CN103063568A

CN103063568A - 一种秸秆切割性能测试装置及其测试方法

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Publication number: CN103063568A
Application number: CN2012105782966A
Authority: CN
Inventors: 张西良; 徐云峰; 孙晓佳; 李萍萍; 吴凯; 冯延垒; 路欣
Original assignee: Jiangsu University
Current assignee: Jiangsu University
Priority date: 2012-12-27
Filing date: 2012-12-27
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2032-12-27
Also published as: CN103063568B

Abstract

一种秸秆切割性能测试装置，由机械系统和测控系统两部分组成，机械系统包括机架、切割装置和输送装置，所述测试系统包括力传感器、测速传感器、数据采集卡、可编程自动化控制器（PAC）和PC机,本发明的秸秆切割性能测试装置及方法结构简单、紧凑，在一次试验中就可对单根或者多根秸秆的不同部位进行连续切割和数据采集，提高了切割试验的效率，节省了时间；对于不同切割方式、切割刀具、切割速度和切割角度等切割条件，都可进行相关试验，使得试验台功能更全面,为研究开发切割机械提供实验数据和依据。

Description

一种秸秆切割性能测试装置及其测试方法

技术领域

本发明涉及一种秸秆切割性能测试装置及其测试方法，属于测量装置技术领域，用来对秸秆的切割性能进行测试实验。

背景技术

作为农作物的茎杆，秸秆是一种具有多用途的可再生生物资源，农作物光合作用的产物有一半以上存在于秸秆中。目前秸秆的利用主要集中在四个方面：畜禽饲料、工业原料、还田作为基质或肥料、转化为能源等。而这些利用方法的第一步都是需要将秸秆切割粉碎。秸秆种类繁多，切割粉碎性能迥异，与此同时，由于秸秆本身价值不是很高，因此，从经济观点出发，秸秆不宜过分加工，加工能耗费用尽量低，因此对秸秆切割相关性能研究也就显得尤为重要。

目前国内外的秸秆切割试验台主要有单次切割试验和连续切割试验两种。如：吴子岳等在《玉米秸秆切断速度和切断功耗的试验研究》一文中提到一种小车式的玉米秸秆切断试验台，是单次切割试验，通过弹力装置使小车获得高的弹射速度，由安装在小车前端的切刀高速切断两端支撑下的玉米秸秆，由反射式光电传感器测速。其不足之处有两个：第一，自动化程度不高，每进行一次切割实验就要重新装夹秸秆，造成实验效率低；第二，小车的速度是由弹力装置决定的，不能精确的控制切割速度。又如，西南大学马永昌等在《麦秸秆受切特性的试验研究》一文中介绍自制的旋转刀片式试验台，是连续切割试验，在旋转轴上安装刀盘和刀片，通过旋转的刀片来切割两端自由支撑的秸秆。试验台通过调节电机的转速来控制刀片的切割速度，可以进行定刀型式、刀刃厚度、切割角等因素对秸秆切割速度影响的试验。其不足之处在于其上料装置，通过喂料板将秸秆送到限位块上，旋转的刀片进行切割，完成一次实验，不能对同一根秸秆的不同部位进行连续试验。

秸秆切割性能的指标主要有切割力、切断速度和切割功率等。切割力的测试方法可分为直接测量和间接测量两种。比如由江苏大学自制的单茎杆切割试验台中采用的就是直接测量的方法，利用单摆原理，先将摆锤提升到一定角度，让摆锤作单摆运动。当摆锤到达最低点时，利用动刀的最大速度切割茎杆，在切割的瞬间，悬臂梁力传感器获得力的信号，通过测控系统获得切割力。其方法优点在于可以减少由间接测量带来的累积误差，但是在每次的测量试验中，由于是人工提升摆锤的角度，很难保证每次的切割速度是相同的。

切割速度的测试方法较多，但基本都是基于光电传感器来进行测量的。例如由吴子岳等提出的小车式切割试验台，选取了1000HZ或5000HZ的采样频率，计算机通过光电测速装置测量到精确的瞬时切前速度和切后速度。

