[發明專利]一種三維深松作業質量檢測系統

有效

• 申請號: 201711119667.3
• 申請日: 2017-11-14
• 公開（公告）號: CN107941140B
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發明（設計）人: 佟金;蔣嘯虎;孫霽宇;馬云海;高鵬;李金光;王子陽;楊玉婉;吳寶廣
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01B7/28
• 分類號: G01B7/28;G01C7/00;G01C7/02
• 代理公司: 22201 長春吉大專利代理有限責任公司
• 代理人: 邵銘康;朱世林

一種三維深松作業質量檢測系統屬農業機械技術領域，本發明中電磁波發射裝置的發射器安裝板和電磁波接收裝置的接收器安裝板前后平行排列；發射器安裝板和接收器安裝板位于深松機中機架Ⅰ的中橫梁和后橫梁之間，發射器安裝板和接收器安裝板兩端與左縱梁和右縱梁內面固接；微計算機分別與電磁波接收裝置中通信接口Ⅰ和電磁波發射裝置中通信接口Ⅱ連接。本發明利用多束電磁波檢測犁溝剖面的形狀和位置，在檢測過程中不需要人工進行松碎土壤的移除，因此測量的精度和效率都比傳統方法高，并可通過微型計算機的處理快速地獲取犁溝的三維圖像，從而獲得深松作業的耕深和深松擾動面積，為深松作業質量評估、深松機作業效率以及深松作業補貼提供數據支持。

技術領域

本發明屬于農業機械技術領域，具體涉及一種三維深松作業質量檢測系統。

背景技術

深松機能夠松碎土壤、打破犁底層，促進作物根系生長，使作物根系能夠吸收到心土層的養分和水分，從而增加產量；同時深松能夠減小降雨時的地表徑流，減緩水土流失。深松作業所形成的犁溝(深松后松碎土壤與未松碎土壤的分界面)不僅能夠反映深松作業的耕深，而且可以反映深松面積。因此，測量深松作業后犁溝的形狀和面積對深松作業質量、深松機性能的評估具有重要的意義，同時也能為深松作業補貼提供支撐。傳統的犁溝檢測方法一般為深松作業后，人工將深松后松碎的土壤移除，然后利用土壤輪廓儀測量犁溝剖面的形狀。這一方法工作量大、效率低、且人工移除土壤具有很大的主觀性，容易造成犁溝檢測不準確；同時，該方法不能連續地測量犁溝剖面形狀，因此不能對深松作業后所形成的犁溝形狀有一個三維上的直觀認識。

由于松碎后的土壤和未松碎土壤之間孔隙度不同，介電特性也有所差異，因此當電磁波射入土壤中時，電磁波在兩者的界面上會產生反射波，對反射的電磁波進行接收，并根據收發電磁波的時間差、接收信號強度以及接收回波的形態等參數就能夠對分界面進行定位和識別。當在某一犁溝剖面上發射多束電磁波時，就能獲得犁溝剖面上的多個點，利用微計算機對這些點進行擬合即可以得到此處的犁溝剖面形狀和大??；沿著深松方向將連續獲取的犁溝剖面進行擬合即可以得到犁溝的三維圖像。

發明內容

本發明的目的是提供一種三維深松作業質量檢測系統，該系統可以通過發射電磁波和接受電磁波檢測出深松作業后所形成犁溝的形狀和位置，同時利用微計算機將沿深松方向連續獲取的犁溝剖面進行擬合得到犁溝的三維圖像；本發明能夠實時、快速地檢測出深松作業后犁溝的形狀和大小，得到深松作業深度和深松作業擾動面積，可以便捷、直觀地評估深松作業質量、深松機作業效率；同時可以為深松作業補貼提供數據支持。

本發明由深松機A、電磁波發射裝置B、電磁波接收裝置C、機架Ⅰ、懸掛裝置Ⅱ、深松裝置Ⅲ、導線Ⅰ1、導線Ⅱ2和微計算機3組成，所述的深松機A由機架Ⅰ、懸掛裝置Ⅱ和深松裝置Ⅲ組成，機架Ⅰ由前橫梁4、中橫梁5、左縱梁6、后橫梁7和右縱梁8組成，前橫梁4、中橫梁5和后橫梁7自前向后順序平行排列，前橫梁4、中橫梁5和后橫梁7兩側分別固接左縱梁6和右縱梁8，形成“日”字形；懸掛裝置Ⅱ位于機架Ⅰ中前橫梁4的前部；深松裝置Ⅲ位于機架Ⅰ的中橫梁5正中。

電磁波發射裝置B的發射器安裝板10和電磁波接收裝置C的接收器安裝板13前后平行排列，發射器安裝板10和接收器安裝板13的間距s₃為60-65mm；發射器安裝板10和接收器安裝板13位于深松機A中機架Ⅰ的中橫梁5和后橫梁7之間，發射器安裝板10和接收器安裝板13兩端與左縱梁6和右縱梁8內面固接，且發射器安裝板10和接收器安裝板13的上平面與左縱梁6和右縱梁8上平面平齊；安裝于拖拉機駕駛室的微計算機3經導線Ⅰ1與電磁波接收裝置C中通信接口Ⅰ11連接，微計算機3經導線Ⅱ2與電磁波發射裝置B中通信接口Ⅱ14連接。