CN106643580B - 一种水田平整度检测*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水田平整度检测***，属于农用机械领域，包括浮子板、主导向杆、托板和测距装置，浮子板漂浮于水田水面上，主导向杆穿过浮子板并能沿浮子板上下移动，主导向杆底端连接托板，测距装置位于浮子板的上空并与主导向杆固定。该发明不仅能够简单、低成本、方便地在水田蓄水情况下检测出水田的平整度数据，易于水田耕作的精细化管理；还能与行进中的水田平整机联动，为平整执行机构提供平整度即时数据，进而能根据平整度数据做出平整机构的适应性调整。

Description

一种水田平整度检测***

技术领域

本发明主要涉及农用机械领域，尤其涉及一种水田平整度检测***。

背景技术

我国是世界农业大国，农业是我国的传统和基础产业，但同时我国也是水资源贫乏的国家。我国南方地区水田较多，水田的种植对平整度要求很高，精细平整的水田能大幅地节约灌溉用水，提高肥料的利用率，达到低成本高收益的目的。

随着我国农业发展的规模化、精细化和机械化，都离不开土地平整技术，而水田平整度的检测技术是提高水田平整度的基础与关键。平整度是一种无量纲指标，它所表征的是单位长度内最大凸起或凹陷的程度，水田平整度的测量与评价可为水田平整作业提供一个质量评定的客观指标，也为农耕作业提供重要的信息，能使种植管理者为田间的灌溉、施肥及除虫等做出优化决策。

中国专利CN201410542062公开了一种基于激光测距的动态水田平整度检测装置及方法，研究的也是水田平整度的检测。经现场调研发现，可能存在如下问题：1、测量需要将水放干净，无法在水田正常蓄水时测量水田水面下泥面的平整度情况；2、无法为行进中的水田平整机的平整执行机构提供平整度即时数据，进而不能根据平整度数据做出平整机构的适应性调整。

发明内容

为解决上述问题，本发明目的在于提供一种水田平整度检测***。

为实现上述目的，本发明提供了一种水田平整度检测***，包括浮子板、主导向杆、托板和测距装置，所述浮子板漂浮于水田水面上，所述主导向杆穿过所述浮子板并能沿所述浮子板上下移动，所述主导向杆底端连接所述托板，所述测距装置位于所述浮子板的上空并与所述主导向杆固定，通过该装置，可实现水田蓄水情况下，简单、便捷地对水田水面下的泥面的平整度的检测。

进一步的，所述测距装置包括测距传感器、分析处理器、上限位板和防雨罩，所述上限位板与所述主导向杆固定连接并与防雨罩连接形成一容腔，所述测距传感器和分析处理器设置于容腔内，所述上限位板开有第一通孔，所述测距传感器发出的测量信号能穿过所述第一通孔到达所述浮子板，通过测距装置将不同位置相对于浮子板这一基准平面的距离变化值，转化为相应处的高度变化值，进而得到平整度信息。

进一步的，所述测距传感器为激光测距传感器，所述分析处理器为单片机模块，所述测距传感器将测距信号发送至所述分析处理器，生成水田平整度数据。

进一步的，还包括套接在所述主导向杆上并设置于所述浮子板和所述测距装置之间的贴紧力调节装置，所述贴紧力调节装置相对于所述主导向杆左右对称，使与主导向杆连接的托板对泥面的贴紧力大小可调节，对称式设置使测量***不会偏斜。

进一步的，所述贴紧力调节装置包括位于上部的支撑板、位于下部的下限位板以及连接所述支撑板和所述下限位板的预紧调节部件，所述下限位板固定套接在所述主导向杆上，所述支撑板通过其上设有的主导向孔活动套接在所述主导向杆上，所述支撑板和所述下限位板上分别设置有第二通孔和第三通孔，所述测距传感器发出的测量信号能同时通过所述第二通孔和第三通孔到达所述浮子板，所述支撑板为固定施力端，所述预紧调节部件通过调节所述支撑板和所述下限位板之间的作用力的大小使所述托板紧贴水田泥面。

进一步的，还包括所述主导向杆上端设置有外径减小的阶梯部以及套接在所述阶梯部的导向护管，所述导向护管上端连接所述上限位板，下端与所述下限位板贴合固定，所述支撑板活动套接在所述导向护管上，该设置使下限位板固定于主导向杆上。

进一步的，所述预紧调节部件包括预紧弹簧、预紧螺母和辅助导向杆，所述辅助导向杆包括连接有预紧螺母的螺纹部和连接有辅助直线轴承的光滑部，所述辅助导向杆靠近螺纹部的端部固定在所述下限位板上，另一端穿过所述预紧弹簧和设置在所述支撑板上的辅助导向孔，所述预紧弹簧套接在所述辅助导向杆上并设置在所述支撑板和所述预紧螺母之间，通过预紧调节部件的调节作用，使托板与泥面的贴合力大小可调节。

