一种旋耕装置及旋耕深度控制方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114600580A(43)申请公布日2022.06.10(21)申请号202210299277.3(22)申请日2022.03.25(71)申请人南京农业大学地址210031江苏省南京市浦口区点将台路40号(72)发明人郑恩来雍浩楠郝志豪潘兴庆朱跃姚昊萍(74)专利代理机构南京纵横知识产权代理有限公司32224专利代理师董建林(51)Int.Cl.A01B49/06(2006.01)A01B33/08(2006.01)A01B33/10(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种旋耕装置及旋耕深度控制方法(57)摘要本发明公开了一种旋耕装置及旋耕深度控制方法，属于农耕机械技术领域，所述旋耕装置包括扭矩采集单元、旋耕单元、控制单元和执行单元；控制单元分别和扭矩采集单元、执行单元信号连接，执行单元和旋耕单元连接，控制单元通过执行单元控制旋耕单元的旋耕深度；所述方法包括：扭矩采集单元采集扭矩数据并将其传送给控制单元；控制单元根据所述扭矩数据计算出当前旋耕深度，然后根据旋耕深度计算出执行单元的伸缩量，向执行单元发送伸缩信号；执行单元进行伸缩带动旋耕单元进行旋耕，完成旋耕深度的控制；实现旋耕深度的实时可控调节，保证旋耕深度可控可调，维持耕作效果，保证作业质量，降低播种机堵塞的风险，延长机具使用寿命。CN114600580ACN114600580A权利要求书1/1页1.一种旋耕装置，其特征在于，包括扭矩采集单元、旋耕单元、控制单元和执行单元；控制单元分别和扭矩采集单元、执行单元信号连接，执行单元和旋耕单元连接，控制单元通过执行单元控制旋耕单元的旋耕深度。2.根据权利要求1所述的一种旋耕装置，其特征在于，所述扭矩采集单元包括信号连接的扭矩传感器和数据采集卡，扭矩传感器将收集到的扭矩信号传送至数据采集卡；数据采集卡和控制单元信号连接。3.根据权利要求1所述的一种旋耕装置，其特征在于，所述旋耕单元包括传动轴和套接在传动轴外的外壳套，外壳套上固定有多个旋耕刀，外壳套为半径可变的结构。4.根据权利要求3所述的一种旋耕装置，其特征在于，所述外壳套由多个一端空心一端实心的圆环件依次首尾连接组成。5.根据权利要求3所述的一种旋耕装置，其特征在于，所述执行单元为液压缸，液压缸安装于传动轴的一端，液压缸的输出端和外壳套的内壁固定连接，传动轴和外壳套通过液压缸连接。6.根据权利要求5所述的一种旋耕装置，其特征在于，所述传动轴上安装有用于固定液压缸的法兰盘，所述法兰盘和液压缸同轴设置。7.根据权利要求1所述的一种旋耕装置，其特征在于，所述控制单元包括计算机和与计算机信号连接的STM32硬件平台，扭矩采集单元和计算机信号连接，STM32硬件平台和执行机构信号连接；扭矩采集单元将采集到的扭矩数据传送给计算机后由计算机计算出执行单元需要动作的行程，STM32硬件平台发出带有所述行程信息的伸缩信号，执行单元动作，带动旋耕单元进行旋耕，完成旋耕深度的调节。8.一种根据权利要求1‑7任一项所述旋耕装置的旋耕深度控制方法，其特征在于，包括：扭矩采集单元采集扭矩数据并将其传送给控制单元；控制单元根据所述扭矩数据计算出当前旋耕深度，然后根据旋耕深度计算出执行单元的伸缩量，向执行单元发送伸缩信号；执行单元进行伸缩带动旋耕单元进行旋耕，完成旋耕深度的控制。9.根据权利要求8所述的旋耕深度控制方法，其特征在于，所述执行单元的伸缩量通过以下方法计算得到：获取当前旋耕深度，根据预设的传动轴作业高度计算出目标位置和当前旋耕刀位置的差值，然后根据所述差值的正负和大小计算出执行单元的伸缩量。10.根据权利要求8所述的旋耕深度控制方法，其特征在于，还包括前期标定实验的步骤：使用扭矩采集单元采集一定量的播种机作业扭矩数据，利用控制单元对所述播种机作业扭矩数据进行数据化处理，然后利用截面法得到实际旋耕深度，最后使用最小二乘法进行数据线性拟合得到扭矩与旋耕深度的映射关系。2CN114600580A说明书1/4页一种旋耕装置及旋耕深度控制方法技术领域[0001]本发明涉及一种旋耕装置及旋耕深度控制方法，属于农耕机械技术领域。背景技术[0002]保护性耕作技术是目前我国着力推广的耕种方式，30％以上农作物残茬被留在田间，造成大量的秸秆留存，此外土壤的含水量、性质差异使得耕地的作用环境差异巨大，维持机器的耕作能力使其在不同地区、不同条件下的作业效果固定已成为农业机械研究热点之一；免耕播种机是集秸秆还田、耕作播种于一身的特性使其成为进行保护性耕种的首选机器，其包括播种箱、镇压辊、旋耕刀、粉碎刀等组成部分，在使用时，粉碎刀先粉碎秸秆，然后秸秆会被抛入分流通道并排至农田地面，旋耕刀耕作铺有秸秆茬的土壤，最后镇压轮把土壤压平。