谷物仿生揉搓脫粒試驗臺的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種谷物仿生揉搓脫粒試驗臺，由上脫裝置、下脫裝置、跟蹤觀測裝置、儀表裝置和機架構成，上脫平臺的轉動和下脫平臺的往復移動使試驗臺能夠測試移動揉搓、轉動揉搓和組合揉搓三種脫粒方式；通過上脫輥的安裝、拆卸使上脫仿生樣件和下脫仿生樣件形成間接耦合揉搓與直接耦合揉搓兩種作業面；通過調節螺柱實現上脫平臺的高度調節；高速攝像機拍攝谷物脫粒微觀過程，拉力傳感器檢測水平揉搓力，變頻調速器改變上脫電機和下脫電機的轉速，實現揉搓運動的無級調速和速度顯示；下脫裝置的運動采用曲柄搖桿機構，與手搓小麥行為的仿生近似度高；本實用新型揉搓脫粒試驗微觀測試能力強、測試指標全面、通用性好、試驗樣件安裝方便、結構簡單。
【專利說明】谷物仿生揉搓脫粒試驗臺
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種谷物脫粒試驗裝置，尤其是涉及一種谷物仿生揉搓脫粒試驗臺，屬于農業機械領域。
【背景技術】
[0002]谷物在農業領域中種類多、種植面積大，小麥、水稻、大豆、高粱等谷物在社會生產領域中應用廣泛。當前各類谷物收獲均已實現機械化，從收獲裝備技術看，小麥、水稻收獲機械相對成熟，其他谷物收獲機械在二者基礎上進行發展。但是從谷物收獲的實際效果看，谷物收獲機的功耗，谷物損失、谷物損傷等問題仍然比較嚴重。針對谷物收獲機的相關試驗設備，從用途方面看主要集中在產量測試、工作效率測試等收獲效果測試方面，從試驗設備的測試對象看主要集中在喂入部件、凹板脫粒部件、清選部件等，而對谷物揉搓脫粒工藝及揉搓脫粒部件的試驗測試設備，特別是仿生揉搓脫粒部件的試驗測試設備仍然非常少。目前仍然存在以下問題:
[0003]1、仿生揉搓脫粒的運動機構設計復雜，成本高；
[0004]2、仿生揉搓脫粒微觀過程的測試手段不健全，不能對揉搓脫粒微觀過程、揉搓脫粒運動方式與速度、揉搓脫粒力學性能等進行精確測試。
[0005]綜觀上述測試技術及設備現狀，急需一種揉搓脫粒試驗微觀測試能力強、試驗測試關鍵指標全面、試驗設備通用性好、試驗樣件安裝方便、結構簡單并且成本低的谷物揉搓脫粒試驗設備。

【發明內容】

[0006]本實用新型的目的在于提供一種達到上述目的、測試指標全面、通用性好、微觀測試精確的谷物仿生揉搓脫粒試驗臺。
[0007]本實用新型包括有上脫裝置、下脫裝置、跟蹤觀測裝置和儀表裝置和機架，上脫裝置包括由上脫電機、上脫支架、聯軸套、調節螺柱和上脫平臺，上脫電機通過上脫支架固定在機架上，聯軸套上端通過螺栓固定在上脫電機的輸出軸上，調節螺柱上部通過螺栓固定在聯軸套的下端，上脫電機的轉動實現調節螺柱的旋轉，調節螺柱旋轉時帶動固定在其下端的上脫平臺旋轉，通過調節螺柱與上脫平臺的螺紋聯結實現上脫平臺的垂直升降，上脫仿生樣件和上脫輥通過固定板固定在上脫夾具上從而共同構成上脫平臺，上脫平臺與下脫平臺構成揉搓脫粒運動副；下脫裝置包括有下脫平臺、下脫電機、曲柄、連桿、滑桿、滑槽和拉力傳感器，下脫仿生樣件通過防護板、彈簧和調節螺栓固定在下脫夾具上共同構成下脫平臺，下脫平臺鉸接在滑桿上，下脫電機固定在機架左側下部，曲柄固定在下脫電機的輸出軸上，曲柄、連桿、滑槽和滑桿構成曲柄滑塊機構，通過滑桿的水平往復運動實現下脫平臺的水平往復移動，拉力傳感器一端固定在機架上，拉力傳感器的另一端通過拉線與滑桿連接，滑輪通過銷軸和開口銷均布在U型槽上從而共同構成滑槽，U型槽與滑軌共同固定在機架上，滑桿的上下兩面分別與滑輪接觸形成滾動摩擦副；跟蹤觀測裝置包括由高速攝像機、跟蹤車和跟蹤輪，高速攝像機固定在跟蹤車上，跟蹤車前部與下脫平臺連接實現同步跟蹤，兩側的跟蹤輪和滑桿的上部共同構成對下脫平臺的三點支撐面；儀表裝置包括有拉力顯示器、上脫啟動開關、上脫停止開關、下脫啟動開關、下脫停止開關、變頻調速器和儀表箱，拉力顯示器固定在儀表箱上部，上脫啟動開關、上脫停止開關、下脫啟動開關和下脫停止開關均布在儀表箱中部，兩個變頻調速器固定在儀表箱底部，儀表箱固定于機架右側尾部。
