本發(fā)明屬于拖拉機作業(yè)檢測，具體涉及拖拉機作業(yè)負載強度和作業(yè)可靠性的檢測方法及檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的耕整地機具可以對土壤進行松、整、翻耕作業(yè)，打破犁底層，把下部堅實的土壤與上部熟土層進行分層置換，厭氧生物在疏松的土層中與氧充分結(jié)合，增加土壤的耕層深度，提升土壤的通透性，提高耕作土壤的微量元素含量，使耕層厚實疏松，加大土壤顆粒之間的孔隙度，有利于作物種子發(fā)芽和根系生長。同時，形成的松軟海綿體土質(zhì)吸收了天然雨水，提高了土地蓄水保墑和抵御干旱的能力。

2、此外，翻耕作業(yè)可以清除殘留下來的雜草，掩埋土壤表面的病蟲菌害，發(fā)酵生成生物質(zhì)有機肥料。

3、將作物秸稈粉碎后和土壤進行充分融合，有利于秸稈殘茬快速腐爛和土質(zhì)改良優(yōu)化，提高土壤自然肥力。耕整地作業(yè)環(huán)節(jié)中的耕深一致性、碎土率、平整度、滅茬率等關(guān)鍵指標(biāo)直接影響后續(xù)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

4、提高耕整地作業(yè)質(zhì)量，可以有效的提高種子發(fā)芽率和出苗率，保障農(nóng)業(yè)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)，促進單產(chǎn)提升。

5、目前檢測拖拉機耕整地作業(yè)質(zhì)量的手段還比較單一，大部分還停留在人工測量階段，且缺乏對拖拉機的相關(guān)作業(yè)參數(shù)如牽引力、油耗率、作業(yè)速度、輪胎滑轉(zhuǎn)率、發(fā)動機轉(zhuǎn)速等的測量手段。

6、田間作業(yè)工況十分復(fù)雜多變，相關(guān)的作業(yè)參數(shù)也在不斷變化，如何將各種參數(shù)進行同時測量和分析，對于耕整地作業(yè)質(zhì)量的判斷和拖拉機作業(yè)載荷的采集顯得尤為重要。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提出拖拉機作業(yè)負載強度和作業(yè)可靠性的檢測方法，可以有效準(zhǔn)確的測量拖拉機田間耕整地作業(yè)的基本性能參數(shù)和作業(yè)質(zhì)量指標(biāo)，大大減輕了檢測人員的勞動強度，提高了作業(yè)的準(zhǔn)確性。

2、并且在拖拉機作業(yè)時能夠同時對多參數(shù)同時進行測量，建立數(shù)學(xué)模型后進行分析，對于拖拉機整體的設(shè)計有很大的參考價值。

3、通過不同的作業(yè)情況數(shù)據(jù)分析，能夠得到在不同的耕整地作業(yè)環(huán)境下，拖拉機的工作效率、作業(yè)經(jīng)濟性等是否在最優(yōu)化狀，對我國現(xiàn)階段大馬力農(nóng)業(yè)機械的快速發(fā)展有重要推動作用。

4、本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，本發(fā)明提出拖拉機作業(yè)負載強度和作業(yè)可靠性的檢測方法，其中檢測方法具體包括以下步驟，

5、s1系統(tǒng)初始化，檢測硬件設(shè)備連接狀態(tài)；根據(jù)實際需求配置測試參數(shù)；在無負載狀態(tài)下記錄各傳感器的初始值；自動檢測電池電量，并通過電源指示燈將電量展示；

6、s2串口選擇，系統(tǒng)中自動檢索pc端串口連接狀態(tài)，串口連接異常，返回s1步驟重新進行系統(tǒng)初始化操作；串口連接正常，進行下一步；

7、s3無線匹配，檢索gps定位狀態(tài)和無線數(shù)據(jù)模塊配對情況，同步在指示燈和上位機中進行顯示；

8、s4數(shù)據(jù)采集標(biāo)定，輸入實驗基本數(shù)據(jù)，輸入完成后對各屬性數(shù)據(jù)進行標(biāo)定；標(biāo)定完成后利用數(shù)據(jù)采集模塊對各屬性數(shù)據(jù)進行采集，并將采集數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)處理終端；

9、s5結(jié)果輸出，將整個數(shù)據(jù)處理過程顯示在上位機上，實驗結(jié)束后生成實驗數(shù)據(jù)曲線，總結(jié)實驗報告并給出評判意見。

10、進一步，s1步驟中所述測試參數(shù)具體包括，測試模式、采樣頻率以及安全閾值。

11、進一步，所述s1步驟中系統(tǒng)初始化還包括，

12、s11環(huán)境與安全初始化，檢測測試環(huán)境狀態(tài)，確保測試溫度在20±5℃、濕度≤60%；

13、s12測試前驗證，對進行測試的拖拉機設(shè)備進行空載運行，同時確保各模塊運行正常；

14、s13存儲初始化，定義數(shù)據(jù)存儲路徑、格式及備份策略，確保原始數(shù)據(jù)完整性和可追溯性。

15、進一步，所述s4步驟中所述實驗基本數(shù)據(jù)包括，實驗地點，實驗車型號，實驗車銘牌，天氣，實驗時間，作業(yè)類型以及對應(yīng)的標(biāo)定數(shù)據(jù)。

