单触杆双轴位置探测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种单触杆双轴位置探测装置，包括有触杆、复位弹簧、角位移传感器及限位块，所述的触杆绕绞接点旋转，触杆或直接与角位移传感器相连、或通过传动机构再与角位移传感器相连，角位移传感器用于获取触杆摆动角度，在触杆的摆动路线的一侧设置有复位弹簧，在触杆摆动路线的复位弹簧的相对另一侧设置限位块，在复位弹簧推动和限位块限位时的初始位置与前进方向具有一倾斜角度，复位弹簧使触杆始终与被测物接触。本发明专利技术结构简单，可准确的获取蔬菜与探测装置横向及纵向距离，从而为收获装置对行操作提供依据。收获装置对行操作提供依据。收获装置对行操作提供依据。

【技术实现步骤摘要】
单触杆双轴位置探测装置


[0001]本专利技术涉及一种位置探测装置，特别是一种单触杆双轴位置探测装置。

技术介绍

[0002]茎叶类蔬菜有序收获需将种植于土壤上的茎叶类菜由切割装置从土壤中分离后再有序输送并收集，因此有序收获时使夹持输送装置对准茎叶类菜是收获成功的基本要求。但由于蔬菜播种、移栽及蔬菜生长随机性等因素作用下，蔬菜生长位置存在差异，特别在多行种植条件下，无法依靠操作人员调节收获机械横向位置同时对准各行蔬菜。因此现有茎叶类菜有序收获机械基本通过扩大喂入口尺寸和装设拨料机构等措施，并采取先切割再输送以适应生长位置的差异，但也带来结构尺寸大且复杂，致使适用品种少的不足。但我国茎叶类菜品种多，部分蔬菜的种植行距小，并且因为机械化水平不高和种植标准化程度低，使得行距变异程度大，造成现有措施无法满足机械化收获需求，因此需要能自动对行的茎叶类菜收获机械。但由于蔬菜生长不规则、叶片覆盖、杂草干扰、收获机械动态运行等原因，使得采取视觉图像识别、超声测量、雷达探测等手段极易受干扰不准确且价格昂贵。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处，而提供一种在触碰蔬菜后即可测出蔬菜与探测装置横向及纵向距离、从而为收获装置对行操作提供依据的单触杆双轴位置探测装置。
[0004]一种单触杆双轴位置探测装置，包括有触杆、复位弹簧、角位移传感器及限位块，所述的触杆绕绞接点旋转，触杆或直接与角位移传感器相连、或通过传动机构相连，角位移传感器用于获取触杆摆动角度，在触杆的摆动路线的一侧设置有复位弹簧，在触杆摆动路线的复位弹簧的相对另一侧设置限位块，在复位弹簧推动和限位块限位时的初始位置与前进方向具有一倾斜角度，复位弹簧使触杆始终与被测物接触。
[0005]收获装置利用单触杆双轴位置探测装置角位移传感器获取触杆摆动角度后,可获得触杆绞接点与被接触物接触点的X轴及Y轴距离x、y，从而获取被测物的具体位置，所述的触杆绞接点与被接触物接触点的X轴及 Y轴距离x、y具体计算方式为：
[0006]工作时，装设于收获装置前部的探测装置随收获机前进，设被测物与触杆绞点横向距离为x，纵向距离为y,探测器前进速度为v
x
,横移速度为v
y
，触杆接触面与绞点距离为r，触杆与前进方向夹角为α，
[0007]当蔬菜与触杆接触后，根据几何关系，可得：
[0008]xcosα+ysinα＝r
……
(1)
[0009]将(1)式对时间t求导，可得：
[0010][0011]令且由于则(2)式可简化为：
[0012][0013]由式(1)和式(3)联立可得：
[0014][0015][0016]由于探测装置安装于收获装置前部，因此前进速度v
x
和横移速度v
y
均可由驱动装置获取，触杆接触面与绞点距离r为结构参数固定值，因此只需获取触杆与前进方向夹角α值，再根据α值变化率可得触杆角速度ω，而后由式(4)和式(5)可解接触点与绞接点的X轴及Y轴距离x、y。
[0017]为了提高所获取的被测物与绞接点距离的准确度，还可以多次的测量值计算出平均值：
[0018]将式(4)和式(5)变形为式(6)和式(7),再应用两次同时测量所得的前进位移差值
△
X、横向位移差值
△
Y、触杆角位移差值
△
α、触杆转角平均值即可得到两次测量的接触点与绞接点X轴及Y轴距离的平均值
[0019][0020][0021]所述的单触杆双轴位置探测装置为一对配套使用。
