CN106612646A - 一种带数字滤波的农田平地机用激光接收器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种激光接收器，尤其是一种带数字滤波的农田平地机用激光接收器，所述激光接收器包括主电路板、用于状态显示的状态显示电路板以及用于放置主电路板和状态显示电路板的封闭的腔体装置，所述主电路板与状态显示电路板电连接；所述激光接收器还包括用于固定主电路板和状态显示电路板的固定装置，所述激光接收器还包括用于将激光接收器安装至农田平地机接收器安装圆杆上的若干半圆形安装勾，所述安装勾通过连接装置与腔体装置连接。通过封闭的腔体装置的设置，使得主电路板和状态显示电路板能够在密闭的环境下进行工作，具有很强的防水性，可以很好地适应农业生产复杂环境，尤其是南方潮湿多雨地区。
Description
技术领域
本发明涉及一种激光接收器，尤其是一种带数字滤波的农田平地机用激光接收器，属于智能农业机械领域。
背景技术
我国农业用水占全国用水量的75.3%，地面灌溉是我国农业灌溉的主要方法，平整的农田可以提高农田灌溉用水的利用率。
传统的水田平整方法都是仿形平整，劳动强度大且效率低，同时平整精度低，难以达到精细平整的要求（刘效勇等，2010）。在水田的常规平整中采用的简易平地设备一般由拖拉机后拖一根木棒或木板作为机具，平地精度主要取决于机具的重量及泥面的软硬程度。由于泥面的软硬和高低的变化，机具也会随其上下起伏。随着现代农业装备发展与应用，要求作业机具保持与作业对象面平行。激光控制平地技术是利用激光束参照平面作为平地铲高度标准，代替常规平地设备操作人员的目测判断，自动控制液压调节系统实现平地铲的升降，达到精细平整土地的目的。激光接收器是激光控制平地技术的关键传感器，目前国内使用的用于农田平地机激光接收器，由于抗干扰性弱，工作半径小，精度低，单机工作效率低等诸多原因都没有得到应用和转化为生产力而亟待加以改进。专利《用于激光控制平地系统的激光接收器》（201420066308.8）和《一种激光接收器》（201320178153.6）均需窄带滤光片滤除太阳光等环境干扰，其成本高且稳定性差；光电片用胶水粘贴于电路板下易老化脱落；光电片阵列通过45度钢板安装容易破坏光电片阵列，且抗振动性能差。此外，目前产品的防水性能差，难以适应农业生产复杂环境，尤其是南方潮湿多雨地区。
适用于现代智能农业机械，满足市场要求的带数字滤波的农田平地机用激光接收器成为一种需求。
因此，有必要提供一种农田平地机用激光接收器，具有成本低、抗干扰、抗震动等特点，以满足市场需求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种带数字滤波的农田平地机用激光接收器，通过设计使得该农田平地机用激光接收器具有成本低、抗干扰、抗震动等特点，能适用于现代智能农业机械，满足市场要求。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
提供一种带数字滤波的农田平地机用激光接收器，所述激光接收器包括主电路板、用于状态显示的状态显示电路板以及用于放置主电路板和状态显示电路板的封闭的腔体装置，所述主电路板与状态显示电路板电连接；所述激光接收器还包括用于固定主电路板和状态显示电路板的固定装置，所述激光接收器还包括用于将激光接收器安装至农田平地机接收器安装圆杆上的若干半圆形安装勾，所述安装勾通过连接装置与腔体装置连接。
本发明通过封闭的腔体装置的设置，使得主电路板和状态显示电路板能够在密闭的环境下进行工作，具有很强的防水性，可以很好地适应农业生产复杂环境，尤其是南方潮湿多雨地区；通过用于固定主电路板和状态显示电路板的固定装置的设置，使得主电路板和状态显示电路板能够很好地被固定，提高抗振动性，且提高激光接收器的工作稳定性；通过安装勾以及安装勾与腔体装置连接的设置，利用安装勾将激光接收器与农田平地机接收器安装圆杆连接固定，提高了激光接收器与农田平地机接收器安装的可靠性，提高了抗振动性。
