一種懸掛式深松機(jī)及其耕深在線檢測(cè)裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)機(jī)械田間作業(yè)工況檢測(cè)方法及裝置，特別是一種懸掛式深松機(jī)及其耕深在線檢測(cè)裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]土壤深松是保護(hù)性耕作的重要技術(shù)環(huán)節(jié)之一。土壤深松是使用深松機(jī)，松碎耕作層以下5?15cm的犁底層，使松土層的厚度加深。由于不擾亂地表耕作層，所以減少了土壤水分的蒸發(fā)損失。同時(shí)，增強(qiáng)了降雨的滲入量，加快了降雨的滲入速度，提高了降雨的利用率，為作物生長(zhǎng)發(fā)育創(chuàng)造了適宜的土壤條件。深松機(jī)一般由機(jī)架和深松器組成，深松器由鏟柄和深松鏟組成。對(duì)一般土壤，以增強(qiáng)土壤保墑為目的，可根據(jù)犁底層情況，選擇30?45厘米的松土深度。能打破犁底層位置的土壤，取得顯著的效果:一是促進(jìn)土壤蓄水保墑，增強(qiáng)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(gè)百分點(diǎn)，作物耐旱時(shí)間延長(zhǎng)10天左右。二是促進(jìn)農(nóng)作物根系下扎，提高抗倒伏能力。深松為作物生長(zhǎng)創(chuàng)造了良好的土壤環(huán)境，改善了作物根系的生長(zhǎng)條件，促進(jìn)根系粗壯、下扎較深、分布優(yōu)化，充分吸收土壤的水分和養(yǎng)分，促進(jìn)作物生產(chǎn)發(fā)育。三是促進(jìn)農(nóng)作物生長(zhǎng)，提高糧食產(chǎn)量。
[0003]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(shù)模式，研發(fā)了一批先進(jìn)適用的深松整地機(jī)具，農(nóng)機(jī)化主管部門積累了較為豐富的推廣工作經(jīng)驗(yàn)。隨著我國強(qiáng)農(nóng)惠農(nóng)政策力度不斷加大，我國已具備大面積推廣深松技術(shù)的條件。但是，農(nóng)機(jī)深松整地作業(yè)需要大馬力拖拉機(jī)為動(dòng)力，作業(yè)費(fèi)用較高，影響了農(nóng)民的積極性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)懸掛式深松機(jī)耕整地田間作業(yè)過程中，對(duì)作業(yè)深度測(cè)量難的問題，提供一種懸掛式深松機(jī)及其耕深在線檢測(cè)裝置和方法，以實(shí)現(xiàn)對(duì)深松作業(yè)質(zhì)量進(jìn)行有效監(jiān)控。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于懸掛式深松機(jī)的耕深在線檢測(cè)裝置，其中，通過檢測(cè)所述深松機(jī)的機(jī)架與地面距離的變化得到所述深松機(jī)的深松鏟入土深度，以對(duì)深松作業(yè)質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，所述耕深在線檢測(cè)裝置包括:
[0006]超聲波測(cè)距傳感器，安裝在所述深松機(jī)的機(jī)架上，用于實(shí)時(shí)在線測(cè)量所述機(jī)架與地面的距離以得到距離信號(hào)；
[0007]處理器，與所述超聲波測(cè)距傳感器連接，用于接收所述距離信號(hào)，并對(duì)所述距離信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后得到所述深松機(jī)的實(shí)時(shí)耕深數(shù)據(jù)；以及
[0008]上位機(jī)，與所述處理器連接，用于接收并輸出所述實(shí)時(shí)耕深數(shù)據(jù)。
[0009]上述的耕深在線檢測(cè)裝置，其中，還包括鎮(zhèn)壓輪，安裝在所述機(jī)架上并設(shè)置在所述超聲波測(cè)距傳感器前方，用于將松軟的土地表面壓實(shí)，以保證所述超聲波測(cè)距傳感器的接收端收到實(shí)時(shí)在線測(cè)量距離的反射信號(hào)。
[0010]上述的耕深在線檢測(cè)裝置，其中，所述處理器包括:
[0011]接收模塊，用于連續(xù)接收所述距離信號(hào)；
[0012]計(jì)算模塊，用于對(duì)所述接收模塊收到的所述距離信號(hào)計(jì)算作業(yè)深度后進(jìn)行平均處理，并將處理后的平均值作為所述實(shí)時(shí)耕深數(shù)據(jù)；
[0013]發(fā)送模塊，用于將所述實(shí)時(shí)耕深數(shù)據(jù)發(fā)送至所述上位機(jī)。
[0014]上述的耕深在線檢測(cè)裝置，其中，所述作業(yè)深度的計(jì)算公式為:
[0015]D=0.5*v*t_h
[0016]其中，V為所述超聲波測(cè)距傳感器發(fā)送的超聲波在空氣中的傳播速度，t為所述超聲波測(cè)距傳感器發(fā)送的超聲波脈沖傳送的時(shí)間，h為所述超聲波測(cè)距傳感器距未作業(yè)地面的安裝高度。
