数控式蔬菜拔取力测量试验台的制作方法

本实用新型涉及一种数控式蔬菜拔取力测量试验台，属于农业试验测量仪器领域。

(二)

背景技术：

随着国内学者对农作物研究的深入，对于农业试验测量仪器，不管是在其使用功能上，还是在其精度和适应性上，当前农学科研水平都对试验仪器提出了更高的要求。据相关调查，目前市场上的拉压力试验台主要分两种：一种是小型试验台，这种拉压力试验台能测量拉力和压力，并将某些数据记录存储起来，然而其使用条件受到多方面因素的制约：测量对象的尺寸大小受限；试验地点受限，一般要求在室内；测量过程为手动式，使用手动摇柄；精确度极低；无法调速；某些拉力试验受试验台结构限制，无法测量，例如，胡萝卜、大蒜的拔取力测量。另一种是大型试验台，这种试验台体型庞大笨重，虽然对测量对象的尺寸要求不高，精度高，可调速，但仍然只能在实验室使用，对于拔取力的测量无能为力，而且大型试验台的价格极其昂贵。针对测量蔬菜(如萝卜、大葱、大蒜)拔取力的试验仪器极少。

(三)

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种数控式蔬菜拔取力测量试验台。该数控式蔬菜拔取力测量试验台对于测量对象的尺寸限制较小，电机调速，精度高，可设置运动方案，另外，由于其体积小、质量轻，以及结构合理的原因，该试验台可用于室外使用，尤其适用于测量生长在菜园里的蔬菜作物。

一种数控式蔬菜拔取力测量试验台，包括测量试验台和控制系统。

所述测量试验台包括试验台支架、导轨撑板、连接件、滑块、导轨、滚珠丝杠、压力试验板、联轴器、电机架、步进电机和拉压力计；

所述的导轨撑板和滚珠丝杠的下端穿过试验台支架台面且左右垂直安装在试验台支架上；导轨撑板上沿其高度方向平行设有两根导轨；滑块两侧可活动的连接在导轨上；滑块中部可活动的连接滚珠丝杠上端；当滚珠丝杠转动时，带动滑块沿导轨上下移动；滑块通过连接件与拉压力计连接，连接件将拉压力计与滑块固定在一起，实现两者的同步移动。

所述试验台支架台面左侧设有测量孔；所述压力试验板可活动的固定在试验台支架的测量孔上；当需要进行压力测量时，将压力试验板固定在测量孔上，将试验对象放于压力试验板中央，拉压力计下移，检测试验对象的受压情况；当需要进行拉力测量时，将压力试验板从测量孔上取下，试验对象下部位于测量孔中，拉压力计勾住试验对象茎叶，测量其拔取力。

所述步进电机通过电机架固定在试验台支架下方的导轨撑板上；步进电机输出轴通过联轴器与滚珠丝杆下端连接；步进电机带动滚珠丝杆转动，从而实现拉压力计的上下运动。

所述拉压力计与电脑等控制终端连接；所述的拉压力计为艾力HF-500数显式推拉力计，拉压力计用于对测量对象拉力和压力进行测量，将数据储存、传输给电脑等控制终端，并能实时生成曲线图，便于后期处理分析数据。

所述步进电机连接有步进电机控制器；步进电机控制器用于控制步进电机的转速和转向，步进电机的输出轴通过联轴器与滚珠丝杆下端连接，从而控制滚珠丝杠的转速；通过设置步进电机的转速、转向和转动时间，进而控制滑块和拉压力计的运动速度和方向。

所述控制系统包括电脑、步进电机控制器、开关电源、停止开关、步进电机驱动器、启动开关和断路器，控制系统安装在控制箱内，以保证用电安全。

所述断路器连接220V电源并与开关电源连接，具有电源开关和过载保护的作用；开关电源起转变电压类型和大小的作用，分别为步进电机控制器和步进电机驱动器提供安全电源；步进电机控制器与步进电机驱动器连接；步进电机驱动器与步进电机连接；启动开关、停止开关分别与步进电机控制器连接，分别用于控制步进电机启动和暂停。

