CN105606145A - 车载式作物长势传感方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车载式作物长势传感方法及装置，属于精准农业领域。该发明包括一种车载式作物长势传感器减震装置，具有减震支座、减震支架和悬臂梁的作物长势传感器减震安装装置，减震支座与拖拉机车架连接，悬臂梁通过铰制方式连接于减震支座的减震弹簧上方，悬臂梁通过上下方加装减震弹簧的铰制方式连接于减震支架，减震支架通过固接的方式连接于作物长势传感器。一种车载式作物长势传感器的数量以及安装位置的方法，采用拖拉机的发动机振动模型以及车轮与农田路面的振动模型作为激励分析车载式作物长势传感器减震装置的振动，用于确定车载式作物长势传感器的数量以及安装位置。

Description

车载式作物长势传感方法及装置
技术领域
本发明涉及精准农业领域，具体涉及一种车载式作物长势传感方法及装置。
背景技术
精准农业是当今世界农业发展的新潮流，其原理是按田间每一操作单元的具体条件，精细准确地调整各项土壤和作物管理措施，最大限度地优化各项农业投入，以获取最高产量和最大经济效益，同时保护农业生态环境，以保持农业资源的高效利用与农业产业的持续发展。
其中由于农田信息受自然条件影响大，时空变异性强，实时采集难度高，且直接进行田间大量信息采集和处理耗资费时，因而农田信息实时采集设备和技术的研究开发已成为精准农业领域的研究重点和难点。在精准农业领域，获取地面农作物生长信息时，用于测量的传感器与地面相对位置有严格的要求，搭载传感器的信息采集车常在田间比较狭窄、路面不平、环境复杂的情况下工作，会影响传感器的采集精度。因此为提高传感器信息采集的准确性，需减少并消除地面不平整等原因对传感器产生的影响。由于传感器悬挂臂是弱阻尼的弹性体，当拖拉机产生振动时会使得作物长势传感器产生相应的振动，这会导致作物生长传感器的采集信息不准确。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车载式作物长势传感方法及装置，以减小拖拉机在田间行走时产生的振动对传感器的影响，提高作物传感器的实时信息采集精度。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种车载式作物长势传感方法，包括以下步骤：
采用ANSYS软件对作物生长传感器减震支架进行振动有限元分析；
在分析时，对模型施加拖拉机的振动模型作为激励输入，包括拖拉机的发动机振动模型以及车轮与农田路面的振动模型；
分别对安装在悬臂梁不同位置的作物长势传感器的振动量进行分析，得到不同位置的振动幅值；
对满足以下两个条件的安装位置取并集：
(1)在振动条件下作物长势传感器与作物的距离H＝作物长势传感器安装高度HS±振动幅值HV满足作物长势传感器最低监测高度HL≤H≤作物长势传感器最高监测高度HH；
(2)作物长势传感器的视场直径R≤作物长势传感器的安装距离L≤1.5R。
一种车载式作物长势传感装置，包括减震支座、第一减震弹簧、悬臂梁、减震支架、第二减震弹簧、上下位板和位置可调连接板，所述悬臂梁通过上方和下方分别设置有第二减震弹簧和第一减震弹簧，悬臂梁通过铰制方式连接于减震支架，所述减震支架通过固接的方式连接于作物长势传感器，减震支座的一端通过固连与拖拉机车架连接，悬臂梁通过主销铰制在减震弹簧上方，减震支架通过上下位板预设减震弹簧的预紧力的铰制方式连接于悬臂梁，位置可调连接板用于作物长势传感器的固定安装以及高度调节。
包括具有减震支座、减震支架和悬臂梁的作物长势传感器减震安装装置，所述减震支座与拖拉机车架连接，所述悬臂梁通过铰制方式连接于减震支座的减震弹簧上方，所述悬臂梁通过上下方加装减震弹簧的铰制方式连接于减震支架，所述减震支架通过固接的方式连接于作物长势传感器。
进一步，采用ANSYS软件对作物生长传感器减震支架进行振动有限元分析，结合传感器的视场大小确定车载式作物长势传感器的数量以及安装位置，以达到最佳的作物长势监测效果。
本发明的有益效果是：
本发明的一种车载式作物长势传感方法及装置，以减小拖拉机在田间行走时产生的振动对传感器的影响，提高作物传感器的实时信息采集精度。
附图说明
图1为本发明的总体结构示意图。
图2为本发明的减震支座及安装示意图。
图3为本发明的减震支架及安装示意图。
图4为本发明的基于ANSYS的安装支架振动模态分析结果示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述：
本发明的车载式作物长势传感减震装置如图1、2、3所示，一种车载式作物长势传感装置，包括减震支座2、第一减震弹簧3、悬臂梁5、减震支架6、第二减震弹簧7、上下位板8和位置可调连接板9，所述悬臂梁5通过上方和下方分别设置有第二减震弹簧7和第一减震弹簧3，悬臂梁5通过铰制方式连接于减震支架6，所述减震支架6通过固接的方式连接于作物长势传感器，减震支座2的一端通过固连与拖拉机车架1连接，悬臂梁5通过主销4铰制在减震弹簧3上方，减震支架6通过上下位板8预设减震弹簧7的预紧力的铰制方式连接于悬臂梁6，位置可调连接板9用于作物长势传感器的固定安装以及高度调节。
一种车载式作物长势传感方法，包括以下步骤：
采用ANSYS软件对作物生长传感器减震支架进行振动有限元分析；
在分析时，对模型施加拖拉机的振动模型作为激励输入，包括拖拉机的发动机振动模型以及车轮与农田路面的振动模型；
分别对安装在悬臂梁不同位置的作物长势传感器的振动量进行分析，得到不同位置的振动幅值；
对满足以下两个条件的安装位置取并集：
1在振动条件下作物长势传感器与作物的距离H＝作物长势传感器安装高度HS±振动幅值HV满足作物长势传感器最低监测高度HL≤H≤作物长势传感器最高监测高度HH；
2作物长势传感器的视场直径R≤作物长势传感器的安装距离L≤1.5R。
在确定车载式作物长势传感器的数量以及安装位置时，采用ANSYS软件对作物生长传感器减震支架进行振动有限元分析。在分析时，对模型施加拖拉机的振动模型作为激励输入，包括拖拉机的发动机振动模型以及车轮与农田路面的振动模型。分别对安装在悬臂梁不同位置的作物长势传感器的振动量进行分析，得到不同位置的振动幅值；对满足以下两个条件的安装位置取并集：1在振动条件下作物长势传感器与作物的距离H＝作物长势传感器安装高度HS±振动幅值HV满足作物长势传感器最低监测高度HL≤H≤作物长势传感器最高监测高度HH；2作物长势传感器的视场直径R≤作物长势传感器的安装距离L≤1.5R。
本发明具有有益效果：本发明的减震支架以及通过分析振动分析来确立车载式作物长势传感器的数量以及安装位置，可提高作物长势传感器监测信息的准确性，避免由于拖拉机振动引起的作物长势传感器监测效果差的问题。而本发明所提出的确立车载式作物长势传感器的数量以及安装位置方法则有利于找出作物长势传感器在悬臂梁上的最佳安装位置。所以本发明所提出的一种车载式作物长势传感方法及装置对抑制拖拉机振动对作物长势传感器的影响、提升作物长势传感器的监测信息有重要帮助。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容已经全部记载在权利要求书中。

