[发明专利]一种自动寻优的气动深松机

说明书

本发明公开了一种自动寻优的气动深松机，包括机架和设置在机架上的深松装置、空气发生装置、深度控制装置、牵引装置和自动寻优检测控制装置；气压发生装置为深松装置的喷嘴供给高压气体；牵引装置用于与拖拉机连接；自动寻优检测控制装置包括倾角传感器、轴销传感器、旋转编码器和上位机软件检测平台，通过倾角传感器、轴销传感器、旋转编码器分别采集工作过程中的深松深度、深松阻力、深松速度数据，上位机软件检测平台中内置了已经训练好的气压值寻优模型，能够根据深松深度、深松阻力、深松速度等实时数据预测出实时最优的目标气压值并控制气压发生装置的气压阀门使其释放出目标气压值大小的气压，以使气压大小适合不同土壤类型的深松作业。

技术领域

本发明属于农用机械装置技术领域，具体涉及一种自动寻优的气动深松机。

背景技术

深松机作为干旱和半干旱地区的一种农田保护性耕作机械，与传统耕作机械相比，作业后能够加深耕作深度，打破土壤犁底层，在不改变土壤的耕层结构情况下改善气固液三相比，有利于土壤有机物的积累和团粒结构的恢复与形成，提高土壤蓄水保墒与作物抗旱倒伏的能力，减少土壤风蚀和水蚀，增加农作物的产量，实现农业的可持续发展。土壤深松技术是指使用深松机松碎耕作层以下5至15厘米的犁底层，松动土壤并且加深耕作层的厚度，土壤深松技术作为改善土壤质量、提高农作物产量的机械化作业项目，在国内外越来越受到重视。目前国内外的深松机具主要包括凿式深松、翼铲式深松、振动深松、鹅掌式深松、气动深松等。

目前，现有的深松机存在的问题：一是深松过程中，土壤深松机的牵引阻力大、耗能过多，深松土壤不均匀；二是强迫式振动深松机由于激振传动系统而产生大量能耗；三是现有的气动深松机的气压大小趋于恒定值，在深松气压范围的选取上仍比较粗略，不同耕作环境下土壤的特性可能会发生改变，在土壤坚实度较高的地块可能由于气压不足难以打破土壤的犁底层，在某些土壤坚实度较低土块又会造成气压过量，导致能量的浪费。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种自动寻优的气动深松机，其设置了自动寻优检测控制装置，能够根据检测的深松深度、深松阻力、深松速度等实时数据预测出实时最优的目标气压值，并控制气压发生装置使其释放出目标气压值大小的气压，以使气压大小适合不同土壤类型的深松作业，能使功耗最小化。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种自动寻优的气动深松机，包括机架和设置在机架上的深松装置、空气发生装置、深度控制装置、牵引装置和自动寻优检测控制装置；

所述深松装置包括铲柄、铲头和喷嘴，铲头安装在铲柄底端，喷嘴设置在铲头上；

所述气压发生装置为深松装置的喷嘴供给高压气体；

所述深度控制装置用于调节深松深度；

所述牵引装置用于与拖拉机连接；

所述自动寻优检测控制装置，包括倾角传感器、轴销传感器、旋转编码器和上位机软件检测平台，倾角传感器安装于牵引装置上，用于检测深松深度数据；轴销传感器安装在牵引装置与拖拉机连接处，用于检测深松阻力数据；旋转编码器安装在拖拉机驱动轴上，用于检测深松速度数据；所述倾角传感器、轴销传感器、旋转编码器的检测数据实时发送至上位机软件检测平台，上位机软件检测平台中内置了已经训练好的气压值寻优模型，能够根据输入的深松深度、深松阻力、深松速度等实时数据预测出实时最优的目标气压值，然后上位机软件检测平台控制气压发生装置的气压阀门使其释放出目标气压值大小的气压，以使气压大小适合不同土壤类型的深松作业。

在上述技术方案中，所述机架包括机架前梁、机架中梁、机架支撑板、机架后梁，上述的机架前梁、机架中梁、支撑板、机架后梁通过焊接组成整个机架，作为安装深松装置、空气发生装置、深度控制装置、牵引装置和自动寻优检测控制装置的载体。

在上述技术方案中，所述深松装置的数量为3-6个，等间距固定安装在机架的机架后梁上。