一种内置杂物收集机构的土地平整设备的制作方法

1.本发明涉及土地平整设备，特别是涉及一种内置杂物收集机构的土地平整设备。


背景技术：

2.在农业生产过程中，土地经过很长时间的使用会出现板结，形成大的块状结构，从而不仅不利于农作物的生长，还会影响土壤对水分和养分的吸收，为避免出现该种情况，通常都会采用土地平整设备来对土地进行破碎以及平整，提高土壤的松软性。
3.现有的土地平整设备在使用过程中，大多由车身、破碎辊以及平整辊组成，通过车身带动平整辊移动实现对土地的平整，而由于该平整方式较为单一，无法将土壤内的杂物进行清理，从而影响平整质量以及土壤松软性的问题，为此我们提出一种内置杂物收集机构的土地平整设备。


技术实现要素：

4.针对上述内容，为解决上述问题，提供一种内置杂物收集机构的土地平整设备，包括车身底座。
5.所述车身底座的底部一端设有清扫组件，所述车身底座的中部下表面设有收集组件，所述清扫组件包括固定连接于车身底座一端前后表面上的两个连接支架，前端所述连接支架的底部前表面固定连接有第一电机，两个所述连接支架之间转动连接有清扫辊，所述第一电机的后端通过联轴器贯穿前端连接支架并与清扫辊的前端固定连接，所述清扫辊的外侧设有若干个刷毛，所述收集组件包括固定连接于车身底座中部下表面的收集盒，所述收集盒的一侧固定连接有限位套，所述限位套的底端固定连接有楔形块。
6.所述车身底座的底部另一端设有支撑组件，所述支撑组件包括分别固定连接于车身底座另一端前后表面上的两个支撑块，两个支撑块之间设有平整辊，所述平整辊的前后两端分别固定连接有连接轴，所述连接轴的外侧转动连接有滑动底座，两个所述支撑块的相对一侧分别开设有限位方槽，所述滑动底座滑动连接于限位方槽的内侧，所述滑动底座的上表面固定连接有连接卡套，所述连接卡套的上表面固定连接有复位弹簧，所述复位弹簧的顶端通过另一个连接卡套与限位方槽顶端内壁连接。
7.所述收集盒的内侧固定连接有固定底座，所述固定底座的底端通过若干个连接弹簧连接有活动底座，所述活动底座的内侧固定连接有过滤网，所述活动底座的底端设有筛分组件。
8.所述筛分组件包括固定连接于收集盒后端的第二电机，所述第二电机的前端通过联轴器贯穿收集盒后端并固定连接有传动轴，所述传动轴的两端外侧分别固定连接有位于活动底座底端的凸轮。
9.设备还包括主控制器、振动传感器、声音传感器、分析模块和指示灯；
10.第一电机、第二电机、振动传感器、声音传感器、分析模块和指示灯都连接至主控制器；
11.振动传感器安装在设备的底座上，用于监测设备在工作过程中的振动情况，并将振动的加速度变化波形发送至主控制器；声音传感器设置于收集盒外部，用于采集设备在工作过程中的噪音，并将采集的音频数据发送至主控制器；
12.主控制器将采集的振动波形和音频数据发送至分析模块进行分析，分析模块根据分析结果将第一电机、第二电机的转速控制数据发送给主控制器，主控制器根据第一电机和第二电机的转速控制数据控制第一电机和第二电机的转速；
13.分析模块的分析过程为：
14.分析模块将振动波形分割，分割的长度为0.5-1s，然后将分割后的振动波形转换成频域，然后求取第n个振动波形片段的峰值振动频率s
mn
，以及峰值振动频率的强度h
mn
；
15.第一电机的转速为r1＝r0+k1·
(s
mn-s
n0
)-k0(h
mn
)；其中r0为第二电机的基础转速，k0、k1为转速调整系数，s
n0
为设备共振频率，都根据经验设置；
16.当s
mn-s
n0
小于阈值时；判断h
mn
是否大于阈值，如果h
mn
大于阈值则判断设备故障；
17.如此当设备出现故障时会产生较大的共振，这说明设备移动速度过快，且扭矩不足，需要降低转速，提高扭矩。
18.分析模块将音频数据进行降噪，降噪方法为在设备空载时进行音频采样，并将空载时的音频作为降噪样本，从工作时的音频数据的频谱中剪除空载时的音频频谱，从而得到降噪后的音频数据；
