[发明专利]一种三维深松作业质量检测系统

说明书

一种三维深松作业质量检测系统属农业机械技术领域，本发明中电磁波发射装置的发射器安装板和电磁波接收装置的接收器安装板前后平行排列；发射器安装板和接收器安装板位于深松机中机架Ⅰ的中横梁和后横梁之间，发射器安装板和接收器安装板两端与左纵梁和右纵梁内面固接；微计算机分别与电磁波接收装置中通信接口Ⅰ和电磁波发射装置中通信接口Ⅱ连接。本发明利用多束电磁波检测犁沟剖面的形状和位置，在检测过程中不需要人工进行松碎土壤的移除，因此测量的精度和效率都比传统方法高，并可通过微型计算机的处理快速地获取犁沟的三维图像，从而获得深松作业的耕深和深松扰动面积，为深松作业质量评估、深松机作业效率以及深松作业补贴提供数据支持。

技术领域

本发明属于农业机械技术领域，具体涉及一种三维深松作业质量检测系统。

背景技术

深松机能够松碎土壤、打破犁底层，促进作物根系生长，使作物根系能够吸收到心土层的养分和水分，从而增加产量；同时深松能够减小降雨时的地表径流，减缓水土流失。深松作业所形成的犁沟(深松后松碎土壤与未松碎土壤的分界面)不仅能够反映深松作业的耕深，而且可以反映深松面积。因此，测量深松作业后犁沟的形状和面积对深松作业质量、深松机性能的评估具有重要的意义，同时也能为深松作业补贴提供支撑。传统的犁沟检测方法一般为深松作业后，人工将深松后松碎的土壤移除，然后利用土壤轮廓仪测量犁沟剖面的形状。这一方法工作量大、效率低、且人工移除土壤具有很大的主观性，容易造成犁沟检测不准确；同时，该方法不能连续地测量犁沟剖面形状，因此不能对深松作业后所形成的犁沟形状有一个三维上的直观认识。

由于松碎后的土壤和未松碎土壤之间孔隙度不同，介电特性也有所差异，因此当电磁波射入土壤中时，电磁波在两者的界面上会产生反射波，对反射的电磁波进行接收，并根据收发电磁波的时间差、接收信号强度以及接收回波的形态等参数就能够对分界面进行定位和识别。当在某一犁沟剖面上发射多束电磁波时，就能获得犁沟剖面上的多个点，利用微计算机对这些点进行拟合即可以得到此处的犁沟剖面形状和大小；沿着深松方向将连续获取的犁沟剖面进行拟合即可以得到犁沟的三维图像。

发明内容

本发明的目的是提供一种三维深松作业质量检测系统，该系统可以通过发射电磁波和接受电磁波检测出深松作业后所形成犁沟的形状和位置，同时利用微计算机将沿深松方向连续获取的犁沟剖面进行拟合得到犁沟的三维图像；本发明能够实时、快速地检测出深松作业后犁沟的形状和大小，得到深松作业深度和深松作业扰动面积，可以便捷、直观地评估深松作业质量、深松机作业效率；同时可以为深松作业补贴提供数据支持。

本发明由深松机A、电磁波发射装置B、电磁波接收装置C、机架Ⅰ、悬挂装置Ⅱ、深松装置Ⅲ、导线Ⅰ1、导线Ⅱ2和微计算机3组成，所述的深松机A由机架Ⅰ、悬挂装置Ⅱ和深松装置Ⅲ组成，机架Ⅰ由前横梁4、中横梁5、左纵梁6、后横梁7和右纵梁8组成，前横梁4、中横梁5和后横梁7自前向后顺序平行排列，前横梁4、中横梁5和后横梁7两侧分别固接左纵梁6和右纵梁8，形成“日”字形；悬挂装置Ⅱ位于机架Ⅰ中前横梁4的前部；深松装置Ⅲ位于机架Ⅰ的中横梁5正中。

电磁波发射装置B的发射器安装板10和电磁波接收装置C的接收器安装板13前后平行排列，发射器安装板10和接收器安装板13的间距s₃为60-65mm；发射器安装板10和接收器安装板13位于深松机A中机架Ⅰ的中横梁5和后横梁7之间，发射器安装板10和接收器安装板13两端与左纵梁6和右纵梁8内面固接，且发射器安装板10和接收器安装板13的上平面与左纵梁6和右纵梁8上平面平齐；安装于拖拉机驾驶室的微计算机3经导线Ⅰ1与电磁波接收装置C中通信接口Ⅰ11连接，微计算机3经导线Ⅱ2与电磁波发射装置B中通信接口Ⅱ14连接。