一种多传感器融合的三七收获机挖掘深度检测装置及方法制造方法及图纸

技术编号：40532964 阅读：12 留言：0更新日期：2024-03-01 13:54

本发明专利技术涉及测量技术领域，且公开了一种多传感器融合的三七收获机挖掘深度检测装置，包括安装于收获机本体一侧可弹性伸缩的固定轮架，固定轮架上设置有激光传感器和信号反射模块，收获机本体的内部设置有挖掘铲板，且收获机本体的外侧面转动连接有用于对挖掘铲板角度调节的挖掘铲架。该多传感器融合的三七收获机挖掘深度检测装置及方法，通过采用激光传感器和角度传感器，结构简单，装拆方便，易于维护，提升测量准确性，能够准确测量挖深，本发明专利技术测量方法简单可靠、准确性好，能根据需要调节挖掘深度值，解决了现有单一传感器测量易受环境影响、准确性有待提高的问题，并通过传感器融合数据计算实现实时挖深的计算。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及测量，具体为一种多传感器融合的三七收获机挖掘深度检测装置及方法。

技术介绍

1、挖掘深度计算的精度是提高收获质量的重要指标之一，是判断收获作业深度合适和作物收获收净率、损伤率的重要依据；准确的挖掘深度是提高作物高产的重要手段之一。

2、直接使用激光传感器测量播种深度，测量准确度低，易受土壤残茬、光线和其他信号干扰等影响；也有利用信号反射模块去测量挖深，如期刊号为0168-1699上的“automaticon-line depth control of seeding units using a non contacting ultrasonicsensor”，将信号反射模块安装在开沟器上，信号反射模块也易受环境影响且测量不准确；传统使用的超声波传感器是直接测量到沟槽的距离，没有考虑外界环境对测量精度的影响，从而测量数据与实际所需存在较大误差。综上所述，虽然已有使用超声波等传感器测量挖掘深度的方法，但是测量准确度不高、易受环境影响，不适于高质量收获技术的精确挖深计算。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种多传感器融合的三七收获机挖掘深度检测装置及方法，通过采用激光传感器和角度传感器，结构简单，装拆方便，易于维护，提升测量准确性，能够准确测量挖深，该测量方法简单可靠、准确性好，能根据需要调节挖掘深度值，解决了现有单一传感器测量易受环境影响、准确性有待提高的问题。

3、(二)技术方案

4、为实现上述的目的，本专利技术提供如下技术方案：一种多传感器融合的三七收获机挖掘深度检测装置，包括安装于收获机本体一侧可弹性伸缩的固定轮架，所述固定轮架上设置有激光传感器和信号反射模块，所述收获机本体的内部设置有挖掘铲板，且所述收获机本体的外侧面转动连接有用于对挖掘铲板角度调节的挖掘铲架，所述挖掘铲架与挖掘铲板连接，所述收获机本体的外侧面通过支架铰接有用于对挖掘铲架旋转驱动的液压缸，所述挖掘铲架上安装有角度传感器，所述激光传感器与信号反射模块的竖直位置一致，所述角度传感器与挖掘铲架的垂直边平行。

5、优选的，所述固定轮架包括与收获机本体固定连接的l型支架，所述l型支架的底部伸缩设置有下支架，所述l型支架的内部设置有用于对下支架弹性挤压的弹簧，所述下支架的底部转动连接有行走轮，所述激光传感器固定安装于所述l型支架的内侧面，所述信号反射模块固定安装于所述下支架的一侧。

6、优选的，所述l型支架的底部开设有活动槽，且下支架的顶部滑动连接于所述活动槽的内部，所述弹簧安装于所述活动槽的内部，使下支架随弹簧在l型支架的内部上下起伏。

7、优选的，所述激光传感器位于所述信号反射模块的正上方，所述信号反射模块用于接收激光传感器发射的信号，将接收的信号反馈给系统，通过系统进行数据储存。

8、优选的，所述行走轮采用受压不变形的材料，且通过轮毂进行联接，所述轮毂的轴心与下支架转动连接，所述信号反射模块固定于下支架的侧面，使信号反射模块不随车轮进行转动，所述行走轮能随地面的起伏变化而带动下支架上下起伏，来带动信号反射模块上下起伏。