19.将降噪后的音频数据进行分割，分割的长度为0.5-1s，得到多个音频片段；对分割后的音频片段转换成频域，得到分割音频片段的频谱；
20.求取第n个分割音频片段的频谱的峰值频谱f
mn
，峰值频谱的强度a
mn
；
21.然后计算:
22.△fn
＝f
mn-f
m(n-1)
,
△an
＝a
mn-a
m(n-1)
,其中n为大于1的整数；
23.并绘制
△fn
和
△an
随时间变化的曲线，曲线横坐标为时间，纵坐标为
△fn
和
△an
的值；
24.第二电机的转速为r2＝r
3-k2·
(
△fn
/
△fn0
)；其中r3为第二电机的基础转速，k2为转速调整系数，
△fn0
为频率调整基数，都根据经验设置；
25.当
△fn
小于预设阈值且f
mn
小于阈值时；判断
△an
是否大于阈值，如果
△an
大于阈值则判断收集盒满。
26.当设备发出的声音频率越来越低，这说明收集盒内的物体正在增加，需要加快电机转速，从而提高细碎物体的排出。
27.所述收集盒的前端内壁开设有与传动轴相适配的限位槽，所述传动轴的前端转动连接于限位槽的内侧。
28.所述清扫辊的纵向长度与楔形块纵向长度相等，所述楔形块的一端固定连接于收集盒的内侧。
29.所述复位弹簧的内侧设有限位杆，所述限位杆的两端分别滑动连接于复位弹簧两端固定连接的连接卡套内侧。
30.当分析模块判断设备工作异常或者收集盒满时，主控制器控制指示灯点亮，指示工作异常或者收集盒满。
31.上述技术方案的工作原理如下：
32.当车身底座带动清扫组件和收集组件向前移动时，启动安装在前端连接支架上的第一电机，使得第一电机通过联轴器带动转动连接在两个连接支架之间的清扫辊转动，清扫辊转动通过其外侧固定连接的刷毛将破碎辊破碎后的杂物以及较小结块扫入限位套内，然后通过限位套内侧的楔形块移动到收集盒内侧，从而实现了杂物以及接块的收集，避免杂物以及接块影响后续的平整质量以及土壤的松软性。
33.在进一步的技术方案中，所述车身底座的底部另一端设有支撑组件，所述支撑组件包括分别固定连接于车身底座另一端前后表面上的两个支撑块，两个支撑块之间设有平整辊，所述平整辊的前后两端分别固定连接有连接轴，所述连接轴的外侧转动连接有滑动底座，两个所述支撑块的相对一侧分别开设有限位方槽，所述滑动底座滑动连接于限位方槽的内侧，所述滑动底座的上表面固定连接有连接卡套，所述连接卡套的上表面固定连接有复位弹簧，所述复位弹簧的顶端通过另一个连接卡套与限位方槽顶端内壁连接。
34.当车身底座移动时还会通过支撑组件带动平整辊移动，而由于支撑组件通过连接轴转动连接于滑动底座的内侧，从而使得平整辊在移动的同时还能实现自转，当平整辊移动过程中遇到较大的结块时，通过滑动底座顶端连接的复位弹簧可以存在一个缓冲空间，避免平整辊平整过程中被结块顶起，从而导致车身底座的稳定性以及安全性受到影响的问题。
35.在进一步的技术方案中，所述收集盒的内侧固定连接有固定底座，所述固定底座的底端通过若干个连接弹簧连接有活动底座，所述活动底座的内侧固定连接有过滤网，所述活动底座的底端设有筛分组件。
36.当杂物以及土壤进入收集盒后，会在收集盒后端的阻挡下顺着重力落入底端的过滤网上，而过滤网的外侧固定连接有活动底座，活动底座的顶端通过若干个连接弹簧与固定底座连接，从而使得过滤网在杂物以及土壤的冲击下可以进行卸力，避免冲击过大损坏过滤网。
37.在进一步的技术方案中，所述筛分组件包括固定连接于收集盒后端的第二电机，所述第二电机的前端通过联轴器贯穿收集盒后端并固定连接有传动轴，所述传动轴的两端外侧分别固定连接有位于活动底座底端的凸轮。
38.当杂物以及土壤落入过滤网的顶端后，启动第二电机带动传动轴转动，传动轴带动凸轮转动敲击活动底座的底端，使得活动底座向上移动并在连接弹簧的作用下增大震动频率，从而使得过滤网上的杂物以及土壤进行筛分，将筛分后的土壤返还土地，避免土壤流失。
