深松铲是深松作业机具的主要工作部件,其性能直接决定了深松质量和机具能耗。传统的深松铲设计与研究方法主要是理论计算和软件仿真,存在仿真条件设置理想化导致分析结果脱离实际等问题。并且,在田间作业时农户无法实现对深松铲状态的实时监测,存在深松铲过载变形发现不及时导致土壤漏耕、浅耕的现象,严重影响工作效率。因此,本文从深松铲的工作原理和工作环境入手,结合单片机技术、虚拟仪器技术,本着微型化、低功耗、低成本、易安装的原则,设计了一套深松铲工作阻力实时测试系统。系统不但可以为研发人员设计优化深松铲提供测试手段和数据支持,还可以为农户提供机具实时监测手段,有利于减少机具损坏,提高作业效率,减少作业成本。本文主要工作内容和结论如下:(1)进行了深松铲受力与仿真分析。根据深松铲结构和工作过程分析了深松铲工作阻力应变测试原理,确定了在铲柄粘贴应变片的工作阻力测量方法;对深松铲受力状态进行分析并仿真,确定了测试点位置,进而确定了系统设计方案。(2)完成了系统构建与软硬件设计。基于应变测试原理确定了系统架构,完成了应变片、微处理器、各功能电路核心芯片选型,进行了硬件电路搭建与仿真分析,进行了系统硬件抗干扰设计与设备安装保护设计;完成了车载数据采集系统软件设计与开发,实现了深松铲田间工作阻力数据采集、保存及工作状态预警等功能,完成了深松铲应力-应变标定系统软件开发,实现了加载力与应变信号采集、标定、数据管理等功能。(3)开展了系统测试与田间试验。以标准等强度悬臂梁为试验对象,开展了应变采集系统静态测试试验,试验结果表明,系统测量值与悬臂梁理论应变值间相对误差小于2.09%,系统线性度为0.072%、重复性误差为0.11%、迟滞误差为0.089%,具有较好的静态测试性能;以DH5928信号采集系统为参考,在土槽内开展了深松铲动态测试对比试验,试验结果表明,两系统测量结果的最大相对误差为0.74%,T检验分析结果表明两系统测量结果无显著性差异,系统具有良好的动态性能;开展了深松分层施肥机田间测试试验,将深松铲工作阻力与土壤坚实度进行对比分析,结果表明系统田间测试性能可靠。