目前切割功率的主要测试方法是通过间接测量的方法获得的，例如小车式的秸秆切割试验台就是通过测量切断秸秆前后的速度由能量守恒定律求出的切断功耗。

综上所述，秸秆切割的主要性能指标有切割力，切割速度和切断功率，影响这些性能指标的主要因素有切割方式、刀具结构形式和尺寸、秸秆的横截面积、同时受切根数等，目前秸秆切割试验台存在的不足之处主要有两点：一是自动化程度不高、操作繁琐，前面提到的切割试验台都不能对相同一根秸秆的不同部位进行连续测量，人工干预较多；二是效率较低，每次试验的准备、辅助工作较多，切割和测量不能连续进行，不能适应种类繁多、切割试验因素多的大量秸秆切割性能试验要求，这严重制约了秸秆切割技术研究和切割机械的开发。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对目前秸秆切割试验台的自动化程度低、操作繁琐、效率低等不足，提供了一种操作简单、测量快速、可以连续测试的秸秆切割性能测试装置，通过对该秸秆切割性能测试装置进行操作试验的方法，可以方便快捷地得到秸秆切割性能参数的最优化选择配置。

本发明秸秆切割性能测试装置采用的技术方案是：一种秸秆切割性能测试装置，由机械系统和测控系统两部分组成，机械系统包括机架、切割装置和输送装置，所述机架上设有压紧轮支座，从动轮支座，步进电机支撑板和切割台架，所述切割装置包括伺服电机支座、伺服电机、联轴器、旋转轴、轴承、刀盘、动刀、定刀和轴承支座，所述输送装置包括压紧轮、驱动轮、从动轮、链条、传送带、步进电机；所述旋转主轴两边通过轴承支撑，轴承座安装在切割台架上，旋转主轴上安装有刀盘，动刀安装于刀盘上，切割台架上留有缺口，能够使刀盘和动刀通过，旋转主轴通过联轴器与伺服电机相连，伺服电机固定在伺服电机支座上，所述伺服电机支座固定在切割台架上；所述输送装置的从动轮通过链条与驱动轮相连，驱动轮和从动轮均安装于从动轮支座上，压紧轮支座固定在从动轮支座上方，压紧轮安装在压紧轮支座中，步进电机安装在步进电机支撑板上，步进电机通过传送带与驱动轮相连，驱动轮通过链条驱动从动轮转动；所述切割台架下端设有切割装置支腿，所述切割装置支腿包括切割装置支腿杆和切割装置支腿座，所述切割装置支腿杆和所述切割装置支腿座活动连接，能够实现对切割装置支腿的高度进行调节；所述从动轮支座下端设有输送装置支腿，所述输送装置支腿包括输送装置支腿杆和输送装置支腿支腿座，所述输送装置支腿杆和所述输送装置支腿座活动连接，能够实现对输送装置支腿的高度进行调节；所述测试系统包括力传感器、测速传感器、数据采集卡、可编程自动化控制器（PAC）和PC机，所述力传感器一端与所述定刀相连，所述定刀通过力传感器固定在切割台架左侧，与动刀配合进行交替剪切；所述测速传感器由光电编码盘和光电开关组成，所述光电编码盘固定在旋转轴上，随着旋转轴的转动，所述力传感器和所述测速传感器分别通过信号调理电路与数据采集卡相连；所述数据采集卡与所述可编程自动化控制器PAC连接，所述可编程自动化控制器PAC与所述PC机连接，所述可编程自动化控制器PAC通过驱动控制器来实现对伺服电机和步进电机的驱动控制。

进一步的，所述切割装置支腿杆和所述切割装置支腿座螺纹连接或滑动连接。

进一步的，所述光电开关固定在所述切割台架上。

进一步的，所述动刀和定刀为光滑刀片或锯齿刀片。

进一步的，所述压紧轮支座下端通过预紧弹簧与从动轮支座相连，当有秸秆通过压紧轮和驱动轮时，预紧弹簧被拉伸，起到压紧秸秆的作用。

进一步的，所述伺服电机支座上设有横向方形通孔，所述切割台架上设有纵向方形通孔，通过调整横向方形通孔和纵向方形通孔的位置来实现伺服电机的电机轴与旋转轴的轴之间的对中。