39.在进一步的技术方案中，所述收集盒的前端内壁开设有与传动轴相适配的限位槽，所述传动轴的前端转动连接于限位槽的内侧。
40.通过将传动轴的一端与限位槽转动连接，从而保证了传动轴带动凸轮敲击活动底座的稳定性。
41.在进一步的技术方案中，所述清扫辊的纵向长度与楔形块纵向长度相等，所述楔形块的一端固定连接于收集盒的内侧。
42.将楔形块安装在限位套的内侧并与清扫辊保持相同长度，使得清扫辊清扫的杂物可以完成的顺着楔形块进入收集盒的内侧。
43.在进一步的技术方案中，所述复位弹簧的内侧设有限位杆，所述限位杆的两端分
别滑动连接于复位弹簧两端固定连接的连接卡套内侧。
44.将复位弹簧的内侧设有分别滑动连接欸与两个连接卡套内侧的限位杆，从而保证复位弹簧被挤压后不会出现位置偏移。
45.本发明的有益效果是：
46.1、通过设置的清扫组件、收集组件和筛分组件，便于该装置在使用过程中，首先通过清扫组件将散落杂物清扫到收集组件内，然后通过筛分组件带动收集组件内侧的杂物进行筛分，将土壤筛分出来返还到土地上，从而可以更好的完成土地内杂物的收集，避免了杂物影响平整质量以及土壤松软性的问题。
47.2、通过设置的支撑组件和平整辊，便于该装置在使用过程中，通过支撑组件将平整辊安装在车身底座的底端，使得平整辊在工作过程中存在一个缓冲空间，避免其遇到较大结块突出时，由于无法平整被其顶起，从而导致车身底座的稳定性以及安全性受到影响的问题。
48.3、通过设置振动传感器和声音传感器采集设备工作中的振动和发出的声音，据此对第一电机和第二电机的工作转速进行控制，并据此进行判断设备是否工作异常以及设备的收集盒是否满，从而更好的提供提示。
附图说明
49.图1是本发明实施例的整体结构示意图；
50.图2是本发明实施例收集盒正面剖视的结构示意图；
51.图3是本发明实施例收集盒侧面剖视的结构示意图；
52.图4是本发明实施例图3中a处的结构示意图；
53.图5是本发明实施例支撑块后视的结构示意图；
54.图6是本发明实施例2中的控制机构的架构示意图。
55.附图标记说明：
56.1、车身底座；2、清扫组件；3、收集组件；4、支撑组件；5、平整辊；6、筛分组件；21、连接支架；22、第一电机；23、清扫辊；31、收集盒；32、限位套；33、楔形块；34、固定底座；35、过滤网；36、活动底座；37、连接弹簧；41、支撑块；42、限位方槽；43、滑动底座；44、连接轴；45、连接卡套；46、复位弹簧；61、第二电机；62、传动轴；63、凸轮；64、限位槽。
具体实施方式
57.本发明的优点、特征以及达成所述目的的方法通过附图及后续的详细说明将会明确。
58.实施例1：
59.一种内置杂物收集机构的土地平整设备，包括车身底座1。
60.所述车身底座1的底部一端设有清扫组件2，所述车身底座1的中部下表面设有收集组件3，所述清扫组件2包括固定连接于车身底座1一端前后表面上的两个连接支架21，前端所述连接支架21的底部前表面固定连接有第一电机22，两个所述连接支架21之间转动连接有清扫辊23，所述第一电机22的后端通过联轴器贯穿前端连接支架21并与清扫辊23的前端固定连接，所述清扫辊23的外侧设有若干个刷毛，所述收集组件3包括固定连接于车身底
座1中部下表面的收集盒31，所述收集盒31的一侧固定连接有限位套32，所述限位套32的底端固定连接有楔形块33。
61.所述车身底座1的底部另一端设有支撑组件4，所述支撑组件4包括分别固定连接于车身底座1另一端前后表面上的两个支撑块41，两个支撑块41之间设有平整辊5，所述平整辊5的前后两端分别固定连接有连接轴44，所述连接轴44的外侧转动连接有滑动底座43，两个所述支撑块41的相对一侧分别开设有限位方槽42，所述滑动底座43滑动连接于限位方槽42的内侧，所述滑动底座43的上表面固定连接有连接卡套45，所述连接卡套45的上表面固定连接有复位弹簧46，所述复位弹簧46的顶端通过另一个连接卡套45与限位方槽42顶端内壁连接。
