CN211178262U - 具有复位功能的水田耕深测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有复位功能的水田耕深测量装置，包括一对位移传感器组件、一对入泥滑杆组件、一对限位板组件及一对弹簧恢复组件；每个限位板组件包括内限位板、外限位板、圆盘凸台、阶梯轴、通过内轴承安装在阶梯轴一端的内套板及通过外轴承安装在阶梯轴另一端的外套板；每个弹簧恢复组件包括中央支座、安装在中央支座内导杆上的弹簧、套在导杆上的顶力座、通过卡轴与顶力座相连的推程板及通过卡轴与推程板相连的推板栓。测量时无人员参与工作，同时在测量装置中无复杂杆组件，在测量杆件受到外部冲击时，可以快速恢复测量稳定状态，保证测量精度，工作人员可以通过控制仓的显示屏界面了解耕深过程中的各项数据，保证测量的准确度、精度。

Description

具有复位功能的水田耕深测量装置

技术领域

本实用新型涉及农用机械技术领域，具体地指一种具有复位功能的水田耕深测量装置。

背景技术

旋耕机作业深度作为农业机械重要的参数指标之一，其参数的测定对粮食生产具有重要意义。近几年来看，我国对耕深的研究正逐渐增多，本文便是对水田耕深测量进行设计的装置。长久以来水田主要采用旋耕作业方式，作业时如果通过手工测量，其得到的数据有限且精度不高；作业时如果通过一定机械测量，其受到土壤中石块或硬物碰撞时会产生较大波动，所以设计一个能受到冲击并快速复位的实时测量并记录数据的测量装置对耕深研究具有重要意义。

发明内容

本实用新型的目的就是要提供一种具有复位功能的水田耕深测量装置，能准确的进行拖拉机耕深测量。

为实现此目的，本实用新型所设计的一种具有复位功能的水田耕深测量装置，包括一对位移传感器组件和一对入泥滑杆组件，还包括一对限位板组件及一对弹簧恢复组件，且一对限位板组件安装在旋耕机机架的两侧，每个限位板组件内均对应安装一个位移传感器组件、入泥滑杆组件和弹簧恢复组件；

每个所述限位板组件包括均铰接在旋耕机机架上的内限位板和外限位板、铰接在内限位板上的圆盘凸台、阶梯轴、通过内轴承安装在阶梯轴一端的内套板及通过外轴承安装在阶梯轴另一端的外套板，且所述内套板和外套板在内限位板与外限位板之间，所述阶梯轴依次穿过内限位板、圆盘凸台与外限位板的定位孔中紧固；

每个所述弹簧恢复组件包括中央支座、安装在中央支座内导杆上的弹簧、套在导杆上的顶力座、通过卡轴与顶力座相连的推程板及通过卡轴与推程板相连的推板栓，所述推板栓铰接固定在所述外套板上，且弹簧的一端焊接在中央支座上，另一端在未受到冲击时保持平衡状态。

进一步地，所述内套板的内轴承外圈通过内套板凹槽卡住，同时所述内轴承内圈通过阶梯轴和圆盘凸台顶住，所述外套板的外轴承外圈通过外套板凹槽卡住，外轴承内圈通过阶梯轴与外限位板凸台部分顶住。

进一步地，在所述内限位板上焊接了一块阻碍内套板与外套板旋转运动的限位板。

进一步地，每个所述入泥滑杆组件包括滑块连接杆、入泥滑杆、直线轴承座和仿型滑橇，所述入泥滑杆套入直线轴承座的内圈，所述直线轴承座的外圈固定在内套板上，所述仿型滑橇安装在入泥滑杆的底部；

每个所述位移传感器组件包括测量电子仓、测量杆、测量杆座和测量滑块，测量电子仓安装在测量杆的顶部，所述测量杆通过安装卡安装在内套板上，所述测量杆的下部固定在测量杆座上，且所述测量杆上设置测量滑块；所述滑块连接杆的一端固定在测量滑块上，滑块连接杆的另一端固定在入泥滑杆的上部。

进一步地，还包括电池及控制仓，所述电池及控制仓包括显示控制屏、控制仓、控制器和姿态传感器，所述控制仓通过仓体支架固定在旋耕机机架上，显示控制屏、控制器和姿态传感器均设置在控制仓内。

本实用新型的有益效果：本实用新型具有复位功能的水田耕深测量装置在耕深测量时无人员参与工作，同时在测量装置中无复杂杆组件；测量进程中通过传感器等组件传输测量数据于控制仓，控制仓上显示屏实时显示数据，并记录保存，在测量杆件受到外部冲击时，可以快速恢复测量稳定状态，保证测量精度，工作人员可以通过控制仓的显示屏界面了解耕深过程中的各项数据，保证测量的准确度、精度。

附图说明

图1为本实用新型具有复位功能的水田耕深测量装置结构示意图；

图2为图1中限位板组件结构示意图；

图3为图1中入泥滑杆组件和位移传感器组件结构示意图；

图4为图2的另一方向结构示意图；

图5为图4中弹簧恢复组件的结构示意图；

图6为图1中电池及控制仓结构示意图；

其中，1—入泥滑杆组件、2—位移传感器组件、3—弹簧恢复组件、4—限位板组件、5—电池及控制仓、6—旋耕机机架、7—入泥滑杆、8—直线轴承座、9—仿形滑橇、10—测量电子仓、11—安装卡、 12—测量杆、13—滑块连接杆、14—测量滑块、15—外限位板、16—端盖、17—外套板、18—中央支座、19—内套板、20—圆盘凸台、21- —内限位板、22—弹簧、23—顶力座、24—推程板、25—推板栓、26—阶梯轴、27—控制仓、28—仓体支架、29—显示控制屏、30—限位板。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明：

如图1所示具有复位功能的水田耕深测量装置，包括一对限位板组件4，及安装在每个限位板组件4内的入泥滑杆组件1、位移传感器组件2和弹簧恢复组件3，以及安装在旋耕机机架中部的电池及控制仓5，一对限位板组件4安装在旋耕机机架的两侧。

如图2所示每个限位板组件4包括均通过螺栓铰接在旋耕机机架6上的内限位板21和外限位板15、通过螺栓铰接在内限位板21 上的圆盘凸台20、阶梯轴26、通过内轴承安装在阶梯轴26一端的内套板19、通过外轴承安装在阶梯轴26另一端的外套板17及通过螺栓与外套板17外侧面连接的端盖16，且内套板19和外套板17在内限位板21与外限位板15之间，阶梯轴26依次穿过内限位板21、圆盘凸台20与外限位板15的定位孔中紧固，内套板19的内轴承外圈通过内套板19凹槽卡住，同时内轴承内圈通过阶梯轴26和圆盘凸台20顶住，外套板17的外轴承外圈通过外套板17凹槽卡住，外轴承内圈通过阶梯轴26与外限位板15凸台部分顶住，使内轴承与外轴承不会产生轴向运动；内套板19与外套板17通过螺栓固定连接成整体，内套板19与外套板17可以同时在阶梯轴26上通过轴承转动，在内限位板21上焊接了一块阻碍内套板19与外套板17旋转运动的限位板30，使内套板19和外套板17旋转变化幅度较小。

结合图4、图5每个弹簧恢复组件3包括中央支座18、安装在中央支座18内导杆上的弹簧22、套在导杆上的顶力座23、通过卡轴与顶力座23相连的推程板24及通过卡轴与推程板24相连的推板栓25，推板栓25通过螺栓铰接固定在外套板17上，且弹簧22的一端焊接在中央支座18上，另一端在未受到冲击时保持平衡状态。

结合图3所示，每个入泥滑杆组件1包括滑块连接杆13、入泥滑杆7、直线轴承座8和仿型滑橇9，入泥滑杆7套入直线轴承座8 的内圈，直线轴承座8的外圈固定在内套板19上，仿型滑橇9安装在入泥滑杆7的底部；每个位移传感器组件2包括测量电子仓10、测量杆12、测量杆座和测量滑块14，测量电子仓10安装在测量杆 12的顶部，测量杆12通过安装卡11安装在内套板19上，测量杆 12的下部固定在测量杆座上，且测量杆12上设置测量滑块14，测量滑块14能在测量杆12上上下移动(测量杆12上设有滑轨，测量滑块14上设有与滑轨配合的滑槽)，测量电子仓10用于感应测量滑块14的绝对位移，并输出绝对位移信号；滑块连接杆13的一端固定在测量滑块14上，滑块连接杆13的另一端固定在入泥滑杆7的上部，入泥滑杆7的上下运动能通过滑块连接杆13带动对应的测量滑块14同步上下运动。安装时，入泥滑杆7与测量杆12保持平行，测量位移时入泥滑杆7相对位移及测量滑块14的相对位移保持一致，更加方便姿态传感器32读取角度姿态位置，计算耕深更加准确 (因为入泥滑杆7与测量杆12平行，同时安装位置固定，在测量时姿态传感器可以对其入泥角度进行读取然后在控制板处更加方便计算)。测量电子仓10与测量滑块14构成位移传感器组件的位移感应部分，测量电子仓10与测量滑块14利用磁致伸缩原理、通过两个不同磁场(测量电子仓10产生的磁场与测量滑块14产生的磁场) 相交产生一个应变脉冲信号来准确地测量位置的。

在测量装置进行测量时，若入泥滑杆7受到土壤内石块或硬物的冲击，弹簧恢复组件3和限位板组件4可以使其在小幅度摆动后快速恢复到正常测量状态。在正常测量时，入泥滑杆7保持竖直状态并且连接的内外套板保持水平平行，外套板17所连接的顶力座23 正好处于与弹簧22接触且不压缩状态，受到冲击时外套板17做旋转运动可以带动推程板24推动顶力座23在中央支座18上轴向运动使弹簧22进行压缩回弹。测量装置在不受到外部硬物或石块冲击时，顶力座23刚好处于与弹簧22接触状态，当受到外部冲击时，正好进入开始压缩状态，对冲击能量进行一定的抵消。

结合图6所示电池及控制仓5包括显示控制屏29、控制仓27、控制器和姿态传感器，控制仓27通过仓体支架28固定在旋耕机机架6上，显示控制屏29、控制器和姿态传感器均设置在控制仓27内，控制器的位移信号输入端通过线缆与两个测量电子仓10的绝对位移信号输出端连接，姿态传感器的信号输出端通过线缆与控制器的姿态信号输入端连接，显示控制屏29的显示控制信号通信通过线缆与控制器的控制显示信号通信端连接。显示控制屏29、控制仓27、控制器和姿态传感器由锂电池供电。能够保证野外数据采集移动性要求。各个数据，在控制板进行实时处理，同时可以在显示屏上显示，方便读取。

本实施例中，仿型滑橇9的触泥压强范围为19000～21000pa，仿照人脚压力使仿型滑橇更贴合地面土壤，不会因土壤中的其他杂物而波动过大。仿型滑橇9均采用不锈钢材质，测量完毕后可方便拆卸清洗；同时，仿形滑橇9采用平滑的曲线弧度，可以更好的在旋耕机耕后土壤内滑动，在其受到硬物或石块阻挡时，可以更加快速平滑的滑过阻碍物。

本实用新型具有复位功能的水田耕深测量装置的具体测量过程如下：

步骤1：在工作状态下，左右侧的入泥滑杆7在直线轴承座8上滑动，同时左右侧的入泥滑杆7通过滑块连接杆13带动对应的测量滑块14在各自的测量杆12上滑动，左侧的入泥滑杆7对应的测量电子仓10通过感应相应测量滑块14的相对位置获取位移信号，即左侧入泥滑杆的入泥深度信号；右侧的入泥滑杆7对应的测量电子仓10通过感应相应测量滑块14的相对位置获取位移信号，即右侧入泥滑杆的入泥深度信号；

步骤2：在测量装置工作过程中，旋耕机6耕过后的土壤内，有可能存在一定的硬物或石块，当硬物或石块撞击到入泥滑杆仿形滑橇9时，会对测量装置的测量状态产生干扰，使得测量数据出现较大波动，增加弹簧恢复原件，使入泥滑杆7受横向载荷时，带动内套板19和外套板17在轴承上做旋转运动，内套板19带动推程板24，推动顶力座23在中央支座18上做轴向运动，当顶力座23压缩弹簧 22时，弹簧22给予顶力座23一个反作用力，使顶力座23给予内套板19和外套板17做旋转运动时一个负反馈，让入泥滑杆在冲击时摆动状态快速恢复到平稳状态；

步骤3:左侧的入泥滑杆7对应的测量电子仓10和右侧的入泥滑杆7对应的测量电子仓10将左侧入泥滑杆的入泥深度信号和右侧入泥滑杆的入泥深度信号传输给控制器，姿态传感器实时感应旋耕机6的运行姿态信息，控制器将左侧入泥滑杆的入泥深度信号、右侧入泥滑杆的入泥深度信号和旋耕机的运行姿态信息传输给远端计算机，远端计算机根据左侧入泥滑杆的入泥深度信号、右侧入泥滑杆的入泥深度信号和旋耕机的运行姿态信息进行土壤耕深姿态建模。

本说明书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 (5)

1.一种具有复位功能的水田耕深测量装置，包括一对位移传感器组件(2)和一对入泥滑杆组件(1)，其特征在于：还包括一对限位板组件(4)及一对弹簧恢复组件(3)，且一对限位板组件(4)安装在旋耕机机架的两侧，每个限位板组件(4)内均对应安装一个位移传感器组件、入泥滑杆组件(1)和弹簧恢复组件(3)；

每个所述限位板组件(4)包括均铰接在旋耕机机架(6)上的内限位板(21)和外限位板(15)、铰接在内限位板(21)上的圆盘凸台(20)、阶梯轴(26)、通过内轴承安装在阶梯轴(26)一端的内套板(19)及通过外轴承安装在阶梯轴(26)另一端的外套板(17)，且所述内套板(19)和外套板(17)在内限位板(21)与外限位板(15)之间，所述阶梯轴(26)依次穿过内限位板(21)、圆盘凸台(20)与外限位板(15)的定位孔中紧固；

每个所述弹簧恢复组件包括中央支座(18)、安装在中央支座(18)内导杆上的弹簧(22)、套在导杆上的顶力座(23)、通过卡轴与顶力座(23)相连的推程板(24)及通过卡轴与推程板(24)相连的推板栓(25)，所述推板栓(25)铰接固定在所述外套板(17)上，且弹簧(22)的一端焊接在中央支座(18)上，另一端在未受到冲击时保持平衡状态。

2.根据权利要求1所述具有复位功能的水田耕深测量装置，其特征在于：所述内套板(19)的内轴承外圈通过内套板(19)凹槽卡住，同时所述内轴承内圈通过阶梯轴(26)和圆盘凸台(20)顶住，所述外套板(17)的外轴承外圈通过外套板(17)凹槽卡住，外轴承内圈通过阶梯轴(26)与外限位板(15)凸台部分顶住。

3.根据权利要求1所述具有复位功能的水田耕深测量装置，其特征在于：在所述内限位板(21)上焊接了一块阻碍内套板(19)与外套板(17)旋转运动的限位板(30)。

4.根据权利要求1所述具有复位功能的水田耕深测量装置，其特征在于：每个所述入泥滑杆组件(1)包括滑块连接杆(13)、入泥滑杆(7)、直线轴承座(8)和仿型滑橇(9)，所述入泥滑杆(7)套入直线轴承座(8)的内圈，所述直线轴承座(8)的外圈固定在内套板(19)上，所述仿型滑橇(9)安装在入泥滑杆(7)的底部；

每个所述位移传感器组件(2)包括测量电子仓(10)、测量杆(12)、测量杆座和测量滑块(14)，测量电子仓(10)安装在测量杆(12)的顶部，所述测量杆(12)通过安装卡(11)安装在内套板(19)上，所述测量杆(12)的下部固定在测量杆座上，且所述测量杆(12)上设置测量滑块(14)；所述滑块连接杆(13)的一端固定在测量滑块(14)上，滑块连接杆(13)的另一端固定在入泥滑杆(7)的上部。

5.根据权利要求1所述具有复位功能的水田耕深测量装置，其特征在于：还包括电池及控制仓(5)，所述电池及控制仓(5)包括显示控制屏(29)、控制仓(27)、控制器和姿态传感器，所述控制仓(27)通过仓体支架固定在旋耕机机架(6)上，显示控制屏(29)、控制器和姿态传感器均设置在控制仓(27)内。

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