CN105928480A - 悬挂式深松机耕深检测系统、方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种悬挂式深松机耕深检测系统、方法及装置,其中,该系统包括深松机(1)、姿态传感器、拖拉机上拉杆(4)、拖拉机提升臂(5)、数据处理器(7)、显示器(8)、拖拉机(9)、下拉杆前铰接点(10)、提升杆(11)、拖拉机下拉杆(12)、下拉杆后铰接点(13)、前排深松犁齿(14)以及后排深松犁齿(15)。本发明可以通过实时采集深松机的前进方向与水平面的夹角γ、拖拉机下拉杆的轴向与水平面夹角β以及拖拉机的机身前进方向与水平面的夹角α,进而根据预先标定的拖拉机和深松机的机身固定参数以及机身部件距地面的高度参数确定深松机的实时耕深,提高了耕深的检测精度、增强了抗干扰能力,且可适用于大田作业环境。
Description
技术领域
本发明涉及农业机械技术领域,尤其涉及一种悬挂式深松机耕深检测系统、方法及装置。
背景技术
深松耕整地作业是一种保护性耕作方式,可以打破犁底层,改善耕层结构,增加蓄水保墒能力,改善土壤的水、肥、气、热的组成,促进作物生长,是农业增收的有效手段。
深松耕整地作业中一个重要问题就是耕深实时监测。目前,由于缺少智能化检测方法及检测工具,拖拉机驾驶员很难实时掌握耕作深度,耕深过浅或过度深松的情况时有发生。深松过浅意味着无效深松,过度深松则造成资源浪费。为提高深松作业质量和效率,降低拖拉机驾驶员劳动强度,有必要采用现代化技术手段对深松作业耕深进行实时监测。
现有的通过在仿形轮上安装角度传感器来进行耕深检测的技术方案在遇到地面凸凹不平,或者地面上有农作物残茬时耕深检测精度不能保证;现有的基于倾角传感器的拖拉机悬挂机组耕深检测的技术方案是通过检测拖拉机后悬挂提升臂水平倾角的变化,结合悬挂机构的几何尺寸关系推算出更深。然而,该装置从提升臂到悬挂机组之间有多个连接杆件,因而在实际作业中,机手常常会调节提升杆和上拉杆长度,每调动一次,传感器参数都需要重新标定,在应用上较为复杂;现有的采用超声波测距方式检测旋耕机作业耕深的技术方案,则会因超声波传感器在大田环境中受地面平整度、土块、农作物残茬和杂草影响较大,甚至机具本身都可能对超声波造成干扰,影响其检测精度,因此不适合在复杂农田环境下作为耕深检测工具。
发明内容
基于上述现有技术的缺陷,本发明所要解决的技术问题是:如何提出一种检测精度高、抗干扰能力强、且适合大田作业环境下的深松机耕深检测方法。
为了解决上述技术问题,本发明提出如下技术方案:
一种悬挂式深松机耕深检测系统,包括深松机(1)、姿态传感器、拖拉机上拉杆(4)、拖拉机提升臂(5)、数据处理器(7)、显示器(8)、拖拉机(9)、下拉杆前铰接点(10)、提升杆(11)、拖拉机下拉杆(12)、下拉杆后铰接点(13)、前排深松犁齿(14)以及后排深松犁齿(15);
所述深松机(1)通过所述拖拉机上拉杆(4)与所述拖拉机(9)相连;
所述拖拉机下拉杆(12)通过所述提升杆(11)和所述拖拉机提升臂(5)与所述拖拉机(9)相连;
所述数据处理器(7)与所述姿态传感器通信连接;
所述显示器(8)与所述数据处理器(7)通信连接;
所述下拉杆前铰接点(10)位于所述拖拉机下拉杆(12)的前端,并用于连接所述前端与所述拖拉机(9)的机身;
所述下拉杆后铰接点(13)位于所述拖拉机下拉杆(12)的后端,并用于连接所述后端与所述深松机(1)的横梁;
所述前排深松犁齿(14)以及后排深松犁齿(15)由前至后依次设置于所述深松机(1)的横梁上;
所述姿态传感器用于采集所述深松机(1)的前进方向与水平面的夹角γ、所述拖拉机下拉杆(12)的轴向与水平面夹角β以及所述拖拉机(9)的机身前进方向与水平面的夹角α。
可选地,所述姿态传感器包括:
第一姿态传感器(2),位于所述深松机(1)的横梁上,用于采集所述深松机(1)的前进方向与水平面的夹角γ;
