CN109813271B - 一种农机具作业深度计算方法 - Google Patents

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于国庆
李岳山
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Dry Land Farming Institute of Hebei Academy of Agricultural and Forestry Sciences
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Hebei Xinxiang Electronics Co ltd
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Abstract

本发明公开了一种农机具作业深度计算方法，属于农业技术领域，所述的方法包括计算平衡犁耕深和计算非平衡犁耕深将免标设备按照作业机械分解来进行逐个距离的计算，采集车体、悬挂及机具的角度，以地面为0点来计算犁尖入地的实时距离，即为耕深值，如果将犁具抬起，传感器计算出此时的入地深度为负值；免标设备的计算方法为几个多边几何图形按三角形分割后的单点连结运动，悬挂为多边形之一，犁具为多边形之二，机具延展为多边形之n，依照此法，将多边形做级联组合，根据三角分割之后，最终得到末端点相对于参考点的距离值；本发明能够克服标准版深松机传感器单纯的将深度与角度相对应来计算作业过程的深度，具有广阔的应用前景。

Description

一种农机具作业深度计算方法
技术领域
本发明涉及农业技术领域，具体是一种农机具作业深度计算方法。
背景技术
目前，我国农业生产方式已经实现了以机械化作业为主的时代，随着农村劳动力的城市转移，农业机械在农业生产的各个领域被广泛应用，农业生产对农业机械的依赖性越来越强，农业机械化水平越来越高，农民对农业机械田间作业的质量要求也越来越高。如何提高对田间作业的管理水平进而提高粮食作物单产，这对农机管理部门来说是新的挑战。最近几年来，国家为提高粮食作物单产，改善我国农村耕地耕层结构，提升土壤抗旱排涝能力，在农机化生产中，一直坚持实行以深松为重点的“三、三”轮耕制，即每三年深松一次，其它两年采取少耕或免耕作业，因此深松作业的耕深是否达标很关键。
目前，常用的标准深松传感器在实际作业中，由于车辆来回起伏，造成了车辆的不水平，会带动犁具同时产生角度变动，而标准深松设备仅仅是将深度与角度相对应，将此时车辆的变化角度与犁具角度做差，从而消除了系统的误差。但作业机具自身的相对角度变化对应着平台上显示的前翘后翘及耕深值都不存在严格意义上的计算关系。
发明内容
本发明的目的在于提供一种农机具作业深度计算方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种农机具作业深度计算方法，包括计算平衡犁耕深和计算非平衡犁耕深，所述的农机具作业深度计算方法将免标设备按照作业机械分解来进行逐个距离的计算，采集车体、悬挂及机具的角度，以地面为0点来计算犁尖入地的实时距离，即为耕深值，如果将犁具抬起，传感器计算出此时的入地深度为负值；免标设备的计算方法为几个多边几何图形按三角形分割后的单点连结运动，悬挂为多边形之一，犁具为多边形之二，机具延展为多边形之n，依照此法，将多边形做级联组合，根据三角分割之后，最终得到末端点相对于参考点的距离值。
作为本发明进一步的方案：所述计算平衡犁耕深的具体计算步骤为：在水平硬质地面，调整下臂和拉杆使犁具的前犁尖和后犁尖同时着地；记录下臂前支点高度H、下臂后支点高度h0，以及hf、lf、hb和lb。
作为本发明进一步的方案：所述计算平衡犁耕深的具体计算步骤中，在记录下臂前支点高度H、下臂后支点高度h0，以及hf、lf、hb和lb之后，还需要记录机车后轮胎轮花深度d0，在稳定至少15s后按标定键进行标空，从远端读出h0、lf、hf、lb和hb，当犁具平衡时，即无前倾后翘，则hf、hb、h0平行入地，此时耕深：
Figure 20306DEST_PATH_IMAGE002
。
作为本发明进一步的方案：所述计算非平衡犁耕深的具体计算步骤为：首先计算下臂后支点的前犁尖位置，然后计算相对于下臂后支点的后犁尖位置，最后计算实际最深犁尖位置和非平衡犁耕深。
作为本发明进一步的方案：所述计算下臂后支点的前犁尖位置的计算方法如下：下臂后支点到前犁尖的距离
Figure 780189DEST_PATH_IMAGE004
，平衡时水平角为
Figure 887822DEST_PATH_IMAGE006
，不平衡时水平角为
Figure 96081DEST_PATH_IMAGE008
，则前犁尖位置
Figure 972770DEST_PATH_IMAGE010
。
作为本发明进一步的方案：所述计算相对于下臂后支点的后犁尖位置的计算方法如下：下臂后支点到后犁尖距离
Figure 100958DEST_PATH_IMAGE012
，平衡时水平角为
Figure 430308DEST_PATH_IMAGE014
，不平衡时水平角为
Figure 645520DEST_PATH_IMAGE016
，则后犁尖位置为
Figure 376715DEST_PATH_IMAGE018
。
作为本发明进一步的方案：所述计算实际最深犁尖位置和非平衡犁耕深的计算方法为：实际最深犁尖位置为
Figure 681664DEST_PATH_IMAGE020
，得到耕地深度为
Figure 967151DEST_PATH_IMAGE022
。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明一种农机具作业深度计算方法，该检测方法完全将免标设备按照作业机械分解来进行逐个距离的计算，采集车体、悬挂及机具的角度，以地面为0点来计算犁尖入地的实时距离；作业机械可以将下臂型机具和拖挂式类犁具任意搭配，自动进行坡地补偿，车体通用模型在电脑中进行存储机具独立模型在远端存储，可以方便的更换作业机具，由于模型的存在，在使用过程当中，机具的作业方式变化与模型相符，因此可以极大地增加设备的适用性，外部影响因素直接反应在模型之中。此外，主机可随意固定，并且通过模型修正，下臂传感器无需严格方向安装。
附图说明
图1为本发明的平衡犁耕深计算示意图。
图2为本发明的非平衡犁耕深计算示意图。
图中：1-机车、2-下臂、3-犁具、4-传感器、5-前犁尖、6-后犁尖、7-下臂前支点、8-下臂后支点。
具体实施方式
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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
实施例一
请参阅图1，本发明实施例中，提供一种农机具作业深度计算方法，主要是计算平衡犁耕深的计算方法，具体计算步骤如下：在水平硬质地面，调整下臂2和拉杆使犁体的前犁尖5和后犁尖6同时着地；记录下臂前支点7高度H、下臂后支点8高度h0，以及hf、lf、hb和lb；另外记录机车1后轮胎轮花深度d0，在稳定至少15s后按标定键进行标空，从远端读出h0、lf、hf、lb和hb，如果犁体是平衡的，即无前倾后翘，则hf、hb、h0平行入地的，此时更深：
Figure 235322DEST_PATH_IMAGE002
。
实施例二
请参阅图2，本发明实施例中，提供一种农机具作业深度计算方法，主要是计算非平衡犁耕深的计算方法，具体计算步骤如下：首先计算下臂后支点8的前犁尖5位置的计算如下：下臂后支点8到前犁尖5的距离
Figure DEST_PATH_IMAGE023
，平衡时水平角为
Figure DEST_PATH_IMAGE024
，不平衡时水平角为
Figure DEST_PATH_IMAGE025
，则前犁尖5位置
Figure DEST_PATH_IMAGE026
，另外相对于下臂后支点8的后犁尖6位置计算如下：下臂后支点8到后犁尖6距离
Figure DEST_PATH_IMAGE027
，平衡时水平角为
Figure 165232DEST_PATH_IMAGE014
，不平衡时水平角为
Figure DEST_PATH_IMAGE028
，则后犁尖6位置为
Figure 172240DEST_PATH_IMAGE018
，接着取出实际最深犁尖位置为
Figure DEST_PATH_IMAGE029
，最后得到耕地深度为
Figure DEST_PATH_IMAGE030
。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (1)

