一种块茎类中药材挖掘装置的制作方法

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1.本发明涉及农业机械技术领域，特别是涉及一种块茎类中药材挖掘装置。

背景技术：

2.药材种植提高了农民收入，促进中医药产业发展。贝母、元胡等块茎类中药材是中国较为名贵的传统大宗药材，在四川、黑龙江、浙江、江苏等十多个省份丘陵山区广泛种植。目前种植模式以小地块为主，且与玉米等作物套种夹种，行距较小，传统收获机具难下地作业；现有收获环节仍以人工为主，劳动强度大，生产效率低，往往不能在最佳收获期完成收获，致使中药材种植的经济效益下降。丘陵山区地形地貌变化复杂，现有的收获机采用纯机械的仿形限深装置，存在仿形精度低、系统延迟时间大等问题，导致挖掘深度高低不一，中药材漏挖、破皮损伤现象严重。此外，贝母、元胡等块茎类中药材尺寸小、表皮薄、鳞茎连接脆弱，现有的收获机械输送分离装置并不直接适用于其收获；存在结构参数不合理，作业参数不匹配等问题，导致药土分离效果差、药材损伤率高。
3.现有的块茎类中药材块茎类中药材挖掘装置基本是恒定作业深度，机具不能根据地面变化情况实时调整收获装置作业高度，工作深度过深时，工作阻力加大；工作深度过浅时，漏挖率高，且易造成药材损伤；现有的仿形机构基本以机械式仿形为主，存在仿形精度低、响应时间长等。因此亟需一种自适应仿形限深块茎类中药材挖掘装置，以解决现有技术中存在的问题。

技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种块茎类中药材挖掘装置，以解决上述现有技术存在的问题，提高收获效率和质量。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
6.本发明提供一种块茎类中药材挖掘装置，包括挖掘组件、驱动装置、地形检测机构和控制器，所述挖掘组件和所述地形检测机构均用于设置于行走机构上，所述地形检测机构设置于所述挖掘组件的前方，所述地形检测机构用于检测所述挖掘组件前方的地形，并将检测到的地形信息传输至所述控制器，所述控制器根据所述地形信息控制所述驱动装置驱动所述挖掘组件上升和下降以使得所述挖掘组件挖掘深度始终恒定。
7.优选的，所述行走机构沿着第一方向行走，所述地形检测机构包括传感器和活动设置于所述挖掘组件前方的镇压辊，所述镇压辊沿着第二方向延伸，所述第二方向垂直于所述第一方向，所述传感器用于检测所述镇压辊的起伏信息，所述起伏信息对应于所述地形信息，所述镇压辊采用一抗起伏弹性连接件与行走机构连接，所述抗起伏弹性连接件能够允许所述镇压辊随着地形的起伏而起伏，但又对所述镇压辊预施加有抵抗起伏的作用力。
8.优选的，所述地形检测机构和所述挖掘组件均设置于一机架上，所述机架绕第一直线能够转动地设置于所述行走机构上，所述第一直线延伸的方向与所述第二方向平行；
所述驱动装置能够驱动所述机架向上转动进而带动所述挖掘组件上升，驱动所述机架向下转动进而带动所述挖掘组件下降；
9.所述抗起伏弹性连接件包括镇压辊支架和压簧组件，所述镇压辊支架的顶部与所述机架绕第二直线能够转动地连接，所述第二直线与所述第一直线平行，所述镇压辊绕第三直线能够自转地设置于所述镇压辊支架的底部，所述压簧组件的顶部和所述机架铰接，底部和所述镇压辊支架铰接，所述压簧组件对所述镇压辊预施加有抵抗起伏的作用力。
10.优选的，所述传感器包括第一位移传感器和第一角度传感器，所述第一位移传感器用于感知所述压簧组件的压缩和伸长长度，所述第一角度传感器用于感知所述镇压辊支架的转动角度，所述控制器用于根据所述转动角度信息以及所述压簧组件的压缩和伸长长度信息来推导出地面的起伏信息。