62.所述收集盒31的内侧固定连接有固定底座34，所述固定底座34的底端通过若干个连接弹簧37连接有活动底座36，所述活动底座36的内侧固定连接有过滤网35，所述活动底座36的底端设有筛分组件6。
63.所述筛分组件6包括固定连接于收集盒31后端的第二电机61，所述第二电机61的前端通过联轴器贯穿收集盒31后端并固定连接有传动轴62，所述传动轴62的两端外侧分别固定连接有位于活动底座36底端的凸轮63。
64.所述收集盒31的前端内壁开设有与传动轴62相适配的限位槽64，所述传动轴62的前端转动连接于限位槽64的内侧。
65.所述清扫辊23的纵向长度与楔形块33纵向长度相等，所述楔形块33的一端固定连接于收集盒31的内侧。
66.所述复位弹簧46的内侧设有限位杆，所述限位杆的两端分别滑动连接于复位弹簧46两端固定连接的连接卡套45内侧。
67.实施例2：
68.本实施例介绍设备的工作和控制方法：
69.设备为实施例1的设备，其设备还包括主控制器、振动传感器、声音传感器、分析模块和指示灯；
70.第一电机、第二电机、振动传感器、声音传感器、分析模块和指示灯都连接至主控制器；
71.振动传感器安装在设备的底座上，用于监测设备在工作过程中的振动情况，并将振动的加速度变化波形发送至主控制器；声音传感器设置于收集盒外部，用于采集设备在工作过程中的噪音，并将采集的音频数据发送至主控制器；
72.主控制器将采集的振动波形和音频数据发送至分析模块进行分析，分析模块根据分析结果将第一电机、第二电机的转速控制数据发送给主控制器，主控制器根据第一电机和第二电机的转速控制数据控制第一电机和第二电机的转速；
73.分析模块的分析过程为：
74.分析模块将振动波形分割，分割的长度为0.5-1s，然后将分割后的振动波形转换成频域，然后求取第n个振动波形片段的峰值振动频率s
mn
，以及峰值振动频率的强度h
mn
；
75.第一电机的转速为r1＝r0+k1·
(s
mn-s
n0
)-k0(h
mn
)；其中r0为第二电机的基础转速，k0、k1为转速调整系数，s
n0
为设备共振频率，都根据经验设置；
76.当s
mn-s
n0
小于阈值时；判断h
mn
是否大于阈值，如果h
mn
大于阈值则判断设备故障；
77.分析模块将音频数据进行降噪，降噪方法为在设备空载时进行音频采样，并将空载时的音频作为降噪样本，从工作时的音频数据的频谱中剪除空载时的音频频谱，从而得到降噪后的音频数据；
78.将降噪后的音频数据进行分割，分割的长度为0.5-1s，得到多个音频片段；对分割后的音频片段转换成频域，得到分割音频片段的频谱；
79.求取第n个分割音频片段的频谱的峰值频谱f
mn
，峰值频谱的强度a
mn
；
80.然后计算:
81.△fn
＝f
mn-f
m(n-1),
△an
＝a
mn-a
m(n-1)
,其中n为大于1的整数；
82.并绘制
△fn
和
△an
随时间变化的曲线，曲线横坐标为时间，纵坐标为
△fn
和
△an
的值；
83.第二电机的转速为r2＝r
3-k2·
(
△fn
/
△fn0
)；其中r3为第二电机的基础转速，k2为转速调整系数，
△fn0
为频率调整基数，都根据经验设置；
84.当
△fn
小于预设阈值且f
mn
小于阈值时；判断
△an
是否大于阈值，如果
△an
大于阈值则判断收集盒满。
85.当分析模块判断设备工作异常或者收集盒满时，主控制器控制指示灯点亮，指示工作异常或者收集盒满。
86.以上所述，仅为本发明的优选实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。