进一步的，所述驱动轮与所述定刀相邻。

进一步的，所述测控系统的软件采用labview软件设计,包括数据采集处理程序、操作界面程序和数据显示分析程序。

更进一步的，秸秆切割性能测试装置还有一个防护罩，所述防护罩通过防护罩螺栓固定于切割台架上，所述防护罩罩住动刀、刀盘和定刀并空套在旋转主轴上，所述防护罩一端留有进口，秸秆通过所述进口输入到定刀上进行切割，所述防护罩在正对定刀的下方设有缺口，切割后小段秸秆从所述缺口排出。

更进一步的，所述光电开关固定在所述防护罩上。

测控系统的工作过程如下：通过PC机操作界面程序，在操作界面上设定伺服电机的转速，则操作界面程序通过计算，输出控制信号控制步进电机和伺服电机。力传感器和测速传感器分别测量被测信号，将其转换为电信号，信号调理电路将传感器输出的电信号进行整形、转换、滤波、放大等处理，将其转换为标准信号，然后数据采集卡采集此标准信号，通过PAC输入计算机，在Labview平台下，通过数据采集处理程序，处理采集得到的电压、电流信号，然后通过数据显示分析程序在操作界面上进行数据分析和显示，并将数据保存在计算机中。

本发明秸秆切割性能测试方法采用的技术原理是：首先针对秸秆理化特性和切割力学特性，在横断切、斜切、削切中选择合适切割方式，并选择相应切割刀具，初步确定合适切割速度范围，并安装切割刀具，调整好切割角度；其次，通过PC设定并控制旋转刀盘的转速n，确保切割速度；然后，PC再通过PAC控制输送装置，将秸秆压紧并输送到切割装置的切割定刀前，按照刀盘的转速n计算得到切割装置连续两次切割动作之间的时间间隔t，在时间间隔t内，通过控制步进电机驱动输送装置，使得秸秆被喂入到切割定刀后一段距离L=v₀*t, v₀是输送装置的传送速度，在此过程中，测控系统通过测速传感器和力传感器在线检测到每次的切割速度V，以及切割定刀承受的切割力F，并计算出切割功率P；最后，通过Labview软件控制，秸秆被连续的送入切割装置中，切割成长度相等为L的小段秸秆，并得到每次的切割功率P，其中，切割功率P计算方法是：P=F*V。

利用上述一种秸秆切割性能测试装置进行测试的方法，包含如下步骤。

第一步：设定切割刀片形式，安装锯齿刀片式的定刀18与锯齿刀片式的动刀17。

第二步：设定切割方式，调节输送装置支腿33，使输送装置2与定刀18成一定30°夹角，从而形成小角度斜切的切割方式。

第三步：设定切割速度，输入伺服电机12的转速1500r/min（高速）。

第四步：预测量，将一根长为L的秸秆从根部开始，分别测量距离根部l、2l、3l、4l。。。n处的直径

Figure 2012105782966100002DEST_PATH_IMAGE001

，直至秸秆顶部。并将直径依次输入测控系统的操作界面的直径一栏，然后将此秸秆装夹到驱动轮23和压紧轮21之间。

第五步：接通电源，启动测控系统，开始采集力传感器5和测速传感器的光电开关42输出的信号，通过数据采集处理程序，在操作界面上显示切割力F、切割速度V和切割功率P的实时波形图，并保存此试验中距离根部l、2l、3l、4l。。。n处的切割力F、切割速度V和切割功率P。

第六步：分别改变第三步中的切割速度为750r/min(中速),250r/min（低速），重复第四、第五步。

第七步：分别改变第二步中的切割方式，使输送装置2与定刀18形成60°夹角（大角度斜切）和90°夹角（正切）。重复第三至六步。

第八步：分别改变第一步中的切割刀片组合形，定刀与动刀分别形成锯齿刀片与光滑刀片、光滑刀片与锯齿刀片、光滑刀片与光滑刀片的组合方式，重复第二至七步；其中共采用了3种切割速度、3种切割角度（切割方式）和4种刀片组合形式，共可以进行36种试验切割方案。

