单触杆双轴位置探测装置.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115930867A(43)申请公布日2023.04.07(21)申请号202210237152.8(22)申请日2022.03.11(71)申请人福建省农业机械化研究所（福建省机械科学研究院）地址350005福建省福州市鼓楼区六一中路115号(72)发明人陈声佩(74)专利代理机构福州展晖专利事务所(普通合伙)35201专利代理师林天凯(51)Int.Cl.G01B21/02(2006.01)A01D75/00(2006.01)A01D45/00(2018.01)权利要求书2页说明书4页附图3页(54)发明名称单触杆双轴位置探测装置(57)摘要本发明公开了一种单触杆双轴位置探测装置，包括有触杆、复位弹簧、角位移传感器及限位块，所述的触杆绕绞接点旋转，触杆或直接与角位移传感器相连、或通过传动机构再与角位移传感器相连，角位移传感器用于获取触杆摆动角度，在触杆的摆动路线的一侧设置有复位弹簧，在触杆摆动路线的复位弹簧的相对另一侧设置限位块，在复位弹簧推动和限位块限位时的初始位置与前进方向具有一倾斜角度，复位弹簧使触杆始终与被测物接触。本发明结构简单，可准确的获取蔬菜与探测装置横向及纵向距离，从而为收获装置对行操作提供依据。CN115930867ACN115930867A权利要求书1/2页1.一种单触杆双轴位置探测装置，其特征在于：包括有触杆、复位弹簧、角位移传感器及限位块，所述的触杆绕绞接点旋转，触杆或直接与角位移传感器相连、或通过传动机构再与角位移传感器相连，角位移传感器用于获取触杆摆动角度，在触杆的摆动路线的一侧设置有复位弹簧，在触杆摆动路线的复位弹簧的相对另一侧设置限位块，在复位弹簧推动和限位块限位时的初始位置与前进方向具有一倾斜角度，复位弹簧使触杆始终与被测物接触。2.根据权利要求1所述的单触杆双轴位置探测装置，其特征在于：收获装置利用单触杆双轴位置探测装置角位移传感器获取触杆摆动角度后,可获得触杆绞接点与被接触物接触点的X轴及Y轴距离x、y，从而获取被测物的具体位置，所述的触杆绞接点与被接触物接触点的X轴及Y轴距离x、y具体计算方式为：设被测物与触杆绞点横向距离为x，纵向距离为y,探测器前进速度为vx,横移速度为vy，触杆接触面与绞点距离为r，触杆与前进方向夹角为α，当被测物与触杆接触后，根据几何关系，可得：xcosα+ysinα＝r……(1)将(1)式对时间t求导，可得：令且由于则(2)式可简化为：由式(1)和式(3)联立可得：3.根据权利要求2所述的单触杆双轴位置探测装置，其特征在于：为了提高所获取的被测物与绞接点距离的准确度，还可以多次的测量值计算出平均值：将式(4)和式(5)变形为式(6)和式(7),再应用两次同时测量所得的前进位移差值△X、横向位移差值△Y、触杆角位移差值△α、触杆转角平均值即可得到两次测量的接触点与绞接点X轴及Y轴距离的平均值4.根据权利要求3所述的单触杆双轴位置探测装置，其特征在于：所述的单触杆双轴位2CN115930867A权利要求书2/2页置探测装置为一对配套使用。3CN115930867A说明书1/4页单触杆双轴位置探测装置技术领域[0001]本发明涉及一种位置探测装置，特别是一种单触杆双轴位置探测装置。背景技术[0002]茎叶类蔬菜有序收获需将种植于土壤上的茎叶类菜由切割装置从土壤中分离后再有序输送并收集，因此有序收获时使夹持输送装置对准茎叶类菜是收获成功的基本要求。但由于蔬菜播种、移栽及蔬菜生长随机性等因素作用下，蔬菜生长位置存在差异，特别在多行种植条件下，无法依靠操作人员调节收获机械横向位置同时对准各行蔬菜。因此现有茎叶类菜有序收获机械基本通过扩大喂入口尺寸和装设拨料机构等措施，并采取先切割再输送以适应生长位置的差异，但也带来结构尺寸大且复杂，致使适用品种少的不足。但我国茎叶类菜品种多，部分蔬菜的种植行距小，并且因为机械化水平不高和种植标准化程度低，使得行距变异程度大，造成现有措施无法满足机械化收获需求，因此需要能自动对行的茎叶类菜收获机械。但由于蔬菜生长不规则、叶片覆盖、杂草干扰、收获机械动态运行等原因，使得采取视觉图像识别、超声测量、雷达探测等手段极易受干扰不准确且价格昂贵。发明内容[0003]本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，而提供一种在触碰蔬菜后即可测出蔬菜与探测装置横向及纵向距离、从而为收获装置对行操作提供依据的单触杆双轴位置探测装置。[0004]一种单触杆双轴位置探测装置，包括有触杆、复位弹簧、角位移传感器及限位块，所述的触杆绕绞接点旋转，触杆或直接与角位移传感器相连、或通过传动机构相连，角位移传感器用于获取触杆摆动角度，在触杆的摆动路线的一侧设置有复位弹簧，在触杆摆动路线的复位弹簧的相对另一侧设置限