进一步的，所述支撑板上的主导向孔和辅助导向孔内套接有直线轴承，所述辅助导向杆和所述导向护管均从相应直线轴承中穿过，采用直线轴承，减小配合之间的摩擦力，使导向更加平顺。

进一步的，所述托板呈开口朝向所述浮子板的碟形结构，该种结构设置在水田平整机上时，能更好的在水田泥面上行进。

进一步的，所述托板上开有多个托板通孔，能防止托板被泥面吸住以及能更好的排掉托板上的泥。

本发明具有以下有益效果：

1、能够简单、低成本、方便地在水田蓄水情况下检测出水田的平整度数据，易于水田耕作的精细化管理；

2、能与行进中的水田平整机联动，为平整执行机构提供平整度即时数据，进而能根据平整度数据做出平整机构的适应性调整。

下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明实施例一公开的水田平整度检测***示意图；

图2是本发明实施例二公开的水田平整度检测***示意图；

图例说明：

1、托板；11、托板通孔；2、主导向杆；21、阶梯部；22、导向护管；3、浮子板；4、测距装置；41、测距传感器；42、分析处理器；43、防雨罩；44、上限位板；45、第一通孔；5、贴紧力调节装置；51、支撑板；511、第二通孔；512、直线轴承；52、下限位板；521、第三通孔；53、预紧调节部件；531、预紧螺母；532、预紧弹簧；533、辅助导向杆；6、水田水面；7、水田泥面。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例一

本发明实施例公开了一种水田平整度检测***，如图1所示，包括浮子板3、主导向杆2、托板1和测距装置4，浮子板3能漂浮于水田水面6上，中心开有一通孔，主导向杆2穿过浮子板3的中心通孔并能沿浮子板3上下移动。主导向杆2为一塑料杆件，两端均设有螺纹部，主导向杆2底端通过螺纹连接托板1，托板1由工程塑料制成碟形结构，其开口朝向浮子板3，其中，浮子板3与水田泥面7接触的面光滑处理，便于在使用时减小与水田泥面的摩擦力，同时，浮子板3上设置有多个托板通孔11，能防止托板1被泥面吸住以及能更好的排掉托板1上的泥。测距装置4位于浮子板3的上空并与主导向杆2螺纹固定。其中，测距装置4包括测距传感器41、分析处理器42、上限位板44和防雨罩43，上限位板44与主导向杆2螺纹固定连接并与防雨罩43连接形成一容腔，其中上限位板44和防雨罩43均可采用工程塑料注塑制成，并通过螺钉连接在一起。测距传感器41和分析处理器42设置于容腔内，上限位板44上开有第一通孔45，测距传感器41发出的测量信号能穿过第一通孔45到达浮子板3。在本实施例中，测距传感器41为脉冲式激光测距传感器，分析处理器42为单片机模块，测距传感器41将测距信号发送至分析处理器42，生成水田平整度数据。

其中，上述水田平整度测量的工作原理是：浮子板3相对水田水面6保持位置高度不变化，即以浮子板3为测量基准平面，托板1感应水田泥面7的高低变化，通过主导向杆2在直线轴承512内相对支撑板51上下垂直移动。安装于测距装置4内的测距传感器41通过第一通孔45、第二通孔511和第三通孔521测量相对于浮子板3的高程变化，并传输到分析处理器42，分析处理器42采集位置传感器的定位数据，进行位置-高程变化组合，转化为平整度数据，从而实现被检测田地的平整度检测。

在使用时，只需要将该装置放置于水田的不同位置，即可以采集测量到不同位置的高度变化，其中数据的采集处理过程如下：

S1：测量前初始化，分析处理器42获取当前定位坐标。

S2：激光测距传感器通过浮子板3的反射测距，即以水平面的浮子板3为绝对水平参考，产生该位置的距离数据。

S3：分析处理器42结合距离数据与不同位置的定位坐标，生成水田的平整度发布点图。

在实际应用中，上述分析处理器42得到的水田平整度点图数据，可以用于后续的分析，也可以用于将点图数据输入水田平整机的控制中心，便于水田平整机根据水田不同位置的高低起伏调整平整机构的工作方式。

