CN103098604B - 往复式双动刀切割试验装置 - Google Patents

Abstract

往复式双动刀切割试验装置，包括切割机构、茎秆喂入机构和监测操纵机构，电机的输入动力通过一根连杆带动上、下刀杆平行异向移动，从而相邻的上、下刀片移动，交错重叠，切割断作物，分别在动力输入轴，上、下刀杆与左、右摇臂间和传动轮旁安装有扭矩转速传感器，拉力传感器和转速传感器，用来感应和记录切割过程中的参数，通过计算机处理，计算出最佳的各参数组合。本发明，双层动刀同时同速异向移动，上、下刀杆的惯性力抵消，避免切割器产生很大的晃动，通过一根连杆传输动力，提高上、下刀片运动的准确性，减少机器安装调试过程。

Description

往复式双动刀切割试验装置

技术领域

 本发明涉及试验用作物切割器，它是双层动刀同时切割作物的切割试验装置，属于机械领域。

背景技术

 切割器是收获机核心组成部件之一，切割器设计的合理性直接影响着收获机的工作性能，切割器的各种参数都需要大量的试验来确定最佳参数值，目前对收获机械切割器的研究主要是通过试验确定切割速度、喂入速度和刀片几何参数等的最佳组合和研究其间的相互影响。但是切割器田间试验时受到田间环境影响较大，改变试验参数较复杂，信号的采集和处理较困难，测试的误差波动较大，很不便于研究，且在田间试验，受到作物收获季节的限制。

传统的收割器通常是单动刀收割器，存在切割速度低、往复运动惯性力大和振动大等问题，所以，研究设计一款能解决传统切割器存在问题的切割器已经成为一种需求。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明提供了一种往复式双动刀切割试验装置，它能测量记录切割器在切割作物过程中的切割功耗，对照作物切割后的漏茬率和破茬率来确定最佳的切割参数组合。

往复式双动刀切割试验装置，包括切割机构、茎秆喂入机构和监测操纵机构；所述切割机构包括上刀杆和下刀杆，上、下刀杆通过各自的连接板与左、右摇臂的一端连接，左、右摇臂的另一端均与连杆一端铰接，连杆的另一端连接着动力输入轴，动力输入轴通过皮带传动连接电机。

所述左、右摇臂与各自的连接板间分别设置有拉力传感器。

所述上、下刀杆设置在切割架上侧一边的定位圈中，上、下刀杆分别安装固定有上、下刀片，上、下刀片规格一致，并垂直贴合，上、下刀片的刀口均为锯齿形。

所述左摇臂包括互为垂直上臂和下臂，上臂和下臂焊接固定在短杆的两端，下臂的下方通过轴承与切割架固定连接，右摇臂为拐角垂直的“L”型整板，垂直拐角下方用轴承与切割架固定。

所述与连杆连接的下臂和右摇臂的端部均设有腰形孔，销轴贯穿腰形孔连接下臂、右摇臂和连杆，连杆的两端均设置有关节轴承，连杆的另一端通过曲柄与动力输入轴连接。

所述动力输入轴设置有两个滚子链联轴器，两个滚子链联轴器中间设置有扭矩转速传感器。

所述茎秆喂入机构包括传送支架，传送支架的前端左右两侧设置有对称的两个用传动轴连接传动轮，后端左右两侧设置有对称连接的两个滚动轮，前后对应的传动轮与滚动轮用链条传送连接，左右对称的链条间设置有托板，托板上均匀设置有多个固定管，固定管中设置有扭簧夹。

所述传动轮通过皮带传送连接电机，传动轮的端部设置有转速传感器。

所述监测操纵机构包括计算机和调速电机控制器，计算机内安装有传感器的测试分析软件，计算机连接转速传感器、扭矩转速传感器和拉力传感器，调速电机控制器连接电机。

本发明，电机通过皮带传动带动动力输入轴转动，曲柄跟随动力输入轴转动，并带动连杆做周期往复运动，连杆前后拉动左、右摇臂的一端，左、右摇臂通过轴承旋转，带动上、下刀杆左右滑动，上、下刀片同速异向移动半个刀片的宽度，相邻刀片的上、下刀片重叠，切割断作物。切割机构用一根连杆带动上、下刀杆同时移动，减少传动件的数量，简化安装调试过程，结构紧凑，减少故障发生概率，上、下刀杆同时同速异向移动，惯性力抵消，避免切割器产生很大的晃动。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图，