1.一种农机具作业深度计算方法，其特征在于，包括计算平衡犁耕深和计算非平衡犁耕深，所述的农机具作业深度计算方法将免标设备按照作业机械分解来进行逐个距离的计算，采集车体、悬挂及机具的角度，以地面为0点来计算犁尖入地的实时距离，即为耕深值，如果将犁具(3)抬起，传感器(4)计算出此时的入地深度为负值；免标设备的计算方法为几个多边几何图形按三角形分割后的单点连结运动，悬挂为多边形之一，犁具(3)为多边形之二，机具延展为多边形之n，依照此法，将多边形做级联组合，根据三角分割之后，最终得到末端点相对于参考点的距离值，所述计算平衡犁耕深的具体计算步骤为：在水平硬质地面，调整下臂(2)和拉杆使犁具(3)的前犁尖(5)和后犁尖(6)同时着地；记录下臂前支点(7)高度H、下臂后支点(8)高度h0，以及hf、lf、hb和lb，所述计算平衡犁耕深的具体计算步骤中，在记录下臂前支点(7)高度H、下臂后支点(8)高度h0，以及hf、lf、hb和lb之后，还需要记录机车(1)后轮胎轮花深度d0，在稳定至少15s后按标定键进行标空，从远端读出h0、lf、hf、lb和hb，当犁具(3)平衡时，即无前倾后翘，则hf、hb、h0平行入地，此时耕深：D0＝h0-he，所述计算非平衡犁耕深的具体计算步骤为：首先计算下臂后支点(8)的前犁尖(5)位置，然后计算相对于下臂后支点(8)的后犁尖(6)位置，最后计算实际最深犁尖位置和非平衡犁耕深，所述计算下臂后支点(8)的前犁尖(5)位置的计算方法如下：下臂后支点(8)到前犁尖(5)的距离
Figure FDA0002570629960000011
平衡时水平角为
Figure FDA0002570629960000012
不平衡时水平角为θof＝θof0-θlye，则前犁尖(5)位置Hof＝Dof sinθof；所述计算相对于下臂后支点(8)的后犁尖(6)位置的计算方法如下：下臂后支点(8)到后犁尖(6)距离
Figure FDA0002570629960000013
平衡时水平角为
Figure FDA0002570629960000014
不平衡时水平角为θob＝θob0-θlye，则后犁尖(6)位置为Hob＝Dobsinθob；所述计算实际最深犁尖位置和非平衡犁耕深的计算方法为：实际最深犁尖位置为Hl＝MAX(Hof,Hob)，得到耕地深度为D＝Hl-he。
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