[發明專利]一種花生聯合收獲機自動限深裝置

有效

• 申請號: 201310344035.2
• 申請日: 2013-08-08
• 公開（公告）號: CN103444347A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 游兆延;胡志超;吳努;吳惠昌;彭寶良;張兆龍;高景魁;王申瑩;馬標
• 申請（專利權）人: 農業部南京農業機械化研究所
• 主分類號: A01D29/00
• 分類號: A01D29/00;A01D33/00
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 季申清

技術領域

本發明涉及一種花生聯合收獲機的輔助機構，具體是涉及花生聯合收獲機的一種自動限深裝置。

背景技術

土下果實是我國重要的經濟作物，其農作物種類繁多，主要有花生、甘薯、大蒜、甜菜、胡蘿卜、馬鈴薯等20余種，且各類作物產量和面積均居世界前列。限深裝置是土下果實收獲機械非常重要的作業部件，目前通常采用限深輪、限深板等仿形機構，在地面連續變化時不能做出迅速響應，收獲過程中挖掘深度不穩定，果實漏挖、破損現象嚴重。精確控制挖掘深度，對土下果實收獲作業的節能減排、降低成本等也非常重要。

目前常用的測距方法中，紅外線傳感器穿透能力較強，但抗干擾性差。連續波雷達適用于能見度低的環境中，但電磁裝備成本高。激光雷達測量時間短，體積受限、耗電高。而且，它們均是由紅外線或雷達直接探測地面表面確定深度，取樣點代表性差，誤差較大，效果不好。

發明內容

本發明的目的在于針對上述現有技術的不足，提供一種抗干擾性強，結構簡單，限深精度高，反應靈敏的花生聯合收獲機自動限深裝置。

本發明的目的由如下技術方案實現。

一種花生聯合收獲機自動限深裝置，其特征在于：

緊挨地面設置地面仿形裝置，在地面仿形裝置的上方，在花生聯合收獲機挖掘鏟擋泥板上安裝超聲波傳感器，超聲波傳感器的超聲波測距模塊針對地面仿形裝置上的測量基準板，超聲波測距模塊采集的信號傳送反饋至安裝在駕駛室內的控制器，控制器的控制信號傳送給安裝于駕駛室下方的電磁閥，電磁閥通過液壓油管與雙作用液壓缸驅動調整挖掘鏟的挖掘深度；

所述地面仿形裝置的結構為：在地輪的輪軸上豎直固定由開口相向的下導向管和上導向管，相互可以滑動套置形成的導向管組件，導向管中配置支撐保持上、下導向管相互距離的壓簧，上導向管的頂部固定與花生聯合收獲機機架連接的焊接板，上導向管的頂部還通過長螺桿和螺母副固定板面為水平的測量基準板。

本發明針對上述問題，提供了一種基于超聲波測距原理的自動限深裝置，該裝置能夠適用于田間復雜的作業環境，自動化程度高，可以有效提高挖掘效果，適用于花生、甜菜、馬鈴薯等多種土下果實的收獲挖掘，應用范圍廣泛，具有良好的現實意義。

超聲波傳感器安裝在花生聯合收獲機挖掘鏟擋泥板上，超聲波傳感器下方為基于超聲波測量的地面仿形裝置，實時測量的即時挖掘深度經超聲波測距模塊反饋到安裝在駕駛室內的控制器，控制器將測得的數據與設定挖掘深度值比較，將需調整量驅動安裝于駕駛室下方的電磁閥，電磁閥通過液壓油管與雙作用液壓缸相連，液壓缸安裝在挖掘鏟下方調整挖掘鏟的挖掘深度；

當聯合收獲機傾斜，仿形裝置的上、下導向管相互壓迫中間的壓簧，改變了相互間距，上導向管頂部的測量基準板下沉，上方的超聲波傳感器的超聲波測距模塊測出變化的信號，傳送給控制器，控制器經過與原設定高度值比對、判斷，將控制信號傳送給安裝于駕駛室下方的電磁閥，電磁閥通過液壓油管與雙作用液壓缸驅動調整挖掘鏟的挖掘深度至設定要求的深度。

進一步，超聲波傳感器以超聲波作為檢測手段、完成超聲波發生和接收功能；

發射超聲波時，將電能轉換成超聲波發射，收到回波時將超聲振動轉換成電信號，超聲波往返所需時間與其經過路程成正比，測量其所需時間，式中：T—測得超聲波往返所經歷的時間，C—超聲波在空氣中的傳播速率，式中：T—空氣溫度，℃；C0—超聲波在0℃空氣中的傳播速率，C0=331.4m/s；

所述發射電路主要由反向器74HCO4和超聲波發射器構成，單片機P1.0端口輸出的是連續的40kHz的方波信號，一路經一級反向器后送到超聲波發射器的一個電極，另一路經兩級反向器后進到超聲波換能器的另一個電極；

采用紅外線檢波接收專用芯片CX20106A制作超聲波檢測接收電路。

進一步，所述控制器選用STC12LE4052單片機，為一種改進型的51兼容單片機，指令集及主要架構與經典51相同，提高指令速度，一個機器周期由原來的12個時鐘改進為2—3個時鐘，對應的指令周期平均為0.1μs，計時時鐘保留12分頻模式，新增了2分頻模式。

進一步，在所述上、下導向管的接合段管壁配置限位螺栓；

在位于外側的導向管上開設螺孔，固定螺母，螺母中旋入限位螺栓，在位于內側的導向管上，開設上下方向的長槽孔，限位螺栓伸入長槽孔內。