优选地，所述腔体装置包括第一盖、第二盖、透明筒，所述第一盖、第二盖均通过可拆卸结构与透明筒盖合连接。通过这样设置，使得主电路板和状态显示电路板能够在密闭的环境下进行工作，具有很强的防水性，可以很好地适应农业生产复杂环境；同时由于设计的透明筒便于对主电路板和状态显示电路板进行观察；另外通过可拆卸结构的设置，便于激光接收器的安装、维修以及携带。
优选地，所述激光接收器还包括能够红外透光的带滤窗面板，所述带滤窗面板设于透明筒的外侧，所述带滤窗面板与状态显示电路板电连接。这样设置便于通过带滤窗面板的显示从而避免了状态显示电路板外漏，提高了整个系统的防水性，并且能够红外透光的带滤窗面板的设置减少了环境光的干扰。优选地，所述带滤窗面板包括两扇红外透光薄膜窗和无色透明显示口，面板为高粘度面板，粘贴于椭圆筒外表面上。
优选地，所述固定装置包括第一固定架和第二固定架，所述第一固定架和第二固定架通过螺纹缓冲结构将主电路板固定于第一固定架和第二固定架之间，所述状态显示电路板通过第二螺纹结构与第一固定架连接，所述状态显示电路板与主电路板位于第一固定架的不同侧。通过设置能可靠地将主电路板固定于第一固定架和第二固定架之间，提高了主电路板工作的稳定性，同时螺纹缓冲结构的设置，提高了主电路板的抗振动性。所述状态显示电路板与主电路板位于第一固定架的不同侧，这样避免距离太近出现连线风险，提高激光接收器的使用寿命。优选地，所述螺纹缓冲结构包括螺纹结构和橡胶垫。
优选地，所述安装勾设有两个，所述安装勾通过安装螺栓结构与第一盖、第二盖各自连接。这样设置通过第一盖、第二盖上下固定激光接收器，提高其抗干扰性和稳定性。
优选地，所述安装勾与第一盖、第二盖的连接处均设有用于缓冲对激光接收器震动的弹簧。这样设置用以减少平地机接收器安装圆杆震动对激光接收器的干扰，提高其防振性。
优选地，所述主电路板包括激光信号调制模块、放大模块、整形模块、展宽模块、数字处理模块、通讯模块以及电源模块；
激光信号调制模块将激光光电信号调制为高频交流电信号，激光信号调制模块将高频交流电信号传输到放大模块进行信号放大，放大模块将放大的电信号传输到整形模块和展宽模块转换为脉冲信号，随后传输到数字处理模块进行数字滤波处理并传输至通讯模块。
优选地，所述激光信号调制模块外接电感与激光传感装置；所述激光传感装置为激光传感器或若干组激光传感器阵列；所述激光传感器阵列包括若干激光传感器和激光传感电路板，所述若干激光传感器焊接至激光传感电路板，所述激光传感电路板将若干激光传感器分成七路。优选地，所述数字处理模块的数字滤波主要通过接收到的激光信号频率进行滤除，7路激光信号频率应为：f=60/激光发射器转速，不满足的信号均为干扰信号。经数字滤波处理后的7路激光信号代表激光接收器与激光旋转平面的位置，7段位置分别表示为：-h3, -h2, -h1, 0, +h1, +h2, h3。
优选地，所述激光传感阵列为4组，每两组激光传感阵列通过激光传感电路板与主电路板一侧焊接；所述激光传感电路板和主电路板侧面均为半圆形焊盘，每组激光传感阵列与主电路板夹角呈45度，四组激光传感阵列相互夹角呈90度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过封闭的腔体装置的设置，使得主电路板和状态显示电路板能够在密闭的环境下进行工作，具有很强的防水性，可以很好地适应农业生产复杂环境，尤其是南方潮湿多雨地区；通过用于固定主电路板和状态显示电路板的固定装置的设置，使得主电路板和状态显示电路板能够很好地被固定，提高抗振动性，且提高激光接收器的工作稳定性；通过安装勾以及安装勾与腔体装置连接的设置，利用安装勾将激光接收器与农田平地机接收器安装圆杆连接固定，提高了激光接收器与农田平地机接收器安装的可靠性，提高了抗振动性；
并且通过螺纹缓冲结构将主电路板固定于第一固定架和第二固定架之间，能可靠地将主电路板固定于第一固定架和第二固定架之间，提高了主电路板工作的稳定性，同时螺纹缓冲结构的设置，提高了主电路板的抗振动性；
同时通过数字处理模块对7路激光信号进行数字滤波处理，并以数字通讯的方式与平地机控制器通信，进一步提高了激光接收器信号的稳定性和可靠性。
