[发明专利]具有土壤摩擦状态与作业阻力采集功能的滚珠式深松铲

说明书

具有土壤摩擦状态与作业阻力采集功能的滚珠式深松铲属于农业机械领域，本发明中深松铲柄经U型卡固接于方钢上，铲尖固接于安装板，铲尖为中空结构，可添加石墨粉，铲尖后侧设有可拆卸安装板；铲柄和铲尖两侧表面镶嵌有滚珠，能降低深松铲前进过程中的工作阻力，深松过程中可实现减阻功能；铲柄中空结构内置有遮挡片，光电传感器通过信号转换可检测出深松铲作业阻力；滚珠上方安装有支架，橡胶辊可实时测量滚珠转速，检测滚珠是否发生堵塞及不同深度土壤中滚珠的转速；本发明的深松铲可降低工作阻力，延长深松铲的使用寿命，降低机具功耗；光电传感器通过信号转换可检测出深松铲作业阻力，橡胶辊可以实时检测不同深度土壤中滚珠的转速。

技术领域

本发明属于农业机械技术领域，具体涉及一种具有土壤摩擦状态与作业阻力采集功能的滚珠式深松铲。

背景技术

农业的根本出路在于机械化，农业机械的广泛使用促进了我国粮食产量的飞跃提升。传统的耕作模式包括播种、收割、翻地等工作流程，这些工作流程由农业机械完成。农业机械频繁的进地次数也带来了土壤坚实度增大、土壤孔隙度下降、形成坚硬的犁底层等问题，进一步影响了我国粮食产量的增长。

目前，保护性耕作模式在东北地区得到有效推广，深松是保护性耕作的关键技术之一。深松可以打破犁底层，提高土壤质量，为作物的生长提供优质的种床条件。深松可以提高土壤孔隙度，打破犁底层，在雨雪季提高土壤的蓄水能力，加大水分的下渗速度，降低土壤的水蚀作用；深松可以提高土壤的疏松程度，促进植物的根系深扎，促进根系对养分、水分的有效吸收，提高作物产量；深松促进水分、养分平衡，调节种床不同深度的温度平衡，提高植物的生长环境，实现土地利用的良性循环。

深松铲作为深松作业的关键部件，其质量及作业环境直接影响着深松质量。深松铲的作业深度通常在30cm以下，在作业过程中受到的土壤阻力较大，深松铲易磨损，机具功耗较大，需要农户购置大型农机具，提高了农业种植成本；其次，部分农业种植区土壤粘度较大，深松铲作业过程中易粘附，降低深松效果。

发明内容

为解决上述深松铲存在的问题，本发明提供了一种具有作业阻力与土壤摩擦状态获取功能的深松铲，本发明与传统的深松铲相比，深松铲柄及铲尖采用中空构造，降低深松铲质量，安装方便；铲尖及铲柄左右侧镶嵌有滚珠，铲尖作业过程中滚珠可将石墨粉带出，降低前进阻力及作业功耗，减小土壤的粘附作用，提高深松效果。铲柄内部安装有应变片，可以通过光电信号转换测出深松铲的作业阻力。铲柄内部滚珠安装有支架，作业过程中滚珠带动橡胶辊同步转动，U型光电传感器通过矩形块遮挡现象间接测量出滚珠转速，进一步测量出不同深度土壤摩擦状态下的滚珠转速。