[0022]由于采用1个单触杆双轴位置探测装置，仅能探测与触杆接触一侧位置。而不同品种的蔬菜尺寸有较大差异，因此为了更精准探测被测物蔬菜茎杆所占区域，还可采用两套单触杆双轴位置探测装置(如图3所示)，通过分别布设于收获装置两侧的探测装置获得茎杆两侧位置，从而确定茎杆位置及尺寸，为对行装置的横向移动提供数据支持。
[0023]综上所述的，本专利技术相比现有技术如下优点：
[0024]本专利技术的单触杆双轴位置探测装置，采用简单的结构，可准确的获取蔬菜与探测装置横向及纵向距离，从而为收获装置对行操作提供依据。
附图说明
[0025]图1是单触杆双轴位置探测装置结构图。
[0026]图2是获取触杆绞接点与被接触物接触点的X轴及Y轴距离的原理简图。图3是本专利技术的单触杆双轴位置探测装置成对使用的示意图。
具体实施方式
[0027]下面结合实施例对本专利技术进行更详细的描述。
[0028]实施例1
[0029]一种单触杆双轴位置探测装置，由触杆1、复位弹簧2、角位移传感器3和限位块4组成，触杆可绕绞接点旋转上，在复位弹簧2推动和限位块4限位时的初始位置与前进方向有一倾斜角度，触杆可与角位移传感器直联或通过传动机构相联，当触杆被触动旋转时，与之相联的角位移传感器可获得触杆转角，同时，复位弹簧可使触杆始终与被测物接触。
[0030]具体原理如下：工作时，装设于收获装置前部的探测装置随收获机前进，设蔬菜与触杆绞点横向距离为x，纵向距离为y,探测器前进速度为vx,横移速度为vy，触杆接触面与绞点距离为r，触杆与前进方向夹角为α，如图2所示；
[0031]当蔬菜与触杆接触后，根据几何关系，可得：
[0032]xcosα+ysinα＝r
……
(1)
[0033]将(1)式对时间t求导，可得：
[0034][0035]令且由于则(2)式可简化为：
[0036][0037]由式(1)和式(3)联立可得：
[0038][0039][0040]由于探测装置安装于收获装置前部，因此前进速度v
x
和横移速度v
y
均可由驱动装置获取，触杆接触面与绞点距离r为结构参数固定值，因此只需获取触杆与前进方向夹角α值，再根据α值变化率可得触杆角速度ω，而后由式(4)和式(5)可解接触点与绞接点的X轴及Y轴距离x、y。
[0041]由于速度及角速度均是单位时间内的位移量及角位移量，而且在测量时，位移量为直接测值，而速度和角速度为计算值。因此在实际应用时, 将式(4)和式(5)变形为式(6)和式(7),再应用两次同时测量所得的前进位移差值
△
X、横向位移差值
△
Y、触杆角位移差值
△
α、触杆转角平均值即可得到两次测量的接触点与绞接点X轴及Y轴距离的平均值
[0042][0043][0044]由于采用1个单触杆双轴位置探测装置，仅能探测与触杆接触一侧位置。而不同品种的蔬菜尺寸有较大差异，因此为了更精准探测蔬菜茎杆所占区域，还可采用两套单触杆双轴位置探测装置(如图3所示)，通过分别布设于收获装置两侧的探测装置获得茎杆两侧
位置，从而确定茎杆位置及尺寸，为对行装置的横向移动提供数据支持。
[0045]本实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单触杆双轴位置探测装置，其特征在于：包括有触杆、复位弹簧、角位移传感器及限位块，所述的触杆绕绞接点旋转，触杆或直接与角位移传感器相连、或通过传动机构再与角位移传感器相连，角位移传感器用于获取触杆摆动角度，在触杆的摆动路线的一侧设置有复位弹簧，在触杆摆动路线的复位弹簧的相对另一侧设置限位块，在复位弹簧推动和限位块限位时的初始位置与前进方向具有一倾斜角度，复位弹簧使触杆始终与被测物接触。2.根据权利要求1所述的单触杆双轴位置探测装置，其特征在于：收获装置利用单触杆双轴位置探测装置角位移传感器获取触杆摆动角度后,可获得触杆绞接点与被接触物接触点的X轴及Y轴距离x、y，从而获取被测物的具体位置，所述的触杆绞接点与被接触物接触点的X轴及Y轴距离x、y具体计算方式为：设被测物与触杆绞点横向距离为x，纵向距离为y,探测器前进速度为vx,横移速度为vy，触杆接触面与绞点距离为r，触杆与前进方向夹角为α，当被测物与...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈声佩，
申请(专利权)人：福建省农业机械化研究所福建省机械科学研究院，
类型：发明
国别省市：