9、优选的，所述活动槽的内部滑动连接有滑动板，所述弹簧固定于滑动板的底部和下支架的顶部之间，所述l型支架的顶部螺纹连接有第一丝杆，所述第一丝杆的底端转动连接于所述滑动板的顶部，所述l型支架的顶部设置有调节组件。

10、优选的，所述调节组件包括开设于所述l型支架顶部的伸缩槽，所述伸缩槽的内部滑动连接有伸缩柱，且伸缩柱的一端与收获机本体固定连接，所述l型支架的顶部滑动连接有调节板，所述调节板的底部与伸缩柱固定连接，所述l型支架的顶部通过支架转动连接有第二丝杆，所述第二丝杆的外表面与调节板的内部螺纹连接，所述l型支架的顶部转动连接有螺纹套筒，所述第一丝杆与螺纹套筒的内部螺纹连接，所述第一丝杆的底端固定于滑动板的顶部，所述螺纹套筒的外表面和第二丝杆的一端均固定连接有相互啮合的锥形齿轮。

11、一种多传感器融合的三七收获机挖掘深度检测装置的测量方法，包括以下步骤：

12、s1、将测量装置移动至田间试验后的待测土地上，把该装置各传感器安装在收获机上；

13、s2、测量固定在固定轮架上杆上的激光传感器到固定轮架上杆水平位置的垂直距离，并记录存入系统记为h1；

14、s3、测量固定在固定轮架下杆上的信号反射模块到地面的垂直距离，并记录存入系统记为h2；

15、s4、测量固定在收获机上的挖掘铲架旋转轴中心点到固定轮架上杆水平位置的垂直距离，并记录存入系统记为h3；

16、s5、测量固定在挖掘铲架上的挖掘铲的长度，并记录存入系统记为l；

17、s6、启动收获机，并启动激光传感器，测量激光传感器到信号反射模块之间的距离，存入系统并记为x；

18、s7、启动角度传感器，测量挖掘铲架挖掘过程中旋转的角度，实时转换为挖掘铲入土角度，将数据存入系统并记为θ；

19、s8、设开沟深度为l，则开沟深度公式为：l＝1sinθ-(h1+x+h2)+h3。

20、(三)有益效果

21、与现有技术相比，本专利技术提供了一种多传感器融合的三七收获机挖掘深度检测装置，具备以下有益效果：

22、本专利技术通过采用激光传感器和角度传感器，结构简单，装拆方便，易于维护，提升测量准确性，能够准确测量挖深。本专利技术测量方法简单可靠、准确性好，能根据需要调节挖掘深度值，解决了现有单一传感器测量易受环境影响、准确性有待提高的问题，并通过传感器融合数据计算实现实时挖深的计算。

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【技术保护点】

1.一种多传感器融合的三七收获机挖掘深度检测装置，其特征在于：包括安装于收获机本体(1)一侧可弹性伸缩的固定轮架(2)，所述固定轮架(2)上设置有激光传感器(3)和信号反射模块(4)，所述收获机本体(1)的内部设置有挖掘铲板(11)，且所述收获机本体(1)的外侧面转动连接有用于对挖掘铲板(11)角度调节的挖掘铲架(12)，所述挖掘铲架(12)与挖掘铲板(11)连接，所述收获机本体(1)的外侧面通过支架铰接有用于对挖掘铲架(12)旋转驱动的液压缸(13)，所述挖掘铲架(12)上安装有角度传感器(5)，所述激光传感器(3)与信号反射模块(4)的竖直位置一致，所述角度传感器(5)与挖掘铲架(12)的垂直边平行。

2.根据权利要求1所述的一种多传感器融合的三七收获机挖掘深度检测装置，其特征在于：所述固定轮架(2)包括与收获机本体(1)固定连接的L型支架(21)，所述L型支架(21)的底部伸缩设置有下支架(22)，所述L型支架(21)的内部设置有用于对下支架(22)弹性挤压的弹簧(23)，所述下支架(22)的底部转动连接有行走轮(24)，所述激光传感器(3)固定安装于所述L型支