11.优选的，还包括碎土组件和输送机构，所述输送机构与所述挖掘组件衔接并将所述药材向所述行走机构的后方输送，所述碎土组件设置于所述挖掘组件与所述输送机构的衔接处，所述碎土组件包括多个碎土刀、多个碎土刀座、碎土刀轴和碎土刀驱动装置，所述碎土刀座焊接于碎土刀轴，所述碎土刀通过螺栓与碎土刀座固定连接，所述碎土刀轴通过轴承与所述机架连接，所述碎土刀驱动装置驱动所述碎土刀轴转动并带动所述碎土刀转动，所述碎土刀转动不仅能够将挖掘出的药材以及泥土的一体结构进行粉碎，而且还能够将所述药材驱动至所述输送机构上。
12.优选的，所述挖掘组件包括挖掘铲支架、挖掘铲，所述挖掘铲支架焊接于所述机架下端；所述挖掘铲采用仿生学设计，所述挖掘铲包括固定连接的曲面铲身和直铲柄，所述直铲柄安装于支架上，所述曲面铲身用于伸进土壤内进行挖掘。
13.优选的，所述曲面铲身的曲面参考掘土能力强的生物爪齿曲线进行设计，所述曲面铲身包括上曲面和下曲面，所述上曲面横截面的曲线方程为：
14.f(x)＝1.945
×
10-5
×
x
4-0.0002195
×
x3+0.005023
×
x2+0.04158x+1.957；
15.所述下曲面横截面的曲线方程为：
16.f(x)＝3.501
×
10-5
×
x
4-0.0006602
×
x3+0.01051
×
x2+0.0552x-0.02268。
17.优选的，所述驱动装置为机架提升液压缸，所述控制器具备输入端；
18.根据所述镇压辊支架、所述压簧组件和所述镇压辊的结构以及位置关系信息推导出第一数学模型，所述第一数学模型表示地面高度变化与所述压簧组件的压缩程度以及所述镇压辊支架的转动角度之间的关系；
19.根据所述机架和所述挖掘组件的结构以及位置关系信息推导出第二数学模型，所述第二数学模型表示所述挖掘组件的高度变化与所述机架提升液压缸的驱动端伸长/收缩量之间的关系；
20.在所述输入端输入所述第一数学模型和所述第二数学模型，所述控制器根据所述第一角度传感器和所述第一位移传感器的信息计算得到地面高度变化，并根据所述第二数学模型反推出所述机架提升液压缸所需的理论伸长/收缩量并控制所述机架提升液压缸驱动所述挖掘组件进行抬升和下降。
21.优选的，还包括第二位移传感器，所述第二位移传感器用于实时监测所述机架提升液压缸的实际伸长/收缩量，控制器根据实际伸长/收缩量和理论伸长/ 收缩量差值，控制机架提升液压缸进一步动作。
22.本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
23.1、采用地形检测机构检测挖掘组件前方的地形，并将检测到的地形信息传输至控制器，控制器根据地形信息控制驱动装置驱动挖掘组件上升和下降以使得挖掘组件挖掘深度始终恒定，避免挖掘过深或过浅，进而提高收获效率和质量。
24.2、采用镇压辊的方式，既能碾压秸秆又能精准感知地形变化，地形检测机构采用压簧组件、第一位移传感器、第一角度传感器结合的方式，多传感器融合解算压簧组件、镇压辊支架变化情况，实现地形变化的精准检测。
25.3、采用碎土组件，一方面可以清除药材上方土壤和秸秆，避免后期输送分离过程堵塞机具，另一方面可以降低工作阻力。
26.4、挖掘铲采用仿生结构设计，铲面曲线设计依据为特定动物的爪齿，仿生设计可以进一步降低工作阻力，降低土壤扰动，提高作业效率。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为将本发明提供的块茎类中药材挖掘装置投入使用时，整个收获机的结构示意图；
29.图2为挖掘组件、地形检测机构、碎土组件安装于机架上时的结构示意图；
30.图3为地形检测机构的结构示意图；
31.图4为碎土组件的结构示意图；
32.图5为收获机传动系统的结构示意图；
33.图6为压簧组件的结构示意图；
34.图7为挖掘铲的正视图；
35.图8为挖掘铲的侧视图；
36.图中：1、行走机构；2、机架；3、块茎类中药材挖掘装置；4、输送机构； 5、分离机构；6、收集机构；3-1、地形检测机构；3-2、碎土组件；3-3、挖掘组件；3-1-1、镇压辊；3-1-2、镇压辊支架；3-1-3、压簧组件；3-1-4、限位支架；3-1-5、第一位移传感器；3-1-6、第一角度传感器；3-2-1、碎土刀；3-2-2、碎土刀座；3-2-3、碎土刀轴；3-2-4、从动链轮；3-3-1、掘铲支架；3-3-2、挖掘铲；4-1、转动驱动部件；4-2、抖动驱动部件；4-3、张紧轮；4-4、支撑滚轮；3-1-3-1、弹簧套筒；3-1-3-2、弹簧；3-1-3-3、伸缩杆。