16、進一步，s4數(shù)據(jù)采集標(biāo)定步驟具體包括，

17、s41耕深過程數(shù)據(jù)采集與標(biāo)定，對耕深進行標(biāo)定，將農(nóng)機具放平后測量角度基準(zhǔn)以及農(nóng)機具的長度，并將數(shù)據(jù)存儲；

18、標(biāo)定完成后，通過角度傳感器對耕深進行測量，采集下拉桿的角度，根據(jù)基準(zhǔn)和農(nóng)機具的長度計算出實時耕深；

19、利用卡爾曼濾波算法對耕深數(shù)據(jù)采集過程中的干擾進行消除處理；

20、s42打滑率數(shù)據(jù)采集與標(biāo)定，利用gps和地速雷達同步對拖拉機實時速度進行測量；

21、利用雙速度采集并進行加權(quán)計算，通過雙速度采集的方式降低單一速度采集時產(chǎn)生的誤差；

22、打滑率采集需要標(biāo)定輪胎直徑，在拖拉機無負荷即讓拖拉機組在無工作負荷（將農(nóng)機具抬起不進行耕整地作業(yè)）狀態(tài)下，行駛固定20m直線距離，測得這一段距離內(nèi)，左右兩個輪胎所轉(zhuǎn)動的脈沖數(shù)n，那么輪胎周長c=20/n*200，實驗時將以該數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)，實驗輪胎速度n1=c*n/200；實際速度n2=a*n3+b*n4(當(dāng)速度小于20km/h，a=0.7，b=0.3，當(dāng)速度大于20km/h，a=0.3，b=0.7)，則打滑率=(n1-n2)/n1，其中n3為gps采集得到的速度值，n4為地速雷達采集得到的速度值；

23、s43油耗數(shù)據(jù)采集，油耗采集包括obd接口和油耗儀，obd采集發(fā)動機實時油耗，作為實時油耗數(shù)據(jù)，油耗儀是脈沖時，1個脈沖流量是l1，當(dāng)做實驗時，油耗儀不斷發(fā)送脈沖個數(shù)n，實驗總油耗l=l1*n；由于油耗儀是計量傳感器，無需進行標(biāo)定；

24、s44拉力數(shù)據(jù)采集與標(biāo)定，拉力傳感器插到下拉桿油缸處，當(dāng)拖拉機進行牽引時拉力傳感器會將拉力信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，該系統(tǒng)會將電壓信號進行計算出實際拉力，使用拉力傳感器需要進行標(biāo)定；

25、將農(nóng)機具安裝完成，測出左拉力值f1和右拉力值f2，實驗時以f1、f2為基準(zhǔn)；實際進行實驗時，測出的左拉力值為l3，右拉力值為l4；那么實際牽引f=f3+f4-f1-f2；

26、s45環(huán)境數(shù)據(jù)采集，溫濕度大氣壓力等環(huán)境參數(shù)測量使用溫濕度大氣壓力數(shù)字傳感器，將數(shù)字信號打包成485信號，發(fā)送到信號控制器中。

27、本發(fā)明還提出基于上述檢測方法進行拖拉機深耕作業(yè)狀態(tài)檢測的拖拉機作業(yè)負載強度和作業(yè)可靠性的檢測系統(tǒng)，其中，本檢測系統(tǒng)具體包括用于數(shù)據(jù)采集和發(fā)送的數(shù)據(jù)發(fā)送端以及用于數(shù)據(jù)接收處理的數(shù)據(jù)接收端。

28、進一步，所述數(shù)據(jù)發(fā)送端包括：

29、數(shù)據(jù)采集模塊，用于對拖拉機所處環(huán)境及拖拉機作業(yè)狀態(tài)數(shù)據(jù)進行采集，具體包括多個銷軸傳感器，多個角度傳感器，多個環(huán)境溫度傳感器，多個編碼器；以及油耗儀，can數(shù)據(jù)采集卡，obd，地速雷達，電瓶采集電路一；

30、數(shù)據(jù)傳輸模塊，用于將采集的數(shù)據(jù)傳輸至處理中心；具體包括語音對講模塊一、無線傳輸模塊以及5g通訊模塊；

31、狀態(tài)顯示模塊，用于顯示對應(yīng)模塊運行狀態(tài)，包括模塊指示燈一。

32、進一步的，所述數(shù)據(jù)接收端包括：

33、電瓶采集電路二，無線接收模塊，模塊指示燈二，語音對講模塊二，電源電量指示燈，rs232通信接口。

34、本發(fā)明的有益效果如下，

35、本發(fā)明提出的拖拉機耕整地作業(yè)質(zhì)量檢測裝置能夠為拖拉機田間作業(yè)的參數(shù)進行測量，得到牽引力、油耗、作業(yè)速度、輪胎滑轉(zhuǎn)率、耕深、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、耕深穩(wěn)定性等作業(yè)指標(biāo)并且能夠?qū)崟r上傳至顯示終端，隨時監(jiān)控作業(yè)質(zhì)量，并且能掌握在不同的耕作條件下拖拉機的動力性能，為拖拉機的整體設(shè)計及底盤的可靠性提供數(shù)據(jù)支撐和參考。

36、同時，該裝置可以作為檢測、監(jiān)控耕整地作業(yè)質(zhì)量的有效技術(shù)手段，為高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)提供技術(shù)支撐，為糧食增產(chǎn)豐收助力。