第九步：切割试验结束，关闭测控系统，关闭电源。通过比较切割功率的大小，最终确定最佳切割方案。

本发明的秸秆切割性能测试装置及方法与目前装置和方法相比较：（1）结构简单、紧凑，操作方便，测量连续，在一次试验中就可对单根或者多根秸秆的不同部位进行连续切割和数据采集，提高了切割试验的效率，节省了时间；（2）对于不同切割方式、切割刀具、切割速度和切割角度等切割条件，都可进行相关试验，使得试验台功能更全面；（3）此试验台可对影响秸秆切割特性的相关因素进行针对性试验，为研究开发切割机械提供实验数据和依据。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明的主视结构示意图。

图2是本发明的俯视结构示意图。

图3是测控系统组成结构示意图。

图4是伺服电机支座和切割台架的俯视图；

图5是切割装置支腿的结构示意图。

图6是输送装置支腿的结构示意图。

图中，1是切割装置，11是伺服电机支座，111是横向方形通孔，12是伺服电机，13是联轴器，14是旋转轴，15是轴承，16是刀盘，17是动刀，18是定刀，19是轴承支座；2是输送装置，21是压紧轮，22是预紧弹簧， 23是驱动轮，24是从动轮，25是链条，26是传送带，27是步进电机，3是机架，31是压紧轮支座，32是从动轮支座，33是输送装置支腿，34是步进电机支撑板，35是切割装置支腿，36是切割台架， 363是纵向方形通孔，41是光电编码盘，42是光电开关，5是力传感器，6是防护罩，61是进口，62是缺口，63是防护罩螺栓。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明的秸秆切割性能测试装置，由机械系统和测控系统两部分组成，其中，机械系统包括机架3、切割装置1和输送装置2，所述机架3上设有压紧轮支座31，从动轮支座32，输送装置支腿33，步进电机支撑板34，切割装置支腿35和切割台架36，所述切割装置1包括伺服电机支座11、伺服电机12、联轴器13、旋转轴14、轴承15、刀盘16、动刀17、定刀18、轴承支座19和防护罩6，所述输送装置2包括压紧轮21、预紧弹簧22、驱动轮23、从动轮24、链条25、同步齿形传送带26、步进电机27；切割装置1在输送装置2的右方，其中旋转主轴14两边通过轴承15支撑，轴承座安装在切割台架36中间，旋转主轴14左侧上安装刀盘16，动刀17安装于刀盘16上，切割台架36上左侧留有缺口，能够使刀盘16和动刀17通过，定刀18上装有力传感器5，所述定刀18通过力传感器5固定在切割台架36左侧，与动刀17配合进行交替剪切，其中动刀17和定刀18可以选用光滑刀片或锯齿刀片均可；旋转主轴14右侧通过联轴器13与伺服电机12相连，伺服电机12固定在切割台架36右侧的伺服电机支座11上，所述伺服电机支座11固定在切割台架36上，伺服电机支座11上设有横向方形通孔111，切割台架36上设有纵向方形通孔363，通过调整横向方形通孔111和纵向方形通孔363的位置来实现伺服电机12的电机轴与旋转轴14的轴对中（见图4）；防护罩6通过防护罩螺栓63固定于切割台架36上，所述防护罩6罩住动刀17、刀盘16和定刀18并空套在旋转主轴14上，所述防护罩6左侧留有进口61，使得秸秆输入并进行切割，所述防护罩6在正对定刀18的下方设有缺口62，使得切割后小段秸秆从缺口62排出；切割台架36下端设有若干切割装置支腿35，所述切割装置支腿35包括切割装置支腿杆351和切割装置支腿座352，所述切割装置支腿杆351和所述切割装置支腿座352螺纹连接（见图5），可以实现对切割装置支腿35进行上下伸缩调节（值得说明的是切割装置支腿杆351和切割装置支腿座352也可以是滑动连接等其他类型的连接关系，只要能保证切割装置支腿35能够上下调节即可）；所述输送装置2的从动轮24通过链条25与驱动轮23相连，驱动轮23和从动轮24均安装于从动轮支座32上，驱动轮23在从动轮24右边，压紧轮21在驱动轮23的正上方，压紧轮21安装在压紧轮支座31中，压紧轮支座31下端通过预紧弹簧22与从动轮支座32相连，当有秸秆通过压紧轮21和驱动轮23时，预紧弹簧22被拉伸，起到压紧秸秆的作用，步进电机27安装在从动轮支座32下方的步进电机支撑板34上，其通过同步齿形传送带26与驱动轮23相连，步进电机27带动驱动轮23转动，驱动轮23通过链条25使得从动轮24随其转动；所述从动轮支座32下端设有输送装置支腿33，所述输送装置支腿33包括输送装置支腿杆331和输送装置支腿支腿座332，所述输送装置支腿杆351和所述输送装置支腿座352螺纹连接（见图6），可以实现对输送装置支腿33进行上下伸缩调节（值得说明的是所述输送装置支腿杆351和所述输送装置支腿座352也可以是滑动连接等其他类型的连接方式，只要能保证输送装置支腿杆33能够上下调节即可）。

