農(nóng)業(yè)土地平整度測(cè)量?jī)x及其測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種農(nóng)業(yè)土地平整度的測(cè)量?jī)x及其測(cè)量方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 土地平整度是農(nóng)機(jī)評(píng)價(jià)的一個(gè)重要指標(biāo)，不僅在一定程度上反映了耕地機(jī)械和種 床整備機(jī)械的作業(yè)質(zhì)量，而且成為研宄種子覆土深度、土壤風(fēng)蝕和土壤節(jié)水灌溉的重要因 素。
[0003] 傳統(tǒng)的土地平整度測(cè)量通常采用直接接觸測(cè)量法，如尺桿法、插桿法、鏈條法、接 觸式針測(cè)法等，這些測(cè)量方法不僅需要大量的體力勞動(dòng)，且直接接觸土地表面進(jìn)行測(cè)量容 易破壞原有測(cè)量面，使數(shù)據(jù)可靠程度降低，因此，非接觸測(cè)量成為土地平整度測(cè)量的研宄方 向。
[0004] 農(nóng)業(yè)田間測(cè)量從其工作的環(huán)境上分析，要求測(cè)量?jī)x器具有一定的耐污特點(diǎn)。在眾 多非接觸測(cè)量中，超聲波測(cè)距具備在惡劣工作環(huán)境下正常工作的特性，且成本造價(jià)低、技術(shù) 成熟。雖然超聲波測(cè)距的精度相對(duì)較低，但仍然在農(nóng)業(yè)土地平整度測(cè)量要求的精度范圍內(nèi)。 而采用單片機(jī)作為運(yùn)算控制元件，除了使儀器成本降低外，還有易推廣、易維修的特點(diǎn)，其 小功率的性質(zhì)能提高儀器的續(xù)航能力，縮小電源部分所占的空間，從而增加儀器的便攜性， 并能滿足超聲波測(cè)距的運(yùn)算要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為解決農(nóng)業(yè)土地平整度測(cè)量中接觸測(cè)量所引起的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一 種能夠簡(jiǎn)化測(cè)量過(guò)程、提高測(cè)量效率的農(nóng)業(yè)土地平整度測(cè)量?jī)x及其測(cè)量方法。
[0006] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：
[0007] -種農(nóng)業(yè)土地平整度測(cè)量?jī)x，其包括支架部分、單片機(jī)1、超聲波收發(fā)器3、溫度傳 感器和數(shù)碼顯示管；其中，
[0008] 所述支架部分包括導(dǎo)軌支撐橫梁6、導(dǎo)軌8、滑塊9和導(dǎo)軌支撐腳11 ;所述導(dǎo)軌支 撐腳11與導(dǎo)軌支撐橫梁6連接，二者的相接處由固緊片10包裹并用把手5固定；導(dǎo)軌支撐 橫梁6設(shè)有孔，通過(guò)孔與導(dǎo)軌8配合；滑塊9滑動(dòng)布置在導(dǎo)軌8上；
[0009] 單片機(jī)1安裝在單片機(jī)主板7上，單片機(jī)主板7通過(guò)螺紋布置在滑塊9上方，并不 與導(dǎo)軌8接觸；單片機(jī)主板7上設(shè)有溫度傳感器和數(shù)碼顯示管；
[0010] 超聲波收發(fā)器3布置在滑塊9下方，同時(shí)超聲波收發(fā)器3不與導(dǎo)軌8接觸。
[0011] 所述導(dǎo)軌8上設(shè)有水平液泡12。
[0012] 一種所述的農(nóng)業(yè)土地平整度測(cè)量?jī)x的測(cè)量方法，包括以下步驟：
[0013] a.將測(cè)量?jī)x放置在待測(cè)土地上，調(diào)整導(dǎo)軌支撐腳11與導(dǎo)軌支撐橫梁6的夾角，使 導(dǎo)軌8上的水平液泡12處于中間位，擰緊把手5將導(dǎo)軌8固定；
[0014] b.打開(kāi)單片機(jī)主板7的開(kāi)關(guān)，使其通電，單片機(jī)主板7上的數(shù)碼顯示管會(huì)顯示當(dāng)前 超聲波收發(fā)器3與土地表面的垂直距離L，記錄該數(shù)值；
[0015] c.調(diào)節(jié)滑塊9在導(dǎo)軌8上的位置，沿著導(dǎo)軌8的直線進(jìn)行多個(gè)點(diǎn)的測(cè)量，得到一組 數(shù)據(jù)；
[0016] d.換待測(cè)土地上的另一位置，重復(fù)進(jìn)行上述步驟可得到多組數(shù)據(jù)；
[0017] e.進(jìn)行計(jì)算處理后得到待測(cè)土地的土地平整度。
[0018] 在步驟b中，
[0019] 單片機(jī)主板7控制超聲波收發(fā)器3發(fā)射孔發(fā)出超聲波，單片機(jī)1開(kāi)始計(jì)時(shí)，超聲波 收發(fā)器3接收孔檢測(cè)到有回波則停止計(jì)時(shí)，經(jīng)歷的時(shí)間為t;
[0020] 這時(shí)，溫度傳感器測(cè)量環(huán)境溫度并反饋給單片機(jī)1，單片機(jī)1利用公式：V= 331. 5+0. 607T進(jìn)行運(yùn)算，得出當(dāng)前溫度下超聲波的傳播速度v;
[0021] 然后，由單片機(jī)1計(jì)算出超聲波收發(fā)器3與土地表面的垂直距離L，運(yùn)算結(jié)果通過(guò) 數(shù)碼顯示管顯示，其中：
