CN109839078A - 一种耕作土壤沟型特征测量系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耕作土壤沟型特征测量装置，包括支撑架、横向支架、安装架、测距装置、数据处理装置、第一驱动装置和第二驱动装置；支撑架上安装有第一传动机构，横向支架通过第一传动机构可移动安装在支撑架上，横向支架移动方向为第一方向；横向支架上安装有第二传动机构，安装架通过第二传动机构可移动安装在横向支架上，安装架在横向支架上的移动方向为第二方向；测距装置安装在安装架上，用于检测其与待检测物之间的距离；数据处理装置通信连接测距装置，并用于获取测距装置所检测的距离值；第一驱动装置和第二驱动装置分别用于驱动第一传动机构和第二传动机构工作。本发明易于制造和使用，可高效的完成耕作土壤沟型特征的检测。

Description

一种耕作土壤沟型特征测量系统

技术领域

本发明涉及农业机械领域，尤其涉及一种耕作土壤沟型特征测量系统。

背景技术

开沟作业是农业生产耕种过程中的重要环节，沟型轮廓特征参数测量,是耕作部件作业质量分析与性能评估的重要数据基础,与土壤扰动量、地表平整度、耕深稳定性等均存在不同程度的统计相关性。目前国内外学者对此做了许多研究，上述研究有效的促进了计算机技术与传感技术在农业领域的应用。但有些传统的接触式沟型测量方法如标杆法、链条法、剖面版法等所需设备简单，但其测量值需要通过尺度得到且测量过程中接触破坏土壤微结构，使得测量精度和效率难以满足；有些测量系统利用摄像法、高光谱仪等方法把某一时刻区域的沟型图像特征当作静态不变的图像特征来处理，丧失了沟型特征量的实时性和针对性，受自身因素和环境因素的影响较大。

鉴于现有测量方法存在的问题及激光扫描法的优势，本发明以农田土壤关键部件耕作性能评价为实际需求，综合考虑耕作土壤沟型特征测量过程中测量装备的精度要求和测量环境的复杂性等特点，本发明设计了一种基于激光三角法快速、准确获取耕作土壤沟型特征的测量系统。

发明内容

为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种耕作土壤沟型特征测量系统，可以高效的辅助人们进行土壤表面轮廓特征的研究。

本发明提出的一种耕作土壤沟型特征测量装置，包括支撑架、横向支架、安装架、测距装置、数据处理装置、第一驱动装置和第二驱动装置；

支撑架上安装有第一传动机构，横向支架通过第一传动机构可移动安装在支撑架上，横向支架移动方向为第一方向；

横向支架上安装有第二传动机构，安装架通过第二传动机构可移动安装在横向支架上，安装架在横向支架上的移动方向为第二方向；

测距装置安装在安装架上，用于检测其与待检测物之间的距离；

数据处理装置通信连接测距装置，并用于获取测距装置所检测的距离值；

第一驱动装置和第二驱动装置分别用于驱动第一传动机构和第二传动机构工作。

优选地，第一方向和第二方向相互垂直。

优选地，还包括水平检测装置，水平检测装置用以检测第一方向和第二方向是否平行于水平面。

优选地，水平检测装置为安装在安装架上的水平仪。

优选地，支撑架下部安装有定位机构，定位机构包括插入部和延伸部；

插入部设置于延伸部下方，插入部的横截面面积由上至下逐渐减小。

优选地，延伸部为圆柱形，插入部为圆锥形，延伸部半径长度与插入部底面半径长度相等，延伸部与插入部轴线重合。

优选地，定位机构还包括限位挡板，限位挡板安装在延伸部上，延伸部的轴线垂直于限位挡板。

优选地，测距装置为激光位移传感器。

优选地，第一传动机构包括第一传动链和第一滑块；第一传动链可转动安装在支撑架上，第一驱动装置驱动第一传动链转动，第一滑块固定安装在第一传动链，横向支架安装在第一滑块上；

第二传动机构包括第二传动链和第二滑块；第二传动链可转动安装在横向支架上，第二驱动装置驱动第二传动链转动，第二滑块固定安装在第二传动链，安装架安装在第二滑块上。

一种耕作土壤沟型特征测量方法，包括耕作土壤沟型特征测量装置；数据处理装置通信连接第一驱动装置和第二驱动装置；数据处理装置控制第一驱动装置和第二驱动装置工作，使测距装置沿预设轨迹移动；

