一种甜菜机械化收获自动对行实验装置制造方法
【专利摘要】一种甜菜机械化收获自动对行实验装置，在支架上横向平行安装主动链轮轴和从动链轮轴，链轮轴的两端分别安装一个链轮，主从动链轮轴之间平行布置两根传动链，传动链由链轮带动运动。沿传动链长度方向，在两根传动链之间间隔均匀、平行于链轮轴布置多根长条形的滑道。滑道由一端朝向另一端开设滑槽，滑槽内装入滑块，滑块上固定测试杆，测试杆从槽口伸出滑道外。沿传动链长度方向，在传动链水平段的下方间隔布置托链板。本实用新型设计的甜菜机械化收获自动对行实验装置结构简单，可用于在室内场地模拟田间实验，同时便于实验数据的采集；可以减少实际田间实验所带来的实验成本高、易受天气影响、实验数据不易采集等问题。
【专利说明】一种甜菜机械化收获自动对行实验装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种实验装置，尤其涉及甜菜机械化收获的模拟田间实验的装置。
【背景技术】
[0002]甜菜收获机是一种对甜菜进行大面积机械化收获的农业机械，田间实验是检测甜菜收获机各项性能参数的重要实验之一。
[0003]但是，在对甜菜收获机进行田间实验时，因为甜菜收获机体积庞大，每次田间试验都需要趁气象环境较好的时候将甜菜收获机开到试验田地，然后针对不同行距，不同株距的甜菜试验田进行实验，在实验过程中还要调整甜菜收获机与其下方试验田的对中性，避免偏差太大，操作起来非常繁琐，实际上，田间实验的大多数时间不是花在数据采集上，而是花费在移动、调整甜菜收获机上。由此产生了田间试验的成本高、不方便等问题，且受天气因素影响大，长期以来一直影响着甜菜收获机的田间实验效率和实验数据的获取。
[0004]目前，行业内急需一种能够模拟田间环境，尽量减少天气因素，场地因素等对甜菜收获机实验影响的甜菜收获机的田间实验模拟装置，从而保证实验数据的获取及其可靠性，提闻田间实验效率。
实用新型内容
[0005]本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种能够模拟田间环境，并且结构简单的甜菜机械化收获自动对行实验装置。
[0006]本实用新型是通过以下技术方案实现的:
[0007]—种甜菜机械化收获自动对行实验装置，所述甜菜收获机的收获台上，前后依次配置探测杆和挖掘铲安装支架，
[0008]探测杆可左右摆动，探测杆由传感器连接、控制甜菜收获机转向，带动挖掘铲安装支架相应摆动，
[0009]其特征在于:
[0010]在矩形框架前、后两端分别平行安装主动链轮轴和从动链轮轴，主动链轮轴和从动链轮轴的两侧分别安装一个链轮，左右两根传动链分别绕紧在主动链轮轴和从动链轮轴一端的链轮上，传动链由链轮带动回转；
[0011]在两根传动链之间间隔均匀安装多根长条形的滑道杆，滑道杆从左至右开设矩形截面通孔的滑槽，在滑槽上开设开口朝向回转外轮廓面的槽口 ；
[0012]在滑槽的横截面上，槽口的宽度小于滑槽的宽度，形成槽口两侧的槽壁；
[0013]垂直于滑道杆配置测试杆，所述测试杆为杆件，根部固定一个滑块，滑块上的一截为螺纹段，滑块嵌入滑道杆的滑槽内，杆件伸出槽口，由螺母旋紧、夹持在滑槽的槽壁上；
[0014]所有滑道杆上分别配置的测试杆形成一条前后方向的测试带；
[0015]在传动链的下方布置托链板，托链板托持于传动链链节的滚子下方，托链板安装在框架上；
