一種懸掛式深松機及其耕深在線檢測裝置和方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及農業機械田間作業工況檢測方法及裝置，特別是一種懸掛式深松機及其耕深在線檢測裝置和方法。
【背景技術】
[0002]土壤深松是保護性耕作的重要技術環節之一。土壤深松是使用深松機，松碎耕作層以下5?15cm的犁底層，使松土層的厚度加深。由于不擾亂地表耕作層，所以減少了土壤水分的蒸發損失。同時，增強了降雨的滲入量，加快了降雨的滲入速度，提高了降雨的利用率，為作物生長發育創造了適宜的土壤條件。深松機一般由機架和深松器組成，深松器由鏟柄和深松鏟組成。對一般土壤，以增強土壤保墑為目的，可根據犁底層情況，選擇30?45厘米的松土深度。能打破犁底層位置的土壤，取得顯著的效果:一是促進土壤蓄水保墑，增強抗旱防澇能力。深松地塊伏旱期間平均含水量比未深松的地塊提高7個百分點，作物耐旱時間延長10天左右。二是促進農作物根系下扎，提高抗倒伏能力。深松為作物生長創造了良好的土壤環境，改善了作物根系的生長條件，促進根系粗壯、下扎較深、分布優化，充分吸收土壤的水分和養分，促進作物生產發育。三是促進農作物生長，提高糧食產量。
[0003]目前，各地已探索形成了適宜各種土壤類型的深松整地技術模式，研發了一批先進適用的深松整地機具，農機化主管部門積累了較為豐富的推廣工作經驗。隨著我國強農惠農政策力度不斷加大，我國已具備大面積推廣深松技術的條件。但是，農機深松整地作業需要大馬力拖拉機為動力，作業費用較高，影響了農民的積極性。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是針對懸掛式深松機耕整地田間作業過程中，對作業深度測量難的問題，提供一種懸掛式深松機及其耕深在線檢測裝置和方法，以實現對深松作業質量進行有效監控。
[0005]為了實現上述目的，本發明提供了一種用于懸掛式深松機的耕深在線檢測裝置，其中，通過檢測所述深松機的機架與地面距離的變化得到所述深松機的深松鏟入土深度，以對深松作業質量進行實時監控，所述耕深在線檢測裝置包括:
[0006]超聲波測距傳感器，安裝在所述深松機的機架上，用于實時在線測量所述機架與地面的距離以得到距離信號；
[0007]處理器，與所述超聲波測距傳感器連接，用于接收所述距離信號，并對所述距離信號進行數據處理后得到所述深松機的實時耕深數據；以及
[0008]上位機，與所述處理器連接，用于接收并輸出所述實時耕深數據。
[0009]上述的耕深在線檢測裝置，其中，還包括鎮壓輪，安裝在所述機架上并設置在所述超聲波測距傳感器前方，用于將松軟的土地表面壓實，以保證所述超聲波測距傳感器的接收端收到實時在線測量距離的反射信號。
[0010]上述的耕深在線檢測裝置，其中，所述處理器包括:
[0011]接收模塊，用于連續接收所述距離信號；
[0012]計算模塊，用于對所述接收模塊收到的所述距離信號計算作業深度后進行平均處理，并將處理后的平均值作為所述實時耕深數據；
[0013]發送模塊，用于將所述實時耕深數據發送至所述上位機。
[0014]上述的耕深在線檢測裝置，其中，所述作業深度的計算公式為:
[0015]D=0.5*v*t_h
[0016]其中，V為所述超聲波測距傳感器發送的超聲波在空氣中的傳播速度，t為所述超聲波測距傳感器發送的超聲波脈沖傳送的時間，h為所述超聲波測距傳感器距未作業地面的安裝高度。
[0017]上述的耕深在線檢測裝置，其中，還包括溫度傳感器，所述溫度傳感器安裝在所述機架上并與所述處理器連接，所述傳播速度V采用如下公式修正:
[0018]ν=331.4+0.61*T
[0019]其中，T為所述溫度傳感器檢測到的實時空氣溫度。
[0020]上述的耕深在線檢測裝置，其中，所述上位機為機載電腦或手持智能裝置，所述機載電腦安裝在所述深松機的駕駛室內。
[0021]上述的耕深在線檢測裝置，其中，所述機載電腦或手持智能裝置通過藍牙或wifi與所述處理器連接，所述手持智能裝置位于所述藍牙或wifi的傳輸范圍內時，所述超聲波測距傳感器與所述處理器為工作狀態，所述手持智能裝置位于所述藍牙或wifi的傳輸范圍外時，所述超聲波測距傳感器與所述處理器為休眠狀態。
[0022]為了更好地實現上述目的，本發明還提供了一種用于懸掛式深松機的耕深在線檢測方法，其中，通過檢測所述深松機的機架與地面距離的變化得到所述深松機的深松鏟入土深度，以對深松作業質量進行實時監控，所述耕深在線檢測方法包括如下步驟:
[0023]S100、超聲波測距，用超聲波測距傳感器實時在線測量所述機架與地面的距離以得到距離信號；
[0024]S200、計算實時耕深數據，對所述距離信號進行數據處理后得到所述深松機的實時耕深數據；
[0025]S300、輸出耕深數據，輸出所述實時耕深數據。
[0026]上述的耕深在線檢測方法，其中，所述機身實時耕深數據包括如下步驟:
[0027]S201、計算所述深松機的作業深度；
[0028]S202、求算平均值，對所述作業深度進行排序，并去除最大和最小數據后計算平均值作為所述實時耕深數據，
[0029]所述作業深度的計算公式為:
[0030]D=0.5*v*t_h
[0031]其中，V為通過超聲波測距傳感器發送的超聲波在空氣中的傳播速度，t為通過超聲波測距傳感器發送的超聲波脈沖傳送的時間，h為所述超聲波測距傳感器距未作業地面的安裝高度。
[0032]上述的耕深在線檢測方法，其中，在步驟S202之前，還包括傳播速度修正步驟，所述傳播速度V采用如下公式修正:
[0033]v=331.4+0.61*T
[0034]其中，T為通過溫度傳感器檢測到的實時空氣溫度。
[0035]為了更好地實現上述目的，本發明還提供了一種懸掛式深松機，包括機架和安裝在所述機架上的懸掛連接部和深松器，其中，還包括上述的耕深在線檢測裝置。
[0036]為了更好地實現上述目的，本發明還提供了一種采用上述的耕深在線檢測方法控制深松作業質量的懸掛式深松機。
[0037]本發明的技術效果在于:
[0038]本發明為解決懸掛式深松機作業深度在線檢測難的問題提供了有效手段:
[0039]I)在牽引式農具液壓缸上安裝超聲波測距傳感器，通過測量機架距離地面的距離來計算耕作深度；
[0040]2)本發明可以與任何有藍牙或wifi功能的智能手機配合使用，提高了使用的便利性；
[0041]3)本發明可通過判斷接收端藍牙或wifi的距離而靈活采用開啟電源或進入休眠狀態，有效降低能源消耗。
[0042]以下結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述，但不作為對本發明的限定。
【附圖說明】
[0043]圖1為本發明一實施例的深松機立體結構示意圖；
[0044]圖2為本發明一實施例的深松機結構示意圖；
[0045]圖3為本發明一實施例的耕深在線檢測裝置示意圖；
[0046]圖4為本發明一實施例的耕深在線檢測方法流程圖。
[0047]其中，