CN108170061A - 一种智能化耕、整、种深度监测装置 - Google Patents

一种智能化耕、整、种深度监测装置 Download PDF

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刘星星
张通
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    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G05B19/0428—Safety, monitoring
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明涉及一种智能化耕、整、种深度监测装置，属于农业机械领域，用于实现实时监测耕地，播种作业过程中的作业深度。其是一种新型的基于智能化的深度监测装置，适用于各种耕地整地机械和播种机械。该装置的机械部分主要由固定架、活动架、弹簧、调整丝杠等组成，监测部分由位移传感器和嵌入式单片机和显示屏组成。本发明通过位移传感器来监测固定架和活动架的相互运动的距离，并采用单片机做数据处理同时通过显示屏对数据进行实时的显示，从而实现对播种深度的实时检测。

Description

一种智能化耕、整、种深度监测装置
技术领域
本发明属于农业机械化领域，尤其涉及一种智能化耕、整、种深度监测装置，主要应用于耕地、整地、播种等农业作业过程中。
背景技术
耕地、整地、播种作为农业生产过程中关键的环节之一，其对农作物的稳产、增产有直接的关系。智能化耕、整、种深度监测装置能在作业过程中实时的监测是否满足耕、整、种作业的农艺要求。对耕、整、播深度的精确监测是实现精确耕、整、播作业的前提条件。实时检测作业深度是实现作业深度是精确控制的关键，同时该装置根据实时的监测结果提醒作业中的驾驶员，对工作机械进行实时的调整。因此，该装置的研究步不仅能够提高耕、整、播机械的作业质量，还能提高我国农业装备的智能化，另外对实现智能化农业发展具有重要的意义。
目前对耕、整、播深度监测的装置有很多类型，但存在一些不足之处。传统机械式的深度测量装置主要是通过限深轮的作用，限深轮压在地表面，限制作业机械下陷，从而保证作业深度，但是只能做到限制深度，不能实时的对作业深度进行检测和显示。现阶段也有很多基于单片机的深度监测装置，但是其只为一种作业机械设计，是贴合于某一台作业机械上的，没有实现模块化设计，无法实现通用互换。并且现在使用的监测装置的精度不是很高，故障率较高。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种智能化耕、整、种深度监测装置，可实现对耕、整、播作业深度的实时检测。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种智能化耕、整、种深度监测装置，包括：监测部分和机械部分；
所述监测部分包括：调整电机1、位移传感器9、A/D转换模块、微处理控制器、CAN总线模块、电源模块、车载电瓶、人机交互模块和电机驱动模块；调整电机1和电机驱动模块均与微处理控制器相连，人机交互模块与CAN总线模块相连，车载电瓶与电源模块相连，位移传感器9与A/D转换模块相连，电源模块、CAN总线模块和A/D转换模块均与微处理控制器相连；
所述机械部分包括：固定架2、支撑弹簧3、调整丝杠4、弹簧支撑板5、活动螺母6、活动螺母导向管7、活动架8和万向轮10；
所述固定架2水平设置，固定架2的两侧设置安装板12，固定架2的上端设置有调整电机1，内部顶端设置有固定螺母11；固定架2的下端一侧设置位移传感器安装孔一；
所述活动架8水平设置，活动架8的上部可伸入固定架2的下部，所述活动架8的上端设置有弹簧支撑板5，所述活动架8的下端设置有万向轮10，活动架8的内部设置有活动螺母导向管7，活动螺母6设置于活动螺母导向管7之间，活动架8的下端一侧设置位移传感器安装孔二；
所述位移传感器9通过位移传感器安装孔一和位移传感器安装孔二设置于固定架2和活动架8之间；
所述调整丝杠4的一端通过活动螺母6固定在活动架8上，调整丝杠4的另一端通过固定螺母11固定在固定架2的内部；
所述弹簧支撑板5和固定架2的内部顶端之间设置有支撑弹簧3。
在上述技术方案的基础上，所述车载电瓶通过电源模块给所有电子元器件供电；所述位移传感器9用于获取固定架2和活动架8的移动距离，并将获取值通过A/D转换模块发送给微处理控制器，微处理控制器经过卡尔曼滤波算法处理后通过CAN总线模块发送给人机交互模块并进行显示，当深度不满足工作要求时会发出报警信号；同时调整电机1通过微处理控制器获取人机交互模块的初始值，将机械部分调整到合适的长度。
在上述技术方案的基础上，所述调整电机1通过微处理控制器获取人机交互模块的初始值并通过调整丝杠4来调整机械部分的初始位置。