[0016]每个挖掘铲安装支架上分别安装一个弹性杆，两弹性杆为一对上端为竖杆段，下端为分别向两外侧斜向上的斜杆段组成，竖杆段和斜杆段分别涂不同颜色。
[0017]本装置用于模拟检测甜菜收获机的自动对行参数设置是否合格的田间实验，所谓自动对行，是指当甜菜收获机的探测杆探测到种植在田间的甜菜偏离了甜菜种植的行中心线时，甜菜收获机能及时转向偏离的甜菜根部，初偿这部分偏差，使配置在探测杆后方的挖掘铲发生相应偏转、从而能够正常收获甜菜，不“漏挖”或者“挖伤”甜菜。
[0018]甜菜田间种植为单行种植，相邻两行甜菜之间的行距较大，甜菜收获机收获甜菜一般为逐行进行单行收获。因此收获甜菜时，每行甜菜相邻甜菜之间的株距大小、单株甜菜偏离行中心线的距离多少以及甜菜收获机的移动速度快慢，这三个变化数值都会影响甜菜收割机是否能正常收获甜菜。本装置的实验原理是，先模拟一行偏离行中心线不同距离的甜菜，将该行模拟甜菜分为若干段，每段植株内相邻甜菜间距相同，不同段植株之间的甜菜间距不同，然后模拟固定的甜菜收获机移动速度，以检测在不同株距的情况下，甜菜收获机的自动对行是否合格，不合格的时候调整自动对行的相关参数，直至合格，然后再改变甜菜收获机移动速度，检测在不同株距的情况下、当甜菜偏离行中心线不同距离时甜菜收获机的自动对行是否合格，不合格的时候予以调整，直至合格。
[0019]本装置利用测试杆来模拟甜菜块根的边缘，为了避免实验时挖掘铲和测试杆的刚性碰撞，利用弹性杆代替挖掘铲，两弹性杆之间的距离与挖掘铲宽度相应。
[0020]调节测试杆沿滑道杆移动，可用于模拟甜菜块根偏离行中心线(即甜菜收获机中心线或实验装置中心线)的距离；通过在相邻滑道杆或者间隔若干滑道杆安装测试杆来模拟不同的甜菜种植株距；实验时，将本装置的传动链长度方向沿甜菜收获机的行进方向、置于甜菜收获机下方，甜菜收获机静止不动，通过变频电机调节链轮的转速，以不同的速度带动滑道杆上的测试杆运动，以此来模拟实际田间收获时收获机的不同前进速度。
[0021]进一步的，考虑到甜菜在田间的实际种植情况，相邻滑道杆中心线之间的间隔为15?30mm,滑道杆长度为0.3?0.8m。
[0022]再进一步，滑道杆通过传动链附板安装在传动链上，传动链附板为板面平行于传动链布置的90°折弯直板，其竖直板面跨设在传动链两个相邻的链节上，其水平板面外露在传动链回转外轮廓面外的水平段组成，安装在水平板面上的滑道杆位于传动链回转外轮廓面的外侧。传动链附板跨设在两个链节之间，能保证传动链的支撑平稳，滑道位于传动链回转时的外轮廓面外侧，便于从滑道两端取放滑块，用于模拟不同株距。
[0023]再进一步，主动链轮轴由变频电机通过皮带轮驱动。由变频器调节变频电机的转速，来调节传动链的运动速度，从而带动测试杆以不同的速度运动，以此来模拟实际收获时收获机的不同前进速度。
[0024]再进一步，所述滑道杆为一根矩形管，矩形管的一个表面上沿长度方向开设长条形的通孔，形成滑槽的槽口，矩形管内腔形成滑槽槽腔。
[0025]再进一步，滑块为矩形块或六角形块，其上表面开设螺纹孔，测试杆拧紧到螺纹孔中，滑块的最小边长小于等于滑槽槽腔宽度，大于槽口宽度，滑块的对角线长度大于滑槽槽腔宽度。滑块的尺寸选择一是为了防止在松、紧螺母时，测试杆带动滑块旋转，二是增加测试杆和滑道的接触面积，防止测试杆在实验时晃动。[0026]再进一步，所述托链板包括立式布置的长方形底板和两对固定在底板两端的直角支撑板，每对支撑板上、下对称布置，支撑板水平端固定在底板上，竖直端两两相对并留有一段间隙，传动链链节的滚子托持在间隙内，滚子的轴向垂直于支撑板竖直端板面。
