本發明涉及粉壟機松耕深度自動測量跟蹤的系統和方法。

背景技術：

深松耕粉壟機是對土地進行深松耕粉碎的設備，通過實驗，利用深松耕粉壟機粉壟的土地的農作物增產明顯。據報道，“在內蒙古赤峰市，利用深松耕粉壟機耕作的土地平均畝產玉米干籽粒792.9公斤，比對照平均畝產608公斤畝產增產184.9公斤，增產三成多。”據悉，該深松耕粉壟機由廣西五豐機械有限公司聯合廣西農科院、中國農業科學院土壤耕作與種植制度創新團隊、吉林正邦農業有限公司與太平莊共同實施，面積200畝，采用廣西五豐的履帶式粉壟機，耕深達到40厘米。

在河北試驗表明，小麥80%～90%的根系主要分布在0～40厘米土層，其中在0～20厘米土層內的根系占到總根量的60%～70%。小麥要高產，耕作深度就要大于20厘米。

通過粉壟對土壤深旋耕，在不增或減少化肥的情況下可實現增產。經多單位對水稻、玉米、小麥等試驗結果證實：每產出100公斤糧食其化肥用量減少0.35～4.29公斤，減幅10.81%～30.99%。因此，深松耕粉壟是眾人所望。

現有的粉壟機包括行走機構、底盤、動力機構、駕駛室、連接架和粉壟裝置，底盤固定在行走機構上，動力機構安裝中底盤上并驅動行走機構和粉壟裝置，駕駛室安裝中底盤上，連接架安裝在底盤上，粉壟裝置安裝中連接架上；所述的粉壟裝置包括粉壟箱、安裝中粉壟箱上的傳動軸、安裝在傳動軸上的齒輪、驅動傳動軸的馬達和安裝在傳動軸上的螺旋鉆桿。

粉壟機在工作時，螺旋鉆桿首先要深入到泥土中，然后向前或先后運動，實現對土地的松耕，螺旋鉆桿在進入到泥土中后，由于下端螺旋鉆桿被埋在泥土中，因此，螺旋鉆桿進入的深度到底是多少難以知曉，這樣就不能知曉松耕的深度，也難以預測消耗的功率。另外，本領域技術人員都知曉，在耕作過程中，土地總會有高低不平的現象，而現有的設備，只要螺旋鉆桿進入到泥土中后，粉壟機行走機構到螺旋鉆桿的下端距離就已經確定，這樣就不能根據高低不同的土地自動調整耕作深度，讓耕作深度不一致。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種粉壟深度測量自動跟蹤系統及測量自動跟蹤方法，利用本發明的系統和方法，能自動測量跟蹤粉壟深度，做到粉壟深度達到預計粉壟深度。

為達到上述目的，一種粉壟深度測量自動跟蹤系統，包括連接架和粉壟裝置；所述的粉壟裝置包括粉壟箱、驅動機構、傳動軸、動力傳動件和刀具，驅動機構安裝中粉壟箱上，驅動機構驅動至少一傳動軸，傳動軸安裝中粉壟箱上，動力傳動件安裝在傳動軸上，刀具安裝在傳動軸上；連接架包括固定架、舉臂和舉臂油缸，舉臂的一端鉸接在固定架上，舉臂的另一端鉸接在粉壟裝置上，舉臂油缸的一端鉸接在固定架上，舉臂油缸的另一端鉸接在舉臂上；在舉臂油缸上設有測試舉臂油缸活塞桿運動行程的第一傳感器；在驅動機構上設有第二傳感器，第一傳感器和第二傳感器連接有控制器，控制器上連接有輸出裝置。

粉壟深度測量自動跟蹤系統的測量自動跟蹤方法，舉臂在舉臂油缸伸長時往下運動，當第一傳感器檢測到舉臂運動到設定位置時，刀具開始旋轉；然后刀具繼續向下運動，當刀具切到泥土時，刀具的阻力迅速增加，第二傳感器把實變信號傳給控制器，控制器把此時的值作為入土起點；舉臂油缸繼續伸長，并通過第一傳感器向控制器中發送數據直到刀具達到指定的深度，通過輸出裝置告知刀具實際深度。

上述系統和方法，由于設置了第一傳感器，這樣就能檢測到舉臂油缸的運動行程，從而檢測到舉臂的擺動角度，最終確定刀具何時啟動旋轉，因此，在刀具旋轉前能節省能耗，當刀具入土后，由于設置了第二傳感器，這樣能檢測到驅動機構的旋轉速度，當驅動機構的旋轉速度發生變化時，則可確定刀具入土的起點，確定刀具入土的起點后，通過第一傳感器檢測舉臂油缸的運動行程，來確定刀具入土的深度，這樣就能及時的測量跟蹤粉壟深度，實現實時監控，提高耕作效率，降低能耗。