如图3所示，所述测试系统包括力传感器5、测速传感器、数据采集卡、可编程自动化控制器（PAC）和PC机，所述力传感器5一端与定刀18连接，另一端固定在切割台架36上（见图1）；所述测速传感器由光电编码盘41和光电开关42组成，所述光电编码盘41固定在旋转轴14上，随着旋转轴14的转动，所述光电开关42内嵌在防护罩6上（值得说明的是，光电开关42也可以固定在切割台架36等其他部件上，只要保证光电编码盘41在随旋转轴14转动时其不透明部分和透明部分能够经过光电开关42即可），当旋转轴14转动时，光电编码盘41也随之转动，光电编码盘41上的不透明部分和透明部分经过光电开关42一次，就产生一次电信号的变化，通过测频法可以计算得到动刀17上的切割速度；所述力传感器5和所述测速传感器分别通过信号调理电路与数据采集卡相连；所述数据采集卡与所述可编程自动化控制器（PAC）连接，所述可编程自动化控制器（PAC）与所述PC机连接，所述可编程自动化控制器（PAC）通过驱动控制器来实现对伺服电机12（切割）和步进电机27（输送）的驱动控制。测控系统的软件采用labview软件设计,包括数据采集处理程序、操作界面程序和数据显示分析程序，其优点在于它利用计算机强大的图形环境，采用可视化的图形编程语言和平台，使得对数据的采集、分析和处理变得更加灵活。

利用本发明的秸秆切割性能测试装置对秸秆进行切割性能测试，能够找出一种节能、高效、低功耗的秸秆切割方法和切割参数，包括切割方式、切割速度、切割力、切割刀具形式。本测试装置在对以上四点都有考虑的基础上，测量得到的参数是切割速度和切割力这两个性能指标。

（1）秸秆切割性能测试装置测量指标的确定。目前，秸秆切割评性能价指标主要集中在节能、高效上。一方面，由于秸秆本身的价值较低，所以要降低在秸秆后续加工过程中的成本来提高秸秆的利用价值，即单位时间内所做的功，也就是切割功率；另一方面，切割力和切割速度都是影响切割功耗的重要因素，因此确定评价秸秆切割性能指标为切割力和切割速度。也以这两个物理量作为被测量。

（2）切割力的测试。本发明装置采用定刀与动刀的组合来实现切割，动刀17与旋转刀盘16相连，通过动刀17的高速旋转来切断秸秆，定刀18与力传感器5相连，由力传感器5测得定刀18上的切割力，并输入上位机。切割力的测量原理为：力传感器5将输出连续的电压信号,此电压值与力F成比例，若力传感器的额定输出为k(mv/v),输入电压为V（v）,额定载荷为m(kg),重力加速度为g(N/Kg),当采集系统采集到由力传感器5输出的电压信号时，则此时切割力F为

