一种滚笼式仿地形传感器

1.本实用新型涉及农业机械技术领域，尤其涉及一种滚笼式仿地形传感器。


背景技术：

2.目前测量地形的传感器可以分为接触式和非接触式。其中，非接触式的传感器有超声波传感器和红外传感器。超声波传感器在草地里不会受到影响，但是在有些植物茬地里，植物茬的表面能够直接对超声波进行反射，因此在数据收集方面还需要确定植物茬的顶部与地面的距离，同时，周围温度以及不平整的地面都可能对超声波传感器产生影响；对于红外传感器而言，工作过程中容易受到水分的影响，因为水表面能够对红外光进行反射和折射，从而影响到传感器的测量精度。对于接触式传感器，叙利亚阿勒顿大学的a.m mouazenl；j.anthonis2；w.saeya提出过一种测量农具框架与地面高度的摆臂式耕深传感器，该传感器主要由一个金属轮和一个0.2米行程长度的线性可变位移传感器组成，线性位移传感器与金属轮的轮轴连接，该摆臂式耕深传感器依靠较重的金属轮降低植物茬对传感器的影响，但存在以下问题：因为金属轮的重量影响，当在较软的土壤里行走时，摆臂式耕深传感器存在下陷问题，同样会影响地形的测量精度。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种滚笼式仿地形传感器，用以在地形测量过程中降低植物茬的影响，提高地形测量精度。
4.为了解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案：
5.一种滚笼式仿地形传感器包括倾角传感器组、牵引板、摆臂框架和滚笼，牵引板与车辆机体可拆卸固定连接，摆臂框架的一端与牵引板铰接，摆臂框架的另一端与滚笼转动连接，倾角传感器组包括用于测量车辆俯仰角度的倾角传感器a和用于测量摆臂框架倾斜角度的倾角传感器b，倾角传感器a固定安装在牵引板上，倾角传感器b固定安装在摆臂框架上；所述滚笼包括中心轴、两个圆盘和多根滚轴，中心轴转动连接在摆臂框架上，两个圆盘分别固定在中心轴的两端，各滚轴沿圆盘的圆周方向均布在两个圆盘之间。
6.可选地，还包括用于避免滚笼脱离地面的复位机构，复位机构设置在牵引板和摆臂框架之间。
7.可选地，复位机构包括限位螺栓、压缩弹簧和第二销轴，牵引板上开设有长圆孔，限位螺栓的一端通过第二销轴与摆臂框架铰接，限位螺栓的另一端穿出长圆孔并螺接有限位螺母，压缩弹簧套设于限位螺栓上并连接在牵引板和第二销轴之间。
8.可选地，所述摆臂框架整体呈凸字型结构，较窄的一端与牵引板铰接，较宽的一端与中心轴转动连接。
9.可选地，摆臂框架的一端通过第一销轴与牵引板铰接；摆臂框架上通过螺栓可拆卸地固定连接有连接板，倾角传感器b固定安装在连接板上，滚轴的两端可拆卸地固定在圆盘上。
10.可选地，倾角传感器a和倾角传感器b均输出与水平面的倾斜角度。
11.可选地，倾角传感器a和倾角传感器b均内置可用于数据计算和can总线输出的cpu芯片。
12.可选地，倾角传感器b中设置有滤波算法。
13.采用上述技术方案，本实用新型具有以下优点：
14.本实用新型能够利用倾角传感器b和倾角传感器a的差值反映地形的变化；通过调整本实用新型中滚轴的粗细、滚轴的数量、滚笼圆盘的大小以及倾角传感器b中的滤波算法，能够一定程度上过滤掉植物茬的影响，从而提高地形测量精度。倾角传感器b根据与倾角传感器a的差值变化，经滤波后可实时输出地形变化。
15.本实用新型同时采用两个倾角传感器a和倾角传感器b检测地形变化，使本实用新型从结构上属于非接触式检测，其整体可以采用固定安装，具有防护等级高、安装简单、可靠性高的特点，保证了滚笼式仿地形传感器的使用寿命。
附图说明