数据处理装置根据预设轨迹，及测距装置所检测的距离值绘制立体图形，并进行显示。

本发明易于制造和使用，可高效的完成耕作土壤沟型特征的检测，本发明使用时，利用第一驱动装置和第二驱动装置分别用于驱动第一传动机构和第二传动机构工作，使横向支架和安装架移动，以实现测距装置位置的调整，通过测距装置检测其与待检测物之间的距离，即测距装置分别在不同的位置检测其与沟的距离，数据处理装置获取测距装置检测的距离值，并结合测距装置所处的位置分析得出耕作土壤沟型特征。

附图说明

图1为本发明提出的一种耕作土壤沟型特征测量装置结构示意图

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示，需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

参照图1所示，本发明提出的一种耕作土壤沟型特征测量装置，包括支撑架1、横向支架2、安装架3、测距装置4、数据处理装置5、第一驱动装置6和第二驱动装置7；

支撑架1上安装有第一传动机构，横向支架2通过第一传动机构可移动安装在支撑架1上，横向支架2在支撑架1上的移动方向为第一方向；

横向支架2上安装有第二传动机构，安装架3通过第二传动机构可移动安装在横向支架2上，安装架3在横向支架2上的移动方向为第二方向；

测距装置4安装在安装架3上，用于检测其与待检测物之间的距离；

数据处理装置5通信连接测距装置4，并用于获取测距装置4所检测的距离值；

第一驱动装置6和第二驱动装置7分别用于驱动第一传动机构和第二传动机构工作。

本发明使用时，利用第一驱动装置6和第二驱动装置7分别用于驱动第一传动机构和第二传动机构工作，使横向支架2和安装架3移动，以实现测距装置4位置的调整，通过测距装置4检测其与待检测物之间的距离，即测距装置4分别在不同的位置检测其与沟的距离，数据处理装置5获取测距装置4检测的距离值，并结合测距装置4所处的位置分析得出耕作土壤沟型特征。

为了简单方便的调整测距装置4的位置，本实施方式中，第一方向和第二方向相互垂直。

为了数据处理装置5简单方便的处理通过测距装置4获得的距离值，本实施方式中，还包括水平检测装置8，水平检测装置8用以检测第一方向和第二方向是否平行于水平面。

本实施方式中，水平检测装置8为安装在安装架3上的水平仪，水平仪制造成本低，使用方便，且直观。

为了方便的将本发明固定在土地中，本实施方式中，支撑架1下部安装有定位机构，定位机构包括插入部111和延伸部112；

插入部111设置于延伸部112下方，插入部111的横截面面积由上至下逐渐减小。

本实施方式中，延伸部112为圆柱形，插入部111为圆锥形，延伸部112半径长度与插入部111底面半径长度相等，延伸部112与插入部111轴线重合。通过圆柱形和圆锥形的配合，本发明可以稳定的插入到土中，并可以方便的拔出。

为了避免使用者将定位机构过深的插入到土地中，本实施方式中，定位机构还包括限位挡板113，限位挡板113安装在延伸部112上，延伸部112的轴线垂直于限位挡板113，

本实施方式中，测距装置4为激光位移传感器。激光有直线度好的优良特性，同样激光位移传感器相对于我们已知的超声波传感器有更高的精度，而且激光位移传感器能够精确非接触测量被测物体的位置、位移等变化。

本实施方式中，第一传动机构包括第一传动链121和第一滑块122；第一传动链121可转动安装在支撑架1上，第一驱动装置6驱动第一传动链121转动，第一滑块122固定安装在第一传动链121，横向支架2安装在第一滑块122上；

第二传动机构包括第二传动链211和第二滑块；第二传动链211可转动安装在横向支架2上，第二驱动装置7驱动第二传动链211转动，第二滑块固定安装在第二传动链211，安装架3安装在第二滑块上。

利用第一传动机构和第二传动机构均利用传动链进行传动，通过传动链可循环转动的优点，本发明可以在实现目标位移距离的同时，减少本发明整体的体积，且传动链，无弹性滑动和打滑现象，平均传动比准确，工作可靠，效率高。利用第一滑块122和第二滑块可以减少本发明拆装的难度。