第二姿态传感器(3),位于所述拖拉机下拉杆(12)上,用于采集所述拖拉机下拉杆(12)的轴向与水平面夹角β;
第三姿态传感器(6),位于所述拖拉机(9)的机身上,用于采集所述拖拉机(9)的机身前进方向与水平面的夹角α。
一种悬挂式深松机耕深检测方法,所述方法为应用于上述任一种系统的方法,包括:
获取所述下拉杆前铰接点(10)距离地面的高度H1、所述深松机(1)的横梁距离地面的高度H2、所述下拉杆前铰接点(10)与所述下拉杆后铰接点(13)的间距L、所述前排深松犁齿(14)与后排深松犁齿(15)的间距L0、所述拖拉机(9)的机身前进方向与水平面的夹角α、所述拖拉机下拉杆(12)的轴向与水平面夹角β、所述深松机(1)的前进方向与水平面的夹角γ;
其中,所述高度H1、高度H2、间距L以及间距L0为预先标定的拖拉机和深松机的机身固定参数或机身部件距地面的高度参数;
分别根据所述高度H1、所述高度H2、所述间距L、所述间距L0、所述夹角α、所述夹角β、所述夹角γ确定深松机的前排深松犁齿耕深Hf和深松机的后排深松犁齿耕深Hr;
根据所述深松机的前排深松犁齿耕深Hf和深松机的后排深松犁齿耕深Hr确定所述深松机(1)的实时耕深H,并通过所述显示器(8)显示所述H。
可选地,所述获取所述下拉杆前铰接点(10)距离地面的高度H1、所述深松机(1)的横梁距离地面的高度H2、所述下拉杆前铰接点(10)与所述下拉杆后铰接点(13)的间距L、所述前排深松犁齿(14)与后排深松犁齿(15)的间距L0、所述拖拉机(9)的机身前进方向与水平面的夹角α、所述拖拉机下拉杆(12)的轴向与水平面夹角β、所述深松机(1)的前进方向与水平面的夹角γ之前,所述方法还包括:
将所述拖拉机(9)挂接上所述深松机(1)并行驶到平坦的地面上;以及操纵所述拖拉机提升臂(5)放下所述深松机(1),并调整所述拖拉机上拉杆(4),使所述前排深松犁齿(14)与后排深松犁齿(15)均接触地面,且所述深松机(1)的横梁与地面保持平行,以获取所述高度H1、高度H2、间距L以及间距L0的标定结果。
可选地,所述深松机的前排深松犁齿耕深Hf的计算公式为:
Hf=H2-Hn=H2-H1+L sin(β-α) (公式一);
所述深松机的后排深松犁齿耕深Hr的计算公式为:
Hr=Hf-L0 sin(γ-α) (公式二);
其中,Hn为所述下拉杆后铰接点(13)距离地面的高度,且所述Hn的计算公式为:
Hn=H1-L sin(β-α) (公式三)。
可选地,所述方法包括:
重复所述获取所述高度H1、所述高度H2、所述间距L、所述间距L0、所述夹角α、所述夹角β、所述夹角γ的步骤三次;
分别根据三次获取的结果计算三次前排深松犁齿耕深Hf以及后排深松犁齿耕深Hr;
分别根据三次前排深松犁齿耕深Hf以及后排深松犁齿耕深Hr的计算结果计算前排深松犁齿耕深平均值和后排深松犁齿耕深平均值
引入修正系数δ1、δ2,使:
可选地,所述实时耕深H的计算公式为:
一种悬挂式深松机耕深检测装置,所述装置为应用于上述任一种系统的装置,包括:
参数获取单元,用于获取所述下拉杆前铰接点(10)距离地面的高度H1、所述深松机(1)的横梁距离地面的高度H2、所述下拉杆前铰接点(10)与所述下拉杆后铰接点(13)的间距L、所述前排深松犁齿(14)与后排深松犁齿(15)的间距L0、所述拖拉机(9)的机身前进方向与水平面的夹角α、所述拖拉机下拉杆(12)的轴向与水平面夹角β、所述深松机(1)的前进方向与水平面的夹角γ;
其中,所述高度H1、高度H2、间距L以及间距L0为预先标定的拖拉机和深松机的机身固定参数或机身部件距地面的高度参数;
前后排耕深确定单元,用于分别根据所述H1、所述H2、所述L、所述L0、所述α、所述β、所述γ确定深松机的前排深松犁齿耕深Hf和深松机的后排深松犁齿耕深Hr;
实时耕深确定单元,用于根据所述Hf和所述Hr确定所述深松机(1)的实时耕深H,并通过所述显示器(8)显示所述H。