F=

Figure 2012105782966100002DEST_PATH_IMAGE003

（1）

每进行一次实验，测控系统将采集到一系列的数据，利用Labview软件在上位机上进行显示实时波形,并将数据以excel格式保存，以便进行下一步数据处理。

（3）切割速度的测试。本发明的切割速度的测试方法采用的是光电传感器测速的方法，具体实施方法为：将测速传感器的光电开关42安装在防护罩6上，测速传感器的光电编码盘41固定于旋转轴14上，当旋转轴14在伺服电机12带动下旋转时，测速传感器的光电编码盘41的不透明部分和透明部分经过光电开关42一次，就产生一次电信号的变化，再经过信号调理，得到一定幅值和功率的电脉冲信号，设光电开关42输出脉冲信号的频率为f（Hz），转轴中心到动刀刀端的距离为r，旋转轴的转速n(r/s)为f/N ,（N是光电编码盘41上透明部分和不透明部分的对数，也就是编码盘转一转输出的脉冲信号个数）。则切割速度

V=

=

（2）

切割速度V随时间的变化通过测控系统在上位机上实时显示其波形，并将切割速度V以excel格式保存，以便进行后续的数据处理。

（4）切割功率计算方法

根据功率的定义，秸秆切割时视作匀速运动，故切割功率

P=

=

=F

V (3)

其中，P为切割功率，单位：瓦特（W）；W为切割所做的功，单位：焦耳（J）；t为时间，单位：秒（s）；F为切割力，单位：牛顿（N）；V为切割速度，单位：米/秒（m/s）。通过测控系统在上位机上实时显示切割功率的变化图形，并将切割功率P通过测控系统以excel的形式保存。

现针对一个具体的实验，对本秸秆切割性能测试装置的测试步骤进行详细说明。

Claims

1.一种秸秆切割性能测试装置，由机械系统和测控系统组成，机械系统包括机架（3）、切割装置（1）和输送装置（2），所述机架(3)包括压紧轮支座(31)，从动轮支座（32），步进电机支撑板（34）和切割台架（36），所述切割装置（1）包括伺服电机支座（11）、伺服电机（12）、联轴器（13）、旋转轴（14）、轴承（15）、刀盘（16）、动刀(17)、定刀(18)和轴承支座(19)，所述输送装置(2)包括压紧轮(21)、驱动轮(23)、从动轮(24)、链条(25)、传送带(26)、步进电机(27)；所述旋转主轴(14)两边通过轴承(15)支撑，轴承座安装在切割台架(36)上，旋转轴(14)上安装有刀盘(16)，动刀(17)安装于刀盘(16)上，切割台架(36)上留有缺口，能够使刀盘(16)和动刀(17)通过，旋转轴(14)通过联轴器(13)与伺服电机(12)相连，伺服电机(12)固定在伺服电机支座(11)上，所述伺服电机支座(11)固定在切割台架(36)上；所述输送装置(2)的从动轮(24)通过链条(25)与驱动轮(23)相连，驱动轮(23)和从动轮(24)均安装于从动轮支座(32)上，压紧轮支座(31)固定在从动轮支座(32)上方，压紧轮(21)安装在压紧轮支座(31)中，步进电机(27)安装在步进电机支撑板(34)上，步进电机(27)通过传送带(26)与驱动轮(23)相连，驱动轮(23)通过链条(25)驱动从动轮(24)转动；

其特征在于：所述切割台架(36)下端设有切割装置支腿(35)，所述切割装置支腿(35)包括切割装置支腿杆(351)和切割装置支腿座(352)，所述切割装置支腿杆(351)和所述切割装置支腿座(352)活动连接，能够实现对切割装置支腿(35)的高度进行调节；所述从动轮支座(32)下端设有输送装置支腿(33)，所述输送装置支腿(33)包括输送装置支腿杆(331)和输送装置支腿支腿座(332)，所述输送装置支腿杆(351)和所述输送装置支腿座(352)活动连接，能够实现对输送装置支腿(33)的高度进行调节；所述测试系统包括力传感器(5)、测速传感器、数据采集卡、可编程自动化控制器PAC和PC机，所述力传感器(5)一端与所述定刀(18)相连，所述定刀(18)通过力传感器(5)固定在切割台架(36)左侧，与动刀(17)配合进行交替剪切；所述测速传感器由光电编码盘(41)和光电开关(42)组成，所述光电编码盘(41)固定在旋转轴(14)上，随着旋转轴(14)的转动，所述力传感器(5)和所述测速传感器分别通过信号调理电路与数据采集卡相连；所述数据采集卡与所述可编程自动化控制器PAC连接，所述可编程自动化控制器PAC与所述PC机连接，所述可编程自动化控制器PAC通过驱动控制器来实现对伺服电机(12)和步进电机(27)的驱动控制。