[0027]操作上述的甜菜收获机的自动对行实验装置的方法分为以下几步:
[0028]第一步，将甜菜收获机停设到实验装置的上方，并保证:
[0029]A.甜菜收获机和实验装置的中心线一致；
[0030]B.实验装置的测试杆上端高于探测杆下端，低于探测杆上端，测试杆上端高于弹性杆涂色段，低于弹性杆上端；
[0031]第二步，传动链沿长度方向分为一段或若干段，将测试杆配置到滑道杆上，每段传动链内的测试杆相邻杆间距相同，如果分为多段，则不同段传动链之间的间距不同，测试杆交错分布在甜菜收获机中心线两侧形成测试带，测试带的宽度与拟设定测试的甜菜分布宽度相应；[0032]所述测试杆相邻杆间距相同是指相邻两根测试杆之间的滑道杆数相同；
[0033]所述不同段传动链之间的间距不同是指每段传动链内相邻两根测试杆之间的滑道杆数量不同，分别为0，1，2，3，…；
[0034]第三步，以设定转速启动主动链轮轴，传动链带动滑道杆回转，
[0035]A.测试过程中，某一测试杆碰触某一侧的探测杆，探测杆向该侧摆动，使测试杆位于摆动后的两个探测杆之间并且不与探测杆接触，传感器连接控制弹性杆相应摆动，该测试杆通过弹性杆:
[0036]a.如果该测试杆没有染色，说明在某一间距下甜菜收获机的自动对行参数设置的合格，无需调整；
[0037]b.如果该测试杆接触到弹性杆的斜杆段，且染上竖杆段的涂色，说明在某一间距下甜菜收获机的自动对行参数设置的不合格，应予调整；
[0038]B.测试过程中，某一测试杆没有碰触任何探测杆，则有两种情况:
[0039]a.测试杆位于两探测杆之间，测试杆无需对行调整；
[0040]b.测试杆位于两探测杆之外，测试杆接触到弹性杆的斜杆段，且染上斜杆段的涂色，说明测试杆位置过于偏离甜菜收获机的中心线，不作调整；
[0041]第四步，改变主动链轮轴的输出转速，然后重复上述第二~第三步。
[0042]本实用新型的有益效果在于:
[0043]1、本实用新型设计的甜菜机械化收获自动对行实验装置能够模拟不同的甜菜株距、不同的单株甜菜偏离行中心线距离以及不同甜菜收获机的移动速度，可用于在室内场地模拟田间实验，同时便于实验数据的采集；
[0044]2、可以减少实际田间实验所带来的实验成本高、易受天气影响、实验数据不易采集等问题。
[0045]3、结构简单，操作方便，并且实验效率高，非常利于推广。
【专利附图】
【附图说明】
[0046]图1为本实用新型的正视示意图
[0047]图2为图1的俯视图[0048]图3为本装置与甜菜收获机的配合位置示意图
[0049]图4为滑道的结构示意图
[0050]图5为图1中椭圆圈部分的放大示意图
[0051]图6为托链板的结构示意图
[0052]图7为托链板与链条的配合位置示意图
[0053]图8为甜菜收获机与本装置的配合位置立体示意图
[0054]图9为探测杆、弹性杆和测试杆的配合正视示意图
[0055]图10为探测杆探测甜菜根部的摆动动作示意图
[0056]图11为弹性杆形状示意图
[0057]图1?11中:1为支架，2为主动链轮轴，3为链轮，4为传动链，5为滑道杆，501为滑槽，502为槽口，503为槽壁，6为滑块，7为测试杆，8为螺母，9为托链板，10为传动链附板，11为甜菜收获机，12为从动轮轴，13为探测杆，14为弹性杆，15为挖掘铲安装支架，16为挖掘铲。
【具体实施方式】