具体实施方式
37.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
38.本发明的目的是提供一种块茎类中药材挖掘装置，以解决上述现有技术存在的问
题，提高收获效率和质量。
39.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
40.本发明提供一种块茎类中药材挖掘装置3，如图1～图8所示，包括挖掘组件3-3、驱动装置、地形检测机构3-1和控制器，挖掘组件3-3和地形检测机构3-1均用于设置于行走机构1上，地形检测机构3-1设置于挖掘组件3-3的前方，地形检测机构3-1用于检测挖掘组件3-3前方的地形，并将检测到的地形信息传输至控制器，控制器根据地形信息控制驱动装置驱动挖掘组件3-3上升和下降以使得挖掘组件3-3挖掘深度始终恒定。
41.本发明提供的块茎类中药材挖掘装置3采用地形检测机构3-1检测挖掘组件3-3前方的地形，并将检测到的地形信息传输至控制器，控制器根据地形信息控制驱动装置驱动挖掘组件3-3上升和下降以使得挖掘组件3-3挖掘深度始终恒定，避免挖掘过深或过浅，进而提高收获效率和质量。
42.相较于传统的机械仿形限深装置，本发明提供的块茎类中药材挖掘装置3 采用控制器来对驱动装置进行控制，摒弃了传统的纯机械结构，具备响应效率高、精度高的效果。
43.于具体的实施例中，行走机构1沿着第一方向行走，地形检测机构3-1包括传感器和活动设置于挖掘组件3-3前方的镇压辊3-1-1，镇压辊3-1-1沿着第二方向延伸，第二方向垂直于第一方向，传感器用于检测镇压辊3-1-1的起伏信息，起伏信息对应于地形信息，镇压辊3-1-1采用一抗起伏弹性连接件与行走机构1连接，抗起伏弹性连接件能够允许镇压辊3-1-1随着地形的起伏而起伏，但又对镇压辊3-1-1预施加有抵抗起伏的作用力。
44.本实施例采用镇压辊3-1-1以及抗起伏弹性连接件相配合作用既能碾压秸秆又能精准感知地形变化，镇压辊3-1-1自身也具备一定的重量，在其他实施例中，不设置抗起伏弹性连接件也可实现镇压辊3-1-1随着地形起伏而上下移动的效果，但是其精度远没有设置有抗起伏弹性连接件的效果好。
45.于具体的实施例中，地形检测机构3-1和挖掘组件3-3均设置于一机架2 上，机架2绕第一直线能够转动地设置于行走机构1上，第一直线延伸的方向与第二方向平行；驱动装置能够驱动机架2向上转动进而带动挖掘组件3-3上升，驱动机架2向下转动进而带动挖掘组件3-3下降；
46.抗起伏弹性连接件包括镇压辊支架3-1-2和压簧组件3-1-3，镇压辊支架 3-1-2的顶部与机架2绕第二直线能够转动地连接，第二直线与第一直线平行，镇压辊3-1-1绕第三直线能够自转地设置于镇压辊支架3-1-2的底部，压簧组件3-1-3的顶部和机架2铰接，底部和镇压辊支架3-1-2铰接，压簧组件3-1-3 对镇压辊3-1-1预施加有抵抗起伏的作用力。
47.本实施例采用机架2作为中间连接件，机架2以及挖掘组件3-3的重量远大于镇压辊支架3-1-2以及镇压辊3-1-1的重量，因此，在镇压辊3-1-1起伏时仅会相对于机架2发生转动，而并不会带动机架2转动；在优选的实施例中，镇压辊3-1-1可绕自身轴线发生自转。
48.于具体的实施例中，传感器包括第一位移传感器3-1-5和第一角度传感器 3-1-6，第一位移传感器3-1-5用于感知压簧组件3-1-3的压缩和伸长长度，第一角度传感器3-1-6用于感知镇压辊支架3-1-2的转动角度，控制器用于根据转动角度信息以及压簧组件3-1-3的压缩和伸长长度信息来推导出地面的起伏信息。