2.根据权利要求1所述的一种秸秆切割性能测试装置，其特征在于：所述切割装置支腿杆(351)和所述切割装置支腿座(352)螺纹连接或滑动连接。

3.根据权利要求1所述的一种秸秆切割性能测试装置，其特征在于：所述光电开关(42)固定在所述切割台架(36)上。

4.根据权利要求1所述的一种秸秆切割性能测试装置，其特征在于：所述动刀(17)和定刀(18)为光滑刀片或锯齿刀片。

5.根据权利要求1所述的一种秸秆切割性能测试装置，其特征在于：所述压紧轮支座(31)下端通过预紧弹簧(22)与从动轮支座(32)相连。

6.根据权利要求1所述的一种秸秆切割性能测试装置，其特征在于：所述伺服电机支座(11)上设有横向方形通孔(111)，所述切割台架(36)上设有纵向方形通孔(363)，通过调整横向方形通孔(111)和纵向方形通孔(363)的位置来实现伺服电机(12)的电机轴与旋转轴(14)的轴之间的对中。

7.根据权利要求1所述的一种秸秆切割性能测试装置，其特征在于：所述驱动轮(23)与所述定刀(18)相邻。

8.根据权利要求1所述的一种秸秆切割性能测试装置，其特征在于：所述测控系统的软件采用labview软件设计,包括数据采集处理程序、操作界面程序和数据显示分析程序。

9.根据权利要求1所述的一种秸秆切割性能测试装置，其特征在于：还有一个防护罩(6)，所述防护罩(6)通过防护罩螺栓(63)固定于切割台架(36)上，所述防护罩(6)罩住动刀(17)、刀盘(16)和定刀(18)并空套在旋转轴(14)上，所述防护罩(6)靠近输送装置(2)的一端留有进口(61)，所述防护罩(6)在正对定刀(18)的下方设有缺口(62)，切割后小段秸秆从所述缺口(62)排出。

10.根据权利要求9所述的一种秸秆切割性能测试装置，其特征在于：所述光电开关(42)固定在所述防护罩(6)上。

11.利用权利要求1—10任一权利要求所述的一种秸秆切割性能测试装置的实验方法，包含如下步骤：

第一步：设定切割刀片形式，安装锯齿刀片式的定刀（18）与锯齿刀片式的动刀（17）；

第二步：设定切割方式，调节输送装置支腿（33），使输送装置（2）与定刀（18）成一定30°夹角，从而形成小角度斜切的切割方式；

第三步：设定切割速度，输入伺服电机（12）的转速1500r/min；

第四步：预测量，将一根长为L的秸秆从根部开始，分别测量距离根部l、2l、3l、4l…n处的直径

，直至秸秆顶部，并将直径依次输入测控系统的操作界面的直径一栏，然后将此秸秆装夹到驱动轮（23）和压紧轮（21）之间；

第五步：接通电源，启动测控系统，开始采集力传感器5和测速传感器的光电开关（42）输出的信号，通过数据采集处理程序，在操作界面上显示切割力F、切割速度V和切割功率P的实时波形图，并保存此试验中距离根部l、2l、3l、4l…n处的切割力F、切割速度V和切割功率P；

第六步：分别改变第三步中的切割速度为750r/min,250r/min，重复第四、第五步；

第七步：分别改变第二步中的切割方式，使输送装置（2）与定刀（18）形成60°夹角和90°夹角，重复第三至六步；

第八步：分别改变第一步中的切割刀片组合形，定刀与动刀分别形成锯齿刀片与光滑刀片、光滑刀片与锯齿刀片、光滑刀片与光滑刀片的组合方式，重复第二至七步；其中共采用了3种切割速度、3种切割角度和4种刀片组合形式，共可以进行36种试验切割方案;

第九步：切割试验结束，关闭测控系统，关闭电源，通过比较切割功率的大小，最终确定最佳切割方案。