CN105698665A - 一种自动测量农机具耕深装置 - Google Patents

Abstract

一种自动测量农机具耕深装置。本发明具有集成度高、封装小、安装和维护方便的特点；有利于使用者及时调整耕深。本发明包括检测模块、控制单元、显示模块；其结构要点是：所述检测模块采用角度传感器作为检测元件，所述角度传感器与控制单元连接，所述控制单元的输出端与显示模块连接。所述控制单元采用PIC18F23K20单片机，所述单片机的输出端口通过连接电阻R0、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7分别与显示模块的输入端口连接，所述显示模块采用4位7段LED显示模块；所述显示模块的四个输出端口分别通过连接三极管的输入端集电极，所述三极管的输出端基极分别连接电阻R8、R9、R10、R11，然后再连接到单片机的I/O端口，所述三极管的发射级连接在一起，共同接地。

Description

一种自动测量农机具耕深装置

技术领域

本发明属于农业机械自动化技术领域，具体地涉及一种自动测量农机具耕深装置。

背景技术

土壤耕整作业是一项基本的田间作业项目，而耕深作为其一项重要的测试指标，在作业过程中是否稳定、是否符合农艺的要求则会直接影响耕作的效果。在实际工作中，由于土壤阻力不一致，发动机的负荷不稳定，耕深会随之发生变化，不均匀的耕深则会造成耕作质量达不到农艺要求。

目前，在农机具耕深测量这方面技术研究的不够深入，现有技术中的耕深检测方式对于实时、准确地监测作业过程中的耕作深度的需要还是不能够完全满足的。

发明内容

本发明针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供一种基于角度测量传感器的自动测量农机具耕深装置；本发明不仅具有集成度高、封装小、安装和维护方便的特点；而且有利于使用者及时调整耕深，以保证拖拉机翻耕的质量。

为实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案。

本发明一种自动测量农机具耕深装置，包括检测模块、控制单元、显示模块；其结构要点是：所述检测模块采用角度传感器作为检测元件，所述角度传感器与控制单元连接，所述控制单元的输出端与显示模块连接。

作为本发明的一种优选方案，所述控制单元采用PIC18F23K20单片机，所述单片机的输出端口通过连接电阻R0、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7分别与显示模块的输入端口连接，所述显示模块采用4位7段LED显示模块；所述显示模块的四个输出端口分别通过连接三极管的输入端集电极，所述三极管的输出端基极分别连接电阻R8、R9、R10、R11，然后再连接到单片机的I/O端口，所述三极管的发射级连接在一起，共同接地。

作为本发明的另一种优选方案，所述单片机的输入端连接角度传感器的输出端，所述单片机与角度传感器之间通过连接电阻R12和电容，连接在一起。

作为本发明的另一种优选方案，所述角度传感器的安装结构：所述角度传感器通过连杆机构和轴承与提升臂相连接，所述提升臂的顶端连接提升杆，所述提升杆与下拉杆连接在一起。

本发明的有益效果是。

1、本发明提供了一种基于角度传感器自动测量农机具耕深装置。以连杆机构位置和提升臂转角的几何对应关系为基础，通过角度传感器检测提升臂的转角变化，推导出耕深值与测量电压值之间的线性关系并换算得到实际耕深。本发明相对于其他耕深检测装置，具有集成度高、封装小、安装和维护方便的特点。本发明所述显示模块可为使用者提供实时数据，有利于使用者及时调整耕深，以保证拖拉机翻耕的质量。

2、本发明是一种可以自动检测耕深并且实时显示的装置，使用者可以通过显示模块，实时监测作业过程中的耕作深度以便于及时调节耕深，使耕深符合农艺要求。

3、由上所述总结出本发明的优点：1)所述检测模块使用角度传感器，通过测量提升臂的转角，即角度传感器内部电阻的变化，间接检测出此时的耕作深度，简单可行，便于安装。2)所述显示模块采用4位7段LED显示屏进行动态显示，结构简单，显示可靠，便于维护和更换。