可选地,所述装置还包括:
预备调整单元,用于将所述拖拉机(9)挂接上所述深松机(1)并行驶到平坦的地面上;以及,操纵所述拖拉机提升臂(5)放下所述深松机(1),并调整所述拖拉机上拉杆(4),使所述前排深松犁齿(14)与后排深松犁齿(15)均接触地面,且所述深松机(1)的横梁与地面保持平行,以获取所述高度H1、高度H2、间距L以及间距L0的标定结果。
可选地,所述深松机的前排深松犁齿耕深Hf的计算公式为:
Hf=H2-Hn=H2-H1+L sin(β-α) (公式一);
所述深松机的后排深松犁齿耕深Hr的计算公式为:
Hr=Hf-L0 sin(γ-α) (公式二);
其中,Hn为所述下拉杆后铰接点(13)距离地面的高度,且所述Hn的计算公式为:
Hn=H1-L sin(β-α) (公式三)。
本发明的悬挂式深松机耕深检测系统、方法及装置,基于与拖拉机相连的深松机、以及与数据处理器相连的姿态传感器和显示器;可以通过实时采集深松机的前进方向与水平面的夹角γ、拖拉机下拉杆的轴向与水平面夹角β以及拖拉机的机身前进方向与水平面的夹角α,进而根据预先标定的拖拉机和深松机的机身固定参数以及机身部件距地面的高度参数确定深松机的实时耕深,可消除现有耕深测量系统的弊端,提高耕深的检测精度、增强抗干扰能力,且可适用于大田作业环境。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一个实施例的悬挂式深松机耕深检测系统的结构示意图;
图2为本发明一个实施例的悬挂式深松机耕深检测系统的距离参数标注示意图;
图3为本发明一个实施例的悬挂式深松机耕深检测系统的角度参数标注示意图;
图4为本发明一个实施例的悬挂式深松机耕深检测方法的流程图;
图5为本发明一个实施例的悬挂式深松机耕深检测装置的结构示意图;
图6为本发明另一个实施例的悬挂式深松机耕深检测装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
图1为本发明一个实施例的悬挂式深松机耕深检测系统的结构示意图;如图1所示,该系统包括深松机1、姿态传感器、拖拉机上拉杆4、拖拉机提升臂5、数据处理器7、显示器8、拖拉机9、下拉杆前铰接点10、提升杆11、拖拉机下拉杆12、下拉杆后铰接点13、前排深松犁齿14以及后排深松犁齿15;
所述深松机1通过所述拖拉机上拉杆4与所述拖拉机9相连;
所述拖拉机下拉杆12通过所述提升杆11和所述拖拉机提升臂5与所述拖拉机9相连;
所述数据处理器7与所述姿态传感器通信连接;
所述显示器8与所述数据处理器7通信连接;
所述下拉杆前铰接点10位于所述拖拉机下拉杆12的前端,并用于连接所述前端与所述拖拉机9的机身;
所述下拉杆后铰接点13位于所述拖拉机下拉杆12的后端,并用于连接所述后端与所述深松机1的横梁;
所述前排深松犁齿14以及后排深松犁齿15由前至后依次设置于所述深松机1的横梁上;
所述姿态传感器用于采集所述深松机1的前进方向与水平面的夹角γ、所述拖拉机下拉杆12的轴向与水平面夹角β以及所述拖拉机9的机身前进方向与水平面的夹角α。
本实施例的悬挂式深松机耕深检测系统,基于与拖拉机相连的深松机、以及与数据处理器相连的姿态传感器和显示器;可以通过实时采集深松机的前进方向与水平面的夹角γ、拖拉机下拉杆的轴向与水平面夹角β以及拖拉机的机身前进方向与水平面的夹角α,进而可根据预先标定的拖拉机和深松机的机身固定参数以及机身部件距地面的高度参数确定深松机的实时耕深,消除了现有耕深测量系统的弊端,提高了耕深的检测精度、增强了抗干扰能力,且可适用于大田作业环境。
具体来说,图2为本发明一个实施例的悬挂式深松机耕深检测系统的距离参数标注示意图;如图2所示,上述实施例的预先标定的拖拉机和深松机的机身固定参数可以包括:下拉杆前铰接点10距离地面的高度H1、深松机1的横梁距离地面的高度H2、下拉杆前铰接点10与下拉杆后铰接点13的间距L、前排深松犁齿14与后排深松犁齿15的间距L0。
