单片机10、继电器30、第二电磁阀50以及辅助感应装置依次连接(更具体地，单片机10、继电器30、第二电磁阀50以及液压缸41依次连接，而若干第二应变片43分别与放大器70连接)，继电器30、第一电磁阀40以及切割装置5 (即切割装置5中的液压缸切断刀51)依次连接，显示器20与单片机10连接。
[0033]下面，详细介绍该实施例中甘蔗种切割防伤芽系统的原理，具体如下:
[0034]甘蔗I从橡胶套2的大喇叭端进入(为使甘蔗I均能与应变片产生形变，设橡胶套2小喇叭端的直径略小于甘蔗茎杆的平均直径)，到达橡胶套2的小喇叭端时，甘蔗I的种芽(相对于甘蔗茎杆是凸起的部位)挤压第一应变片25，产生变形量，利用电阻应变效应，将其变形量转换为电信号传输给放大器，因第一应变片25已感应到甘蔗种芽，单片机通过继电器控制第二电磁阀使液压缸41将第二应变片43收缩，以避免第二应变片43重复感应，这时，电信号经过比较器传输给单片机计数1，且计数结果可通过显示器进行显示，甘蔗继续传送，当第二颗种芽经过第一应变片25时，单片机10计数2，并通过继电器控制第一电磁阀驱动液压切断刀51对甘蔗茎杆进行切段，以获得具有两颗种芽的甘蔗茎杆(农艺技术所要求的)，同时单片机10计数清零，自动进入下一个计数与切割循环。
[0035]若遇到茎杆直径较大的甘蔗1，甘蔗I进入橡胶套后，橡胶套2的两个半喇叭形橡胶套21、22被撑开，当位于两个半喇叭形橡胶套21、22的第一应变片25能够感应甘蔗种芽，不影响上述步骤，可当甘蔗I的种芽正好从被撑开的无感应区经过，第一应变片25无法进行感应时(即第一应变片无信号输出)，第二应变片43不进行收缩，这时，甘蔗种芽经过第二应变片43时，就会使第二应变片43产生形变产生电信号，进行计数，计数满2个时，单片机控制液压切断刀51切断甘蔗，同样获得具有两颗种芽的甘蔗茎杆，该设计不仅可防止橡胶套被撑破，而且能够防止漏计数的现象发生。
[0036]如图1所示，该实施例中支撑座包括两个U形支撑柱52，形成双支撑切割，而液压缸切断刀51位于两个U形支撑柱52的正上方，作为优选，U形支撑柱52上均装有柔性橡胶套，能够对种芽起到保护作用。
[0037]如图3和图4所示，若干第一应变片25和若干第二应变片43的内外侧均粘帖有橡胶材料，并且有一个合适的厚度，既能保证应变片能够感应到高度较小的种芽的信号，又能减轻在检测较高的蔗芽时应变片的负载。该实施例中的应变片为电阻式应变片，而现有电阻式应变片一般呈矩形，为方便其粘贴，将橡胶材料的一侧做成正棱柱形状，如此构成感应部分。
[0038]如图5所示，经过本实用新型人实验测得，将感应器25与液压缸切断刀51之间的距离设成大于一倍甘蔗节间距且小于两倍甘蔗节间距，以确保计数达到要求后切刀完全避开种芽，从而实现蔗种切割防伤芽功能。其具体实验如下:
[0039]随机抽取500个甘蔗节间距样本，测得其最大节间距为104mm，最小节间距为86mm。如图5所示，根据农艺要求每段甘蔗种需含有双芽，则每段甘蔗种的长度S应大于一倍节间距且小于三倍节间距，则在两种极限情况下的每段甘蔗种的长度为:
[0040]86mm〈Smin〈258mm
[0041]104mm〈Snax〈312mm(I)
[0042]对两极限情况求交集，则可得:
[0043]104mm<S<258mm(2)
[0044]当种芽计数刚好达到2时，即第二个种芽经过感应器时，需要立即发出控制信号控制切断刀切下甘蔗种，此时，若要使切断刀避开种芽，则需满足:感应器到切断刀的距离L应大于一倍节间距且小于两倍节间距，根据测得的甘蔗节间距，同样考虑两种极限情况得:
[0045]86mm〈Lmin〈172mm
[0046]104mm〈Lmax〈208mm(3)
[0047]同样求交集得:
[0048]104mm<L<172mm(4)
[0049]即当感应器与切刀的距离在104-172mm范围内时，可以实现防伤芽功能。
