[发明专利]一种喷杆位姿测量装置及其测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及植保机械技术领域,具体为一种喷杆位姿测量装置及其测量方法。

背景技术

喷杆的非期望运动是导致喷杆式喷雾机喷雾沉积均匀性下降的重要因素，对喷杆非期望运动的主要研究方法是测量喷雾机作业时喷杆的位姿并进行分析。

将喷杆视作刚性体后，喷杆主要的非期望运动是水平方向的偏转和垂直方向上的转动，对喷杆的位姿进行测量就是对这两个运动进行测量。目前，对喷杆运动的测量方法主要是直接在喷杆上安装加速度传感器或距离传感器，通过采集加速度传感器或距离传感器测得的数据来对喷杆运动进行描述，但加速度传感器只能测量喷杆不同部位的加速度，无法得到有效的喷杆空间姿态信息；距离传感器虽可以得到喷杆的空间姿态信息，但是都需要加装测距面，难以在喷雾机正常作业状态下对喷杆的空间姿态进行有效测量，因此研发一种能有效测量喷杆在正常作业状态下位姿的装置具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种喷杆位姿测量装置及其测量方法，该测量装置及测量方法将喷杆视为刚体，能够测量喷杆式喷雾机正常作业时喷杆的位姿，为进一步分析喷杆的非期望运动以及研究喷杆的动态特性提供依据。

为达到上述目的，本发明的测量装置主要包括：螺栓固定夹，安装架主体，长弹性绳，短弹性绳，传感器装置，数据采集器。

安装架主体通过螺栓固定夹与喷杆机架连接，安装架主体上设有调节轨道，传感器装置安装在调节轨道上，并且可以安装在沿调节轨道方向的不同位置；长弹性绳一端连接转动角度传感器，另一端连接在喷杆末端；短弹性绳一端连接偏转角度传感器，另一端连接在喷杆上，使短弹性绳沿其长度方向与水平面垂直。数据采集器固定在数据采集器安装架上，数据采集器带电源及显示屏并且能显示传感器所测实时数据。

喷杆位姿测量装置的测量方法包括以下步骤：

步骤1，将喷杆位姿测量装置通过螺栓固定夹安装在喷杆机架上。

步骤2，分别将两段长弹性绳一端固定在喷杆两末端，另一端分别连接转动角度传感器上，分别将另两段短弹性绳的一端连接在偏转角度传感器上，另一端连接在喷杆上，使短弹性绳沿其长度方向与水平面垂直。

步骤3，启动数据采集器，调整传感器装置的安装位置，使两传感器装置与喷杆处在同一垂直面，此时显示屏所显示传感器测量值应为都为零。

步骤4，测量出此各段弹性绳的长度，并以此标定为喷杆初始位姿。

步骤5，使喷雾机开始作业，此时喷杆位姿测量装置将采集喷杆的位姿信息，作业完成后，关闭数据采集器，将喷杆位姿信息读出。

步骤6，结合喷杆初始位姿，由于将喷杆视为刚性体，对喷杆位姿信息进行几何分析，计算后可得到喷杆的空间位姿信息。

本发明具有以下有益效果：

喷杆运动测量装置可以采集喷杆式喷雾机正常作业情况下喷杆的转动角度和偏转角度，并计算得到喷杆的空间位姿信息，便于更准确的描述喷杆的运动特性以及研究喷杆不规则运动的抑制方法。

附图说明

图1为喷杆运动测量装置安装在喷雾机上的轴测图。

图2为喷杆运动测量装置安装示意图。

图3为传感器装置。

图4为安装架主体。

图5为喷杆在作业过程中测量装置测量喷杆在xoy平面转动的示意图。

图6为喷杆在作业过程中测量装置测量喷杆在yoz平面偏转的示意图。

图中：喷杆机架1，螺栓固定夹2（a）、2（b），安装架主体3，筋板301，调节轨道302（a）、302（b），数据采集器安装架303，传感器装置4（a）、（b），固定片401，偏转角度传感器402，转动角度传感器403，数据采集器5，长弹性绳6（a）、6（b），短弹性绳7（a）、7（b），转动角度传感器403测量角α₁、α₂，偏转角度传感器402测量角β₁、β₂。

具体实施方式