49.本实施例采用压簧组件3-1-3、第一位移传感器3-1-5、第一角度传感器结合的方
式，多传感器融合解算压簧组件3-1-3、镇压辊支架3-1-2变化情况，实现地形变化的精准检测。
50.于具体的实施例中，压簧组件3-1-3包括弹簧套筒3-1-3-1、弹簧3-1-3-2、伸缩杆3-1-3-3，弹簧套筒3-1-3-1一端设置有铰接孔，另一端设置有伸缩杆 3-1-3-3限位安装环，铰接孔与机架2连接；伸缩杆3-1-3-3为t型结构，与弹簧套筒3-1-3-1同轴设置，其中一端设置有铰接孔，一端为圆柱块，铰接孔与镇压辊支架3-1-2，圆柱块设置于弹簧套筒3-1-3-1内部；弹簧3-1-3-2类型为压缩弹簧，设置于弹簧套筒3-1-3-1内部，两端分别与弹簧套筒3-1-3-1和伸缩杆3-1-3-3接触；压缩弹簧在弹簧套筒3-1-3-1内部始终呈压缩状态，压缩弹簧为伸缩杆3-1-3-3提供压力，可使镇压辊3-1-1在压簧组件3-1-3和限位支架 3-1-4的双重作用下，始终紧贴地面，保证了地面仿形的精度。
51.于具体的实施例中，第一位移传感器3-1-5设置于压簧组件3-1-3一侧，用于感知压簧组件3-1-3的伸缩变化情况，第一角度传感器3-1-6设置于镇压辊支架3-1-2上，用于感知镇压辊支架3-1-2的角度变化。
52.于具体的实施例中，块茎类中药材挖掘装置3还包括碎土组件3-2和输送机构4，输送机构4与挖掘组件3-3衔接并将药材向行走机构1的后方输送，碎土组件3-2设置于挖掘组件3-3与输送机构4的衔接处，碎土组件3-2包括多个碎土刀3-2-1、多个碎土刀座3-2-2、碎土刀轴3-2-3和碎土刀驱动装置，碎土刀座3-2-2焊接于碎土刀轴3-2-3，碎土刀3-2-1通过螺栓与碎土刀座3-2-2 固定连接，碎土刀轴3-2-3通过轴承与机架2连接，碎土刀驱动装置驱动碎土刀轴3-2-3转动并带动碎土刀3-2-1转动，碎土刀3-2-1转动不仅能够将挖掘出的药材以及泥土的一体结构进行粉碎，而且还能够将药材驱动至输送机构4 上。
53.输送机构4包括抖动输送链、转动驱动部件4-1、抖动驱动部件4-2、张紧轮4-3和支撑滚轮4-4。
54.本实施例采用碎土组件3-2，一方面可以清除药材上方土壤和秸秆，避免后期输送分离过程堵塞机具，另一方面可以降低工作阻力。
55.于具体的实施例中，挖掘组件3-3包括挖掘铲3-3-2支架3-3-1、挖掘铲 3-3-2，挖掘铲3-3-2支架3-3-1焊接于机架2下端；挖掘铲3-3-2采用仿生学设计，挖掘铲3-3-2包括固定连接的曲面铲身和直铲柄，直铲柄安装于支架上，曲面铲身用于伸进土壤内进行挖掘。
56.于具体的实施例中，曲面铲身的曲面参考掘土能力强的生物爪齿曲线进行设计，曲面铲身包括上曲面和下曲面，上曲面横截面的曲线方程为：
57.f(x)＝1.945
×
10-5
×
x
4-0.0002195
×
x3+0.005023
×
x2+0.04158x+1.957；
58.下曲面横截面的曲线方程为：
59.f(x)＝3.501
×
10-5
×
x
4-0.0006602
×
x3+0.01051
×
x2+0.0552x-0.02268。
60.本实施例中的挖掘铲3-3-2采用仿生结构设计，铲面曲线设计依据为特定动物的爪齿，仿生设计可以进一步降低工作阻力，降低土壤扰动，提高作业效率。
61.于具体的实施例中，驱动装置为机架提升液压缸，控制器具备输入端；
62.根据镇压辊支架3-1-2、压簧组件3-1-3和镇压辊3-1-1的结构以及位置关系信息推导出第一数学模型，第一数学模型表示地面高度变化与压簧组件 3-1-3的压缩程度以及镇压辊支架3-1-2的转动角度之间的关系；
63.根据机架2和挖掘组件3-3的结构以及位置关系信息推导出第二数学模型，第二数
学模型表示挖掘组件3-3的高度变化与机架提升液压缸的驱动端伸长/收缩量之间的关系；
