便携式水田泥脚深度测量装置

摘要

本发明公开了一种便携式水田泥脚深度测量装置,解决了水田泥脚深度测量费时费力、精度差、效率低下的问题。技术方案包括安装在支撑组件上的入泥滑杆组件、安装在支撑组件上的磁致伸缩位移传感器组件和电池及控制仓组件，所述入泥滑杆组件包括垂直固定在支撑组件上的支撑板，所述支撑板上垂直均匀设有多组限位导向槽，入泥滑杆位于限位导向槽内，所述入泥滑杆的下端设有入泥板；所述磁致伸缩位移传感器组件包括安装在支撑板上的测量杆座，所述测量杆座上垂直装有测量杆，所述测量杆上套有测量滑块，所述测量杆顶部设有测量电子仓，所述测量滑块经连接杆与所述入泥滑杆刚性连接。本发明结构简单轻便、可实现半自动化测量、省时省力、精度高。

权利要求

1.一种便携式水田泥脚深度测量装置,包括安装在支撑组件上的入泥滑杆组件,其特征在于,还包括有安装在支撑组件上的磁致伸缩位移传感器组件和电池及控制仓组件，其中，所述入泥滑杆组件包括垂直固定在支撑组件上的支撑板，所述支撑板上垂直均匀设有多组限位导向槽，入泥滑杆位于限位导向槽内，所述入泥滑杆的下端设有入泥板；所述磁致伸缩位移传感器组件包括安装在所述支撑板上的测量杆座，所述测量杆座上垂直装有测量杆，所述测量杆上套有测量滑块，所述测量杆顶部设有测量电子仓，所述测量滑块经连接杆与所述入泥滑杆刚性连接；所述电池及控制仓组件安装在支撑组件的顶部，包括仓体和位于仓体内的控制板、锂电池和显示控制屏，所述控制板分别与锂电池、显示控制屏和测量电子仓连接。

2.如权利要求1所述的便携式水田泥脚深度测量装置，其特征在于，所述入泥滑杆的下端经配重限位块与入泥板连接，所述支撑板的下端设有行程开关，所述行程开关的位置与所述配重限位块的限位部对应，所述行程开关与所述控制板连接。

3.如权利要求1所述的便携式水田泥脚深度测量装置，其特征在于，所述支撑板的下端还设有红外测距传感器，所述红外测距传感器与所述控制板连接。

4.如权利要求1所述的便携式水田泥脚深度测量装置，其特征在于，所述控制板还与设在仓体顶部的无线通讯天线连接。

5.如权利要求1所述的便携式水田泥脚深度测量装置，其特征在于，所述控制板还与设在仓体内的姿态传感器连接。

6.如权利要求1-5任一项所述的便携式水田泥脚深度测量装置，其特征在于，所述支撑组件包括中央连接块和三个支架腿，所述支架腿上端铰接在中央连接块上，下端设有触泥托盘。

7.如权利要求6所述的便携式水田泥脚深度测量装置，其特征在于，所述中央连接块的底部中心位置设有配重手柄。

8.如权利要求6所述的便携式水田泥脚深度测量装置，其特征在于，所述支架腿的下端经球形关节与触泥托盘铰接。

说明书

便携式水田泥脚深度测量装置

技术领域

[0001] 本发明专利涉及农业机械领域，具体涉及一种便携式水田泥脚深度测量装置。

背景技术

[0002] 水稻生产在我国粮食生产中占有十分重要的地位。在我国传统的水稻生产中就有精耕细耙，寸水不过田等要求，现代的机插秧技术同样对水稻田的耕整要求很高。在我国南方四种典型水田环境(旱作水田、夏耕水田、湖田、沤田)四种泥脚深度不尽相同，不同泥脚深度对水田耕整过程有着重要影响。

[0003] 目前我国尚无标准的泥脚深度测量方法及测量设备，传统的泥脚深度测量均为人工测量后估计深度，不能一致的准确的提供泥脚深度数据，而且无法快速测量实时传输数字化数据，且费时费力、灵活性差。快速数字化测量泥脚深度方法能够帮助研究水田耕整过程中拖拉机机组的状态与作业性能、改善水田作业效率和作业质量。