附图说明

图1是本发明一种自动测量农机具耕深装置的总体结构框图。

图2是本发明一种自动测量农机具耕深装置的电路原理连接图。

图3是本发明一种自动测量农机具耕深装置的角度传感器安装示意图。

图中，1为轴承，2为连杆机构、3为提升臂、4为提升杆、5为下拉杆、6为角度传感器、7为控制单元、8为显示模块。

具体实施方式

如图1所示，为本发明一种自动测量农机具耕深装置的总体结构框图。图中，包括检测模块、控制单元7、显示模块8；其结构要点是：所述检测模块采用角度传感器6作为检测元件，所述角度传感器6与控制单元7连接，所述控制单元7的输出端与显示模块8连接。

如图2所示，为本发明一种自动测量农机具耕深装置的电路原理连接图。图中，所述控制单元7采用PIC18F23K20单片机，所述单片机的输出端口通过连接电阻R0、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7分别与显示模块的输入端口连接，所述显示模块8采用4位7段LED显示模块；所述显示模块8的四个输出端口分别通过连接三极管的输入端集电极，所述三极管的输出端基极分别连接电阻R8、R9、R10、R11，然后再连接到单片机的I/O端口，所述三极管的发射级连接在一起，共同接地。

作为本发明的另一种优选方案，所述单片机的输入端连接角度传感器6的输出端，所述单片机与角度传感器6之间通过连接电阻R12和电容，连接在一起。

如图3所示，为本发明一种自动测量农机具耕深装置的角度传感器安装示意图。图中，所述角度传感器6的安装结构为：所述角度传感器6通过连杆机构2和轴承1与提升臂3相连接，所述提升臂3的顶端连接提升杆4，所述提升杆4与下拉杆5连接在一起。

本发明所述控制单元7采用PIC18F23K20系列单片机作为控制单元7。该单片机结构紧凑、运行速度快、功耗较低，并且由于该款单片机集成度较高，其所需的外接电路十分简洁，便于开发和维护。采用其作为本发明装置的控制单元7能够实时、高效地实现该装置所需实现的各种功能的控制。该单片机内部集成A/D转换器模块、增强型CCP模块以及单片机通信需要的USART模块等，从而大大减少了外接的令业电路模块，简化了整个控制电路。

结合附图阐述本发明工作原理及过程：所述检测模块是利用角度传感器6作为检测元件，检测提升臂3的转动角度；当耕深改变时，所述下拉杆5随之上下运动，与下拉杆5连接的提升臂3也会有一个相应的转角变化；同时角度传感器6的转轴也在连杆机构2的作用下随提升臂3同步转动，根据角度传感器6阻值的变化检测出提升臂3转动的角度，从而根据对应的几何关系所建立起的数学模型间接检测出此时的耕深；并将检测到的信号传至控制单元7；所述控制单元7在对应的几何关系基础上进行，通过内部算法得到此时的耕深大小；所述显示模块8用于接收控制单元7的控制信号并显示相对应的耕深值。

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种自动测量农机具耕深装置，包括检测模块、控制单元（7）、显示模块（8）；其特征在于：所述检测模块采用角度传感器（6）作为检测元件，所述角度传感器（6）与控制单元（7）连接，所述控制单元7的输出端与显示模块（8）连接。

2.根据权利要求1所述的一种自动测量农机具耕深装置，其特征在于：所述控制单元（7）采用PIC18F23K20单片机，所述单片机的输出端口通过连接电阻R0、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7分别与显示模块的输入端口连接，所述显示模块（8）采用4位7段LED显示模块；所述显示模块（8）的四个输出端口分别通过连接三极管的输入端集电极，所述三极管的输出端基极分别连接电阻R8、R9、R10、R11，然后再连接到单片机的I/O端口，所述三极管的发射级连接在一起，共同接地。

3.根据权利要求1所述的一种自动测量农机具耕深装置，其特征在于：所述单片机的输入端连接角度传感器（6）的输出端，所述单片机与角度传感器（6）之间通过连接电阻R12和电容，连接在一起。

4.根据权利要求1所述的一种自动测量农机具耕深装置，其特征在于：所述角度传感器（6）的安装结构为：所述角度传感器（6）通过连杆机构（2）和轴承（1）与提升臂（3）相连接，所述提升臂（3）的顶端连接提升杆（4），所述提升杆（4）与下拉杆（5）连接在一起。