64.在输入端输入第一数学模型和第二数学模型，控制器根据第一角度传感器 3-1-6和第一位移传感器3-1-5的信息计算得到地面高度变化，并根据第二数学模型反推出机架提升液压缸所需的理论伸长/收缩量并控制机架提升液压缸驱动挖掘组件3-3进行抬升和下降。
65.于具体的实施例中，还包括第二位移传感器，第二位移传感器用于实时监测机架提升液压缸的实际伸长/收缩量，控制器根据实际伸长/收缩量和理论伸长/收缩量差值，控制机架提升液压缸进一步动作，进而提高调节的精准度。
66.于具体的实施例中，控制器在控制机架提升液压缸驱动挖掘组件3-3提升和下降时，还需要考虑行走机构1的行进速度以及挖掘组件3-3与镇压辊3-1-1 之间的距离，并以此推导出相应的数学函数或数学模型来进行计算以及控制，总之，需要实现挖掘组件3-3的挖掘深度不随着地面的起伏而变化，需要保持恒定的挖掘深度。
67.本发明还提供了一种块茎类中药材挖掘方法：利用如上所述的块茎类中药材挖掘装置3进行挖掘，以下简称块茎类中药材挖掘装置3为机具，包括：
68.步骤1：启动机具，观察各部分工作是否正常，有异常及时调整；启动碎土组件3-2工作，所述碎土组件3-2将药材上方土壤秸秆粉碎；
69.步骤2：按照收获农艺要求，设置理论挖掘深度，机架提升液压缸工作，使挖掘组件3-3达到理论挖掘深度；
70.步骤3：镇压辊3-1-1在地面和压簧组件3-1-3的作用下，绕轴承座旋转，使镇压辊3-1-1紧贴于地面；
71.步骤4：机具正常作业过程中，第一位移传感器3-1-5和第一角度传感器 3-1-6实时检测镇压辊3-1-1的运动状态；当地表凸起，地面给镇压辊3-1-1向上的力，镇压辊支架3-1-2绕轴承座逆时针转动，压缩压簧组件3-1-3，第一角度传感器3-1-6采集镇压辊支架3-1-2旋转角度，第一位移传感器3-1-5采集压簧组件3-1-3压缩长度；
72.步骤5：控制器中提前输入相应函数，可根据第一角度传感器3-1-6、第一位移传感器3-1-5的信息，计算得到地面高度变化，进一步得到机架提升液压缸的理论伸长/收缩量，从而控制机架提升液压缸伸长/收缩；第二位移传感实时检测机架提升液压缸实际收缩量，并实时传输至控制器，控制器根据实际伸长/收缩量和理论伸长/收缩量差值，控制机架提升液压缸进一步动作。
73.具体的，控制器控制机架提升液压缸驱动机架2提升和下降的程序需要根据实际情况进行设定，并需要充分考虑挖掘组件3-3与镇压辊3-1-1之间的距离以及行走机构1的行进速度，进而实现挖掘组件3-3的挖掘深度始终为恒定值，且必要时需要考虑系统的反应时间以及机架提升液压缸驱动机架2提升和下降所需的时间。
74.本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

技术特征：

1.一种块茎类中药材挖掘装置，其特征在于：包括挖掘组件、驱动装置、地形检测机构和控制器，所述挖掘组件和所述地形检测机构均用于设置于行走机构上，所述地形检测机构设置于所述挖掘组件的前方，所述地形检测机构用于检测所述挖掘组件前方的地形，并将检测到的地形信息传输至所述控制器，所述控制器根据所述地形信息控制所述驱动装置驱动所述挖掘组件上升和下降以使得所述挖掘组件挖掘深度始终恒定。2.根据权利要求1所述的块茎类中药材挖掘装置，其特征在于：所述行走机构沿着第一方向行走，所述地形检测机构包括传感器和活动设置于所述挖掘组件前方的镇压辊，所述镇压辊沿着第二方向延伸，所述第二方向垂直于所述第一方向，所述传感器用于检测所述镇压辊的起伏信息，所述起伏信息对应于所述地形信息，所述镇压辊采用一抗起伏弹性连接件与行走机构连接，所述抗起伏弹性连接件能够允许所述镇压辊随着地形的起伏而起伏，但又对所述镇压辊预施加有抵抗起伏的作用力。3.