16.图1是本实用新型的立体结构示意图；
17.图2是本实用新型的主视图；
18.图3是本实用新型中摆臂框架的连接示意图。
19.附图标记：1、滚轴；2、中心轴；3、圆盘；4、摆臂框架；5、连接板；6、倾角传感器a；7、牵引板；8、限位螺栓；9、倾角传感器b；10、压缩弹簧，11、第一销轴，12、第二销轴，13、限位螺母。
具体实施方式
20.为了使本实用新型的技术目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面结合附图1
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3和具体实施例对本实用新型的技术方案做出进一步的说明。
21.一种滚笼式仿地形传感器的实施例：
22.一种滚笼式仿地形传感器包括倾角传感器组、牵引板7、摆臂框架4和滚笼，牵引板7与车辆机体通过螺栓可拆卸固定连接，摆臂框架4的一端通过第一销轴11与牵引板7铰接，摆臂框架4的另一端与滚笼转动连接，倾角传感器组包括用于测量车辆俯仰角度的倾角传感器a6和用于测量摆臂框架4倾斜角度的倾角传感器b9，倾角传感器a6固定安装在牵引板7上，倾角传感器b9固定安装在摆臂框架4上；所述滚笼包括中心轴2、两个圆盘3和多根滚轴1，中心轴2的两端转动连接在摆臂框架4上，两个圆盘3分别固定在中心轴2的两端，各滚轴1沿圆盘3的圆周方向均布在两个圆盘3之间。
23.中心轴2作为旋转轴位于滚笼的中心位置，整个滚笼绕中心轴2转动，设置在两圆盘3之间的滚轴1，其数量可以增减。通过调整滚轴1数量、滚轴1粗细和圆盘3直径大小，可以调整各滚轴1之间的间隙，以提高通过植物茬的概率，减少植物茬的影响。
24.进一步地，倾角传感器b9中设置有滤波算法，可以进一步实时地过滤掉植物茬的影响。
25.进一步地，本实用新型还包括用于避免滚笼脱离地面的复位机构，复位机构设置在牵引板7和摆臂框架4之间。
26.进一步地，复位机构包括限位螺栓8、压缩弹簧10和第二销轴12，牵引板7上开设有长圆孔，限位螺栓8的一端通过第二销轴12与摆臂框架4铰接，限位螺栓8的另一端穿出长圆孔并螺接有限位螺母13，压缩弹簧10套设于限位螺栓8上并连接在牵引板7和第二销轴12之间。
27.复位机构中的限位螺母13可避免限位螺栓8脱出牵引板7的长圆孔，压缩弹簧10可在滚笼有向上脱离地面的趋势时给滚笼向下压紧地面的力，使滚笼始终压紧地面。
28.进一步地，所述摆臂框架4整体呈凸字型结构，较窄的一端与牵引板7铰接，较宽的一端与中心轴2转动连接。
29.进一步地，摆臂框架4的一端通过第一销轴11与牵引板7铰接，具体地，牵引板7上固定有竖板，竖板与第一销轴11转动连接；摆臂框架4上通过螺栓可拆卸地固定连接有连接板5，倾角传感器b9固定安装在连接板5上，滚轴1的两端可拆卸地固定在圆盘3上，如在滚轴1两端设置螺纹段，在螺纹段处螺接固定螺母。本实用新型的整体框架采用可拆卸结构，方便拆卸、安装。
30.进一步地，倾角传感器a6和倾角传感器b9均输出与水平面的倾斜角度。
31.进一步地，倾角传感器a6和倾角传感器b9均内置可用于数据计算和can总线输出的cpu芯片。其中设置倾角传感器a6为从节点，倾角传感器b9为主节点，倾角传感器b9接受到倾角传感器a6的倾斜角度数据实时地做差值计算。当滚笼随地形上下波动时，带动摆臂框架4绕第一销轴11摆动，摆动角度为与水平面的倾斜角度，该摆动角度减去牵引板7的倾斜角度值能够反映地形的变化。
32.上述实施例并非对本实用新型的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。