CN105928481B - 悬挂式农业机械上的耕深检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了农业机械领域内的悬挂式农业机械上的耕深检测装置，包括拖拉机的后桥，拖拉机上液压连接有悬挂臂，所述悬挂臂上铰接有连杆，连杆的另一端铰接有第一摆杆，第一摆杆的另一侧铰接有第二摆杆，后桥的一侧设有第二固定板，第二固定板的上端连接有角位移传感器，第二摆杆另一端与角位移传感器连接，后桥上设有测距传感器组件，测距传感器组件包括测距传感器；本发明中的角位移传感器可间接检测出与拖拉机相连的悬挂件下降的距离，角位移传感器与测距传感器的联合作用，避免拖拉机行进时陷入潮湿地面导致的与地面水平面之间的距离差而产生的耕深误差，提高耕深检测精度，安装方便且成本低，应用于农业机械上的耕深检测中。
Description
技术领域
本发明涉及一种耕深检测装置，特别涉及一种悬挂式农业机械上的耕深检测装置。
背景技术
土壤的深松和旋耕均是保护性耕作的重要环节，农业机械在深松或耕作时，耕深是判定耕作质量的关键，现有技术中，耕深的检测方式有两种，一种是采用人力对田地进行采样检测，另一种是采用耕深检测装置对耕深进行检测，前一种需要在深松或者旋耕结束之后，靠人力对耕深进行检测，由于田地的不平整性及潮湿性，相同田地不同地方的耕深也不同，劳动强度大，检测误差大；后一种耕深检测装置分为深松机的耕深检测装置和旋耕机的耕深检测装置，首先，这两种检测装置无法代替使用；其次，深松机的耕深检测装置包括超声波测距传感器，超声波测距传感器安装在深松机机架上，用超声波测距传感器检测机架与地面的距离，从而实现对深松深度的检测，深松机在耕作时超声波测距传感器容易受到外界环境的影响，比如植物茬、不平整或潮湿的田地等，深松机耕作深度的检测精度得不到保证；旋耕机的检测装置包括两个铰接的连杆，一个连杆的末端设置有托板，另一个连杆通过转轴与安装在微耕机的机架上的电位器相连接，采用通过拖板感受凹凸地面的变化情况，连杆结构带动转轴作用于电位器，引起电位器内部阻值的变化，从而检测到耕深，实现耕深的实时检测功能，此装置依靠托板感受凹凸的地面，但是旋耕机耕作过程中托板由于惯性将不贴合于地面，耕深检测的精度不高。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足之处，提供一种悬挂式农业机械上的耕深检测装置，此装置可避免拖拉机行进时陷入潮湿地面导致的与地面水平面之间的距离差而产生的耕深误差，避免田地表层杂草或虚土的存在而造成的测量误差，本装置检测精度高，安装方便且成本低。
本发明的目的是这样实现的：一种悬挂式农业机械上的耕深检测装置，包括拖拉机的后桥，拖拉机上液压连接有悬挂臂，所述悬挂臂上连接连杆的一端，所述连杆的另一端铰接第一摆杆的一端，所述第一摆杆的另一端铰接第二摆杆的一端，所述后桥的一侧设有第二固定板，所述第二固定板的上端连接有角位移传感器，所述第二摆杆的另一侧与角位移传感器连接，所述后桥上设有测距传感器组件和压簧组件，所述测距传感器组件包括测距传感器，所述压簧组件包括压簧。
本发明工作时，悬挂臂与耕作机械连接，耕作之前，耕作机械远离地面，通过调节悬挂臂将耕作机械作业机构的最底端下降至刚好接触地面，测量悬挂臂与连杆铰接点与地面的垂直距离，将此距离作为基准点，耕作时，通过拖拉机继续下降悬挂臂，耕作机械随着悬挂臂下降，悬挂臂动作时，连杆跟着动作，连杆的摆动带动第一摆杆的摆动，第一摆杆的摆动带动第二摆杆的摆动，第二摆杆的摆动给角位移传感器转动位移变化量，根据角位移传感器信号轴的转动位移变化量换算得到悬挂臂的下降角度，从而计算得到悬挂臂的下降距离，由于大多数的田地是潮湿的，加上农业机械的自身重力作用使得后轮陷入泥地中，通过测距传感器检测得到后桥中心轴线与地面的距离，后轮的半径是已知的，从而计算得到后轮陷入泥地的深度，本发明中通过角位移传感器检测出耕作机械的下降距离，使用测距传感器测出传感器与地面的距离而换算得到后轮陷入田地的深度变化量，下降距离加上深度变化量即为实时耕深，避免了因拖拉机行进时陷入潮湿地面导致的与地面上表面之间的距离差而产生的耕深误差，提高耕深精度，同时，本检测装置不仅能用于对深松机的深松深度的检测，而且可用于旋耕机耕作深度的检测，提高悬挂式农业机械上的耕深检测装置的互换性，本装置解决了在本领域内人们一直想解决的技术难题，可应用于悬挂式农业机械的耕深检测工作中。
为了进一步提高测距传感器组件安装在后桥上的可靠性，所述测距传感器组件包括保护壳，保护壳穿过后桥与夹紧板连接，夹紧板顶端与后桥下表面贴合。