发明内容

[0004] 本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种结构简单轻便、可实现半自动化测量、灵活易操作、省时省力、精度高、可靠性好的便携式水田泥脚深度测量装置。

[0005] 技术方案包括安装在支撑组件上的入泥滑杆组件,还包括有安装在支撑组件上的磁致伸缩位移传感器组件和电池及控制仓组件，其中，所述入泥滑杆组件包括垂直固定在支撑组件上的支撑板，所述支撑板上垂直均匀设有多组限位导向槽，入泥滑杆位于限位导向槽内，所述入泥滑杆的下端设有入泥板；所述磁致伸缩位移传感器组件包括安装在所述支撑板上的测量杆座，所述测量杆座上垂直装有测量杆，所述测量杆上套有测量滑块，所述测量杆顶部设有测量电子仓，所述测量滑块经连接杆与所述入泥滑杆刚性连接；所述电池及控制仓组件安装在支撑组件的顶部，包括仓体和位于仓体内的控制板、锂电池和显示控制屏，所述控制板分别与锂电池、显示控制屏和测量电子仓连接。

[0006] 所述入泥滑杆的下端经配重限位块与入泥板连接，所述支撑板的下端设有行程开关，所述行程开关的位置与所述配重限位块的限位部对应，所述行程开关与所述控制板连接。

[0007] 所述支撑板的下端还设有红外测距传感器，所述红外测距传感器与所述控制板连接。

[0008] 所述控制板还与设在仓体顶部的无线通讯天线连接。

[0009] 所述控制板还与设在仓体内的姿态传感器连接。

[0010] 所述支撑组件包括中央连接块和三个支架腿，所述支架腿上端铰接在中央连接块上，下端设有触泥托盘。

[0011] 所述中央连接块的底部中心位置设有配重手柄。

[0012] 所述述支架腿的下端经球形关节与触泥托盘铰接。

[0013] 为解决背景技术中存在的问题，发明人设计了一种便携式水田泥脚深度测量装置，入泥滑杆组件中入泥滑板可在支撑板的限位导向槽内垂直滑动，利用人工提起入泥滑板，再利用人工或利用部件自重下压从而实现测量功能，磁致伸缩位移传感器组件的测量滑块与入泥滑板通过连接杆刚性连接，实现同步自动测量入泥滑板的位移量的目的；磁致伸缩位移传感器组件测得的数据送入控制板中进行存储、判断和输出；所述电池及控制仓组件中的控制板可通过无线通讯天线与工作站通讯，同时还接收来自行程开关的信号、来自红外测距传感器的数据，当控制收到自行程开关的信号，则记录此时磁致伸缩位移传感器组传来的移量数据，并将此时的位移数据作为初始位移数据。当入泥滑板触底后，磁致伸缩位移传感器组件的测量滑块不再移动，则控制板记录此时的位移数据作为终止数据，然后可以计算出入泥滑板的位移量，再根据红外测距传感器测得的离地间隙数据，以及设定的入泥滑板起始位置与红外测距传感器之间的间距，可以自动计算出水田泥脚深度，这些数据均可通过无线通讯天线传输给工作站。所述锂电池通过控制板为各设备供电。所述支撑组件可既可实现有效支撑，也可方便的折叠，支撑角下端的触泥托盘与水田表面接触且不下沉。

[0014] 本发明具有结构简单轻便、可方便易折叠、便于携带、操作简单、自动化程度高、测量精度高、测量速度快、劳动强度低、数据能实时无线回传、保存和分析数据等优点。

附图说明

[0015] 图1为本发明主视图；

[0016] 图2为本发明右视图；

[0017] 图3为本发明左视图；

[0018] 图4为本发明电池及控制仓组件的内部结构图；

[0019] 图5本发明控制原理图。

[0020] 1-磁致伸缩位移传感器组件、2-入泥滑杆组件、3-电池及控制仓组件、4-支架腿、5-行程开关、6-测量电子仓、7-测量杆、8-测量滑块、9-连接杆、10-测量杆座、11-限位导向槽、12-支架腿、13-球形关节、14-姿态传感器、15-支撑板、16-入泥滑杆、17-配重限位块、
18-入泥板、19-触泥托盘、20-无线通讯天线、21-仓体、22-中央连接块、23-配重手柄、26-显示控制屏、27-关节、28-红外测距传感器、29-控制板、30-锂电池。