实施例二

由于在实际的应用于水田平整机作业时，由于机器在水田作业时激起水波以及水的浮力等原因，导致本发明的托板1不能很好的贴合在水田泥面7上；同时，为了使该装置能够与水田平整机实现联动作业，即水田平整机在平整作业时能够实时得到即将平整区域的平整度数据而做出平整机构的适应性调整，因此在上述实施例一的基础上，为了使托板1与水田泥面7之间的贴合力大小可调，进一步提高水田平整度测量的准确性，同时实现联动作业，还在本发明实施例一的基础上设置一贴紧力调节装置5，如图2所示，该贴紧力调节装置5设置在主导向杆2上并位于浮子板3和测距装置4之间，贴紧力调节装置5相对于主导向杆2左右对称。其中，贴紧力调节装置5包括位于上部的支撑板51、位于下部的下限位板52以及连接支撑板51和下限位板52的预紧调节部件53，下限位板52固定套接在主导向杆2上，支撑板51通过其上设有的主导向孔活动套接在主导向杆2上，支撑板51和下限位板52上分别设置有第二通孔511和第三通孔521，测距传感器41发出的测量信号能同时通过第二通孔511和第三通孔521到达浮子板3，支撑板51为固定施力端，固定设置于水田平整机的平整机构上，支撑板为塑料件，可以采用螺纹等常规方式与水田平整机连接。预紧调节部件53通过调节支撑板51和下限位板52之间的作用力的大小使托板1紧贴水田泥面7。本实施例中，主导向杆2上端设置有外径减小的阶梯部21以及套接在阶梯部21的导向护管22，导向护管22上端连接上限位板44，下端与下限位板52贴合固定，支撑板51活动套接在导向护管22上。预紧调节部件53包括预紧弹簧532、预紧螺母531和辅助导向杆533，辅助导向杆533包括连接有预紧螺母531的螺纹部和连接有辅助直线轴承512的光滑部，辅助导向杆533靠近螺纹部的端部固定在下限位板52上，另一端穿过预紧弹簧532和设置在支撑板51上的辅助导向孔，预紧弹簧532套接在辅助导向杆533上并设置在支撑板51和预紧螺母531之间。其中，支撑板51上的主导向孔和辅助导向孔内套接有直线轴承512，辅助导向杆533和导向护管22均从相应直线轴承512中穿过，通过直线轴承，不仅实现了其导向作用，同时降低了配合过程的摩擦力。贴紧力调节装置5不仅实现了托板1对水田泥面7的贴紧力大小可调节，同时能巧妙地通过套接的支撑板51将该检测***固定于水田平整机上，实现测量与水田平整机在作业时的联动。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种水田平整度检测***，其特征在于，包括浮子板、主导向杆、托板和测距装置，所述浮子板漂浮于水田水面上，所述主导向杆穿过所述浮子板并能沿所述浮子板上下移动，所述主导向杆底端连接所述托板，所述测距装置位于所述浮子板的上空并与所述主导向杆固定；

所述***还包括套接在所述主导向杆上并设置于所述浮子板和所述测距装置之间的贴紧力调节装置，所述贴紧力调节装置相对于所述主导向杆左右对称。

2.根据权利要求1所述的水田平整度检测***，其特征在于，所述测距装置包括测距传感器、分析处理器、上限位板和防雨罩，所述上限位板与所述主导向杆固定连接并与防雨罩连接形成一容腔，所述测距传感器和分析处理器设置于容腔内，所述上限位板开有第一通孔，所述测距传感器发出的测量信号能穿过所述第一通孔到达所述浮子板。

3.根据权利要求2所述的水田平整度检测***，其特征在于，所述测距传感器为激光测距传感器，所述分析处理器为单片机模块，所述测距传感器将测距信号发送至所述分析处理器，生成水田平整度数据。

4.根据权利要求3所述的水田平整度检测***，其特征在于，所述贴紧力调节装置包括位于上部的支撑板、位于下部的下限位板以及连接所述支撑板和所述下限位板的预紧调节部件，所述下限位板固定套接在所述主导向杆上，所述支撑板通过其上设有的主导向孔活动套接在所述主导向杆上，所述支撑板上设置有第二通孔，所述下限位板上设置有第三通孔，所述测距传感器发出的测量信号能同时通过所述第二通孔和第三通孔到达所述浮子板，所述支撑板为固定施力端，所述预紧调节部件通过调节所述支撑板和所述下限位板之间的作用力的大小使所述托板紧贴水田泥面。

5.根据权利要求4所述的水田平整度检测***，其特征在于，还包括所述主导向杆上端设置有外径减小的阶梯部以及套接在所述阶梯部的导向护管，所述导向护管上端连接所述上限位板，下端与所述下限位板贴合固定，所述支撑板活动套接在所述导向护管上。

6.根据权利要求4或5所述的水田平整度检测***，其特征在于，所述预紧调节部件包括预紧弹簧、预紧螺母和辅助导向杆，所述辅助导向杆包括连接有预紧螺母的螺纹部和连接有辅助直线轴承的光滑部，所述辅助导向杆靠近螺纹部的端部固定在所述下限位板上，另一端穿过所述预紧弹簧和设置在所述支撑板上的辅助导向孔，所述预紧弹簧套接在所述辅助导向杆上并设置在所述支撑板和所述预紧螺母之间。

7.根据权利要求5所述的水田平整度检测***，其特征在于，所述支撑板上的主导向孔和辅助导向孔内套接有直线轴承，所述辅助导向杆和所述导向护管均从相应直线轴承中穿过。

8.根据权利要求1所述的水田平整度检测***，其特征在于，所述托板呈开口朝向所述浮子板的碟形结构。

9.根据权利要求8所述的水田平整度检测***，其特征在于，所述托板上开有多个托板通孔。