作为本发明的进一步改进，所述保护壳上还连接有连接板，连接板设置于夹紧板下部，所述测距传感器设置在连接板上，此设计能可靠的将测距传感器安装在传感器组件上。
为了进一步提高测距传感器检测的准确性，所述测距传感器设于地面平行面的垂直平面上，测距传感器对准地面。
为了进一步提高测距传感器的检测精度，所述后桥上还设有压簧组件，压簧组件包括连接壳和下压板，连接壳经过上压板与后桥连接，上压板和下压板上均连接有压簧套，压簧套与压簧过盈配合连接，此设计可将田地压实，避免田地表层存在的杂草或虚土带来的测量误差。
作为本发明的进一步改进，所述下压板设在测距传感器所在后桥段的正前方，下压板压在地面上，此设计使测距传感器下方的泥土压实，进一步提高耕深检测精度。
为了进一步提高摆杆传动的可靠性，所述第二摆杆和第一摆杆设置在与第二固定板所在平面垂直的平面上。
作为本发明的进一步改进，所述后桥的另一侧设有第一固定板，所述第二固定板和第一固定板分别通过上夹紧杆和下夹紧杆与后桥相对固定连接，上夹紧杆和下夹紧杆分别设于后桥的顶端和底端，此设计提高固定板相对后桥连接的可靠性，从而提高角位移传感器安装在第二固定板上的稳定性。
为了进一步提高耕深检测的精度，所述角位移传感器和测距传感器组件在后桥上对称设有两个，对应的连接构件相对后桥中心对称设置。
作为本发明的进一步改进，所述保护壳底端与连接板底端间的距离为后轮半径的1/3～3/5，此设计通过加大保护壳的高度使耕作时溅起的泥作用在保护壳外侧，避免测距传感器检测时受外界环境的影响从而提高检测精度。
附图说明
图1为本发明的俯视图。
图2为本发明的A-A向剖视图。
图3为本发明中拖拉机的简易连接图。
图4为本发明中压簧组件的结构示意图。
图5为本发明中测距传感器组件的结构示意图。
图6为本发明中耕作前的一种结构示意图。
图7为本发明中耕作时的结构示意图。
图8为本发明中耕作前的另一种结构示意图。
图9为本发明中耕作时的另一种结构示意图。
其中，1测距传感器组件，2后桥，3上压板，4下压板，5角位移传感器，6连杆，7第一摆杆，8上夹紧杆，9第二摆杆，10下夹紧杆，11第一固定板，12第二固定板，13连接壳，14压簧套，15压簧，16地面，17后轮，18悬挂臂，19拖拉机，20保护壳，21夹紧板，22连接板，23测距传感器，24旋耕机，25深松机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
实施例1
如图1～4所示的悬挂式农业机械上的耕深检测装置，包括拖拉机19的后桥2，拖拉机19上液压连接有悬挂臂18，悬挂臂18上连接连杆6一端，连杆6的另一端铰接有第一摆杆7，第一摆杆7的另一端铰接第二摆杆9的一端，后桥2在前后方向上的一侧设有第二固定板12，后桥2的另一侧设有第一固定板11，第二固定板12和第一固定板11分别通过上夹紧杆8和下夹紧杆10与后桥2相对固定连接，上夹紧杆8和下夹紧杆10分别设于后桥2的顶端和底端，第二固定板12的上端连接有角位移传感器5，第二摆杆9与角位移传感器5连接，第二摆杆9和第一摆杆7设置在与第二固定板12所在平面的垂直平面上，后桥2上设有测距传感器组件1和压簧组件，测距传感器组件1包括保护壳20和测距传感器23，保护壳20穿过后桥2与夹紧板21连接，夹紧板21顶端与后桥2下表面贴合，保护壳20上还连接有连接板22，连接板22设置于夹紧板21下部，测距传感器23设置在连接板22上，测距传感器23设于地面16平行面的垂直平面上，测距传感器23对准地面16；压簧组件包括压簧15、连接壳13和下压板4，连接壳13经过上压板3与后桥2连接，上压板3和下压板4上均连接有压簧套14，压簧15与压簧套14过盈配合连接，下压板4设在测距传感器所在后桥2段的正前方，下压板4压在地面16上，角位移传感器5和测距传感器组件1相对后桥2中心分别对称设有两个，对应的连接构件相对后桥2中心对称设置；如图5和图6所示，拖拉机19通过悬挂臂18与旋耕机24连接。
本发明工作时，悬挂臂18与耕作机械连接，耕作之前，耕作机械远离地面16，通过调节悬挂臂18将耕作机械作业机构的最底端下降至刚好接触地面16，测量悬挂臂18与连杆6连接处的中心与地面16的垂直距离，设为h，将此距离作为基准点，耕作时，通过拖拉机19继续下降悬挂臂18，耕作机械随着悬挂臂18下降，悬挂臂18动作时，连杆6跟着动作，连杆6的运动带动第一摆杆7的摆动，第一摆杆7的摆动带动第二摆杆9的摆动，第二摆杆9的摆动带动角位移传感器5信号轴的转动，根据角位移传感器5信号轴的转动位移变化量换算得到悬挂臂18的下降角度，计算出悬挂臂18与连杆6连接处的中心与地面16的垂直距离，设为h’，从而计算得到悬挂臂18的下降距离为（h- h’），由于