進一步的，在粉壟裝置上鉸接有擋板，擋板與粉壟裝置垂直面的夾角為α，擋板上連接有鋼絲繩，在粉壟裝置安裝有驅動裝置，鋼絲繩經滑輪連接到驅動裝置，驅動裝置上連接有第三傳感器，第三傳感器與控制器連接；鋼絲繩通過驅動裝置向上拉一重量mkg，通過第三傳感器給控制器傳輸重量信號，如果重量信號大于或小于mkg，夾角α發生了變化，土地出現高低不平的現象，控制器根據重量信號控制舉臂油缸運動，保證夾角α不變。該結構和方法，在粉壟機運行到高低不太平的土地上時，只要保證夾角α不不變，則刀具入土的深度不會發生變化，使得刀具能根據土地的高低自動運動，保證粉壟深度是一致的。

進一步的，所述的第一傳感器為距離傳感器，所述的第二傳感器為速度傳感器。

進一步的，所述的輸出裝置為顯示屏。

進一步的，所述的驅動裝置為拉索油缸，第三傳感器為重量傳感器。

附圖說明

圖1為刀具準備進入泥土時的示意圖。

圖2為刀具已經進入到指定深度的示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明進行進一步詳細說明。

如圖1和圖2所示，粉壟深度測量自動跟蹤系統包括連接架1和粉壟裝置2。

連接架1包括固定架11、舉臂12和舉臂油缸13。在本實施例中，同一固定架11上設置有兩個舉臂12，兩舉臂12相互平行。舉臂12的一端鉸接在固定架11上，舉臂12的另一端鉸接在粉壟裝置的粉壟箱上，舉臂油缸13的一端鉸接在固定架11上，舉臂油缸13的另一端鉸接在其中一舉臂的中部上。

在舉臂12上固定有水平減震板14。

所述的粉壟裝置2包括粉壟箱21、驅動機構22、傳動軸23、動力傳動件和刀具24。

驅動機構22為液壓馬達，液壓馬達安裝中粉壟箱21上，液壓馬達驅動至少一傳動軸23，在粉壟箱21上安裝有二個以上的傳動軸23；動力傳動件為齒輪，在沒有傳動軸上安裝有齒輪，相鄰的齒輪相互嚙合。刀具24安裝在傳動軸23上，刀具24為螺旋鉆桿，刀具具有刀頭241和刀體242。

在舉臂油缸13上設有測試舉臂油缸活塞桿運動行程的第一傳感器31，第一傳感器31為距離傳感器；在液壓馬達上設有第二傳感器32，第二傳感器為速度傳感器，第一傳感器和第二傳感器連接有控制器，控制器上連接有輸出裝置，控制器與舉臂油缸13、液壓馬達連接，所述的驅動裝置為顯示屏。

在粉壟箱21上鉸接有擋板41，擋板41與粉壟裝置垂直面的夾角為α，擋板41上連接有鋼絲繩42，在粉壟箱21上安裝有驅動裝置43，所述的驅動裝置為拉索油缸，鋼絲繩42經滑輪45連接到拉索油缸，拉索油缸會給予鋼絲繩一確定的拉力mkg，假設在本實施例為100kg，驅動裝置上連接有第三傳感器44，第三傳感器為重量傳感器，第三傳感器44與控制器連接；通過第三傳感器給控制器傳輸重量信號，如果重量信號大于或小于100kg，夾角α發生了變化，土地出現高低不平的現象，控制器根據重量信號控制舉臂油缸運動，保證夾角α不變。該結構和方法，在粉壟機運行到高低不太平的土地上時，只要保證夾角α不不變，則刀具入土的深度不會發生變化，使得刀具能根據土地的高低自動運動，保證粉壟深度是一致的。

粉壟深度測量自動跟蹤系統的測量自動跟蹤方法，舉臂12在舉臂油缸13伸長時往下運動，當第一傳感器31檢測到舉臂運動到設定位置時，在本實施例中，通過檢測水平減震板的下降高度來確定，刀具24開始旋轉；然后刀具24繼續向下運動，當刀具24的刀體242切到泥土時，刀具24的阻力迅速增加，液壓馬達的旋轉會受到影響，第二傳感器32把實變信號傳給控制器，控制器把此時的值作為入土起點；舉臂油缸13繼續伸長，并通過第一傳感器31向控制器中發送數據直到刀具達到指定的深度，通過顯示屏顯示刀具實際深度。

上述系統和方法，由于設置了第一傳感器，這樣就能檢測到舉臂油缸的運動行程，從而檢測到舉臂的擺動角度，最終確定刀具何時啟動旋轉，因此，在刀具旋轉前能節省能耗，當刀具入土后，由于設置了第二傳感器，這樣能檢測到驅動機構的旋轉速度，當驅動機構的旋轉速度發生變化時，則可確定刀具入土的起點，確定刀具入土的起點后，通過第一傳感器檢測舉臂油缸的運動行程，來確定刀具入土的深度，這樣就能及時的測量跟蹤粉壟深度，實現實時監控，提高耕作效率，降低能耗。