地面压实图像制造技术

本发明专利技术提供了一种用于生成地面压实图像的方法。将压力感测面板放置在相对刚性的平坦支撑表面上。在所述压力感测面板上覆盖一定深度的颗粒物质。将载荷轮胎放置在所述颗粒物质上，并且用所述压力感测面板生成地面压实图像。可通过将所述地面压实图像叠加在所述颗粒物质与所述载荷轮胎之间的界面的实物三维模型上，来产生所述地面压实显示。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术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。
技术介绍
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。 -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。
技术实现思路
在本专利技术的一个方面，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。 在本专利技术的另一个实施例中，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(perimeter container)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。在本专利技术的方法中，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，本专利技术的许多目的、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IA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IB是图IA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IC是图IB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ID是与图IC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IB 和图IC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。 图2B是图2A的设备的示意性侧正视图，其中凹陷已用颗粒物质填充。图2C是图2B的设备的示意性侧正视图，其中载荷轮胎已放置在颗粒填充物上面。 图2D是与图2C类似的示意性侧正视图，其中凹陷形成得更深并且用颗粒物质填充 到更深的深度，之后再将轮胎放置在颗粒填充物上面。 图3是压力感测面板和与之相连的数据收集系统的示意图，它们用于生成与地面 压实图像对应的压力印痕。 图4示出了两张地面压实图像，上图是3英寸土壤深度的图像，而下图是对于相同 轮胎而言5英寸土壤深度的图像。 图5是载荷轮胎与颗粒物质之间的界面的三维表示的实物模型的透视图，其中该 实物模型是载荷轮胎在地表面中形成的凹陷的模型。图6是用于生成图5的实物模型的技术的示意图，其中用激光扫描仪扫描颗粒物质 中的凹陷以生成三维轮廓，该三维轮廓可在三维打印机中复制。图7是三维实物模型的示意透视图，该三维实物模型包括载荷轮胎的接触地表面 或颗粒物质的那部分。图8是其上叠加有地面压实图像的图5的三维实物模型的示意透视图。图9是对两个轮胎的地面压实图像进行比较的显示的示意透视图。在顶部处显示 的左手边上的是三维模型，诸如图5或图7的三维模型，在该三维模型上叠加有相对较浅深 度处的地面压实图像。中部台阶和下部台阶显示在更大深度诸如3英寸和5英寸处拍摄的另 外的地面压实图像。【具体实施方式】 提供了一种用于生成轮胎的地面压实图像的方法。所谓地面压实图像，意指代表 载荷轮胎与土壤表面之间的界面下方深度处土壤内所存在的压力分布的图像。该地面压实 图像与轮胎自身的压力印痕的不同之处在于随着轮胎下方的深度增加，此类压力的图案消 失并改变。 图IA是侧正视图，示出了可用于生成地面压实图像的系统的某些部件。在图IA中， 支撑板10已放置在地面12上，并且压力感测面板14已放置在支撑板10上。一般来讲，压力感 测面板14可被描述为相对柔性的薄板状压力感测面板，并且支撑板10具有顶部支撑表面 16,所述顶部支撑表面可被描述为相对刚性的平坦支撑表面16。在图IA的实施例中，还可以 去除支撑板10并将压力感测面板14直接放置在地面12上，在这种情况下地面12限定压力感 测面板的相对刚性的平坦支撑表面。由于面板14的相对柔性，希望用相对刚性的平坦支撑 表面16支撑面板14,以便生成代表地表面下方所选深度处实际存在的压力分布图像。如果 仅将柔性面板14掩埋在地下，其会变形并且不会可靠地生成所需的地面压实图像。 在图IB中，周边容器18已放置在压力感测面板14上，并且容器18已用颗粒物质22 填充到压力感测面板14上方的所需深度20。在图IC中，轮胎24已放置在颗粒物质22上，并且轮胎已载荷达到代表将置于实际 使用中的轮胎上的负载的所需负载。如图IC中可以看出，轮胎已部分陷入颗粒物质中，以限 定轮胎24与颗粒物质22之间的界面25。界面25可由颗粒物质22中的凹陷25A的形状表示，或 由轮胎24的接合颗粒物质22的那部分25B的形状表示。轮胎的最下部现在与压力感测面板 14相隔深度20A当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生成轮胎的地面压实图像的方法，所述方法包括：(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)在所述压力感测面板上覆盖一定深度的颗粒物质；(c)将轮胎放置在所述颗粒物质上；(d)使所述轮胎载荷；以及(e)用所述压力感测面板生成地面压实图像。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼斯·辛德，安东尼·邓肯，
申请(专利权)人：普利司通美国轮胎运营有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US