谷物仿生揉搓脱粒试验台的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种谷物仿生揉搓脱粒试验台，由上脱装置、下脱装置、跟踪观测装置、仪表装置和机架构成，上脱平台的转动和下脱平台的往复移动使试验台能够测试移动揉搓、转动揉搓和组合揉搓三种脱粒方式；通过上脱辊的安装、拆卸使上脱仿生样件和下脱仿生样件形成间接耦合揉搓与直接耦合揉搓两种作业面；通过调节螺柱实现上脱平台的高度调节；高速摄像机拍摄谷物脱粒微观过程，拉力传感器检测水平揉搓力，变频调速器改变上脱电机和下脱电机的转速，实现揉搓运动的无级调速和速度显示；下脱装置的运动采用曲柄摇杆机构，与手搓小麦行为的仿生近似度高；本实用新型揉搓脱粒试验微观测试能力强、测试指标全面、通用性好、试验样件安装方便、结构简单。
【专利说明】谷物仿生揉搓脱粒试验台
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种谷物脱粒试验装置，尤其是涉及一种谷物仿生揉搓脱粒试验台，属于农业机械领域。
【背景技术】
[0002]谷物在农业领域中种类多、种植面积大，小麦、水稻、大豆、高粱等谷物在社会生产领域中应用广泛。当前各类谷物收获均已实现机械化，从收获装备技术看，小麦、水稻收获机械相对成熟，其他谷物收获机械在二者基础上进行发展。但是从谷物收获的实际效果看，谷物收获机的功耗，谷物损失、谷物损伤等问题仍然比较严重。针对谷物收获机的相关试验设备，从用途方面看主要集中在产量测试、工作效率测试等收获效果测试方面，从试验设备的测试对象看主要集中在喂入部件、凹板脱粒部件、清选部件等，而对谷物揉搓脱粒工艺及揉搓脱粒部件的试验测试设备，特别是仿生揉搓脱粒部件的试验测试设备仍然非常少。目前仍然存在以下问题:
[0003]1、仿生揉搓脱粒的运动机构设计复杂，成本高；
[0004]2、仿生揉搓脱粒微观过程的测试手段不健全，不能对揉搓脱粒微观过程、揉搓脱粒运动方式与速度、揉搓脱粒力学性能等进行精确测试。
[0005]综观上述测试技术及设备现状，急需一种揉搓脱粒试验微观测试能力强、试验测试关键指标全面、试验设备通用性好、试验样件安装方便、结构简单并且成本低的谷物揉搓脱粒试验设备。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的在于提供一种达到上述目的、测试指标全面、通用性好、微观测试精确的谷物仿生揉搓脱粒试验台。
[0007]本实用新型包括有上脱装置、下脱装置、跟踪观测装置和仪表装置和机架，上脱装置包括由上脱电机、上脱支架、联轴套、调节螺柱和上脱平台，上脱电机通过上脱支架固定在机架上，联轴套上端通过螺栓固定在上脱电机的输出轴上，调节螺柱上部通过螺栓固定在联轴套的下端，上脱电机的转动实现调节螺柱的旋转，调节螺柱旋转时带动固定在其下端的上脱平台旋转，通过调节螺柱与上脱平台的螺纹联结实现上脱平台的垂直升降，上脱仿生样件和上脱辊通过固定板固定在上脱夹具上从而共同构成上脱平台，上脱平台与下脱平台构成揉搓脱粒运动副；下脱装置包括有下脱平台、下脱电机、曲柄、连杆、滑杆、滑槽和拉力传感器，下脱仿生样件通过防护板、弹簧和调节螺栓固定在下脱夹具上共同构成下脱平台，下脱平台铰接在滑杆上，下脱电机固定在机架左侧下部，曲柄固定在下脱电机的输出轴上，曲柄、连杆、滑槽和滑杆构成曲柄滑块机构，通过滑杆的水平往复运动实现下脱平台的水平往复移动，拉力传感器一端固定在机架上，拉力传感器的另一端通过拉线与滑杆连接，滑轮通过销轴和开口销均布在U型槽上从而共同构成滑槽，U型槽与滑轨共同固定在机架上，滑杆的上下两面分别与滑轮接触形成滚动摩擦副；跟踪观测装置包括由高速摄像机、跟踪车和跟踪轮，高速摄像机固定在跟踪车上，跟踪车前部与下脱平台连接实现同步跟踪，两侧的跟踪轮和滑杆的上部共同构成对下脱平台的三点支撑面；仪表装置包括有拉力显示器、上脱启动开关、上脱停止开关、下脱启动开关、下脱停止开关、变频调速器和仪表箱，拉力显示器固定在仪表箱上部，上脱启动开关、上脱停止开关、下脱启动开关和下脱停止开关均布在仪表箱中部，两个变频调速器固定在仪表箱底部，仪表箱固定于机架右侧尾部。
[0008]所述的上脱平台拆去上脱辊后与下脱平台构成平面与平面之间的直接耦合揉搓，上脱平台安装上脱辊时构成间接耦合揉搓。
[0009]所述的上脱平台静止、下脱平台往复移动时形成水平方向移动揉搓，上脱平台转动、下脱平台静止时形成平面转动揉搓，上脱平台转动、下脱平台往复移动时形成移动、转动组合式揉搓。
[0010]所述的调节螺柱的螺纹端采用细牙螺纹，调节螺柱的调节范围为O?30mm，调节精度为1mm。
[0011]所述的防护板的材料选用有机玻璃，通过弹簧、调节螺栓进行组合式固定。
[0012]本实用新型的工作过程和原理为:
[0013]当按下仪表箱上的下脱启动开关时，下脱电机转动带动曲柄做圆周运动、连杆做摇摆运动，滑杆在滑槽的限位作用下做水平方向往复运动，滑杆与下脱平台铰接从而带动下脱平台做水平方向往复移动，此时处于静止状态的上脱平台与运动状态的下脱平台形成移动揉搓运动，置于下脱平台上的下脱仿生样件与上脱平台上的上脱仿生样件共同构成耦合仿生移动揉搓运动副，谷物果穗在其中接受移动仿生揉搓脱粒；当按下仪表箱上的上脱启动开关时，上脱电机转动带动上脱平台转动，此时转动的上托平台与静止的下脱平台形成转动揉搓运动，上脱仿生样件与下脱仿生样件共同构成耦合仿生转动揉搓运动副，谷物果穗在其中接受转动仿生揉搓脱粒；当同时按下上脱启动开关和下脱启动开关时，上脱电机带动上脱平台转动，下脱电机带动下脱平台水平方向往复移动，上脱仿生样件与下脱仿生样件共同构成耦合仿生移动、转动组合式揉搓运动副，谷物果穗在其中接受组合式仿生揉搓脱粒。在上述三种仿生揉搓脱粒运动过程中，当安装上脱辊时，形成上脱仿生样件和下脱仿生样件的间接耦合揉搓试验作业面，当拆掉上脱辊时，形成上脱仿生样件和下脱仿生样件的直接耦合揉搓试验作业面；固定在下脱平台上的跟踪观测装置透过防护板对谷物脱粒过程进行高速拍摄，形成谷物脱粒微观过程的高清连续照片，为分析仿生揉搓脱粒微观机理提供连续性的图片资料；固定在滑杆上的拉力传感器检测到揉搓脱粒过程中的水平揉搓力，并通过拉力显示器在仪表箱上数字显示，为分析仿生揉搓脱粒的力学特性提供数据资料；通过变频调速器改变上脱电机和下脱电机的转速，并在仪表箱上数字显示，为分析仿生揉搓脱粒的运动特性提供数据资料。
[0014]本实用新型与现有技术相比，具有如下优点:
[0015]1、下脱装置的运动采用曲柄摇杆机构，更加近似于人体胳膊揉搓脱粒时运动，提高仿生揉搓脱粒试验与手搓小麦行为的近似度，同时降低制造成本；
[0016]2、上脱电机和下脱电机通过变频调速器控制，能够实现揉搓运动的无级调速和速度显示，更加便于对揉搓脱粒做运动分析；
[0017]3、上脱平台的转动和下脱平台的往复移动使试验能够测试移动揉搓、转动揉搓、组合揉搓三种脱粒方式，更加便于对比分析揉搓脱粒各种运动方式的脱粒优劣；[0018]4、上脱平台通过调节螺柱实现高度调节，从而改变与下脱平台之间的间隙，更加便于对不同物种、不同喂入量的谷物果穗进行揉搓脱粒试验；
[0019]5、上脱仿生样件和下脱仿生样件通过槽式固定，安装、拆卸更方便，更便于测试不同材料的仿生样件对揉搓脱粒的效果；
[0020]6、防护板通过弹簧、调节螺栓固定，通过转动螺栓即可实现防护板的移动，便于在试验间隙收集上脱平台上的谷物，减少拆卸时间。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是本实用新型实施例的立体示意图。
[0022]图2是本实用新型实施例的上脱平台立体示意图。
[0023]图3是本实用新型实施例的上脱平台另一视角立体示意图。
[0024]图4是本实用新型实施例的下脱平台立体示意图。
[0025]图5是本实用新型实施例拆去防护板后的下脱装置立体示意图。
[0026]图6是下脱装置中的滑槽立体示意图。
[0027]其中:1一上脱支架；2—上脱电机；3—联轴套；4一调节螺柱；5—上脱装置；6—上脱平台；7—下脱平台；8—下脱装置；9一仪表装置；10—上脱启动开关；11 一上脱停止开关；12—下脱启动开关；13—拉力显示器；14一下脱停止开关；15—变频调速器；16—仪表箱；17—拉力传感器；18—滑轨；19一曲柄；20—机架；21—跟踪轮；22—跟踪车；23 —闻速摄像机；24—跟踪观测装置；25—上脱夹具；26—上脱仿生样件；27 —固定板；28—上脱棍；29—弹簧；30—调节螺栓；31—防护板；32—下脱仿生样件；33—下脱夹具；34—滑杆；35—连杆；36—下脱电机；37—滑槽；38 — U型槽；39—滑轮；40—开口销；41 一销轴。
【具体实施方式】
[0028]请参阅图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，本实施例包括有上脱装置5、下脱装置8、跟踪观测装置24、仪表装置9和机架20，上脱装置5包括有上脱电机2、上脱支架1、联轴套3、调节螺柱4和上脱平台6，上脱电机2通过上脱支架I固定在机架20上，联轴套3上端通过螺栓固定在上脱电机2的输出轴上，调节螺柱4上部通过螺栓固定在联轴套3的下端，上脱电机2的转动实现调节螺柱4的旋转，调节螺柱4旋转时带动固定在其下端的上脱平台6旋转，通过调节螺柱4与上脱平台6的螺纹联结实现上脱平台6的垂直升降，上脱仿生样件26、上脱辊28通过固定板27固定在上脱夹具25上从而共同构成上脱平台6，上脱平台6与下脱平台7构成揉搓脱粒运动副；下脱装置包括有下脱平台7、下脱电机36、曲柄19、连杆35、滑杆34、滑槽37和拉力传感器17，下脱仿生样件32通过防护板31、弹簧29和调节螺栓30固定在下脱夹具33上共同构成下脱平台7，下脱平台7铰接在滑杆34上，下脱电机36固定在机架20左侧下部，曲柄19固定在下脱电机36的输出轴上，曲柄19、连杆35、滑槽37和滑杆34构成曲柄滑块机构，通过滑杆34的水平往复运动实现下脱平台7的水平往复移动，拉力传感器17 —端固定在机架20上，拉力传感器17的另一端通过拉线与滑杆34连接，滑轮39通过销轴41和开口销40均布在U型槽38上共同构成滑槽37，U型槽38与滑轨18共同固定在机架20上，滑杆34的上下两面分别与滑轮39接触形成滚动摩擦副；跟踪观测装置24包括有高速摄像机23、跟踪车22和跟踪轮21，高速摄像机23固定在跟踪车22上，跟踪车22前部与下脱平台7连接实现同步跟踪，两侧的跟踪轮21和滑杆34的上部共同构成对下脱平台7的三点支撑面；仪表装置包括有拉力显示器13、上脱启动开关10、上脱停止开关11、下脱启动开关12、下脱停止开关14、变频调速器15和仪表箱16，拉力显示器13固定在仪表箱16上部，上脱启动开关10、上脱停止开关11、下脱启动开关12和下脱停止开关14均布在仪表箱16中部，两个变频调速器15固定在仪表箱16底部，仪表箱16固定于机架20右侧尾部。
[0029]所述上脱平台6拆去上脱辊28后与下脱平台7构成平面与平面之间的直接耦合揉搓，上脱平台6安装上脱辊28时构成间接耦合揉搓。
[0030]所述上脱平台6静止、下脱平台7往复移动时形成水平方向移动揉搓，上脱平台6转动、下脱平台7静止时形成平面转动揉搓，上脱平台6转动、下脱平台7往复移动时形成移动、转动组合式揉搓。
[0031 ] 所述调节螺柱4的螺纹端采用细牙螺纹，调节螺柱4的调节范围为O?30mm，调节精度为1mm。
[0032]所述防护板31的材料选用有机玻璃，防护板31通过弹簧29和调节螺栓30进行
组合式固定。
【权利要求】