3.根据权利要求2所述的一种多传感器融合的三七收获机挖掘深度检测装置，其特征在于：所述L型支架(21)的底部开设有活动槽(25)，且下支架(22)的顶部滑动连接于所述活动槽(25)的内部，所述弹簧(23)安装于所述活动槽(25)的内部，使下支架(22)随弹簧(23)在L型支架(21)的内部上下起伏。

4.根据权利要求2所述的一种多传感器融合的三七收获机挖掘深度检测装置，其特征在于：所述激光传感器(3)位于所述信号反射模块(4)的正上方，所述信号反射模块(4)用于接收激光传感器(3)发射的信号，将接收的信号反馈给系统，通过系统进行数据储存。

5.根据权利要求4所述的一种多传感器融合的三七收获机挖掘深度检测装置，其特征在于：所述行走轮(24)采用受压不变形的材料，且通过轮毂进行联接，所述轮毂的轴心与下支架(22)转动连接，所述信号反射模块(4)固定于下支架(22)的侧面，使信号反射模块(4)不随车轮进行转动，所述行走轮(24)能随地面的起伏变化而带动下支架(22)上下起伏，带动信号反射模块(4)上下起伏。

6.根据权利要求3所述的一种多传感器融合的三七收获机挖掘深度检测装置，其特征在于：所述活动槽(25)的内部滑动连接有滑动板(6)，所述弹簧(23)固定于滑动板(6)的底部和下支架(22)的顶部之间，所述L型支架(21)的顶部螺纹连接有第一丝杆(7)，所述第一丝杆(7)的底端转动连接于所述滑动板(6)的顶部，所述L型支架(21)的顶部设置有调节组件(8)。

7.根据权利要求6所述的一种多传感器融合的三七收获机挖掘深度检测装置，其特征在于：所述调节组件(8)包括开设于所述L型支架(21)顶部的伸缩槽(81)，所述伸缩槽(81)的内部滑动连接有伸缩柱(82)，且伸缩柱(82)的一端与收获机本体(1)固定连接，所述L型支架(21)的顶部滑动连接有调节板(83)，所述调节板(83)的底部与伸缩柱(82)固定连接，所述L型支架(21)的顶部通过支架转动连接有第二丝杆(84)，所述第二丝杆(84)的外表面与调节板(83)的内部螺纹连接，所述L型支架(21)的顶部转动连接有螺纹套筒(9)，所述第一丝杆(7)与螺纹套筒(9)的内部螺纹连接，所述第一丝杆(7)的底端固定于滑动板(6)的顶部，所述螺纹套筒(9)的外表面和第二丝杆(84)的一端均固定连接有相互啮合的锥形齿轮(10)。

8.一种采用权利要求1-5任一所述的多传感器融合的三七收获机挖掘深度检测装置的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

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【技术特征摘要】

2.根据权利要求1所述的一种多传感器融合的三七收获机挖掘深度检测装置，其特征在于：所述固定轮架(2)包括与收获机本体(1)固定连接的l型支架(21)，所述l型支架(21)的底部伸缩设置有下支架(22)，所述l型支架(21)的内部设置有用于对下支架(22)弹性挤压的弹簧(23)，所述下支架(22)的底部转动连接有行走轮(24)，所述激光传感器(3)固定安装于所述l型支架(21)的内侧面，所述信号反射模块(4)固定安装于所述下支架(22)的一侧。

3.根据权利要求2所述的一种多传感器融合的三七收获机挖掘深度检测装置，其特征在于：所述l型支架(21)的底部开设有活动槽(25)，且下支架(22)的顶部滑动连接于所述活动槽(25)的内部，所述弹簧(23)安装于所述活动槽(25)的内部，使下支架(22)随弹簧(23)在l型支架(21)的内部上下起伏。

4.根据权利要求2所述的一种多传感器融合的三七收获机挖掘深度检测装置，其特征在于：所述激光传感器(3)位于所述信号反射模块(4)的正上方，所述信号反射模块(4)用于接收激光传感器(3)发射的信号，将接收的信号反馈给系统，通过系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈黎卿，胡安泰，张春岭，王韦韦，刘立超，刘策，
申请(专利权)人：安徽农业大学，
类型：发明
国别省市：

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