附图说明
图1为带滤光窗口面板示意图。
图2为激光接收器爆炸示意图。
图3为激光传感器阵列示意图。
图4为激光传感器阵列电路板与主电路板焊接示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
实施例
如图1至4所示为本发明带数字滤波的农田平地机用激光接收器的第一实施例，所述激光接收器包括主电路板1、用于状态显示的状态显示电路板2以及用于放置主电路板1和状态显示电路板2的封闭的腔体装置，所述主电路板1与状态显示电路板2电连接；所述激光接收器还包括用于固定主电路板1和状态显示电路板2的固定装置，所述激光接收器还包括用于将激光接收器安装于农田平地机接收器安装圆杆上的若干半圆形安装勾3，所述安装勾3通过连接装置与腔体装置连接。
具体地，所述腔体装置包括第一盖4、第二盖5、透明筒6，所述第一盖4、第二盖5均通过可拆卸结构与透明筒6盖合连接。通过这样设置，使得主电路板1和状态显示电路板2能够在密闭的环境下进行工作，具有很强的防水性，可以很好地适应农业生产复杂环境；同时由于设计的透明筒6便于对主电路板1和状态显示电路板2进行观察；另外通过可拆卸结构的设置，便于激光接收器的安装、维修以及携带。
其中，所述激光接收器还包括能够红外透光的带滤窗面板7，所述带滤窗面板7设于透明筒6的外侧；所述带滤窗面板7与状态显示电路板2电连接。这样设置便于通过带滤窗面板7的显示从而避免了状态显示电路板2外漏，提高了整个系统的防水性，并且红外透光的带滤窗面板7的设置减少了环境光的干扰。优选地，所述带滤窗面板7包括两扇红外透光薄膜窗和无色透明显示口，面板为高粘度面板，粘贴于透明筒外表面上。
另外，所述固定装置包括第一固定架8和第二固定架9，所述第一固定架8和第二固定架通过螺纹缓冲结构将主电路板1固定于第一固定架8和第二固定架之间，所述状态显示电路板2通过第二螺纹结构与第一固定架8连接，所述状态显示电路板2与主电路板1位于第一固定架8的不同侧。通过设置能可靠地将主电路板1固定于第一固定架8和第二固定架9之间，提高了主电路板1工作的稳定性，同时螺纹缓冲结构的设置，提高了主电路板1的抗振动性。另外，所述状态显示电路板2与主电路板1位于第一固定架的不同侧，这样避免距离太近出现连线风险，提高激光接收器的使用寿命。优选地，所述螺纹缓冲结构包括螺纹结构和橡胶垫。
其中，所述安装勾3设有两个，所述安装勾3通过安装螺栓结构与第一盖4、第二盖5各自连接。这样设置通过第一盖4、第二盖5上下固定激光接收器，提高其抗干扰性和稳定性。
优选地，所述安装勾3与第一盖4、第二盖5的连接处均设有用于缓冲对激光接收器震动的弹簧10。这样设置用以减少平地机接收器安装圆杆震动对激光接收器的干扰，提高其防振性。
另外，所述主电路板1包括激光信号调制模块、放大模块、整形模块、展宽模块、数字处理模块、通讯模块以及电源模块；
激光信号调制模块将激光光电信号调制为高频交流电信号，激光信号调制模块将高频交流电信号传输到放大模块进行信号放大，放大模块将放大的电信号传输到整形模块和展宽模块转换为脉冲信号，随后传输到数字处理模块进行数字滤波处理并传输至通讯模块。
其中，所述激光信号调制模块外接电感与激光传感装置；所述激光传感装置为激光传感器或若干组激光传感器阵列；所述激光传感器阵列11包括若干激光传感器12和激光传感电路板13，所述若干激光传感器焊接至激光传感电路板，所述激光传感电路板将若干激光传感器分成七路。优选地，所述数字处理模块的数字滤波主要通过接收到的激光信号频率进行滤除，7路激光信号频率应为：“f=60/激光发射器转速”，不满足的信号均为干扰信号。经数字滤波处理后的7路激光信号代表激光接收器与激光旋转平面的位置，7段位置分别表示为：-h3, -h2, -h1, 0, +h1, +h2, h3。