1.一种谷物仿生揉搓脱粒试验台，其特征在于:包括有上脱装置(5)、下脱装置(8)、跟踪观测装置(24)、仪表装置(9)和机架(20)，上脱装置(5)包括有上脱电机(2)、上脱支架(I)、联轴套(3)、调节螺柱(4)和上脱平台(6)，上脱电机(2)通过上脱支架(I)固定在机架(20)上，联轴套(3)上端通过螺栓固定在上脱电机(2)的输出轴上，调节螺柱(4)上部通过螺栓固定在联轴套(3)的下端，上脱电机(2)的转动实现调节螺柱(4)的旋转，调节螺柱(4)旋转时带动固定在其下端的上脱平台(6)旋转，通过调节螺柱(4)与上脱平台(6)的螺纹联结实现上脱平台(6)的垂直升降，上脱仿生样件(26)和上脱辊(28)通过固定板(27)固定在上脱夹具(25)上共同构成上脱平台(6)，上脱平台(6)与下脱平台(7)构成揉搓脱粒运动副；下脱装置(8)包括有下脱平台(7)、下脱电机(36)、曲柄(19)、连杆(35)、滑杆(34)、滑槽(37)和拉力传感器(17)，下脱仿生样件(32)通过防护板(31)、弹簧(29)和调节螺栓(30)固定在下脱夹具(33)上共同构成下脱平台(7)，下脱平台(7)铰接在滑杆(34)上，下脱电机(36)固定在机架(20)左侧下部，曲柄(19)固定在下脱电机(36)的输出轴上，曲柄(19)、连杆(35)、滑槽(37)和滑杆(34)构成曲柄滑块机构，通过滑杆(34)的水平往复运动实现下脱平台(7)的水平往复移动，拉力传感器(17) —端固定在机架(20)上，拉力传感器(17 )的另一端通过拉线与滑杆(34)连接，滑轮(39 )通过销轴(41)和开口销(40 )均布在U型槽(38)上共同构成滑槽(37)，U型槽(38)与滑轨(18)共同固定在机架(20)上，滑杆(34)的上下两面分别与滑轮(39)接触形成滚动摩擦副；跟踪观测装置(24)包括有高速摄像机(23 )、跟踪车(22 )和跟踪轮(21)，高速摄像机(23 )固定在跟踪车(22 )上，跟踪车(22 )前部与下脱平台(7)连接实现同步跟踪，两侧的跟踪轮(21)和滑杆(34)的上部共同构成对下脱平台(7)的三点支撑面；仪表装置(9)包括有拉力显示器(13)、上脱启动开关(10)、上脱停止开关(11)、下脱启动开关(12)、下脱停止开关(14)、变频调速器(15)和仪表箱(16)，拉力显示器(13)固定在仪表箱(16)上部，上脱启动开关(10)、上脱停止开关(11)、下脱启动开关(12)和下脱停止开关(14)均布在仪表箱(16)中部，两个变频调速器(15)固定在仪表箱(16)底部，仪表箱(16)固定于机架(20)右侧尾部。
2.根据权利要求1所述的一种谷物仿生揉搓脱粒试验台，其特征在于:所述上脱平台(6)拆去上脱辊(28)后与下脱平台(7)构成平面与平面之间的直接耦合揉搓，上脱平台(6)安装上脱辊(28)时构成间接耦合揉搓。
3.根据权利要求1所述的一种谷物仿生揉搓脱粒试验台，其特征在于:所述上脱平台(6)静止下脱平台(7)往复移动时形成水平方向移动揉搓，上脱平台(6)转动下脱平台(7)静止时形成平面转动揉搓，上脱平台(6)转动下脱平台(7)往复移动时形成移动、转动组合式揉搓。
4.根据权利要求1所述的一种谷物仿生揉搓脱粒试验台，其特征在于:所述调节螺柱(4)的螺纹端采用细牙螺纹，调节螺柱(4)的调节范围为O?30mm，调节精度为1mm。
5.根据权利要求1所述的一种谷物仿生揉搓脱粒试验台，其特征在于:所述防护板(31)的材料选用有机玻璃，防护板(31)通过弹簧(29)和调节螺栓(30)进行组合式固定。
【文档编号】A01F12/18GK203735108SQ201420148679
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年3月29日 优先权日:2014年3月29日
【发明者】付君, 任露泉, 钱志辉, 张志辉 申请人:吉林大学