕深值的超聲波耕深測量裝置以及用于顯示所述當前作業耕深值的顯示裝置；其中，超聲波耕深測量裝置包括一體化超聲波收發探頭，所述一體化超聲波收發探頭面向當前的作業地面。本技術采用超聲波耕深測量裝置測量當前作業耕深值，采用顯示裝置顯示當前作業深度值。農機手在田間作業的過程中，根據當前作業耕深值實時調整耕整地機械，盡量保證同一塊地的耕深一致，提高了耕整質量。同時，由于超聲波耕深測量裝置采用超聲波傳播技術測量耕深值，該測量手段不受耕整地機械的結構和幾何尺寸變化的影響，提高了耕深值的準確性。由于這種非接觸式的測量手段，相對于傳統的接觸式測量手段，提高了監測系統的穩定性，延長了其使用壽命。由于超聲波耕深測量裝置結構簡單，不用安裝其他的附加裝置，便于安裝和集成化。進一步地，如圖2所示，所述超聲波耕深測量裝置還包括單片機及與所述單片機連接的計時芯片，所述一體化超聲波收發探頭通過繼電器切換電路與所述計時芯片的脈沖發射端、回波信號接收端分時連接。超聲波耕深測量裝置的工作過程為:單片機控制計時芯片產生脈沖，脈沖到達一體化超聲波收發探頭之后，驅動一體化超聲波收發探頭產生超聲波，發射的超聲波被地面反射之后又被一體化超聲波收發探頭接收，接收到被返回的超聲波之后，一體化超聲波收發探頭發出回波信號，回波信號經計時芯片的回波信號接收端口被計時芯片接收。計時芯片根據脈沖和回波信號之間的時間差得知超聲波的傳輸時間。計時芯片將該傳輸時間傳送給單片機，單片機根據該傳輸時間計算出一體化超聲波收發探頭與作業地面之間的距離，并根據該距離得到當前作業耕深值。單片機控制繼電器切換電路的切換，通過切換，使一體化超聲波收發探頭與計時芯片的脈沖發射端、回波信號接收端分時連接。當計時芯片發射脈沖時，其脈沖發射端與一體化超聲波收發探頭連接，使脈沖信號得到傳遞。當計時芯片接收回波信號時，其回波信號接收端與一體化超聲波收發探頭連接，使得回波信號得到傳遞。上述切換過程可以保證相應信號能按預定線路傳遞，避免接收錯誤。在上述工作過程中，單片機和計時芯片之間可采用串行外圍設備接口即SPI進行通信。一體化超聲波收發探頭可采用具有防水防塵特性的超聲波收發探頭，提高工作的穩定性和延長其使用壽命。計時芯片可采用TDC-GP21高精度計時芯片。計時芯片可利用開始單元和脈沖發生器生成高速脈沖。如圖3、4所示，可將超聲波耕深測量裝置5安裝在四鏵犁1的橫梁2上，當四鏵犁下降到作業地面7時，單片機通過超聲波耕深測量裝置測得一體化超聲波收發探頭與作業地面之間的距離4，將該距離記為初始值H。當當耕整地機械懸掛四鏵犁處于工作狀態時，單片機通過超聲波耕深測量裝置測得一體化超聲波收發探頭與作業地面之間的距離K，由此得出當前耕深值為D = H-K。圖3、4中的標記3表示前鏵犁，標記6表示限深輪。超聲波耕深測量裝置探頭結構及測量電路上采取了多項減小探當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種耕整地機械耕深監測系統，其特征在于，包括獲取當前作業耕深值的超聲波耕深測量裝置以及用于顯示所述當前作業耕深值的顯示裝置；其中，超聲波耕深測量裝置包括一體化超聲波收發探頭，所述一體化超聲波收發探頭面向當前的作業地面。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：羅長海，孟志軍，付衛強，武廣偉，叢岳，梅鶴波，尹彥鑫，聶建慧，董建軍，
申請(專利權)人：北京農業智能裝備技術研究中心，
類型：新型
國別省市：北京;11
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