本发明提出的一种耕作土壤沟型特征测量方法，包括耕作土壤沟型特征测量装置；

数据处理装置5通信连接第一驱动装置6和第二驱动装置7；数据处理装置5控制第一驱动装置6和第二驱动装置7工作，使测距装置4沿预设轨迹移动；

数据处理装置5根据预设轨迹，及测距装置4所检测的距离值绘制立体图形，并进行显示。数据处理装置5使测距装置4沿预设轨迹移动，再根据测距装置4所检测的距离值可以高效的得到耕作土壤沟型特征，通过显示可以便于工作人员直观的观察耕作土壤沟型特征。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种耕作土壤沟型特征测量装置，其特征在于：包括支撑架(1)、横向支架(2)、安装架(3)、测距装置(4)、数据处理装置(5)、第一驱动装置(6)和第二驱动装置(7)；

支撑架(1)上安装有第一传动机构，横向支架(2)通过第一传动机构可移动安装在支撑架(1)上，横向支架(2)移动方向为第一方向；

横向支架(2)上安装有第二传动机构，安装架(3)通过第二传动机构可移动安装在横向支架(2)上，安装架(3)在横向支架(2)上的移动方向为第二方向；

测距装置(4)安装在安装架(3)上，用于检测其与待检测物之间的距离；

数据处理装置(5)通信连接测距装置(4)，并用于获取测距装置(4)所检测的距离值；

第一驱动装置(6)和第二驱动装置(7)分别用于驱动第一传动机构和第二传动机构工作。

2.根据权利要求1所述的耕作土壤沟型特征测量装置，其特征在于：第一方向和第二方向相互垂直。

3.根据权利要求1所述的耕作土壤沟型特征测量装置，其特征在于：还包括水平检测装置(8)，水平检测装置(8)用以检测第一方向和第二方向是否平行于水平面。

4.根据权利要求3所述的耕作土壤沟型特征测量装置，其特征在于：水平检测装置(8)为安装在安装架(3)上的水平仪。

5.根据权利要求1所述的耕作土壤沟型特征测量装置，其特征在于：支撑架(1)下部安装有定位机构，定位机构包括插入部(111)和延伸部(112)；

插入部(111)设置于延伸部(112)下方，插入部(111)的横截面面积由上至下逐渐减小。

6.根据权利要求5所述的耕作土壤沟型特征测量装置，其特征在于：延伸部(112)为圆柱形，插入部(111)为圆锥形，延伸部(112)半径长度与插入部(111)底面半径长度相等，延伸部(112)与插入部(111)轴线重合。

7.根据权利要求6所述的耕作土壤沟型特征测量装置，其特征在于：定位机构还包括限位挡板(113)，限位挡板(113)安装在延伸部(112)上，延伸部(112)的轴线垂直于限位挡板(113)。

8.根据权利要求1所述的耕作土壤沟型特征测量装置，其特征在于：测距装置(4)为激光位移传感器。

9.根据权利要求1所述的耕作土壤沟型特征测量装置，其特征在于：第一传动机构包括第一传动链(121)和第一滑块(122)；第一传动链(121)可转动安装在支撑架(1)上，第一驱动装置(6)驱动第一传动链(121)转动，第一滑块(122)固定安装在第一传动链(121)，横向支架(2)安装在第一滑块(122)上；

第二传动机构包括第二传动链(211)和第二滑块；第二传动链(211)可转动安装在横向支架(2)上，第二驱动装置(7)驱动第二传动链(211)转动，第二滑块固定安装在第二传动链(211)，安装架(3)安装在第二滑块上。

10.一种耕作土壤沟型特征测量方法，其特征在于：包括权利要求1-9任意一项所述的耕作土壤沟型特征测量装置；

数据处理装置(5)通信连接第一驱动装置(6)和第二驱动装置(7)；数据处理装置(5)控制第一驱动装置(6)和第二驱动装置(7)工作，使测距装置(4)沿预设轨迹移动；

数据处理装置(5)根据预设轨迹，及测距装置(4)所检测的距离值绘制立体图形，并进行显示。