[发明专利]一种农业车辆对土壤承载系数的检测方法

说明书

本发明公开了一种农业车辆对土壤承载系数的检测方法，包括选取合适土壤，通过直剪仪来获得被检测土壤的内聚力、内摩擦角、剪切变形模量K，获取被检测土壤的承载性能参数k_c、和n_o结合试验设备中的刚性驱动轮宽度b，来计算出土壤承载行参数检测模型中的k_p，检测刚性驱动轮的动力参数垂直载荷W、挂钩牵引力DP和驱动力矩T，以及驱动轮下限量Z，对驱动轮在滑转率i进行控制，根据W、DP、T、Z结合刚性驱动轮结构参数和作为已知量的C来进行土壤的承载性能参数k_p、n、Φ的估计，通过农业车辆驱动轮和田间土壤相互作用过程表征出来的动力学特征来表述土壤的参数，再实施农业车辆的在线动力学参数的检测技术，来估计和检测土壤的承载性能参数。

技术领域

本发明涉及农业车辆对土壤承载系数的检测技术领域，具体为一种农业车辆对土壤承载系数的检测方法。

背景技术

土壤参数的测试方法和由土壤条件决定的车辆行驶的动力性性能以及车辆行走机构的开发上，也取得了一定的成果，为目前和将来的研究提供了理论依据和技术支持。

但是，随着农业工程技术需要，特别是精准农业的发展思想和理念对农业田间作业车辆的要求，以及车辆在不明土壤条件下行驶，进行土壤承载特性参数的测试比较麻烦，甚至是很难做到，因此，该技术方案提供了一种农业车辆对土壤承载系数的检测方法，用来检测农业车辆对土壤的承载的相关系数。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过农业车辆驱动轮和田间土壤相互作用过程表征出来的动力学特征来表述土壤的参数，再实施农业车辆的在线动力学参数的检测技术，来估计和检测土壤的承载性能参数，进而判断土壤的承载特性，确定了影响土壤与机器相互作用过程的土壤物理和力学特性参数，在借鉴土工、土力学方法的基础上，建立了土壤参数的测试技术和方法，确定了机器在松软地面通过性的评价指标的农业车辆对土壤承载系数的检测方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种农业车辆对土壤承载系数的检测方法,包括以下步骤：

步骤一、选取合适土壤，通过直剪仪来获得被检测土壤的内聚力、内摩擦角、剪切变形模量K；

步骤二、获取被检测土壤的承载性能参数k_c、和n_o结合试验设备中的刚性驱动轮宽度b，来计算出土壤承载行参数检测模型中的k_p；

步骤三、检测刚性驱动轮的动力参数垂直载荷W、挂钩牵引力DP和驱动力矩T，以及驱动轮下限量Z，对驱动轮在滑转率i进行控制；

步骤四、根据W、DP、T、Z结合刚性驱动轮结构参数和作为已知量的C来进行土壤的承载性能参数k_p、n、Φ的估计数值。

优选的，根据步骤一，

选取三种不同地域的土壤，选择表面平整的土壤表面，农用车辆采用相同的速度，匀速分别通过这三个不同地域的土壤表面，土壤的承压模型公式和土壤剪切应力变形公式分别为：

其中

其中：σ为土壤正应力；τ为土壤剪切应力；k_c为土壤内聚力模量；为土壤摩擦模量；z为土壤下陷深度；c为土壤内聚力；Φ为土壤内摩擦角；n为土壤压陷指数；j为土壤剪切位移；k为土壤剪切弹性模量；b为压板。

优选的，根据步骤二，车辆地面力学研究中的土壤力学参数k_c、n常用的土壤压板沉陷试验来进行测定：