播种机开沟深度动态测量装置的制作方法

本实用新型实施例涉及农业智能装备技术领域，尤其涉及一种播种机开沟深度动态测量装置。

背景技术：

播种作业中，播种深度影响种子萌发、出苗及后期生长发育。不一致的播种深度，会影响出苗整齐度，造成大小苗现象，进而影响产量。实际作业时，在仿形四连杆作用下，开沟器沿着破茬刀方向切入土壤并开出种沟，两侧的限深轮则始终贴地运动并压实土壤，其中开沟器与限深轮相对位置差即为开沟深度。现有播深测量主要是在忽略种子落土弹跳的因素下，通过测量播种单体开沟深度来估算种子播种深度。测量方式主要是通过安装在播种单体上的超声波传感器或者激光测距传感器等测量机具作业的地面高度，进而算出开沟深度。超声波传感器或激光测距传感器主要利用声光在空气传输反射原理来测距，在传统耕整过后的土地上测量精度较高，但在保护性耕作下，传感器测量性能受地表起伏、残茬覆盖等复杂工况影响，测量误差波动较大。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供一种播种机开沟深度动态测量装置，用以解决现有技术中控制播种机开沟深度测量不准确的问题，实现播种机开沟深度的动态测量。

本实用新型实施例提供一种播种机开沟深度动态测量装置，包括：摆臂销轴和限深臂角度测量机构；所述限深臂角度测量机构包括第一传感器；所述摆臂销轴的一端与机架固定连接；限深臂可旋转地套设在所述摆臂销轴外；所述第一传感器的转动轴与所述摆臂销轴的另一端相连。

其中，所述限深臂角度测量机构还包括：联轴器和连接件；所述第一传感器的转动轴、所述联轴器及所述连接件顺序相连，且所述连接件远离所述联轴器的一端与所述摆臂销轴的另一端相连。

其中，所述限深臂角度测量机构还包括：联轴器套；所述联轴器套套设在所述联轴器外，所述联轴器套的一端与所述限深臂相连，所述联轴器套的另一端与所述第一传感器相连。

其中，所述限深臂角度测量机构还包括：第一传感器套；所述第一传感器套套设在所述第一传感器外；所述第一传感器套的一端与所述联轴器套相连。

其中，所述联轴器套的侧壁上开设有多个调节孔，所述调节孔与所述联轴器相对。

其中，所述联轴器套靠近所述摆臂销轴的端部开设有圆弧孔。

本实用新型实施例提供的播种机开沟深度动态测量装置，通过在摆臂销轴的另一端连接第一传感器，使得该第一传感器可以实时检测限深臂的旋转角度，进而根据该限深臂的旋转角度得到播种机实时的播种深度，实现播种深度的动态测量，提高了播种深度测量的准确度和精确性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的限深臂角度测量机构的结构示意图；

图2为图1所示的限深臂角度测量机构的剖视图；

图3为本实用新型提供的限深臂角度测量机构的安装图；

图4为本实用新型提供的播种深度测量原理图；

其中，1-开沟器；2-限深臂；3-限深轮；41-第一传感器套；42-第一传感器；43-联轴器；44-联轴器套；45-连接件；47-调节孔；48-圆弧孔；5-摆臂销轴。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1为本实用新型提供的播种机开沟深度动态测量装置的一个优选实施例的结构示意图，如图1和图2所示，该播种机开沟深度动态测量装置包括：摆臂销轴5和限深臂角度测量机构；限深臂角度测量机构包括第一传感器42；摆臂销轴5的一端与机架固定连接；限深臂可旋转地套设在摆臂销轴5外，第一传感器42的转动轴与摆臂销轴5的另一端相连。

具体地址，例如，该第一传感器42为角度传感器或倾角传感器等，即只要该第一传感器42可以检测到限深臂2的旋转角度，其可以为任意结构形式的传感器。以及，限深臂2可旋转地套设在摆臂销轴5外，且摆臂销轴5的一端与机架1固定连接，则当播种机作业时，该限深臂2可绕摆臂销轴5发生转动。且将第一传感器42的转动轴与摆臂线轴的另一端相连，则可通过该第一传感器42实时检测限深臂2的旋转角度。

如图4所示的播种深度测量原理可知，在不考虑限深轮3自身受力变形情况下，播种单体的开沟深度为：

H＝L+Rc-Hs-Rw (1)

限深轮3的摆动高度Hs可通过限深臂的转动角度计算所得，即：

Hs＝Ls sinθ (2)

根据公式(1)和(2)可知播种单体的开沟深度为：

H＝L+Rc-Rw-Ls sinθ (3)

假设播种机覆土厚度为Δh，则播种单体的播种深度为：

H′＝H+Δh＝L+Rc-Rw-Ls sinθ+Δh (4)