另外，所述激光传感阵列为4组，每两组激光传感阵列通过激光传感电路板与主电路板一侧焊接；所述激光传感电路板13和主电路板1侧面均为半圆形焊盘14，每组激光传感阵列与主电路板1夹角呈45度，四组激光传感阵列相互夹角呈90度。这样设置可保证激光接收器可360度均能接收到激光信号。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种带数字滤波的农田平地机用激光接收器，其特征在于，所述激光接收器包括主电路板（1）、用于状态显示的状态显示电路板（2）以及用于放置主电路板（1）和状态显示电路板（2）的封闭的腔体装置，所述主电路板（1）与状态显示电路板（2）电连接；所述激光接收器还包括用于固定主电路板（1）和状态显示电路板（2）的固定装置，所述激光接收器还包括用于将激光接收器安装于农田平地机接收器安装圆杆上的若干半圆形安装勾（3），所述安装勾（3）通过连接装置与腔体装置连接。
2.根据权利要求1所述的带数字滤波的农田平地机用激光接收器，其特征在于，所述腔体装置包括第一盖（4）、第二盖（5）、透明筒（6），所述第一盖（4）、第二盖（5）均通过可拆卸结构与透明筒（6）盖合连接。
3.根据权利要求1所述的带数字滤波的农田平地机用激光接收器，其特征在于，所述激光接收器还包括能够红外透光的带滤窗面板（7），所述带滤窗面板（7）设于透明筒（6）的外侧。
4.根据权利要求1所述的带数字滤波的农田平地机用激光接收器，其特征在于，所述固定装置包括第一固定架（8）和第二固定架（9），所述第一固定架（8）和第二固定架通过螺纹缓冲结构将主电路板（1）固定于第一固定架（8）和第二固定架之间，所述状态显示电路板（2）通过第二螺纹结构与第一固定架（8）连接，所述状态显示电路板（2）与主电路板（1）位于第一固定架（8）的不同侧。
5.根据权利要求2所述的带数字滤波的农田平地机用激光接收器，其特征在于，所述安装勾（3）设有两个，所述安装勾（3）通过安装螺栓结构与第一盖（4）、第二盖（5）各自连接。
6.根据权利要求5所述的带数字滤波的农田平地机用激光接收器，其特征在于，所述安装勾（3）与第一盖（4）、第二盖（5）的连接处均设有用于缓冲对激光接收器震动的弹簧（10）。
7.根据权利要求5所述的带数字滤波的农田平地机用激光接收器，其特征在于，所述主电路板（1）包括激光信号调制模块、放大模块、整形模块、展宽模块、数字处理模块、通讯模块以及电源模块；
激光信号调制模块将激光光电信号调制为高频交流电信号，激光信号调制模块将高频交流电信号传输到放大模块进行信号放大，放大模块将放大的电信号传输到整形模块和展宽模块转换为脉冲信号，随后传输到数字处理模块进行数字滤波处理并传输至通讯模块。
8.根据权利要求5所述的带数字滤波的农田平地机用激光接收器，其特征在于，所述激光信号调制模块外接电感与激光传感装置；所述激光传感装置为激光传感器或若干组激光传感器阵列；所述激光传感器阵列包括若干激光传感器和激光传感电路板，所述若干激光传感器焊接至激光传感电路板，所述激光传感电路板将若干激光传感器分成七路。
9.根据权利要求8所述的带数字滤波的农田平地机用激光接收器，其特征在于，所述激光传感阵列为4组，每两组激光传感阵列通过激光传感电路板与主电路板一侧焊接；所述激光传感电路板和主电路板（1）侧面均为半圆形焊盘，每组激光传感阵列与主电路板（1）夹角呈45度，四组激光传感阵列相互夹角呈90度。
10.根据权利要求7所述的带数字滤波的农田平地机用激光接收器，其特征在于，所述数字处理模块的数字滤波将接收到的激光信号频率进行滤除，将激光信号满足频率要求“f=60/激光发射器转速”的留下，将不满足的激光信号视为干扰信号并滤除。
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| CN107561551A (zh) * | 2017-09-19 | 2018-01-09 | 深圳市镭神智能系统有限公司 | 一种基于多线激光雷达的光路系统 |
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Legal Events
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