在上述技术方案的基础上，所述调整电机1为步进电机或直流无刷电机。
在上述技术方案的基础上，所述位移传感器9为各种电器特性的位移传感器。
在上述技术方案的基础上，所述人机交互模块为触摸屏，触摸屏包括：电阻屏和电容屏。
在上述技术方案的基础上，所述微处理控制器包括：单片机、ARM等嵌入式控制器。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
微处理控制器通过A/D转换模块获取到位移传感器的数据，并对数据进行卡尔曼数据处理，并通过CAN总线模块将数据发送给人机交互模块并将数据实时的显示。适合于耕、整、种等作业机具，不需要根据机具的不同单独设计。该装置可根据不同的机具设置不同的初始值。克服了以往根据不同的作业机械设计不同的深度装置的缺点，降低了成本。该装置的万向轮贴地面行走可以直接检测作业的深度，克服通过间接监测方式存在误差大的缺点。同时该装置的监控系统可以实时的将深度数据显示在人机交互模块，并将数据进行储存；农机手可以实时的监测作业质量是否合格，当作业不合格时，人机交互模块可以产生报警信号。
附图说明
本发明有如下附图：
图1一种智能化耕、整、种深度监测装置总装配示意图；
图2一种智能化耕、整、种深度监测装置的固定架示意图；
图3固定架的B-B剖视图；
图4一种智能化耕、整、种深度监测装置的固定架俯视图；
图5一种智能化耕、整、种深度监测装置的活动架示意图；
图6活动架的A-A剖视图；
图7一种智能化耕、整、种深度监测装置的活动架仰视图；
图8一种智能化耕、整、种深度监测装置监测部分原理示意图；
附图标记：1、调整电机；2、固定架；3、支撑弹簧；4、调整丝杠；5、弹簧支撑板；6、活动螺母；7、活动螺母导向管；8、活动架；9、位移传感器；10、万向轮；11、固定螺母；12、安装板。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1-8所示，一种智能化耕、整、种深度监测装置，包括：监测部分和机械部分；
如图8所示，所述监测部分包括：调整电机1、位移传感器9、A/D转换模块、微处理控制器、CAN总线模块、电源模块、车载电瓶、人机交互模块和电机驱动模块；调整电机1和电机驱动模块均与微处理控制器相连，人机交互模块与CAN总线模块相连，车载电瓶与电源模块相连，位移传感器9与A/D转换模块相连，电源模块、CAN总线模块和A/D转换模块均与微处理控制器相连；
如图1-7所示，所述机械部分包括：固定架2、支撑弹簧3、调整丝杠4、弹簧支撑板5、活动螺母6、活动螺母导向管7、活动架8和万向轮10；
如图1-7所示，所述固定架2水平设置，固定架2的两侧设置安装板12，固定架2的上端设置调整电机1，内部顶端设置固定螺母11；其下端一侧设置位移传感器安装孔一；
所述活动架8水平设置，活动架8的上部可伸入固定架2的下部，所述活动架8的上端设置有弹簧支撑板5，所述活动架8的下端设置有万向轮10，活动架8的内部设置有活动螺母导向管7，活动螺母6设置于活动螺母导向管7之间，活动架8的下端一侧设置位移传感器安装孔二；
所述位移传感器9通过位移传感器安装孔一和位移传感器安装孔二设置于固定架2和活动架8之间；
所述调整丝杠4的一端通过活动螺母6固定在活动架8上，调整丝杠4的另一端通过固定螺母11固定在固定架2的内部；
所述弹簧支撑板5和固定架2的内部顶端之间设置有支撑弹簧3。如图1和8所示，在上述方案的基础上，所述车载电瓶通过电源模块给所有电子元器件供电；所述位移传感器9用于获取固定架2和活动架8的移动距离，并将获取值通过A/D转换模块发送给微处理控制器，微处理控制器经过卡尔曼滤波算法处理后通过通过CAN总线模块发送给人机交互模块并进行显示，当深度不满足工作要求时会发出报警信号；同时调整电机1通过微处理控制器获取人机交互模块的初始值，将机械部分调整到合适的长度。
在上述技术方案的基础上，所述调整电机1通过微处理控制器获取人机交互模块的初始值并通过调整丝杠4来调整机械部分的初始位置。
在上述方案的基础上，所述调整电机1为步进电机或直流无刷电机。
在上述方案的基础上，所述位移传感器9为各种电器特性的位移传感器。
在上述方案的基础上，所述人机交互模块为触摸屏，触摸屏包括：电阻屏和电容屏。
在上述方案的基础上，所述微处理控制器包括：单片机、ARM等嵌入式控制器。
需要说明的是本发明可以适用于各种耕、整、播等农业作业机械；是一种可以实时对作业深度进行检测的智能化装置，具有灵活安装，可移植性强等特点，且监测精度高。
显然，本发明的上述实施例的原理阐述仅仅是为清楚地说明本发明所做的举例，而并非是对本发明实施方式的限定，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，这里没有对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (7)