[0008]所述的上脫平臺拆去上脫輥后與下脫平臺構成平面與平面之間的直接耦合揉搓，上脫平臺安裝上脫輥時構成間接耦合揉搓。
[0009]所述的上脫平臺靜止、下脫平臺往復移動時形成水平方向移動揉搓，上脫平臺轉動、下脫平臺靜止時形成平面轉動揉搓，上脫平臺轉動、下脫平臺往復移動時形成移動、轉動組合式揉搓。
[0010]所述的調節螺柱的螺紋端采用細牙螺紋，調節螺柱的調節范圍為O?30mm，調節精度為1mm。
[0011]所述的防護板的材料選用有機玻璃，通過彈簧、調節螺栓進行組合式固定。
[0012]本實用新型的工作過程和原理為:
[0013]當按下儀表箱上的下脫啟動開關時，下脫電機轉動帶動曲柄做圓周運動、連桿做搖擺運動，滑桿在滑槽的限位作用下做水平方向往復運動，滑桿與下脫平臺鉸接從而帶動下脫平臺做水平方向往復移動，此時處于靜止狀態的上脫平臺與運動狀態的下脫平臺形成移動揉搓運動，置于下脫平臺上的下脫仿生樣件與上脫平臺上的上脫仿生樣件共同構成耦合仿生移動揉搓運動副，谷物果穗在其中接受移動仿生揉搓脫粒；當按下儀表箱上的上脫啟動開關時，上脫電機轉動帶動上脫平臺轉動，此時轉動的上托平臺與靜止的下脫平臺形成轉動揉搓運動，上脫仿生樣件與下脫仿生樣件共同構成耦合仿生轉動揉搓運動副，谷物果穗在其中接受轉動仿生揉搓脫粒；當同時按下上脫啟動開關和下脫啟動開關時，上脫電機帶動上脫平臺轉動，下脫電機帶動下脫平臺水平方向往復移動，上脫仿生樣件與下脫仿生樣件共同構成耦合仿生移動、轉動組合式揉搓運動副，谷物果穗在其中接受組合式仿生揉搓脫粒。在上述三種仿生揉搓脫粒運動過程中，當安裝上脫輥時，形成上脫仿生樣件和下脫仿生樣件的間接耦合揉搓試驗作業面，當拆掉上脫輥時，形成上脫仿生樣件和下脫仿生樣件的直接耦合揉搓試驗作業面；固定在下脫平臺上的跟蹤觀測裝置透過防護板對谷物脫粒過程進行高速拍攝，形成谷物脫粒微觀過程的高清連續照片，為分析仿生揉搓脫粒微觀機理提供連續性的圖片資料；固定在滑桿上的拉力傳感器檢測到揉搓脫粒過程中的水平揉搓力，并通過拉力顯示器在儀表箱上數字顯示，為分析仿生揉搓脫粒的力學特性提供數據資料；通過變頻調速器改變上脫電機和下脫電機的轉速，并在儀表箱上數字顯示，為分析仿生揉搓脫粒的運動特性提供數據資料。
[0014]本實用新型與現有技術相比，具有如下優點:
[0015]1、下脫裝置的運動采用曲柄搖桿機構，更加近似于人體胳膊揉搓脫粒時運動，提高仿生揉搓脫粒試驗與手搓小麥行為的近似度，同時降低制造成本；
[0016]2、上脫電機和下脫電機通過變頻調速器控制，能夠實現揉搓運動的無級調速和速度顯示，更加便于對揉搓脫粒做運動分析；
[0017]3、上脫平臺的轉動和下脫平臺的往復移動使試驗能夠測試移動揉搓、轉動揉搓、組合揉搓三種脫粒方式，更加便于對比分析揉搓脫粒各種運動方式的脫粒優劣；[0018]4、上脫平臺通過調節螺柱實現高度調節，從而改變與下脫平臺之間的間隙，更加便于對不同物種、不同喂入量的谷物果穗進行揉搓脫粒試驗；
[0019]5、上脫仿生樣件和下脫仿生樣件通過槽式固定，安裝、拆卸更方便，更便于測試不同材料的仿生樣件對揉搓脫粒的效果；
[0020]6、防護板通過彈簧、調節螺栓固定，通過轉動螺栓即可實現防護板的移動，便于在試驗間隙收集上脫平臺上的谷物，減少拆卸時間。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本實用新型實施例的立體示意圖。
[0022]圖2是本實用新型實施例的上脫平臺立體示意圖。
[0023]圖3是本實用新型實施例的上脫平臺另一視角立體示意圖。
[0024]圖4是本實用新型實施例的下脫平臺立體示意圖。