[0058]下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0059]图7中，所述甜菜收获机的收获台上，前后依次配置探测杆13和挖掘铲安装支架15，探测杆13可左右摆动，探测杆13由传感器连接、控制甜菜收获机转向，带动挖掘铲安装支架15相应摆动。
[0060]如图1?2所示，在矩形框架I前、后两端分别平行安装主动链轮轴2和从动链轮轴12，主动链轮轴2和从动链轮轴12的两侧分别安装一个链轮3，左右两根传动链4分别绕紧在主动链轮轴2和从动链轮轴12 —端的链轮3上，传动链4由链轮3带动回转，主动链轮轴2由变频电机通过皮带轮驱动。
[0061 ] 在两根传动链4之间间隔均匀安装多根长条形的滑道杆5，滑道杆5从左至右开设矩形截面通孔的滑槽501，在滑槽501上开设开口朝向回转外轮廓面的槽口 502 ;相邻滑道杆5中心线之间的间隔为15?30mm，滑道杆5长度为0.3?0.8m。
[0062]如图6所示，滑道杆5通过传动链附板10安装在传动链4上，传动链附板10为板面平行于传动链4布置的90°折弯直板，其竖直板面跨设在传动链4两个相邻的链节上，其水平板面外露在传动链4回转外轮廓面外的水平段组成，安装在水平板面上的滑道杆5位于传动链4回转外轮廓面的外侧。
[0063]滑道杆5为一根矩形管，矩形管的一个表面上沿长度方向开设长条形的通孔，形成滑槽501的槽口 502，矩形管内腔形成滑槽501槽腔。在滑槽501的横截面上，槽口 502的宽度小于滑槽501的宽度，形成槽口 502两侧的槽壁503，如图4所示。
[0064]垂直于滑道杆5配置测试杆7，所述测试杆7为杆件，根部固定一个滑块6，滑块6上的一截为螺纹段，滑块6嵌入滑道杆5的滑槽501内，杆件伸出槽口 502，由螺母8旋紧、夹持在滑槽501的槽壁503上；滑块6为矩形块或六角形块，其上表面开设螺纹孔，测试杆7拧紧到螺纹孔中，滑块6的最小边长小于等于滑槽501槽腔宽度，大于槽口 502宽度，滑块6的对角线长度大于滑槽501槽腔宽度，如图5所示。
[0065]所有滑道杆5上分别配置的测试杆7形成一条前后方向的测试带；[0066]在传动链4的下方布置托链板9,托链板9托持于传动链4链节的滚子下方,托链板9安装在框架I上；托链板9包括立式布置的长方形底板和两对固定在底板两端的直角支撑板，每对支撑板上、下对称布置，支撑板水平端固定在底板上，竖直端两两相对并留有一段间隙，传动链4链节的滚子托持在间隙内，滚子的轴向垂直于支撑板竖直端板面，如图6，图7所示。
[0067]每个挖掘铲安装支架15上分别安装一个弹性杆14，两弹性杆14为一对上端为竖杆段，下端为分别向两外侧斜向上的斜杆段组成，竖杆段和斜杆段分别涂不同颜色，如图11所示；两弹性杆14之间的距离与挖掘铲16宽度相应，为了避免实验时挖掘铲和测试杆的刚性碰撞，在实验中要利用弹性杆14代替挖掘铲16，挖掘铲16位置如图8所示，弹性杆14、探测杆13和测试杆7的配合位置如图9所示。
[0068]上述实验装置的操作方法分为如下几步:
[0069]第一步，将甜菜收获机停设到实验装置的上方，并保证:
[0070]A.甜菜收获机和实验装置的中心线一致；
[0071]B.实验装置的测试杆7上端高于探测杆13下端，低于探测杆13上端，测试杆7上端高于弹性杆14涂色段，低于弹性杆14上端；
[0072]第二步，传动链4沿长度方向分为一段或若干段，将测试杆7配置到滑道杆5上，每段传动链4内的测试杆7相邻杆间距相同，如果分为多段，则不同段传动链4之间的间距不同，测试杆7交错分布在甜菜收获机中心线两侧形成测试带，测试带的宽度与拟设定测试的甜菜分布宽度相应；
