一种机械式水田拖拉机下陷深度的检测装置

孙恒辉，宿 宁，汪六三，张耀文，钱 山

（中国科学院合肥物质科学研究院，安徽 合肥 230031）

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我国人口中有65%以水稻为主食，水稻在国家粮食安全中的地位举足轻重，水田作业的机械化在我国农业现代化中占有极其重要的地位[1]。

下陷深度是计算水田拖拉机在行驶或作业工况下动态特性的重要参数[2-5]。对下陷深度的实时监测有助于提高水田拖拉机的实时操作性、降低油耗、提高作业效率，同时也是了解拖拉机行走系轮胎或履带板与软质水田泥土之间力学作用机理的重要方式，其结果为水田动力机具的设计提供了有价值的依据[6-9]。

水田环境有其独特的特点，其水面占大部分比例，拖拉机行走系统一方面会时刻扰动水面产生大幅度波动，另一方面很容易将水田里的泥水泼溅至检测装置附近，如果将水面设为下陷深度的检测面，水体的漫反射和扰动导致传统的光、超声波、视觉等测距方法不能应用到水田环境中测量拖拉机的下陷深度。此外，水田环境中的土壤水分过大、土壤坚实度小呈烂泥状，拖拉机在此类地面上行驶时车体时常会出现向一侧倾斜的现象，当拖拉机以较快速度行驶时，倾斜角度也迅速地改变，角度的变化呈现很强的时变性和随机性。

本文研制了一种利用机械式平台检测水田拖拉机下陷深度的装置，使用时，该装置挂载在拖拉机上，装置中设置的牙轮可随水田地面起伏带动装置的上下滑台沿其动边连杆上下滑动，利用微型激光测距仪测量装置中上下滑台的L 型底边相对动边连杆移动的距离计算水田拖拉机的下陷深度，避免了因水面波动对激光的散射作用而无法测量下陷深度的问题。……