[发明专利]一种车载土壤圆锥指数检测装置及其测量方法

权利要求书

1.一种车载土壤圆锥指数检测装置，其特征在于，包括止逆装置、支座(5)、摆臂(6)、压力传感器(8)、角度传感器(3)和控制系统，所述摆臂(6)一端的转轴通过轴承支撑在支座(5)内，所述摆臂(6)另一端安装压力传感器(8)，所述压力传感器(8)用于测量加速贯入过程中土壤的阻力值；所述摆臂(6)一端的转轴上安装止逆装置，用于防止摆臂(6)受重力下降；所述角度传感器(3)用于检测摆臂(6)旋转角度；所述控制系统根据压力传感器(8)和角度传感器(3)的检测值，输出土壤圆锥指数。

2.根据权利要求1所述的车载土壤圆锥指数检测装置，其特征在于，所述转轴的两端分别通过轴承支撑在支座(5)内，所述转轴两端对称安装止逆装置。

3.根据权利要求1或2所述的车载土壤圆锥指数检测装置，其特征在于，所述止逆装置包括棘爪(2)、棘轮(4)、棘爪定位轴(16)和扭转弹簧(12)，所述棘轮(4)与摆臂(6)一端的转轴传动连接；所述棘爪(2)通过棘爪定位轴(16)安装在支座(5)内，所述棘爪(2)与支座(5)之间安装扭转弹簧(12)，用于使棘爪(2)与棘轮(4)表面压紧。

4.根据权利要求3所述的车载土壤圆锥指数检测装置，其特征在于，所述棘爪定位轴(16)上连接棘爪调整杆(15)，通过外力调节所述棘爪调整杆(15)，用于使棘爪(2)克服扭转弹簧(12)作用力脱离与棘轮(4)啮合。

5.根据权利要求1所述的车载土壤圆锥指数检测装置，其特征在于，所述摆臂(6)另一端通过拉索与复位装置连接，用于在测量完成后将压力传感器(8)拉出土壤。

6.一种拖拉机，其特征在于，包括权利要求1所述的车载土壤圆锥指数检测装置，所述车载土壤圆锥指数检测装置用于安装在拖拉机底盘下方或前保险杠附近。

7.一种根据权利要求1所述的车载土壤圆锥指数检测装置的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

通过外力使止逆装置失效，将摆臂(6)开始下降的时刻记为t0；

摆臂(6)下降使压力传感器(8)开始贯入土壤的时刻记为t1，所述控制系统根据角度传感器(3)得出摆臂(6)在t0到t1时刻旋转的角度α；

压力传感器(8)完全贯入土壤的时刻记为t2，所述控制系统根据角度传感器(3)得出摆臂(6)在t0到t2时刻旋转的角度β；

所述控制系统根据α和β，得出土壤圆锥指数

8.根据权利要求7所述的车载土壤圆锥指数检测装置的测量方法，其特征在于，所述控制系统根据α和β，得出土壤圆锥指数具体为：

其中：

为土壤圆锥指数，MPa；

M为摆臂(6)质量，Kg；

A为压力传感器(8)与土壤接触的底面积，m²；

α为在t0到t1时刻旋转的角度；

β为在t0到t2时刻旋转的角度。

9.根据权利要求7所述的车载土壤圆锥指数检测装置的测量方法，其特征在于，还包括获取土壤的土壤圆锥指数分布曲线，具体为：

在压力传感器(8)开始贯入土壤的t1时刻到压力传感器(8)完全贯入土壤的t2时刻之间，所述控制系统根据压力传感器(8)的压力值{R_a1,R_a2,…R_ai…,R_an}得出土壤圆锥指数分布曲线，其中，R_ai为第i采样时刻的压力传感器(8)的测量值；n为总采样次数，n＝(t2-t1)/Δt，Δt为采样周期。