[0073]所述测试杆7相邻杆间距相同是指相邻两根测试杆7之间的滑道杆5数相同；
[0074]所述不同段传动链4之间的间距不同是指每段传动链4内相邻两根测试杆7之间的滑道杆5数量不同，分别为0，1，2，3，…；
[0075]第三步，以设定转速启动主动链轮轴2，传动链4带动滑道杆5回转，
[0076]A.测试过程中，某一测试杆7碰触某一侧的探测杆13，说明该测试杆7偏离行中心线的距离过大，探测杆13向该侧摆动，使测试杆7位于摆动后的两个探测杆13之间并且不与探测杆13接触，传感器连接控制弹性杆14相应摆动，该测试杆7通过弹性杆14:
[0077]a.如果该测试杆7没有染色，代表该位置上的测试杆7被“正常采取”，说明在某一间距下甜菜收获机的自动对行参数设置的合格，无需调整；
[0078]b.如果该测试杆7接触到弹性杆14的竖杆段，且染上竖杆段的涂色，代表该位置上的测试杆7“被挖伤”，说明在某一间距下甜菜收获机的自动对行参数设置的不合格，应予调整；
[0079]B.测试过程中，某一测试杆7没有碰触任何探测杆13，则有两种情况:
[0080]a.测试杆7位于两探测杆13之间，代表测试杆7偏离行中心线的距离不大，测试杆7无需对行调整；
[0081]b.测试杆7位于两探测杆13之外，测试杆7接触到弹性杆14的斜杆段，且染上斜杆段的涂色，说明测试杆7位置过于偏离甜菜收获机的中心线，代表该位置上的测试杆7 “被漏挖”，不作调整；
[0082]第四步，改变主动链轮轴2的输出转速，然后重复上述第二~第三步。
[0083]所述甜菜收获机的自动对行，是指甜菜收获机在工作过程中，如果甜菜根部与一侧的探测杆13相接触，则探测杆朝向该侧摆动，使甜菜根部能从摆动后的两个探测杆13之间通过，并通过控制甜菜收获机转向，使配置在探测杆后方的挖掘铲16相应摆动、从而使挖掘铲16能够正常收获甜菜，不“漏挖”或者“挖伤”甜菜。探测杆13的摆动动作如图10所示。
[0084]本装置的实验原理是，先模拟一行偏离行中心线不同距离的甜菜，将该行模拟甜菜分为若干段，每段植株内相邻甜菜间距相同，不同段植株之间的甜菜间距不同，然后模拟固定的甜菜收获机移动速度，以检测在不同株距的情况下，甜菜收获机的自动对行是否合格，不合格的时候调整自动对行的相关参数，直至合格，然后再改变甜菜收获机移动速度，检测在不同株距的情况下、当甜菜偏离行中心线不同距离时甜菜收获机的自动对行是否合格，不合格的时候予以调整，直至合格。
[0085]本装置利用测试杆7来模拟甜菜块根的边缘，调节测试杆7沿滑道杆移动，可用于模拟甜菜块根偏离行中心线(即甜菜收获机中心线或实验装置中心线)的距离；通过在相邻滑道杆5或者间隔若干滑道杆5安装测试杆7来模拟不同的甜菜种植株距；实验时，将本装置的传动链长度方向沿甜菜收获机的行进方向、置于甜菜收获机下方，甜菜收获机静止不动，通过变频电机调节链轮的转速，以不同的速度带动滑道杆5上的测试杆7运动，以此来模拟实际田间收获时收获机的不同前进速度。
【权利要求】