[0050]该实施例中，电阻式应变片的工作原理是电阻应变效应，即金属丝在受到力作用时，其电阻随着所发生机械变形的大小而发生相应的变化。由于电阻式应变片的输出信号一般很微弱，输出能力小，需要对其进行必要的放大，以适应显示、变换、传输等进一步的处理要求。为消除电阻式应变片的温度误差并提高其灵敏度，常将电阻式应变片接成惠斯登电桥。
[0051]前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
【主权项】
1.一种甘蔗种切割防伤芽系统，其特征在于，包括: 甘蔗种芽感应机构，其包括: 半喇叭形橡胶套，由两个半喇叭形橡胶套组成一个喇叭形的橡胶套，该橡胶套的两侧设有对所述两个半喇叭形橡胶套进行预紧的第一弹性装置，使得所述两个半喇叭形橡胶套能够被撑开； 感应器，其设于所述两个半喇叭形橡胶套的小喇叭端的内周壁上；以及 辅助感应装置，其设于所述两个半喇叭形橡胶套的合并线的后方，且所述辅助感应装置与所述橡胶套相隔一定的距离； 切割装置，其设于所述辅助感应装置的后方；以及 控制系统，其分别与所述感应器、所述辅助感应装置以及所述切割装置连接。2.根据权利要求1所述的甘蔗种切割防伤芽系统，其特征在于，所述感应器为若干第一应变片，分别设于所述两个半喇叭形小喇叭端的内周壁上。3.根据权利要求2所述的甘蔗种切割防伤芽系统，其特征在于，所述辅助感应装置包括: 两个U形槽，分别通过第二弹性装置限位于所述两个半喇叭形橡胶套的合并线的后方，使得所述两个U形槽能够被撑开，且所述两个U形槽与所述橡胶套相隔一定的距离；以及 若干第二应变片，分别设于所述两个U形槽的内壁上。4.根据权利要求1所述的甘蔗种切割防伤芽系统，其特征在于，所述切割装置包括设于所述辅助感应装置后方的支撑座，以及设于所述支撑座上方的液压缸切断刀。5.根据权利要求1所述的甘蔗种切割防伤芽系统，其特征在于，所述控制系统包括:单片机、显示器、继电器、第一电磁阀、第二电磁阀、电压比较器以及放大器；所述感应器、所述放大器、所述电压比较器以及所述单片机依次连接，所述单片机、所述继电器、所述第二电磁阀以及所述辅助感应装置依次连接，所述继电器、所述第一电磁阀以及所述切割装置依次连接，所述显示器与所述单片机连接。6.根据权利要求1所述的甘蔗种切割防伤芽系统，其特征在于，所述第一弹性装置为弹簧伸缩杆，所述弹簧伸缩杆的端部与所述半喇叭形橡胶套的背部固定连接。7.根据权利要求3所述的甘蔗种切割防伤芽系统，其特征在于，所述第二弹性装置为液压缸，该液压缸的弹簧活塞伸缩杆与所述U形槽的背部固定连接。8.根据权利要求3所述的甘蔗种切割防伤芽系统，其特征在于，所述若干第一应变片和所述若干第二应变片的内外侧均粘帖有橡胶材料。9.根据权利要求4所述的甘蔗种切割防伤芽系统，其特征在于，所述感应器与所述液压缸切断刀之间的距离大于一倍甘蔗节间距且小于两倍甘蔗节间距。
【专利摘要】本实用新型公开了一种甘蔗种切割防伤芽系统，包括：甘蔗种芽感应机构，其包括：半喇叭形橡胶套，由两个半喇叭形橡胶套组成一个喇叭形的橡胶套，该橡胶套的两侧设有对两个半喇叭形橡胶套进行预紧的第一弹性装置，使得两个半喇叭形橡胶套能够被撑开；感应器，其设于两个半喇叭形橡胶套的小喇叭端的内周壁上；以及辅助感应装置，其设于两个半喇叭形橡胶套的合并线的后方，且所述辅助感应装置与橡胶套相隔一定的距离；切割装置，其设于辅助感应装置的后方；以及控制系统，其分别与感应器、辅助感应装置以及切割装置连接。该系统能够克服现有甘蔗种芽计数系统(或防伤芽系统)碰到直径较大的甘蔗时感应不灵敏且容易损坏的缺点。
【IPC分类】A01C1/00
【公开号】CN204836985
【申请号】CN201520463220
【发明人】黄亦其, 王小波, 黄媚章, 尹凯, 李亚文, 刘子良, 覃海桂
【申请人】广西大学
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年6月30日