图3为本发明一个实施例的悬挂式深松机耕深检测系统的角度参数标注示意图。如图1、图3所示,在上述实施例的基础上,姿态传感器可进一步包括:
第一姿态传感器2,位于所述深松机1的横梁上,用于采集所述深松机(1)的前进方向与水平面的夹角γ;
第二姿态传感器3,位于所述拖拉机下拉杆12上,用于采集所述拖拉机下拉杆12的轴向与水平面夹角β;
第三姿态传感器6,位于所述拖拉机9的机身上,用于采集所述拖拉机9的机身前进方向与水平面的夹角α。
图4为本发明一个实施例的悬挂式深松机耕深检测方法的流程图;该方法为应用于上述任一种系统实施例的方法,如图4所示,该方法包括:
S1:获取所述下拉杆前铰接点10距离地面的高度H1、所述深松机(1)的横梁距离地面的高度H2、所述下拉杆前铰接点10与所述下拉杆后铰接点13的间距L、所述前排深松犁齿14与后排深松犁齿15的间距L0、所述拖拉机9的机身前进方向与水平面的夹角α、所述拖拉机下拉杆12的轴向与水平面夹角β、所述深松机1的前进方向与水平面的夹角γ;
其中,所述高度H1、高度H2、间距L以及间距L0为预先标定的拖拉机和深松机的机身固定参数或机身部件距地面的高度参数;
S2:分别根据所述高度H1、所述高度H2、所述间距L、所述间距L0、所述夹角α、所述夹角β、所述夹角γ确定深松机的前排深松犁齿耕深Hf和深松机的后排深松犁齿耕深Hr;
S3:根据所述深松机的前排深松犁齿耕深Hf和深松机的后排深松犁齿耕深Hr确定所述深松机1的实时耕深H,并通过所述显示器8显示所述H。
作为本实施例的优选,步骤S1中获取所述下拉杆前铰接点10距离地面的高度H1、所述深松机1的横梁距离地面的高度H2、所述下拉杆前铰接点10与所述下拉杆后铰接点13的间距L、所述前排深松犁齿14与后排深松犁齿15的间距L0、所述拖拉机9的机身前进方向与水平面的夹角α、所述拖拉机下拉杆12的轴向与水平面夹角β、所述深松机1的前进方向与水平面的夹角γ之前,该方法还可以进一步包括:
S0:将所述拖拉机9挂接上所述深松机1并行驶到平坦的地面上;以及操纵所述拖拉机提升臂5放下所述深松机1,并调整所述拖拉机上拉杆4,使所述前排深松犁齿14与后排深松犁齿15均接触地面,且所述深松机1的横梁与地面保持平行,以获取所述高度H1、高度H2、间距L以及间距L0的标定结果。
作为本实施例的优选,上述深松机的前排深松犁齿耕深Hf的计算公式可以为:
Hf=H2-Hn=H2-H1+L sin(β-α) (公式一);
深松机的后排深松犁齿耕深Hr的计算公式可以为:
Hr=Hf-L0 sin(γ-α) (公式二);
其中,Hn为所述下拉杆后铰接点(13)距离地面的高度,且所述Hn的计算公式为:
Hn=H1-L sin(β-α) (公式三)。
为了进一步保证参数计量的准确性,本方法还可包括:
重复所述获取所述高度H1、所述高度H2、所述间距L、所述间距L0、所述夹角α、所述夹角β、所述夹角γ的步骤三次;
分别根据三次获取的结果计算三次前排深松犁齿耕深Hf以及后排深松犁齿耕深Hr;
分别根据三次前排深松犁齿耕深Hf以及后排深松犁齿耕深Hr的计算结果计算前排深松犁齿耕深平均值和后排深松犁齿耕深平均值
引入修正系数δ1、δ2,使:
可选地,所述实时耕深H的计算公式为:
本实施例的耕深检测方法克服了现有技术中因地面不平整导致拖拉机机身、深松机体倾斜而产生的检测误差,可以实现坡地深松作业时耕深检测;同时还克服了因杂草、农作物残茬等对传感器干扰而导致的检测误差,提高了耕深检测精度和抗环境干扰能力。
图5为本发明一个实施例的悬挂式深松机耕深检测装置的结构示意图;该装置为应用于上述任一种系统的装置,如图5所示,该装置包括参数获取单元100、前后排耕深确定单元200以及实时耕深确定单元300;
