[实用新型]一种山地微型农机与土壤系统综合试验平台

说明书

本实用新型公开了一种山地微型农机与土壤系统综合试验平台，包括土壤内部结构可视化系统、土壤重塑系统、作物补光系统、自然降水模拟侵蚀系统与数据采集分析系统；所述的土壤内部结构可视化系统包括机械系统、摄像系统与数据采集分析系统；机械系统包括液压泵站、小型固定式液压变坡钢制土槽以及土壤；摄影系统包括高速摄影机、摄像控制台与工业摄像机；所述的土壤重塑系统包括土壤回填平塑设备、土壤镇压设备与土壤搬运设备。该实用新型研究范围广，数据分析详尽，在一定程度上填补了国内丘陵山地农机作业试验平台的空白，有很强的推广和应用价值。

技术领域

本实用新型涉及一种丘陵山地农机试验平台，适用于研究农机作业状态下的机械性能、土壤理化特性以及单变量参数对温室作物的影响。

背景技术

我国土地面积广大，幅员辽阔，但地形地貌极为复杂，中国山区面积更是占全国总面积的2/3。其中山区地形又以丘陵为主,可以直接利用农业生产的土地有限。在我国平原地区，耕地尽管被分散切割成各种大小不一的模块，但是耕地落差小，耕地的绝大部分仍处于同一平面上，平原地区已经基本实现了农业机械化。目前我国的土壤系统与试验平台主要针对平原地带，通过试验平台检测农业机械装备耕作后，土壤的容重、土壤坚实度、土壤的结构性、粘性以及土壤的含水率等。但是由于丘陵山地的复杂性和农田基础设施建设的不完备，在国内的大部分丘陵地区农机机械化水平仍然较低。该发明提出构建的丘陵山地土壤系统与液压综合试验平台，人为模拟不同自然环境条件，通过液压系统调整变坡式土槽，进而获得不同坡度的地形，通过数据采集分析系统实时监测土壤的各项指标，为丘陵山地农业机械装备的优化调整提供数据依据。此外该系统还包括作物补光系统、土壤重塑系统，是研究覆盖范围较广的多功能试验平台。

发明内容

本实用新型的任务是调整自制的液压升降系统以获得不同坡度的土壤，通过自然降水侵蚀模拟系统和土壤内部结构可视化系统共同模拟不同的野外工作环境，采用数据采集分析系统对土壤理化特性的相关数据进行监测记录。

本实用新型的土壤内部结构可视化系统主要用于进行丘陵山地农机在不同坡地角度的工况条件下，其耕作的稳定性和牵引附着性能的试验研究。试验时通过液压泵站控制液压装置来调整固定式可变坡钢制土槽的角度，相邻土槽间的高速摄影机实时显示记录。置于斜坡底部的工业摄影机，与所述的采集分析系统相连接，实时监测记录履带与土壤之间的压力变化和土壤的形变状况，为后续的丘陵山地农机的研究提供必要的数据支持。

本实用新型的作物补光系统可进行现代化温室植物补光的相关研究，采用红蓝光谱LED补光灯进行补光，空间上呈对角分布；温室顶部机架上交叉分布着无线温度传感器和无线光照传感器，收集室内环境相关参数的变化传送给PC终端。

本实用新型的自然降水模拟侵蚀系统的水源为室外机器挖掘的竖井，控制系统可以起到启动水泵、控制阀门的作用。喷头采用旋转下喷式喷头，覆盖范围大，降水均匀。供水系统是由水泵和管道共同组成，管道由主管和支管组合而成，水泵抽出的水流经管道，控制系统通过调节主管的两个溢流阀可以产生不同区域、不同强度的降雨。喷头主管的一侧安装有流量传感器，与数据采集分析系统相连，收集监测模拟降雨强度，实现降雨强度的精确控制。数据采集分析系统对模拟降水条件下的变坡土槽和非变坡土槽内的土壤进行理化分析。

本实用新型的数据采集分析系统有三个子系统，土壤物理特性测试系统、农机作业状态数据采集系统与农机—土壤互作耦合数据采集系统。

本实用新型的土壤物理特性测试系统主要包括土壤含水率测量仪，土壤坚实度测量仪，土壤容重测量仪与土壤养分测量仪。

本实用新型的农机作业状态数据采集系统的主要包括传感器组，信号采集处理装置与电控装置。

本实用新型的农机—土壤互作耦合数据采集系统的主要包括薄膜压力传感器，多通道数据采集仪，动态数据分析处理仪与计算机平台。