1.一种智能化耕、整、种深度监测装置，其特征在于，包括：监测部分和机械部分；
所述监测部分包括：调整电机(1)、位移传感器(9)、A/D转换模块、微处理控制器、CAN总线模块、电源模块、车载电瓶、人机交互模块和电机驱动模块；调整电机(1)和电机驱动模块均与微处理控制器相连，人机交互模块与CAN总线模块相连，车载电瓶与电源模块相连，位移传感器(9)与A/D转换模块相连，电源模块、CAN总线模块和A/D转换模块均与微处理控制器相连；
所述机械部分包括：固定架(2)、支撑弹簧(3)、调整丝杠(4)、弹簧支撑板(5)、活动螺母(6)、活动螺母导向管(7)、活动架(8)和万向轮(10)；
所述固定架(2)水平设置，固定架(2)的两侧设置安装板(12)，固定架(2)的上端设置有调整电机(1)，内部顶端设置有固定螺母(11)；固定架(2)的下端一侧设置位移传感器安装孔一；
所述活动架(8)水平设置，活动架(8)的上部可伸入固定架(2)的下部，所述活动架(8)的上端设置有弹簧支撑板(5)，所述活动架(8)的下端设置有万向轮(10)，活动架(8)的内部设置有活动螺母导向管(7)，活动螺母(6)设置于活动螺母导向管(7)之间，活动架(8)的下端一侧设置位移传感器安装孔二；
所述位移传感器(9)通过位移传感器安装孔一和位移传感器安装孔二设置于固定架(2)和活动架(8)之间；
所述调整丝杠(4)的一端通过活动螺母(6)固定在活动架(8)上，调整丝杠(4)的另一端通过固定螺母(11)固定在固定架(2)的内部；
所述弹簧支撑板(5)和固定架(2)的内部顶端之间设置有支撑弹簧(3)。
2.如权利要求1所述的智能化耕、整、种深度监测装置，其特征在于，所述车载电瓶通过电源模块给所有电子元器件供电；所述位移传感器(9)用于获取固定架(2)和活动架(8)的移动距离，并将获取值通过A/D转换模块发送给微处理控制器，微处理控制器经过卡尔曼滤波算法处理后通过CAN总线模块发送给人机交互模块并进行显示，当深度不满足工作要求时会发出报警信号；同时调整电机(1)通过微处理控制器获取人机交互模块的初始值，将机械部分调整到合适的长度。
3.如权利要求2所述的智能化耕、整、种深度监测装置，其特征在于，所述调整电机(1)通过微处理控制器获取人机交互模块的初始值并通过调整丝杠(4)来调整机械部分的初始位置。
4.如权利要求3所述的智能化耕、整、种深度监测装置，其特征在于，所述调整电机(1)为步进电机或直流无刷电机。
5.如权利要求3所述的智能化耕、整、种深度监测装置，其特征在于，所述位移传感器(9)为各种电器特性的位移传感器。
6.如权利要求3所述的智能化耕、整、种深度监测装置，其特征在于，所述人机交互模块为触摸屏，触摸屏包括：电阻屏和电容屏。
7.如权利要求3所述的智能化耕、整、种深度监测装置，其特征在于，所述微处理控制器包括：单片机、ARM嵌入式控制器。
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