其中,参数获取单元100用于获取所述下拉杆前铰接点10距离地面的高度H1、所述深松机1的横梁距离地面的高度H2、所述下拉杆前铰接点10与所述下拉杆后铰接点13的间距L、所述前排深松犁齿14与后排深松犁齿15的间距L0、所述拖拉机9的机身前进方向与水平面的夹角α、所述拖拉机下拉杆12的轴向与水平面夹角β、所述深松机1的前进方向与水平面的夹角γ;
其中,所述高度H1、高度H2、间距L以及间距L0为预先标定的拖拉机和深松机的机身固定参数或机身部件距地面的高度参数;
前后排耕深确定单元200用于分别根据所述H1、所述H2、所述L、所述L0、所述α、所述β、所述γ确定深松机的前排深松犁齿耕深Hf和深松机的后排深松犁齿耕深Hr;
实时耕深确定单元300用于根据所述Hf和所述Hr确定所述深松机1的实时耕深H,并通过所述显示器8显示所述H。
本实施例所述的耕深检测装置可以用于执行上述耕深检测方法实施例,其原理和技术效果类似,此处不再赘述。
图6为本发明另一个实施例的悬挂式深松机耕深检测装置的结构示意图;如图6所示,在上述实施例的基础上,该装置还可以进一步包括预备调整单元400,其用于将所述拖拉机9挂接上所述深松机1并行驶到平坦的地面上;以及,操纵所述拖拉机提升臂5放下所述深松机1,并调整所述拖拉机上拉杆4,使所述前排深松犁齿14与后排深松犁齿15均接触地面,且所述深松机1的横梁与地面保持平行,以获取所述高度H1、高度H2、间距L以及间距L0的标定结果。
作为本实施例的优选,上述深松机的前排深松犁齿耕深Hf的计算公式可以为:
Hf=H2-Hn=H2-H1+L sin(β-α) (公式一);
所述深松机的后排深松犁齿耕深Hr的计算公式可以为:
Hr=Hf-L0 sin(γ-α) (公式二);
其中,Hn为所述下拉杆后铰接点(13)距离地面的高度,且所述Hn的计算公式为:
Hn=H1-L sin(β-α) (公式三)。
本实施例所述的装置可以用于执行上述方法实施例,其原理和技术效果类似,此处不再赘述。
下面以一具体的实施例来说明本发明,但不限定本发明的保护范围。
本实施例提出一种基于拖拉机车身、下拉杆、深松机机身垂直方向与水平面夹角的耕深检测方法,首次检测过程包括准备、标定和测量三个步骤,再次检测无需进行准备和标定。该方法主要包括准备、标定、测量三个过程,具体步骤如下:
第一步:将拖拉机9挂接上悬挂式深松机1并开到平坦地面上,操纵拖拉机提升臂5放下深松机1,调整拖拉机上拉杆4,使深松机1前后排犁齿14、15齿尖均接触到地面,以保证深松机体1与地面保持平行状态;将深松机耕深检测装置,即3个姿态传感器(2、3、6)、1个数据处理终端7和1个显示器8分别紧密贴合安装在深松机具和拖拉机上(参见图1)。
第二步:测量此时拖拉机后悬挂下拉杆12前铰接点10与地面垂直高度H1,深松机犁齿14、15垂直高度H2,拖拉机下拉杆12的前铰接点10和后铰接点13轴向间距L,深松机前排犁齿14和后排犁齿15水平间距L0;将检测装置上电,观察所述显示器8显示的拖拉机车身前进方向与水平面夹角α,拖拉机下拉杆12轴向与水平面夹角β,深松机前进方向与水平面夹角γ;
需要说明的是,该测量过程可由人工标注或基于自动测量仪器完成,本实施例对此不进行限制。
第三步:计算深松机前排犁齿14耕深Hf和深松机后排犁齿15耕深Hr,重复上述测量步骤3次,计算前排犁齿耕深平均值后排犁齿耕深平均值引入修正系数δ1、δ2,使 标定完成;
具体地,上述深松机前排犁齿14耕深Hf及后排犁齿15耕深Hr计算过程为:
(1)拖拉机下拉杆12后铰接点13距地高度计算值Hn为:
Hn=H1-L sin(β-α);
(2)深松机前排犁齿14耕深Hf为:
Hf=H2-Hn=H2-H1+Lsin(β-α);
(3)深松机后排犁齿15耕深Hr为:
Hr=Hf-L0 sin(γ-α)。
第四步:标定完成后拖拉机即可下地作业,以后使用过程中除非更换不同类型的拖拉机或深松作业机具,否则无需再次标定,直接作业即可。