本实用新型，结构简单，精度高且可靠性强，使用方便，能够很好的完成拔取力的测量工作。

(四)附图说明

图1是本实用新型数控式蔬菜拔取力测量试验台的立体结构示意图；

图2是本实用新型测量试验台的立体结构示意图；

图3是本实用新型测量试验台的主视图；

图4是本实用新型测量试验台的左视图；

图5是本实用新型测量试验台的俯视图；

图6是本实用新型控制箱的立体结构示意图；

图7是本实用新型控制箱的主视图。

图中：

1-试验台支架 2-导轨撑板 3-连接件 4-滑块 5-导轨 6-滚珠丝杠 7-压力试验板 8-联轴器 9-电机架 10-步进电机 11-拉压力计 12-箱体 13-步进电机控制器 14-开关电源 15-停止开关 16-步进电机驱动器 17-启动开关 18-断路器

(五)具体的实施方式

现结合附图对本实用新型作进一步描述，如图1至图6所示，数控式蔬菜拔取力测量试验台包括测量试验台和控制箱两部分，包括试验台支架1、导轨撑板2、连接件3、滑块4、导轨5、滚珠丝杠6、压力试验板7、联轴器8、电机架9、步进电机10、拉压力计11、箱体12、步进电机控制器13、开关电源14、停止开关15、步进电机驱动器16、启动开关17、断路器18。为减轻重量，测量试验台部分的零部件采用铝合金材质。

本实施例中，如图1，起固定和支撑作用的试验台支架1通过焊接和卡槽的方式分别固定导轨撑板2和滚珠丝杠6，使仪器呈竖立型。另外，步进电机10的输出轴通过联轴器8与滚珠丝杠6连接的同时，其机体与电机架9用螺栓的方式固定，电机架9固定在导轨撑板2下方。此处使用的步进电机10为乐清正吉J-8618HB6401型电机，测量试验台各部件连接牢固可靠。

本实施例中，如图4，用于测量拉压力的拉压力计11为艾力HF-500数显式推拉力计，通过连接件3与滑块4连为一体，实现同步运动，使拉压力计11具有拉伸或下压的能力。拉压力计11还配有专业的拉钩和顶柱。

本实施中，如图2和图6，控制箱主要包括：箱体12、步进电机控制器13、开关电源14、停止开关15、步进电机驱动器16、启动开关17和断路器18。步进电机控制器13、停止开关15、启动开关17、断路器18固定在控制箱内，步进电机控制器13的显示屏和设置键、停止开关15、启动开关17的按键位于箱盖外表面。所使用的部件型号为亿星KH-01型步进电机控制器，24V开关电源14，TB6600型步进电机驱动器，DZ47s断路器、展越LA38-11红绿点动开关。

本实用新型为数控式，拉压力计11的运动模式可通过步进电机控制器13的控制面板的按钮进行设置。使用本实用新型测量拔取力时，将试验台放在拔取蔬菜的合适位置，用布条将胡萝卜、大蒜等类型蔬菜的茎叶束紧，拉压力计11勾住布条；断路器18接通电源；在步进电机控制器13的控制面板上设置步进电机的转速和转向；按启动开关17；步进电机控制器13通过步进电机驱动器16驱动步进电机10转动；步进电机10带动滚珠丝杠6转动；滚珠丝杠6带动与滑块4连接的拉压力计11沿导轨5上移；开始进行拔取力测量试验，拉压力计11记录显示拔取力的变化，按下停止开关15停止，利用测量的拔取力探究拔取的蔬菜与土壤间的物理力学特性。在进行压力测量试验时，将压力试验板7安装在试验台支架1的测量孔上，在拉压力计11下端旋紧顶柱，将试验对象放于压力试验板7中央，按下启动开关17，拔取力测量试验台以测量拉力试验的相同过程，使拉压力计11下移，挤压试验对象，开始进行压力测量试验，按下停止开关15停止。

本实用新型使用性能优势显著，具体体现为：1.精度高且可靠性强；2.对电机的控制，即对拉压力计升降的控制灵活简便；3.测量内容可拉可压，对试验对象要求不高；4结构简单，机动性强。能够有很好的完成拔取力的测量工作。