Claims (2)

1.一种车载式作物长势传感方法，其特征在于包括以下步骤：
采用ANSYS软件对作物生长传感器减震支架进行振动有限元分析；
在分析时，对模型施加拖拉机的振动模型作为激励输入，包括拖拉机的发动机振动模型以及车轮与农田路面的振动模型；
分别对安装在悬臂梁不同位置的作物长势传感器的振动量进行分析，得到不同位置的振动幅值；
对满足以下两个条件的安装位置取并集：
(1)在振动条件下作物长势传感器与作物的距离H＝作物长势传感器安装高度HS±振动幅值HV满足作物长势传感器最低监测高度HL≤H≤作物长势传感器最高监测高度HH；
(2)作物长势传感器的视场直径R≤作物长势传感器的安装距离L≤1.5R。
2.一种车载式作物长势传感装置，其特征在于包括减震支座(2)、第一减震弹簧(3)、悬臂梁(5)、减震支架(6)、第二减震弹簧(7)、上下位板(8)和位置可调连接板(9)，所述悬臂梁(5)通过上方和下方分别设置有第二减震弹簧(7)和第一减震弹簧(3)，悬臂梁(5)通过铰制方式连接于减震支架(6)，所述减震支架(6)通过固接的方式连接于作物长势传感器，减震支座(2)的一端通过固连与拖拉机车架(1)连接，悬臂梁(5)通过主销(4)铰制在减震弹簧(3)上方，减震支架(6)通过上下位板(8)预设减震弹簧(7)的预紧力的铰制方式连接于悬臂梁(6)，位置可调连接板(9)用于作物长势传感器的固定安装以及高度调节。
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