第五步:标定完成后拖拉机即可下地作业,作业过程中实时耕深值H为:
显示器实时显示耕深检测结果。
上述计算耕深H为负值说明深松机被提起,未进行深松作业,耕深H为正值说明深松机梨齿已入土,正在深松作业。
本发明提出一种基于拖拉机车身、下拉杆、深松机机身垂直方向与水平面夹角的耕深检测系统、方法及装置,与现有技术相比,具有如下优点:
1、克服了因地面不平整导致拖拉机机身、深松机体倾斜而产生的检测误差,可以实现坡地深松作业时耕深检测;
2、克服了因杂草、农作物残茬等对传感器干扰而导致的检测误差,提高了耕深检测精度和抗环境干扰能力。
以上实施例仅用于说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种悬挂式深松机耕深检测系统,其特征在于,包括深松机(1)、姿态传感器、拖拉机上拉杆(4)、拖拉机提升臂(5)、数据处理器(7)、显示器(8)、拖拉机(9)、下拉杆前铰接点(10)、提升杆(11)、拖拉机下拉杆(12)、下拉杆后铰接点(13)、前排深松犁齿(14)以及后排深松犁齿(15);
所述深松机(1)通过所述拖拉机上拉杆(4)与所述拖拉机(9)相连;
所述拖拉机下拉杆(12)通过所述提升杆(11)和所述拖拉机提升臂(5)与所述拖拉机(9)相连;
所述数据处理器(7)与所述姿态传感器通信连接;
所述显示器(8)与所述数据处理器(7)通信连接;
所述下拉杆前铰接点(10)位于所述拖拉机下拉杆(12)的前端,并用于连接所述前端与所述拖拉机(9)的机身;
所述下拉杆后铰接点(13)位于所述拖拉机下拉杆(12)的后端,并用于连接所述后端与所述深松机(1)的横梁;
所述前排深松犁齿(14)以及后排深松犁齿(15)由前至后依次设置于所述深松机(1)的横梁上;
所述姿态传感器用于采集所述深松机(1)的前进方向与水平面的夹角γ、所述拖拉机下拉杆(12)的轴向与水平面夹角β以及所述拖拉机(9)的机身前进方向与水平面的夹角α。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述姿态传感器包括:
第一姿态传感器(2),位于所述深松机(1)的横梁上,用于采集所述深松机(1)的前进方向与水平面的夹角γ;
第二姿态传感器(3),位于所述拖拉机下拉杆(12)上,用于采集所述拖拉机下拉杆(12)的轴向与水平面夹角β;
第三姿态传感器(6),位于所述拖拉机(9)的机身上,用于采集所述拖拉机(9)的机身前进方向与水平面的夹角α。
3.一种悬挂式深松机耕深检测方法,其特征在于,应用于权利要求1或2所述系统的方法,包括:
获取所述下拉杆前铰接点(10)距离地面的高度H1、所述深松机(1)的横梁距离地面的高度H2、所述下拉杆前铰接点(10)与所述下拉杆后铰接点(13)的间距L、所述前排深松犁齿(14)与后排深松犁齿(15)的间距L0、所述拖拉机(9)的机身前进方向与水平面的夹角α、所述拖拉机下拉杆(12)的轴向与水平面夹角β、所述深松机(1)的前进方向与水平面的夹角γ;
其中,所述高度H1、高度H2、间距L以及间距L0为预先标定的拖拉机和深松机的机身固定参数或机身部件距地面的高度参数;
分别根据所述高度H1、所述高度H2、所述间距L、所述间距L0、所述夹角α、所述夹角β、所述夹角γ确定深松机的前排深松犁齿耕深Hf和深松机的后排深松犁齿耕深Hr;
根据所述深松机的前排深松犁齿耕深Hf和深松机的后排深松犁齿耕深Hr确定所述深松机(1)的实时耕深H,并通过所述显示器(8)显示所述H。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述获取所述下拉杆前铰接点(10)距离地面的高度H1、所述深松机(1)的横梁距离地面的高度H2、所述下拉杆前铰接点(10)与所述下拉杆后铰接点(13)的间距L、所述前排深松犁齿(14)与后排深松犁齿(15)的间距L0、所述拖拉机(9)的机身前进方向与水平面的夹角α、所述拖拉机下拉杆(12)的轴向与水平面夹角β、所述深松机(1)的前进方向与水平面的夹角γ之前,所述方法还包括:
将所述拖拉机(9)挂接上所述深松机(1)并行驶到平坦的地面上;以及操纵所述拖拉机提升臂(5)放下所述深松机(1),并调整所述拖拉机上拉杆(4),使所述前排深松犁齿(14)与后排深松犁齿(15)均接触地面,且所述深松机(1)的横梁与地面保持平行,以获取所述高度H1、高度H2、间距L以及间距L0的标定结果。
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述深松机的前排深松犁齿耕深Hf的计算公式为:
Hf=H2-Hn=H2-H1+Lsin(β-α) (公式一);
所述深松机的后排深松犁齿耕深Hr的计算公式为:
Hr=Hf-L0sin(γ-α) (公式二);
其中,Hn为所述下拉杆后铰接点(13)距离地面的高度,且所述Hn的计算公式为:
Hn=H1-Lsin(β-α) (公式三)。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述方法包括:
重复所述获取所述高度H1、所述高度H2、所述间距L、所述间距L0、所述夹角α、所述夹角β、所述夹角γ的步骤三次;
分别根据三次获取的结果计算三次前排深松犁齿耕深Hf以及后排深松犁齿耕深Hr;
分别根据三次前排深松犁齿耕深Hf以及后排深松犁齿耕深Hr的计算结果计算前排深松犁齿耕深平均值和后排深松犁齿耕深平均值
引入修正系数δ1、δ2,使:
7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述实时耕深H的计算公式为:
8.一种悬挂式深松机耕深检测装置,其特征在于,应用于权利要求1或2所述系统的装置,包括:
参数获取单元,用于获取所述下拉杆前铰接点(10)距离地面的高度H1、所述深松机(1)的横梁距离地面的高度H2、所述下拉杆前铰接点(10)与所述下拉杆后铰接点(13)的间距L、所述前排深松犁齿(14)与后排深松犁齿(15)的间距L0、所述拖拉机(9)的机身前进方向与水平面的夹角α、所述拖拉机下拉杆(12)的轴向与水平面夹角β、所述深松机(1)的前进方向与水平面的夹角γ;
其中,所述高度H1、高度H2、间距L以及间距L0为预先标定的拖拉机和深松机的机身固定参数或机身部件距地面的高度参数;
前后排耕深确定单元,用于分别根据所述H1、所述H2、所述L、所述L0、所述α、所述β、所述γ确定深松机的前排深松犁齿耕深Hf和深松机的后排深松犁齿耕深Hr;
实时耕深确定单元,用于根据所述Hf和所述Hr确定所述深松机(1)的实时耕深H,并通过所述显示器(8)显示所述H。
9.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
预备调整单元,用于将所述拖拉机(9)挂接上所述深松机(1)并行驶到平坦的地面上;以及,操纵所述拖拉机提升臂(5)放下所述深松机(1),并调整所述拖拉机上拉杆(4),使所述前排深松犁齿(14)与后排深松犁齿(15)均接触地面,且所述深松机(1)的横梁与地面保持平行,以获取所述高度H1、高度H2、间距L以及间距L0的标定结果。
10.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述深松机的前排深松犁齿耕深Hf的计算公式为:
Hf=H2-Hn=H2-H1+Lsin(β-α) (公式一);
所述深松机的后排深松犁齿耕深Hr的计算公式为:
Hr=Hf-L0sin(γ-α) (公式二);
其中,Hn为所述下拉杆后铰接点(13)距离地面的高度,且所述Hn的计算公式为:
Hn=H1-Lsin(β-α) (公式三)。
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