[实用新型]一种花生联合收获机自动限深装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种花生联合收获机的辅助机构，具体是涉及花生联合收获机的一种自动限深装置。

背景技术

土下果实是我国重要的经济作物，其农作物种类繁多，主要有花生、甘薯、大蒜、甜菜、胡萝卜、马铃薯等20余种，且各类作物产量和面积均居世界前列。限深装置是土下果实收获机械非常重要的作业部件，目前通常采用限深轮、限深板等仿形机构，在地面连续变化时不能做出迅速响应，收获过程中挖掘深度不稳定，果实漏挖、破损现象严重。精确控制挖掘深度，对土下果实收获作业的节能减排、降低成本等也非常重要。

目前常用的测距方法中，红外线传感器穿透能力较强，但抗干扰性差。连续波雷达适用于能见度低的环境中，但电磁装备成本高。激光雷达测量时间短，体积受限、耗电高。而且，它们均是由红外线或雷达直接探测地面表面确定深度，取样点代表性差，误差较大，效果不好。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种抗干扰性强，结构简单，限深精度高，反应灵敏的花生联合收获机自动限深装置。

本实用新型的目的由如下技术方案实现。

一种花生联合收获机自动限深装置，其特征在于：

紧挨地面设置地面仿形装置，在地面仿形装置的上方，在花生联合收获机挖掘铲挡泥板上安装超声波传感器，超声波传感器的超声波测距模块针对地面仿形装置上的测量基准板，超声波测距模块电连接安装在驾驶室内的控制器，控制器电连接安装于驾驶室下方的电磁阀，电磁阀通过液压油管与双作用液压缸连接控制；

所述地面仿形装置的结构为：在地轮的轮轴上竖直固定由开口相向的下导向管和上导向管，相互可以滑动套置形成的导向管组件，导向管中配置支撑保持上、下导向管相互距离的压簧，上导向管的顶部固定与花生联合收获机机架连接的焊接板，上导向管的顶部还通过长螺杆和螺母副固定板面为水平的测量基准板。

本实用新型针对上述问题，提供了一种基于超声波测距原理的自动限深装置，该装置能够适用于田间复杂的作业环境，自动化程度高，可以有效提高挖掘效果，适用于花生、甜菜、马铃薯等多种土下果实的收获挖掘，应用范围广泛，具有良好的现实意义。

超声波传感器安装在花生联合收获机挖掘铲挡泥板上，超声波传感器下方为基于超声波测量的地面仿形装置，实时测量的即时挖掘深度经超声波测距模块反馈到安装在驾驶室内的控制器，控制器将测得的数据与设定挖掘深度值比较，将需调整量驱动安装于驾驶室下方的电磁阀，电磁阀通过液压油管与双作用液压缸相连，液压缸安装在挖掘铲下方调整挖掘铲的挖掘深度；

当联合收获机倾斜，仿形装置的上、下导向管相互压迫中间的压簧，改变了相互间距，上导向管顶部的测量基准板下沉，上方的超声波传感器的超声波测距模块测出变化的信号，传送给控制器，控制器经过与原设定高度值比对、判断，将控制信号传送给安装于驾驶室下方的电磁阀，电磁阀通过液压油管与双作用液压缸驱动调整挖掘铲的挖掘深度至设定要求的深度。

进一步，超声波传感器以超声波作为检测手段、完成超声波发生和接收功能；

发射超声波时，将电能转换成超声波发射，收到回波时将超声振动转换成电信号，超声波往返所需时间与其经过路程成正比，测量其所需时间，式中：T—测得超声波往返所经历的时间，C—超声波在空气中的传播速率，式中：T—空气温度，℃；C0—超声波在0℃空气中的传播速率，C0=331.4m/s；

所述发射电路主要由反向器74HCO4和超声波发射器构成，单片机P1.0端口输出的是连续的40kHz的方波信号，一路经一级反向器后送到超声波发射器的一个电极，另一路经两级反向器后进到超声波换能器的另一个电极；

采用红外线检波接收专用芯片CX20106A制作超声波检测接收电路。

进一步，所述控制器选用STC12LE4052单片机，为一种改进型的51兼容单片机，指令集及主要架构与经典51相同，提高指令速度，一个机器周期由原来的12个时钟改进为2—3个时钟，对应的指令周期平均为0.1μs，计时时钟保留12分频模式，新增了2分频模式。

进一步，在所述上、下导向管的接合段管壁配置限位螺栓；

在位于外侧的导向管上开设螺孔，固定螺母，螺母中旋入限位螺栓，在位于内侧的导向管上，开设上下方向的长槽孔，限位螺栓伸入长槽孔内。