[发明专利]一种翻转犁犁深测量系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及农业测量技术领域，具体地，涉及一种翻转犁犁深测量系统及方法。

背景技术

在农业作业中，分为犁地、播种、田间管理、收获四大环节。而犁地又居于首位。犁地所使用的机械化机具就是翻转犁，它的作业质量是后续农业生产环节的基础，通俗讲，地没翻好，一年白干。在新疆建设兵团各团场，对犁地深度有明确的指标要求，28cm-31cm。但由于没有信息化自动化的手段，也没有形成物联网体系。这个指标很难被有效监控，只能通过大量的人力，用尺子进行抽检。这样会产生很大的弊端，第一就是监控无法做到实时性，第二就是无法实现全面的质量监控，第三浪费了大量的人力成本和团场管理成本。

因而我们提出通过超声波传感器测量技术，并结合农机物联网系统，在犁地作业过程中，实时进行犁深的自动测量，并通过农机物联网系统，将相关作业质量数据进行汇总存储，同时通过本地和远端的报警，及时纠正驾驶员作业不达标的情况。从根本意义上实现，犁地作业的自动测量、实时监控、及时纠正、数据存储和追溯。从而达成有效保障犁地作业环节的质量，降低人工成本和管理成本。使得管理者足不出户，就可能有效监督和管理犁地作业环节。

该方案的最大难点，就在于自动测量犁地深度。由于待犁地的地块地表上，有高低不平的附着物（麦茬、棉秆、杂草等），如果直接对地测量，会有非常大的偏差，同时在作业过程中机车速度、环境等因素都会对测量有很大影响。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在人工劳动强度大、实时性差和测量精度低等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种翻转犁犁深测量系统，以实现人工劳动强度小、实时性好和测量精度高的优点。

本发明的第二目的在于，提出一种翻转犁犁深测量方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种翻转犁犁深测量系统，包括牵引式连接的拖拉机和翻转犁，安装在所述拖拉机的驾驶室内的主机铧犁监控器，安装在所述翻转犁靠近拖拉机处的钢板中间位置处的铧犁监控器，安装在所述拖拉机后车轮处的超声波接收组件，以及安装在所述翻转犁靠近拖拉机处的钢板底部位置处的超声波发射组件；

所述超声波接收组件与主机铧犁监控器连接所述超声波发射组件与超声波接收组件无线连接。超声波发射组件和超声波接收组件，均通过超声波发射、接收，超声波发射组件和超声波接收组件与相应设备之间的连接是无线的。

进一步地，所述超声波发射组件，具体包括安装在所述翻转犁靠近拖拉机处的钢板中间位置处上方的第一超声波发射探头，以及安装在所述翻转犁靠近拖拉机处的钢板中间位置处下方的第二超声波发射探头。

进一步地，所述第一超声波发射探头的发射面与水平面呈45度角朝向前下方设置；和/或，第二超声波发射探头的发射面与水平面呈45度角朝向前上方设置。发射探头和接收探头尽量相对设置，夹角小于15度。

进一步地，所述超声波接收组件，具体包括分别靠近所述拖拉机的两个后轮设置的第一对超声波接收探头和第二对超声波接收探头。

进一步地，所述第一对超声波接收探头，进一步包括安装在所述拖拉机的两个后轮中位于左侧轮胎处、且上下设置的第一超声波接收探头和第二超声波接收探头。

进一步地，所述第二对超声波接收探头，进一步包括安装在所述拖拉机的两个后轮中位于右侧轮胎处、且上下设置的第三超声波接收探头和第四超声波接收探头。

同时，本发明采用的另一技术方案是：一种与以上所述的翻转犁犁深测量系统相匹配的翻转犁犁深测量方法，包括以下步骤：

⑴在翻转犁上加装的超声波发射器，向拖拉机上安装的同截面的两对超声波接收探头，进行定向发射，同步发射起始信号到控制单元；

⑵超声波接收探头接收的超声波信号后，同步接收到的指示信号给主机铧犁监控器；

⑶主机铧犁监控器根据发射到接收的时间差，计算出超声波发射探头到两对超声波接收探头中一对超声波接收探头的第一距离L1和第二距离L2；

⑷根据预先标定的两对超声波接收探头中一对超声波接收探头在拖拉机上安装的第一高度H1和第二高度H2，通过数学模型公式，即可计算出超声波发射探头距地面的高度；

⑸结合气温等影响因子，计算偏差值，得出校正后的准确高度H，根据预先标定的发射探头到翻转犁犁尖的距离，相减，即可计算出需要的犁地深度数值；

⑹当翻转犁进入下一行作业，同时犁面进行翻转时，可以通过两对超声波接收探头中另一对超声波接收探头继续按照步骤⑴、⑵、⑶、⑷、⑸进行测量。