大多数的田地是潮湿的，农业机械由于自身重力作用使得后轮17陷入泥地中，由于田地表层存在杂草或为虚土，利用压簧组件将田地压实，测距传感器23测量的为后桥2中心轴线与压实后的地面16间的垂直距离，设为d，后轮17的半径是已知的，假设后轮17半径为r，从而计算得到后轮17最底端与地面16间的距离为（r-d）；本发明中通过角位移传感器5检测出旋耕机24的下降距离，使用测距传感器23实时测出测距传感器23顶端与地面16的距离而换算得到后轮17陷入田地的深度变化量为Δ（r-d），下降距离加上深度变化量即为实时耕深，后桥2两端对称设有两个耕深检测装置，降低由于田地不平整带来的耕深检测误差；本发明避免了拖拉机19行进时陷入潮湿地面16导致的与地面16上表面之间的距离差而产生的耕深误差，通过两个检测装置降低由于地面16的不平整性带来的耕深误差，由于测距传感器23测量的是测距传感器23与田地表层的距离，田地表层有杂草或者为虚土，使用压簧组件将测距传感器23下方的泥地压实，避免田地表层杂草或虚土的存在而造成的测量误差，提高耕深检测精度，本装置解决了在本领域内人们一直想解决的技术难题，其耕深检测精度高，安装方便且成本低，降低劳动强度，可应用于悬挂式农业机械的耕作检测工作中。
实施例2
如图7和图8所示的悬挂式农业机械上的耕深检测装置，与实施例1的不同之处在于，拖拉机19通过悬挂臂18与深松机25连接。
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明保护范围内。
Claims (8)
1.一种悬挂式农业机械上的耕深检测装置，其特征在于：包括拖拉机的后桥，所述拖拉机上液压连接有悬挂臂，所述悬挂臂上连接连杆的一端，所述连杆的另一端铰接第一摆杆的一端，所述第一摆杆的另一端铰接第二摆杆的一端，所述后桥的一侧设有第二固定板，所述第二固定板的上端连接有角位移传感器，所述第二摆杆的另一端与角位移传感器连接，所述后桥上还设有测距传感器组件和压簧组件，压簧组件包括连接壳和下压板，连接壳经过上压板与后桥连接，上压板和下压板上均连接有压簧套，压簧套内连接有压簧；所述测距传感器组件包括测距传感器，所述下压板设在测距传感器所在后桥段的正前方，下压板压在地面上。
2.根据权利要求1所述的悬挂式农业机械上的耕深检测装置，其特征在于：所述测距传感器组件包括保护壳，保护壳穿过后桥与夹紧板连接，夹紧板顶端与后桥下表面贴合。
3.根据权利要求2所述的悬挂式农业机械上的耕深检测装置，其特征在于：所述保护壳上还连接有连接板，连接板设置于夹紧板下部，所述测距传感器设置在连接板上。
4.根据权利要求3所述的悬挂式农业机械上的耕深检测装置，其特征在于：所述测距传感器设于地面平行面的垂直平面上，测距传感器对准地面。
5.根据权利要求1所述的悬挂式农业机械上的耕深检测装置，其特征在于：所述第二摆杆和第一摆杆设置在与第一固定板所在平面垂直的平面上。
6.根据权利要求1所述的悬挂式农业机械上的耕深检测装置，其特征在于：所述后桥的另一侧设有第一固定板，所述第二固定板和第一固定板分别通过上夹紧杆和下夹紧杆与后桥相对固定连接，上夹紧杆和下夹紧杆分别设于后桥的顶端和底端。
7.根据权利要求1～6任一项所述的悬挂式农业机械上的耕深检测装置，其特征在于：所述角位移传感器和测距传感器组件相对后桥中心对称设有两组，对应的连接构件相对后桥中心对称设置。
8.根据权利要求1～6任一项所述的悬挂式农业机械上的耕深检测装置，其特征在于：保护壳的底端与连接板底端间的距离为后轮半径的1/3～3/5。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20160907 Assignee: Suzhou Xinnuo Intelligent Equipment Co.,Ltd. Assignor: YANGZHOU University Contract record no.: X2024980002536 Denomination of invention: The tillage depth detection device on suspended agricultural machinery Granted publication date: 20181109 License type: Common License Record date: 20240306 |
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| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |