本發(fā)明涉及粉壟機(jī)松耕深度自動(dòng)測(cè)量跟蹤的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

深松耕粉壟機(jī)是對(duì)土地進(jìn)行深松耕粉碎的設(shè)備，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，利用深松耕粉壟機(jī)粉壟的土地的農(nóng)作物增產(chǎn)明顯。據(jù)報(bào)道，“在內(nèi)蒙古赤峰市，利用深松耕粉壟機(jī)耕作的土地平均畝產(chǎn)玉米干籽粒792.9公斤，比對(duì)照平均畝產(chǎn)608公斤畝產(chǎn)增產(chǎn)184.9公斤，增產(chǎn)三成多?！睋?jù)悉，該深松耕粉壟機(jī)由廣西五豐機(jī)械有限公司聯(lián)合廣西農(nóng)科院、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤耕作與種植制度創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)、吉林正邦農(nóng)業(yè)有限公司與太平莊共同實(shí)施，面積200畝，采用廣西五豐的履帶式粉壟機(jī)，耕深達(dá)到40厘米。

在河北試驗(yàn)表明，小麥80%～90%的根系主要分布在0～40厘米土層，其中在0～20厘米土層內(nèi)的根系占到總根量的60%～70%。小麥要高產(chǎn)，耕作深度就要大于20厘米。

通過(guò)粉壟對(duì)土壤深旋耕，在不增或減少化肥的情況下可實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)。經(jīng)多單位對(duì)水稻、玉米、小麥等試驗(yàn)結(jié)果證實(shí)：每產(chǎn)出100公斤糧食其化肥用量減少0.35～4.29公斤，減幅10.81%～30.99%。因此，深松耕粉壟是眾人所望。

現(xiàn)有的粉壟機(jī)包括行走機(jī)構(gòu)、底盤(pán)、動(dòng)力機(jī)構(gòu)、駕駛室、連接架和粉壟裝置，底盤(pán)固定在行走機(jī)構(gòu)上，動(dòng)力機(jī)構(gòu)安裝中底盤(pán)上并驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)和粉壟裝置，駕駛室安裝中底盤(pán)上，連接架安裝在底盤(pán)上，粉壟裝置安裝中連接架上；所述的粉壟裝置包括粉壟箱、安裝中粉壟箱上的傳動(dòng)軸、安裝在傳動(dòng)軸上的齒輪、驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)軸的馬達(dá)和安裝在傳動(dòng)軸上的螺旋鉆桿。

粉壟機(jī)在工作時(shí)，螺旋鉆桿首先要深入到泥土中，然后向前或先后運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)土地的松耕，螺旋鉆桿在進(jìn)入到泥土中后，由于下端螺旋鉆桿被埋在泥土中，因此，螺旋鉆桿進(jìn)入的深度到底是多少難以知曉，這樣就不能知曉松耕的深度，也難以預(yù)測(cè)消耗的功率。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員都知曉，在耕作過(guò)程中，土地總會(huì)有高低不平的現(xiàn)象，而現(xiàn)有的設(shè)備，只要螺旋鉆桿進(jìn)入到泥土中后，粉壟機(jī)行走機(jī)構(gòu)到螺旋鉆桿的下端距離就已經(jīng)確定，這樣就不能根據(jù)高低不同的土地自動(dòng)調(diào)整耕作深度，讓耕作深度不一致。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種粉壟深度測(cè)量自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)及測(cè)量自動(dòng)跟蹤方法，利用本發(fā)明的系統(tǒng)和方法，能自動(dòng)測(cè)量跟蹤粉壟深度，做到粉壟深度達(dá)到預(yù)計(jì)粉壟深度。

為達(dá)到上述目的，一種粉壟深度測(cè)量自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，包括連接架和粉壟裝置；所述的粉壟裝置包括粉壟箱、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)軸、動(dòng)力傳動(dòng)件和刀具，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝中粉壟箱上，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)至少一傳動(dòng)軸，傳動(dòng)軸安裝中粉壟箱上，動(dòng)力傳動(dòng)件安裝在傳動(dòng)軸上，刀具安裝在傳動(dòng)軸上；連接架包括固定架、舉臂和舉臂油缸，舉臂的一端鉸接在固定架上，舉臂的另一端鉸接在粉壟裝置上，舉臂油缸的一端鉸接在固定架上，舉臂油缸的另一端鉸接在舉臂上；在舉臂油缸上設(shè)有測(cè)試舉臂油缸活塞桿運(yùn)動(dòng)行程的第一傳感器；在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上設(shè)有第二傳感器，第一傳感器和第二傳感器連接有控制器，控制器上連接有輸出裝置。

粉壟深度測(cè)量自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的測(cè)量自動(dòng)跟蹤方法，舉臂在舉臂油缸伸長(zhǎng)時(shí)往下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)谝粋鞲衅鳈z測(cè)到舉臂運(yùn)動(dòng)到設(shè)定位置時(shí)，刀具開(kāi)始旋轉(zhuǎn)；然后刀具繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)毒咔械侥嗤習(xí)r，刀具的阻力迅速增加，第二傳感器把實(shí)變信號(hào)傳給控制器，控制器把此時(shí)的值作為入土起點(diǎn)；舉臂油缸繼續(xù)伸長(zhǎng)，并通過(guò)第一傳感器向控制器中發(fā)送數(shù)據(jù)直到刀具達(dá)到指定的深度，通過(guò)輸出裝置告知刀具實(shí)際深度。

上述系統(tǒng)和方法，由于設(shè)置了第一傳感器，這樣就能檢測(cè)到舉臂油缸的運(yùn)動(dòng)行程，從而檢測(cè)到舉臂的擺動(dòng)角度，最終確定刀具何時(shí)啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)，因此，在刀具旋轉(zhuǎn)前能節(jié)省能耗，當(dāng)?shù)毒呷胪梁?，由于設(shè)置了第二傳感器，這樣能檢測(cè)到驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)速度，當(dāng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)速度發(fā)生變化時(shí)，則可確定刀具入土的起點(diǎn)，確定刀具入土的起點(diǎn)后，通過(guò)第一傳感器檢測(cè)舉臂油缸的運(yùn)動(dòng)行程，來(lái)確定刀具入土的深度，這樣就能及時(shí)的測(cè)量跟蹤粉壟深度，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，提高耕作效率，降低能耗。

進(jìn)一步的，在粉壟裝置上鉸接有擋板，擋板與粉壟裝置垂直面的夾角為α，擋板上連接有鋼絲繩，在粉壟裝置安裝有驅(qū)動(dòng)裝置，鋼絲繩經(jīng)滑輪連接到驅(qū)動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)裝置上連接有第三傳感器，第三傳感器與控制器連接；鋼絲繩通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置向上拉一重量mkg，通過(guò)第三傳感器給控制器傳輸重量信號(hào)，如果重量信號(hào)大于或小于mkg，夾角α發(fā)生了變化，土地出現(xiàn)高低不平的現(xiàn)象，控制器根據(jù)重量信號(hào)控制舉臂油缸運(yùn)動(dòng)，保證夾角α不變。該結(jié)構(gòu)和方法，在粉壟機(jī)運(yùn)行到高低不太平的土地上時(shí)，只要保證夾角α不不變，則刀具入土的深度不會(huì)發(fā)生變化，使得刀具能根據(jù)土地的高低自動(dòng)運(yùn)動(dòng)，保證粉壟深度是一致的。

進(jìn)一步的，所述的第一傳感器為距離傳感器，所述的第二傳感器為速度傳感器。

進(jìn)一步的，所述的輸出裝置為顯示屏。

進(jìn)一步的，所述的驅(qū)動(dòng)裝置為拉索油缸，第三傳感器為重量傳感器。

附圖說(shuō)明

圖1為刀具準(zhǔn)備進(jìn)入泥土?xí)r的示意圖。

圖2為刀具已經(jīng)進(jìn)入到指定深度的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1和圖2所示，粉壟深度測(cè)量自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)包括連接架1和粉壟裝置2。

連接架1包括固定架11、舉臂12和舉臂油缸13。在本實(shí)施例中，同一固定架11上設(shè)置有兩個(gè)舉臂12，兩舉臂12相互平行。舉臂12的一端鉸接在固定架11上，舉臂12的另一端鉸接在粉壟裝置的粉壟箱上，舉臂油缸13的一端鉸接在固定架11上，舉臂油缸13的另一端鉸接在其中一舉臂的中部上。

在舉臂12上固定有水平減震板14。

所述的粉壟裝置2包括粉壟箱21、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)22、傳動(dòng)軸23、動(dòng)力傳動(dòng)件和刀具24。

驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)22為液壓馬達(dá)，液壓馬達(dá)安裝中粉壟箱21上，液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)至少一傳動(dòng)軸23，在粉壟箱21上安裝有二個(gè)以上的傳動(dòng)軸23；動(dòng)力傳動(dòng)件為齒輪，在沒(méi)有傳動(dòng)軸上安裝有齒輪，相鄰的齒輪相互嚙合。刀具24安裝在傳動(dòng)軸23上，刀具24為螺旋鉆桿，刀具具有刀頭241和刀體242。

在舉臂油缸13上設(shè)有測(cè)試舉臂油缸活塞桿運(yùn)動(dòng)行程的第一傳感器31，第一傳感器31為距離傳感器；在液壓馬達(dá)上設(shè)有第二傳感器32，第二傳感器為速度傳感器，第一傳感器和第二傳感器連接有控制器，控制器上連接有輸出裝置，控制器與舉臂油缸13、液壓馬達(dá)連接，所述的驅(qū)動(dòng)裝置為顯示屏。

在粉壟箱21上鉸接有擋板41，擋板41與粉壟裝置垂直面的夾角為α，擋板41上連接有鋼絲繩42，在粉壟箱21上安裝有驅(qū)動(dòng)裝置43，所述的驅(qū)動(dòng)裝置為拉索油缸，鋼絲繩42經(jīng)滑輪45連接到拉索油缸，拉索油缸會(huì)給予鋼絲繩一確定的拉力mkg，假設(shè)在本實(shí)施例為100kg，驅(qū)動(dòng)裝置上連接有第三傳感器44，第三傳感器為重量傳感器，第三傳感器44與控制器連接；通過(guò)第三傳感器給控制器傳輸重量信號(hào)，如果重量信號(hào)大于或小于100kg，夾角α發(fā)生了變化，土地出現(xiàn)高低不平的現(xiàn)象，控制器根據(jù)重量信號(hào)控制舉臂油缸運(yùn)動(dòng)，保證夾角α不變。該結(jié)構(gòu)和方法，在粉壟機(jī)運(yùn)行到高低不太平的土地上時(shí)，只要保證夾角α不不變，則刀具入土的深度不會(huì)發(fā)生變化，使得刀具能根據(jù)土地的高低自動(dòng)運(yùn)動(dòng)，保證粉壟深度是一致的。

粉壟深度測(cè)量自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的測(cè)量自動(dòng)跟蹤方法，舉臂12在舉臂油缸13伸長(zhǎng)時(shí)往下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)谝粋鞲衅?1檢測(cè)到舉臂運(yùn)動(dòng)到設(shè)定位置時(shí)，在本實(shí)施例中，通過(guò)檢測(cè)水平減震板的下降高度來(lái)確定，刀具24開(kāi)始旋轉(zhuǎn)；然后刀具24繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)毒?4的刀體242切到泥土?xí)r，刀具24的阻力迅速增加，液壓馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)會(huì)受到影響，第二傳感器32把實(shí)變信號(hào)傳給控制器，控制器把此時(shí)的值作為入土起點(diǎn)；舉臂油缸13繼續(xù)伸長(zhǎng)，并通過(guò)第一傳感器31向控制器中發(fā)送數(shù)據(jù)直到刀具達(dá)到指定的深度，通過(guò)顯示屏顯示刀具實(shí)際深度。

上述系統(tǒng)和方法，由于設(shè)置了第一傳感器，這樣就能檢測(cè)到舉臂油缸的運(yùn)動(dòng)行程，從而檢測(cè)到舉臂的擺動(dòng)角度，最終確定刀具何時(shí)啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)，因此，在刀具旋轉(zhuǎn)前能節(jié)省能耗，當(dāng)?shù)毒呷胪梁?，由于設(shè)置了第二傳感器，這樣能檢測(cè)到驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)速度，當(dāng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)速度發(fā)生變化時(shí)，則可確定刀具入土的起點(diǎn)，確定刀具入土的起點(diǎn)后，通過(guò)第一傳感器檢測(cè)舉臂油缸的運(yùn)動(dòng)行程，來(lái)確定刀具入土的深度，這樣就能及時(shí)的測(cè)量跟蹤粉壟深度，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，提高耕作效率，降低能耗。