[发明专利]地面压实图像

说明书

技术领域

本发明涉及生成代表载荷轮胎之下深度处土壤内压力分布的地面压实图 像的方法，并且涉及合并此类地面压实图像的显示。

背景技术

众所周知，土壤压实可能不利于种植在土壤中的植物的生长和发育。过度 土壤压实可妨碍根生长，并降低植物从土壤吸收营养物质和水分的能力。

土壤压实主要归咎于拖拉机和其他农机具的轮胎，并且随着农业设备变得 更大且更重，该问题日益突出。

一种用于降低因轮式车辆穿过田间所引起的土壤压实的程度的技术是，降 低轮胎压力，从而使负载分布于轮胎的更大的印痕范围。正在研发改进的轮胎 设计，其在这些降低的充气压力下经久耐用。

然而，迄今为止，还没有系统化技术可用于展示给定轮胎所产生的土壤压 实，或比较轮胎设计以测定或展示不同轮胎的相对土壤压实性能。

发明内容

在本发明的一个方面，提供了一种用于生成轮胎的地面压实图像的方法。 该方法包括下列步骤：

(a)将相对柔性的压力感测面板放置在相对刚性的平坦支撑表面上；

(b)在压力感测面板上覆盖一定深度的颗粒物质；

(c)将轮胎放置在颗粒物质上；

(d)使轮胎载荷；以及

(e)用压力感测面板生成地面压实图像。

在本发明的另一个实施例中，轮胎的地面压实显示包括颗粒物质与载荷轮 胎之间的界面的实物三维模型，以及叠加在三维模型上的地面压实图像。

在上述实施例中的任何一者中，可将周边容器(perimetercontainer)放置 在压力感测面板上，并且可用颗粒物质将周边容器填充到所需深度。

在上述实施例中的任何一者中，可通过如下方式形成地面压实图像：首先 在地表面中形成凹陷，然后将支撑板和压力感测面板放入凹陷中。支撑板上具 有支撑表面。然后将颗粒物质放入凹陷中感测面板上。

在上述实施例中的任何一者中，颗粒物质的深度可在从2英寸至12英寸 的范围内。

在上述实施例中的任何一者中，颗粒物质可包括砂石或土壤或它们的混合 物。

在上述实施例中的任何一者中，可在平板上限定支撑表面。

在上述实施例中的任何一者中，可在颗粒物质的不同深度处生成另外的地 面压实图像。

在上述实施例中的任何一者中，可产生载荷轮胎与颗粒物质之间的界面的 三维表示，然后可将地面压实图像叠加在三维表示上。

在上述实施例中的任何一者中，三维表示可产生为实物模型。实物模型可 以为载荷轮胎在颗粒物质中形成的凹陷的实物模型，或载荷轮胎的至少接触颗 粒物质的那部分的实物模型。

可通过包括如下的若干技术中的任何一种技术，将地面压实图像叠加在三 维表示上：(1)将地面压实图像打印在实物模型上；(2)将地面压实图像投影 在实物模型上；(3)将地面压实图像绘制在实物模型上；(4)将地面压实图像 形成于实物模型的表面中；或(5)用3D打印机形成实物模型，该3D打印机 也将地面压实图像一体地形成于模型中。

在本发明的方法中，三维表示可产生为如下任一者的虚拟三维图像：载荷 轮胎在颗粒物质中形成的凹陷，或载荷轮胎的接触颗粒物质的那部分。

在上述实施例中的任何一者中，可产生颗粒物质与另一个轮胎之间的界面 的一个或多个另外的三维模型，并且可将第二地面压实图像叠加在所述另外的 三维模型上，并且这两个三维模型可彼此相邻地显示，以使得观察者可比较两 个轮胎的地面压实图像。

当结合附图阅读以下公开内容后，本发明的许多目的、特征和优点对本领 域的技术人员来说将会显而易见。

附图说明

图1A是位于支撑板上适当位置的压力感测面板的示意性侧正视图。

图1B是图1A的设备的示意性侧正视图，其中周边容器位于压力感测面 板上适当位置，并且该容器已用颗粒物质填充到所需深度。

图1C是图1B的设备的示意性侧正视图，其中轮胎已放置在颗粒物质填 充物上面并且已载荷。

图1D是与图1C类似的示意性侧正视图，其中周边容器已用颗粒物质填 充到比图1B和图1C更大的深度。

图2A是地表面中形成的凹陷的示意性侧正视图，其中支撑板和压力感测 面板已放入凹陷中。