[0017]上述的耕深在線檢測(cè)裝置，其中，還包括溫度傳感器，所述溫度傳感器安裝在所述機(jī)架上并與所述處理器連接，所述傳播速度V采用如下公式修正:
[0018]ν=331.4+0.61*T
[0019]其中，T為所述溫度傳感器檢測(cè)到的實(shí)時(shí)空氣溫度。
[0020]上述的耕深在線檢測(cè)裝置，其中，所述上位機(jī)為機(jī)載電腦或手持智能裝置，所述機(jī)載電腦安裝在所述深松機(jī)的駕駛室內(nèi)。
[0021]上述的耕深在線檢測(cè)裝置，其中，所述機(jī)載電腦或手持智能裝置通過藍(lán)牙或wifi與所述處理器連接，所述手持智能裝置位于所述藍(lán)牙或wifi的傳輸范圍內(nèi)時(shí)，所述超聲波測(cè)距傳感器與所述處理器為工作狀態(tài)，所述手持智能裝置位于所述藍(lán)牙或wifi的傳輸范圍外時(shí)，所述超聲波測(cè)距傳感器與所述處理器為休眠狀態(tài)。
[0022]為了更好地實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種用于懸掛式深松機(jī)的耕深在線檢測(cè)方法，其中，通過檢測(cè)所述深松機(jī)的機(jī)架與地面距離的變化得到所述深松機(jī)的深松鏟入土深度，以對(duì)深松作業(yè)質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，所述耕深在線檢測(cè)方法包括如下步驟:
[0023]S100、超聲波測(cè)距，用超聲波測(cè)距傳感器實(shí)時(shí)在線測(cè)量所述機(jī)架與地面的距離以得到距離信號(hào)；
[0024]S200、計(jì)算實(shí)時(shí)耕深數(shù)據(jù)，對(duì)所述距離信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后得到所述深松機(jī)的實(shí)時(shí)耕深數(shù)據(jù)；
[0025]S300、輸出耕深數(shù)據(jù)，輸出所述實(shí)時(shí)耕深數(shù)據(jù)。
[0026]上述的耕深在線檢測(cè)方法，其中，所述機(jī)身實(shí)時(shí)耕深數(shù)據(jù)包括如下步驟:
[0027]S201、計(jì)算所述深松機(jī)的作業(yè)深度；
[0028]S202、求算平均值，對(duì)所述作業(yè)深度進(jìn)行排序，并去除最大和最小數(shù)據(jù)后計(jì)算平均值作為所述實(shí)時(shí)耕深數(shù)據(jù)，
[0029]所述作業(yè)深度的計(jì)算公式為:
[0030]D=0.5*v*t_h
[0031]其中，V為通過超聲波測(cè)距傳感器發(fā)送的超聲波在空氣中的傳播速度，t為通過超聲波測(cè)距傳感器發(fā)送的超聲波脈沖傳送的時(shí)間，h為所述超聲波測(cè)距傳感器距未作業(yè)地面的安裝高度。
[0032]上述的耕深在線檢測(cè)方法，其中，在步驟S202之前，還包括傳播速度修正步驟，所述傳播速度V采用如下公式修正:
[0033]v=331.4+0.61*T
[0034]其中，T為通過溫度傳感器檢測(cè)到的實(shí)時(shí)空氣溫度。
[0035]為了更好地實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種懸掛式深松機(jī)，包括機(jī)架和安裝在所述機(jī)架上的懸掛連接部和深松器，其中，還包括上述的耕深在線檢測(cè)裝置。
[0036]為了更好地實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種采用上述的耕深在線檢測(cè)方法控制深松作業(yè)質(zhì)量的懸掛式深松機(jī)。
[0037]本發(fā)明的技術(shù)效果在于:
[0038]本發(fā)明為解決懸掛式深松機(jī)作業(yè)深度在線檢測(cè)難的問題提供了有效手段:
[0039]I)在牽引式農(nóng)具液壓缸上安裝超聲波測(cè)距傳感器，通過測(cè)量機(jī)架距離地面的距離來計(jì)算耕作深度；
[0040]2)本發(fā)明可以與任何有藍(lán)牙或wifi功能的智能手機(jī)配合使用，提高了使用的便利性；
[0041]3)本發(fā)明可通過判斷接收端藍(lán)牙或wifi的距離而靈活采用開啟電源或進(jìn)入休眠狀態(tài)，有效降低能源消耗。
[0042]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
【附圖說明】
[0043]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的深松機(jī)立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044]圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的深松機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0045]圖3為本發(fā)明一實(shí)施例的耕深在線檢測(cè)裝置示意圖；
[0046]圖4為本發(fā)明一實(shí)施例的耕深在線檢測(cè)方法流程圖。
[0047]其中，