具体实施方式

[0021] 下面结合附图对本发明作进一步解释说明：

[0022] 参照图1，本发明装置包括磁致伸缩位移传感器组件1、入泥滑杆组件2、电池及控制仓组件3和支撑组件构成。

[0023] 参照图2，磁致伸缩位移传感器组件1由测量电子仓6、测量杆7、测量杆座10、测量滑块8构成。测量电子仓6通过螺纹固定在测量杆7上端，测量杆7焊接在测量杆座10上，测量杆座10固定在支撑板15上，测量滑块8为永磁铁，在测量杆7上移动时，利用磁致伸缩位移原理，测量电子仓6输出绝对位移信号。测量滑块8通过螺栓与连接杆9固定。

[0024] 入泥滑杆组件2由支撑板15、限位导向槽11、入泥滑杆16、配重连接块17、入泥板18构成。限位导向槽11设在支撑板15上，入泥滑杆16可以限位导向槽11中上下垂直直线滑动。配重连接块17通过螺栓固定在入泥滑杆16下端，入泥滑杆16经连接杆9与测量滑块固定，入泥板18焊接在配重连接块17末端。入泥板18的触泥压强与人工测量压强相同。配重连接块
17同时起到限位功能，向上提起入泥滑杆16至设定位置时,配重连接块17的限位部会正好被支撑板15的下端抵住，从而起到限位的作用，所述支撑板15的下端的对应位置还安装行程开关5，当配重连接块17被同步上提至限位位置时，会同步触发行程开关5。所述支撑板15的下端还设有红外测距传感器28，用来测量离地间距。所述入泥滑杆16、配重连接块17、入泥板18均采用不锈钢材质，测量完毕后可方便拆卸清洗。

[0025] 参照图2、图3，支撑组件由三个支架腿4、中央连接块22、触泥托盘19和配重手柄23组成，三个支架腿4上端通过关节27铰接在中央连接块22上，配重手柄23通过螺丝连接在中央连接块22底部中央，支架腿12下端通过球形关节13与触泥托盘19铰接。触泥托盘19有较大的接地面积，能够防止设备陷入泥中，同时能自由调整姿态，方便回收。中央连接块22上垂直连接支撑板15。

[0026] 参照图3、图4，电池及控制仓组件3由仓体21、显示控制屏26、控制板29、锂电池30、姿态传感器31、天线20构成。仓体3由不锈钢板焊接成开口型固定在支撑组件上。显示控制屏26固定在仓体3开口处。控制板29、锂电池30和姿态传感器14通过螺栓固定在仓体3底部。天线20通过螺栓固定在仓体3顶部。控制板29通过线缆与磁致伸缩位移传感器组件1电子仓连接通讯。天线20、红外测距传感器28、锂电池3、姿态传感器14、行程开关5均通过线缆与控制板29相连，实现通讯及供电。

[0027] 工作原理：

[0028] 人工携带本装置至测量点，依次展开三个支架腿4，调节触泥托盘19，并通过姿态传感器14检测入泥姿态，经控制板29将结果显示在显示控制屏26上，操作者可根据结果进一步调节设备的姿态，以使入泥滑杆16能以接近垂直向下入泥；人工向上提起入泥滑杆16，上升至配重连接块17抵住支撑板15下端为止，此时触发行程开关5，信号被送至控制板29，控制板29记录下此时磁致伸缩位移传感器组件1由测量电子仓6传来的位移信号，并将其作为初始位移量，同时记录下红外测距传感器28传来的离地间隙数据；

[0029] 操作者松开入泥滑杆16，入泥滑杆16在自身重力作用垂直向下落下，入泥板18入泥直至触底，当控制板29接收到的磁致伸缩位移传感器组件1传来的位移数据在设定时间段内持续保持不变时，则记录下该数据，结合初始位移量、离地间隙数据以及预先设定的限位状态下入泥板18底面和支撑板下段之间的间距数据，或者进一步结合姿态传感器14数据，可以很容易的计算得到该测量点的水田泥角深度，相关数据既可同步在显示控制屏26中显示，也可通过控制板29的无线传输模块经无线通讯天线20传至工作站进行进一步存储和分析。完成该点测量后，操作者可方便的提起并折叠设备，携至下一测量点。