1.一种甜菜机械化收获自动对行实验装置，所述甜菜收获机的收获台上，前后依次配置探测杆(13)和挖掘铲安装支架(15)， 探测杆(13)可左右摆动，探测杆(13)由传感器连接、控制甜菜收获机转向，带动挖掘铲安装支架(15)相应摆动， 其特征在于: 在矩形框架(1)前、后两端分别平行安装主动链轮轴(2)和从动链轮轴(12)，主动链轮轴(2)和从动链轮轴(12)的两侧分别安装一个链轮(3)，左右两根传动链(4)分别绕紧在主动链轮轴(2)和从动链轮轴(12)—端的链轮(3)上，传动链(4)由链轮(3)带动回转； 在两根传动链(4)之间间隔均匀安装多根长条形的滑道杆(5)，滑道杆(5)从左至右开设矩形截面通孔的滑槽(501)，在滑槽(501)上开设开口朝向回转外轮廓面的槽口(502)； 在滑槽(501)的横截面上，槽口(502)的宽度小于滑槽(501)的宽度，形成槽口(502)两侧的槽壁(503)； 垂直于滑道杆(5)配置测试杆(7)，所述测试杆(7)为杆件，根部固定一个滑块(6)，滑块(6 )上的一截为螺纹段，滑块(6 )嵌入滑道杆(5 )的滑槽(501)内，杆件伸出槽口( 502 )，由螺母(8)旋紧、夹持在滑槽(501)的槽壁(503)上； 所有滑道杆(5)上分别配置的测试杆(7)形成一条前后方向的测试带； 在传动链(4 )的下方布 置托链板(9 ),托链板(9 )托持于传动链(4 )链节的滚子下方,托链板(9)安装在框架(1)上； 每个挖掘铲安装支架(15)上分别安装一个弹性杆(14)，两弹性杆(14)为一对上端为竖杆段，下端为分别向两外侧斜向上的斜杆段组成，竖杆段和斜杆段分别涂不同颜色。
2.根据权利要求1所述的甜菜收获机的自动对行实验装置，其特征在于:所述相邻滑道杆(5)中心线之间的间隔为15~30mm，滑道杆(5)长度为0.3~0.8m。
3.根据权利要求1所述的甜菜收获机的自动对行实验装置，其特征在于:滑道杆(5)通过传动链附板(10)安装在传动链(4)上，传动链附板(10)为板面平行于传动链(4)布置的90 °折弯直板，其竖直板面跨设在传动链(4 )两个相邻的链节上，其水平板面外露在传动链(4)回转外轮廓面外的水平段组成，安装在水平板面上的滑道杆(5 )位于传动链(4)回转外轮廓面的外侧。
4.根据权利要求1所述的甜菜机械化收获自动对行实验装置，其特征在于:所述主动链轮轴(2 )由变频电机通过皮带轮驱动。
5.根据权利要求1所述的甜菜机械化收获自动对行实验装置，其特征在于:所述滑道杆(5)为一根矩形管，矩形管的一个表面上沿长度方向开设长条形的通孔，形成滑槽(501)的槽口( 502 )，矩形管内腔形成滑槽(501)槽腔。
6.根据权利要求5所述的甜菜机械化收获自动对行实验装置，其特征在于:所述滑块(6)为矩形块或六角形块，其上表面开设螺纹孔，测试杆(7)拧紧到螺纹孔中，滑块(6)的最小边长小于等于滑槽(501)槽腔宽度，大于槽口(502)宽度，滑块(6)的对角线长度大于滑槽(501)槽腔宽度。
7.根据权利要求1所述的甜菜机械化收获自动对行实验装置，其特征在于:所述托链板(9)包括立式布置的长方形底板和两对固定在底板两端的直角支撑板，每对支撑板上、下对称布置，支撑板水平端固定在底板上，竖直端两两相对并留有一段间隙，传动链(4)链节的滚子托持在间隙内，滚子的轴向垂直于支撑板竖直端板面。
【文档编号】A01D33/12GK203435357SQ201320531211
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年8月28日 优先权日:2013年8月28日
【发明者】王申莹, 胡志超, 彭宝良, 吴惠昌, 顾峰玮, 谢焕雄, 吴峰, 王海鸥, 游兆延 申请人:农业部南京农业机械化研究所