[0025]圖5是本實用新型實施例拆去防護板后的下脫裝置立體示意圖。
[0026]圖6是下脫裝置中的滑槽立體示意圖。
[0027]其中:1一上脫支架；2—上脫電機；3—聯軸套；4一調節螺柱；5—上脫裝置；6—上脫平臺；7—下脫平臺；8—下脫裝置；9一儀表裝置；10—上脫啟動開關；11 一上脫停止開關；12—下脫啟動開關；13—拉力顯示器；14一下脫停止開關；15—變頻調速器；16—儀表箱；17—拉力傳感器；18—滑軌；19一曲柄；20—機架；21—跟蹤輪；22—跟蹤車；23 —聞速攝像機；24—跟蹤觀測裝置；25—上脫夾具；26—上脫仿生樣件；27 —固定板；28—上脫棍；29—彈簧；30—調節螺栓；31—防護板；32—下脫仿生樣件；33—下脫夾具；34—滑桿；35—連桿；36—下脫電機；37—滑槽；38 — U型槽；39—滑輪；40—開口銷；41 一銷軸。
【具體實施方式】
[0028]請參閱圖1、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6所示，本實施例包括有上脫裝置5、下脫裝置8、跟蹤觀測裝置24、儀表裝置9和機架20，上脫裝置5包括有上脫電機2、上脫支架1、聯軸套3、調節螺柱4和上脫平臺6，上脫電機2通過上脫支架I固定在機架20上，聯軸套3上端通過螺栓固定在上脫電機2的輸出軸上，調節螺柱4上部通過螺栓固定在聯軸套3的下端，上脫電機2的轉動實現調節螺柱4的旋轉，調節螺柱4旋轉時帶動固定在其下端的上脫平臺6旋轉，通過調節螺柱4與上脫平臺6的螺紋聯結實現上脫平臺6的垂直升降，上脫仿生樣件26、上脫輥28通過固定板27固定在上脫夾具25上從而共同構成上脫平臺6，上脫平臺6與下脫平臺7構成揉搓脫粒運動副；下脫裝置包括有下脫平臺7、下脫電機36、曲柄19、連桿35、滑桿34、滑槽37和拉力傳感器17，下脫仿生樣件32通過防護板31、彈簧29和調節螺栓30固定在下脫夾具33上共同構成下脫平臺7，下脫平臺7鉸接在滑桿34上，下脫電機36固定在機架20左側下部，曲柄19固定在下脫電機36的輸出軸上，曲柄19、連桿35、滑槽37和滑桿34構成曲柄滑塊機構，通過滑桿34的水平往復運動實現下脫平臺7的水平往復移動，拉力傳感器17 —端固定在機架20上，拉力傳感器17的另一端通過拉線與滑桿34連接，滑輪39通過銷軸41和開口銷40均布在U型槽38上共同構成滑槽37，U型槽38與滑軌18共同固定在機架20上，滑桿34的上下兩面分別與滑輪39接觸形成滾動摩擦副；跟蹤觀測裝置24包括有高速攝像機23、跟蹤車22和跟蹤輪21，高速攝像機23固定在跟蹤車22上，跟蹤車22前部與下脫平臺7連接實現同步跟蹤，兩側的跟蹤輪21和滑桿34的上部共同構成對下脫平臺7的三點支撐面；儀表裝置包括有拉力顯示器13、上脫啟動開關10、上脫停止開關11、下脫啟動開關12、下脫停止開關14、變頻調速器15和儀表箱16，拉力顯示器13固定在儀表箱16上部，上脫啟動開關10、上脫停止開關11、下脫啟動開關12和下脫停止開關14均布在儀表箱16中部，兩個變頻調速器15固定在儀表箱16底部，儀表箱16固定于機架20右側尾部。
[0029]所述上脫平臺6拆去上脫輥28后與下脫平臺7構成平面與平面之間的直接耦合揉搓，上脫平臺6安裝上脫輥28時構成間接耦合揉搓。
[0030]所述上脫平臺6靜止、下脫平臺7往復移動時形成水平方向移動揉搓，上脫平臺6轉動、下脫平臺7靜止時形成平面轉動揉搓，上脫平臺6轉動、下脫平臺7往復移動時形成移動、轉動組合式揉搓。
[0031 ] 所述調節螺柱4的螺紋端采用細牙螺紋，調節螺柱4的調節范圍為O?30mm，調節精度為1mm。
[0032]所述防護板31的材料選用有機玻璃，防護板31通過彈簧29和調節螺栓30進行
組合式固定。
【權利要求】