根据权利要求2所述的块茎类中药材挖掘装置，其特征在于：所述地形检测机构和所述挖掘组件均设置于一机架上，所述机架绕第一直线能够转动地设置于所述行走机构上，所述第一直线延伸的方向与所述第二方向平行；所述驱动装置能够驱动所述机架向上转动进而带动所述挖掘组件上升，驱动所述机架向下转动进而带动所述挖掘组件下降；所述抗起伏弹性连接件包括镇压辊支架和压簧组件，所述镇压辊支架的顶部与所述机架绕第二直线能够转动地连接，所述第二直线与所述第一直线平行，所述镇压辊绕第三直线能够自转地设置于所述镇压辊支架的底部，所述压簧组件的顶部和所述机架铰接，底部和所述镇压辊支架铰接，所述压簧组件对所述镇压辊预施加有抵抗起伏的作用力。4.根据权利要求3所述的块茎类中药材挖掘装置，其特征在于：所述传感器包括第一位移传感器和第一角度传感器，所述第一位移传感器用于感知所述压簧组件的压缩和伸长长度，所述第一角度传感器用于感知所述镇压辊支架的转动角度，所述控制器用于根据所述转动角度信息以及所述压簧组件的压缩和伸长长度信息来推导出地面的起伏信息。5.根据权利要求3所述的块茎类中药材挖掘装置，其特征在于：还包括碎土组件和输送机构，所述输送机构与所述挖掘组件衔接并将所述药材向所述行走机构的后方输送，所述碎土组件设置于所述挖掘组件与所述输送机构的衔接处，所述碎土组件包括多个碎土刀、多个碎土刀座、碎土刀轴和碎土刀驱动装置，所述碎土刀座焊接于碎土刀轴，所述碎土刀通过螺栓与碎土刀座固定连接，所述碎土刀轴通过轴承与所述机架连接，所述碎土刀驱动装置驱动所述碎土刀轴转动并带动所述碎土刀转动，所述碎土刀转动不仅能够将挖掘出的药材以及泥土的一体结构进行粉碎，而且还能够将所述药材驱动至所述输送机构上。6.根据权利要求3所述的块茎类中药材挖掘装置，其特征在于：所述挖掘组件包括挖掘铲支架、挖掘铲，所述挖掘铲支架焊接于所述机架下端；所述挖掘铲采用仿生学设计，所述挖掘铲包括固定连接的曲面铲身和直铲柄，所述直铲柄安装于支架上，所述曲面铲身用于伸进土壤内进行挖掘。7.根据权利要求6所述的块茎类中药材挖掘装置，其特征在于：所述曲面铲身的曲面参考掘土能力强的生物爪齿曲线进行设计，所述曲面铲身包括上曲面和下曲面，所述上曲面横截面的曲线方程为：f(x)＝1.945
×
10-5
×
x
4-0.0002195
×
x3+0.005023
×
x2+0.04158x+1.957；所述下曲面横截面的曲线方程为：
f(x)＝3.501
×
10-5
×
x
4-0.0006602
×
x3+0.01051
×
x2+0.0552x-0.02268。8.根据权利要求4所述的块茎类中药材挖掘装置，其特征在于：所述驱动装置为机架提升液压缸，所述控制器具备输入端；根据所述镇压辊支架、所述压簧组件和所述镇压辊的结构以及位置关系信息推导出第一数学模型，所述第一数学模型表示地面高度变化与所述压簧组件的压缩程度以及所述镇压辊支架的转动角度之间的关系；根据所述机架和所述挖掘组件的结构以及位置关系信息推导出第二数学模型，所述第二数学模型表示所述挖掘组件的高度变化与所述机架提升液压缸的驱动端伸长/收缩量之间的关系；在所述输入端输入所述第一数学模型和所述第二数学模型，所述控制器根据所述第一角度传感器和所述第一位移传感器的信息计算得到地面高度变化，并根据所述第二数学模型反推出所述机架提升液压缸所需的理论伸长/收缩量并控制所述机架提升液压缸驱动所述挖掘组件进行抬升和下降。9.根据权利要求8所述的块茎类中药材挖掘装置，其特征在于：还包括第二位移传感器，所述第二位移传感器用于实时监测所述机架提升液压缸的实际伸长/收缩量，所述控制器根据实际伸长/收缩量和理论伸长/收缩量差值，控制所述机架提升液压缸进一步动作。

技术总结

本发明提供一种块茎类中药材挖掘装置，涉及农业机械技术领域，包括挖掘组件、驱动装置、地形检测机构和控制器，挖掘组件和地形检测机构均用于设置于行走机构上，地形检测机构设置于挖掘组件的前方，地形检测机构用于检测挖掘组件前方的地形，并将检测到的地形信息传输至控制器，控制器根据地形信息控制驱动装置驱动挖掘组件上升和下降以使得挖掘组件挖掘深度始终恒定。本发明提供的块茎类中药材挖掘装置能够提高收获效率和质量。能够提高收获效率和质量。能够提高收获效率和质量。