式中，L表示开沟器1的转轴距离摆臂销轴5的铰接点的高度，mm；θ表示限深臂与播种单体的机架的夹角，°；Hs表示限深轮3的圆心距离摆臂销轴5的铰接点的高度，m；Ls表示限深臂的长度，mm；Rw表示限深轮3的半径，mm；Rc表示开沟器1的半径，mm；H表示开沟深度，mm；H′表示播种深度，mm。

且公式(4)中的L、Rw、Rc、Ls均可通过测量实际播种机的参数获得，播种机覆土厚度Δh可通过实际测得，因此，只需知道限深臂的转动角度θ，即可得到播种深度，而限深臂的转动角度θ可通过第一传感器测量获得，即可以实时得到播种机的播种深度，实现播种深度的动态测量。

在本实用新型实施例中，通过在摆臂销轴5的另一端连接第一传感器，使得该第一传感器可以实时检测限深臂2的旋转角度，进而根据该限深臂2的旋转角度得到播种机实时的播种深度，实现播种深度的动态测量，提高了播种深度测量的准确度和精确性。

进一步地，如图2和图3所示，限深臂角度测量机构还包括：联轴器43和连接件45；第一传感器42的转动轴、联轴器43及连接件45顺序相连，且连接件45远离联轴器43的一端与摆臂销轴5的另一端相连。例如，该连接件45为连接螺栓等。例如，第一传感器42的转动轴、联轴器43及连接件45的连接关系为固定连接或可拆卸连接等。且连接件45远离联轴器43的一端与摆臂销轴5的另一端相连，如图3所示；例如，二者的连接关系为固定连接或可拆卸连接等，则可通过联轴器43和连接件45保证第一传感器42与摆臂销轴5的同轴度，使得第一传感器42能够较准确的检测限深臂2的旋转角度。

进一步地，所述限深臂角度测量机构还包括：联轴器套44和第一传感器套41；联轴器套44套设在联轴器43外，第一传感器套41套设在第一传感器42外；联轴器套44的一端与限深臂2相连，另一端与第一传感器42及第一传感器套41相连。即，联轴器套44将限深臂2与第一传感器42固定，例如，联轴器套44通过螺钉等与第一传感器42上的安装孔相连，则该联轴器套44在保护联轴器43的同时，还可防止播种机作业过程中尘土进入第一传感器42，影响第一传感器42的转动轴转动。且将第一传感器套41套设在第一传感器42外，起到保护第一传感器42的作用，避免第一传感器42与其他部件磕碰；以及将该第一传感器套41的连接端与联轴器套44的另一端相连，例如，二者的连接关系为固定连接或可拆卸连接等。则通过该限深臂角度测量机构将限深臂2的转动转化为第一传感器42的转动，可以直接获取到转动角度，提高了测量精度和便捷性。

进一步地，如图1所示，联轴器套44的侧壁上开设有多个调节孔47，调节孔47与联轴器43相对；通过在联轴器套44的侧壁上开设多个调节孔47，即在联轴器套44上与联轴器43相对的位置开设多个调节孔47，可在安装过程中利用该调节孔47对联轴器43进行调节和紧固，使得联轴器43的安装过程较方便。

进一步地，联轴器套44靠近摆臂销轴5的端部开设有圆弧孔48。在连接轴套靠近摆臂销轴5的端部开设圆弧孔48，以便在一定范围内调节第一传感器42的信号输出范围，即可以在圆弧孔48的弧长范围内调节第一传感器42的信号输出范围。

另外，在实际作业前，可通过室内标定的方式，建立开沟深度与限深臂的旋转角度相互关系的模型，该模型如下：

y＝ax+b (5)

式中，x表示限深臂的旋转角度，rad；y表示开沟深度，mm；a、b表示常数。常数a和b可根据播种机的结构尺寸来确定，即常数a和b可根据开沟器1的转轴距离摆臂销轴5的铰接点的高度L、限深臂的长度Ls、限深轮3的半径Rw和开沟器1的半径Rc来确定。

例如，可以将该模型设置在播种机上，或者将该模型设置在与播种机相连的上位机上等；即，只要将该模型与第一传感器，则将第一传感器实时检测的限深臂的旋转角度输入该模型，即可实时输出播种机的开沟深度。

播种单体实际作业过程中，在仿形四连杆的作用下，开沟器1沿着破茬刀的方向切入土壤并开出种沟，两侧的限深轮3则始终贴地运动并压实土壤，其中开沟器1与限深轮3的相对位置差即为播种单体的开沟深度。通过本实用新型的测量装置可以实时测量限深臂的旋转角度，经过一定计算即可获得开沟器1底部与限深轮3底面的相对位置，即得到播种机的开沟深度。由于该开沟深度动态测量装置依靠限深轮3的位置来计算开沟深度，故其可以适用于残茬覆盖下的作业地块，提高了开沟深度测量的精确性；可将播种深度作为反馈控制信号来提高播种机的播种深度一致性，有利于保证播种深度的稳定性。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。