1.一種谷物仿生揉搓脫粒試驗臺，其特征在于:包括有上脫裝置(5)、下脫裝置(8)、跟蹤觀測裝置(24)、儀表裝置(9)和機架(20)，上脫裝置(5)包括有上脫電機(2)、上脫支架(I)、聯軸套(3)、調節螺柱(4)和上脫平臺(6)，上脫電機(2)通過上脫支架(I)固定在機架(20)上，聯軸套(3)上端通過螺栓固定在上脫電機(2)的輸出軸上，調節螺柱(4)上部通過螺栓固定在聯軸套(3)的下端，上脫電機(2)的轉動實現調節螺柱(4)的旋轉，調節螺柱(4)旋轉時帶動固定在其下端的上脫平臺(6)旋轉，通過調節螺柱(4)與上脫平臺(6)的螺紋聯結實現上脫平臺(6)的垂直升降，上脫仿生樣件(26)和上脫輥(28)通過固定板(27)固定在上脫夾具(25)上共同構成上脫平臺(6)，上脫平臺(6)與下脫平臺(7)構成揉搓脫粒運動副；下脫裝置(8)包括有下脫平臺(7)、下脫電機(36)、曲柄(19)、連桿(35)、滑桿(34)、滑槽(37)和拉力傳感器(17)，下脫仿生樣件(32)通過防護板(31)、彈簧(29)和調節螺栓(30)固定在下脫夾具(33)上共同構成下脫平臺(7)，下脫平臺(7)鉸接在滑桿(34)上，下脫電機(36)固定在機架(20)左側下部，曲柄(19)固定在下脫電機(36)的輸出軸上，曲柄(19)、連桿(35)、滑槽(37)和滑桿(34)構成曲柄滑塊機構，通過滑桿(34)的水平往復運動實現下脫平臺(7)的水平往復移動，拉力傳感器(17) —端固定在機架(20)上，拉力傳感器(17 )的另一端通過拉線與滑桿(34)連接，滑輪(39 )通過銷軸(41)和開口銷(40 )均布在U型槽(38)上共同構成滑槽(37)，U型槽(38)與滑軌(18)共同固定在機架(20)上，滑桿(34)的上下兩面分別與滑輪(39)接觸形成滾動摩擦副；跟蹤觀測裝置(24)包括有高速攝像機(23 )、跟蹤車(22 )和跟蹤輪(21)，高速攝像機(23 )固定在跟蹤車(22 )上，跟蹤車(22 )前部與下脫平臺(7)連接實現同步跟蹤，兩側的跟蹤輪(21)和滑桿(34)的上部共同構成對下脫平臺(7)的三點支撐面；儀表裝置(9)包括有拉力顯示器(13)、上脫啟動開關(10)、上脫停止開關(11)、下脫啟動開關(12)、下脫停止開關(14)、變頻調速器(15)和儀表箱(16)，拉力顯示器(13)固定在儀表箱(16)上部，上脫啟動開關(10)、上脫停止開關(11)、下脫啟動開關(12)和下脫停止開關(14)均布在儀表箱(16)中部，兩個變頻調速器(15)固定在儀表箱(16)底部，儀表箱(16)固定于機架(20)右側尾部。
2.根據權利要求1所述的一種谷物仿生揉搓脫粒試驗臺，其特征在于:所述上脫平臺(6)拆去上脫輥(28)后與下脫平臺(7)構成平面與平面之間的直接耦合揉搓，上脫平臺(6)安裝上脫輥(28)時構成間接耦合揉搓。
3.根據權利要求1所述的一種谷物仿生揉搓脫粒試驗臺，其特征在于:所述上脫平臺(6)靜止下脫平臺(7)往復移動時形成水平方向移動揉搓，上脫平臺(6)轉動下脫平臺(7)靜止時形成平面轉動揉搓，上脫平臺(6)轉動下脫平臺(7)往復移動時形成移動、轉動組合式揉搓。
4.根據權利要求1所述的一種谷物仿生揉搓脫粒試驗臺，其特征在于:所述調節螺柱(4)的螺紋端采用細牙螺紋，調節螺柱(4)的調節范圍為O?30mm，調節精度為1mm。
5.根據權利要求1所述的一種谷物仿生揉搓脫粒試驗臺，其特征在于:所述防護板(31)的材料選用有機玻璃，防護板(31)通過彈簧(29)和調節螺栓(30)進行組合式固定。
【文檔編號】A01F12/18GK203735108SQ201420148679
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年3月29日 優先權日:2014年3月29日
【發明者】付君, 任露泉, 錢志輝, 張志輝 申請人:吉林大學