[0022]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種農(nóng)業(yè)土地平整度測(cè)量?jī)x，其特征在于： 其包括支架部分、單片機(jī)（1)、超聲波收發(fā)器（3)、溫度傳感器和數(shù)碼顯示管；其中， 所述支架部分包括導(dǎo)軌支撐橫梁（6)、導(dǎo)軌（8)、滑塊（9)和導(dǎo)軌支撐腳（11);所述導(dǎo) 軌支撐腳（11)與導(dǎo)軌支撐橫梁（6)連接，二者的相接處由固緊片（10)包裹并用把手（5)固 定；導(dǎo)軌支撐橫梁（6)設(shè)有孔，通過(guò)孔與導(dǎo)軌（8)配合；滑塊（9)滑動(dòng)布置在導(dǎo)軌（8)上； 單片機(jī)（1)安裝在單片機(jī)主板（7)上，單片機(jī)主板（7)通過(guò)螺紋布置在滑塊（9)上方， 并不與導(dǎo)軌（8)接觸；單片機(jī)主板（7)上設(shè)有溫度傳感器和數(shù)碼顯示管； 超聲波收發(fā)器（3)布置在滑塊（9)下方，同時(shí)超聲波收發(fā)器（3)不與導(dǎo)軌（8)接觸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)業(yè)土地平整度測(cè)量?jī)x，其特征在于： 所述導(dǎo)軌（8)上設(shè)有水平液泡（12)。
3. -種使用如權(quán)利要求1-3之一所述的農(nóng)業(yè)土地平整度測(cè)量?jī)x的測(cè)量方法，其特征在 于：包括以下步驟： a. 將測(cè)量?jī)x放置在待測(cè)土地上，調(diào)整導(dǎo)軌支撐腳（11)與導(dǎo)軌支撐橫梁（6)的夾角，使 導(dǎo)軌（8)上的水平液泡（12)處于中間位，擰緊把手（5)將導(dǎo)軌（8)固定； b. 打開(kāi)單片機(jī)主板（7)的開(kāi)關(guān)，使其通電，單片機(jī)主板（7)上的數(shù)碼顯示管會(huì)顯示當(dāng)前 超聲波收發(fā)器（3)與土地表面的垂直距離L，記錄該數(shù)值； c. 調(diào)節(jié)滑塊（9)在導(dǎo)軌⑶上的位置，沿著導(dǎo)軌⑶的直線進(jìn)行多個(gè)點(diǎn)的測(cè)量，得到一 組數(shù)據(jù)； d. 換待測(cè)土地上的另一位置，重復(fù)進(jìn)行上述步驟可得到多組數(shù)據(jù)； e. 進(jìn)行計(jì)算處理后得到待測(cè)土地的土地平整度。
4. 如權(quán)利要求3所述的測(cè)量方法，其特征在于： 在步驟b中， 單片機(jī)主板（7)控制超聲波收發(fā)器（3)發(fā)射孔發(fā)出超聲波，單片機(jī)（1)開(kāi)始計(jì)時(shí)，超聲 波收發(fā)器（3)接收孔檢測(cè)到有回波則停止計(jì)時(shí)，經(jīng)歷的時(shí)間為t ; 這時(shí)，溫度傳感器測(cè)量環(huán)境溫度并反饋給單片機(jī)（1)，單片機(jī)（1)利用公式：V = 331. 5+0. 607T進(jìn)行運(yùn)算，得出當(dāng)前溫度下超聲波的傳播速度V ; 然后，由單片機(jī)（1)計(jì)算出超聲波收發(fā)器（3)與土地表面的垂直距離L，運(yùn)算結(jié)果通過(guò) 數(shù)碼顯示管顯示，其中：
V為超聲波在當(dāng)前環(huán)境下的傳播速度； t為超聲波收發(fā)器（3)發(fā)出超聲波到接收所經(jīng)歷的時(shí)間； s為超聲波收發(fā)器（3)的超聲波發(fā)射孔到接收孔的距離。
【專利摘要】本發(fā)明涉及測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種農(nóng)業(yè)土地平整度的測(cè)量?jī)x及其測(cè)量方法。所述農(nóng)業(yè)土地平整度測(cè)量?jī)x包括支架部分、單片機(jī)(1)、超聲波收發(fā)器(3)、溫度傳感器和數(shù)碼顯示管；其中，所述支架部分中，導(dǎo)軌支撐腳(11)與導(dǎo)軌支撐橫梁(6)連接，二者的相接處由固緊片(10)包裹并用把手(5)固定；導(dǎo)軌支撐橫梁(6)通過(guò)孔與導(dǎo)軌(8)配合；滑塊(9)滑動(dòng)布置在導(dǎo)軌(8)上；單片機(jī)(1)安裝在單片機(jī)主板(7)上，單片機(jī)主板(7)布置在滑塊(9)上方；單片機(jī)主板(7)上設(shè)有溫度傳感器和數(shù)碼顯示管；超聲波收發(fā)器(3)布置在滑塊(9)下方。本發(fā)明可在相對(duì)惡劣的環(huán)境下工作且不影響測(cè)量準(zhǔn)確性，能一次性進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)量，效率高，數(shù)據(jù)可靠，儀器體積小、易組裝，具有便攜性。
【IPC分類】G01S15-08, G01S15-88
【公開(kāi)號(hào)】CN104536004
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510003658
【發(fā)明人】鄭志安, 趙祖松穎, 曾達(dá), 張衛(wèi)朋, 李朋濤
【申請(qǐng)人】中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2015年1月5日