[實用新型]一種山地微型農機與土壤系統綜合試驗平臺

有效

• 申請號: 201920988136.6
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN210347642U
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 楊福增;孫景彬;牛瀚麟;劉志杰;潘冠廷;孟寵;張亞洲;樊攀
• 申請（專利權）人: 西北農林科技大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01M99/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了一種山地微型農機與土壤系統綜合試驗平臺，包括土壤內部結構可視化系統、土壤重塑系統、作物補光系統、自然降水模擬侵蝕系統與數據采集分析系統；所述的土壤內部結構可視化系統包括機械系統、攝像系統與數據采集分析系統；機械系統包括液壓泵站、小型固定式液壓變坡鋼制土槽以及土壤；攝影系統包括高速攝影機、攝像控制臺與工業攝像機；所述的土壤重塑系統包括土壤回填平塑設備、土壤鎮壓設備與土壤搬運設備。該實用新型研究范圍廣，數據分析詳盡，在一定程度上填補了國內丘陵山地農機作業試驗平臺的空白，有很強的推廣和應用價值。

技術領域

本實用新型涉及一種丘陵山地農機試驗平臺，適用于研究農機作業狀態下的機械性能、土壤理化特性以及單變量參數對溫室作物的影響。

背景技術

我國土地面積廣大，幅員遼闊，但地形地貌極為復雜，中國山區面積更是占全國總面積的2/3。其中山區地形又以丘陵為主,可以直接利用農業生產的土地有限。在我國平原地區，耕地盡管被分散切割成各種大小不一的模塊，但是耕地落差小，耕地的絕大部分仍處于同一平面上，平原地區已經基本實現了農業機械化。目前我國的土壤系統與試驗平臺主要針對平原地帶，通過試驗平臺檢測農業機械裝備耕作后，土壤的容重、土壤堅實度、土壤的結構性、粘性以及土壤的含水率等。但是由于丘陵山地的復雜性和農田基礎設施建設的不完備，在國內的大部分丘陵地區農機機械化水平仍然較低。該發明提出構建的丘陵山地土壤系統與液壓綜合試驗平臺，人為模擬不同自然環境條件，通過液壓系統調整變坡式土槽，進而獲得不同坡度的地形，通過數據采集分析系統實時監測土壤的各項指標，為丘陵山地農業機械裝備的優化調整提供數據依據。此外該系統還包括作物補光系統、土壤重塑系統，是研究覆蓋范圍較廣的多功能試驗平臺。

發明內容

本實用新型的任務是調整自制的液壓升降系統以獲得不同坡度的土壤，通過自然降水侵蝕模擬系統和土壤內部結構可視化系統共同模擬不同的野外工作環境，采用數據采集分析系統對土壤理化特性的相關數據進行監測記錄。

本實用新型的土壤內部結構可視化系統主要用于進行丘陵山地農機在不同坡地角度的工況條件下，其耕作的穩定性和牽引附著性能的試驗研究。試驗時通過液壓泵站控制液壓裝置來調整固定式可變坡鋼制土槽的角度，相鄰土槽間的高速攝影機實時顯示記錄。置于斜坡底部的工業攝影機，與所述的采集分析系統相連接，實時監測記錄履帶與土壤之間的壓力變化和土壤的形變狀況，為后續的丘陵山地農機的研究提供必要的數據支持。

本實用新型的作物補光系統可進行現代化溫室植物補光的相關研究，采用紅藍光譜LED補光燈進行補光，空間上呈對角分布；溫室頂部機架上交叉分布著無線溫度傳感器和無線光照傳感器，收集室內環境相關參數的變化傳送給PC終端。

本實用新型的自然降水模擬侵蝕系統的水源為室外機器挖掘的豎井，控制系統可以起到啟動水泵、控制閥門的作用。噴頭采用旋轉下噴式噴頭，覆蓋范圍大，降水均勻。供水系統是由水泵和管道共同組成，管道由主管和支管組合而成，水泵抽出的水流經管道，控制系統通過調節主管的兩個溢流閥可以產生不同區域、不同強度的降雨。噴頭主管的一側安裝有流量傳感器，與數據采集分析系統相連，收集監測模擬降雨強度，實現降雨強度的精確控制。數據采集分析系統對模擬降水條件下的變坡土槽和非變坡土槽內的土壤進行理化分析。

本實用新型的數據采集分析系統有三個子系統，土壤物理特性測試系統、農機作業狀態數據采集系統與農機—土壤互作耦合數據采集系統。

本實用新型的土壤物理特性測試系統主要包括土壤含水率測量儀，土壤堅實度測量儀，土壤容重測量儀與土壤養分測量儀。

本實用新型的農機作業狀態數據采集系統的主要包括傳感器組，信號采集處理裝置與電控裝置。

本實用新型的農機—土壤互作耦合數據采集系統的主要包括薄膜壓力傳感器，多通道數據采集儀，動態數據分析處理儀與計算機平臺。