图2是本发明切割机构示意图，

图3是本发明切割机构局部放大图，

图4是图3中的A向视图，

图5是本发明左摇臂的结构图，

图6是本发明茎秆喂入机构结构示意图，

附图标记列表：1—切割机构，2—茎秆喂入机构，3—监测操纵机构，101、201—电机，102、202—皮带传动，103—扭矩转速传感器，104—曲柄，105—切割架，106—连杆，107—左摇臂，107-1—上臂，107-2—短杆，107-3—下臂，108—右摇臂，109—动力输入轴，110—滚子链联轴器，111—关节轴承，112—轴承，113—拉力传感器，114、115—连接板，116—上刀片，117—上刀杆，118—定位圈，119—下刀杆，120—下刀片，121—腰形孔，203—传动轮，204—固定管，205—链传动，206—传动架，207—滚动轮，208—转速传感器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

本发明的整体结构见图1，切割机构1与茎秆喂入机构2对接，上刀片116和下刀片120位于传动轮203上方，茎秆喂入机构2喂入到切割机构1的刀口，被切割。

本发明的切割机构具体结构见图2和图3，电机101和皮带传动102安装在切割架105的外侧，电机101通过皮带传动102和动力输入轴109带动连杆106跟随曲柄104周期运动，连杆106拉动左摇臂107和右摇臂108绕各自轴承112周期来回旋转，左、右摇臂107、108的另一端通过各自的连接板115、114拉动上、下刀杆117、119在定位圈118中同步异向左右移动，上、下刀片116、120交错重叠，完成切割。定位圈118保证上、下刀杆117、119在移动过程中，移动轨迹平行。关节轴承111有利于连杆106跟随曲柄104旋转时，变换方向。锯齿形刀口的刀片提高切割作物的锋利度。扭矩转速传感器103测量记录工作过程中，动力输入轴109的扭矩转速，拉力传感器113测量记录拉动上、下刀杆117、119的力。

从图4可以看到，上、下刀片116、120垂直对齐贴合，对称地与上、下刀杆117、119固定，上刀杆117与对应的连接板115固定，下刀杆119与连接板114固定。

从图5可见，上臂107-1与下臂107-3垂直，焊接固定在短杆107-2两端，下臂107-3与连杆106连接端设有腰形孔121，贯穿在腰形孔121中的销轴可以在腰形孔121中有适当的滑动空间，以实现滑槽机构,增加自由度。同时，右摇臂与连杆连接端也对应设有相同的腰形孔，起到相同的作用。

茎秆喂入机构的具体结构见图6，传动架206平稳地固定在地面上，使用前，将作物固定在托板上固定管204中，扭簧夹辅助将作物加紧固定，启动电机201，电机201通过皮带传动202带动传动轮203转动，传动轮203带动滚轮207转动，链条205和托板前进，固定管204中的作物向着切割机构1前进，前进到传动轮203上方，被上刀片116和下刀片120切割，转速传感器208测量记录传动轮的转速。

各传感器测试记录的参数通过数据传输给计算机，并通过相应软件处理，统计比较最终的参数结果，调速电机控制器改变电机的输出功率，调整参数结果，参照切割后作物的漏茬率和破茬率，调整试验出最佳的切割参数组合。

Claims (5)

1.往复式双动刀切割试验装置，其特征是包括切割机构、茎秆喂入机构和监测操纵机构；所述切割机构包括上刀杆和下刀杆，上、下刀杆通过各自的连接板与左、右摇臂的一端连接，左、右摇臂的另一端均与连杆一端铰接，连杆的另一端连接着动力输入轴，动力输入轴通过皮带传动连接电机；所述左、右摇臂与各自的连接板间分别设置有拉力传感器；所述上、下刀杆设置在切割架上侧一边的定位圈中，上、下刀杆分别安装固定有上、下刀片，上、下刀片规格一致，并垂直贴合，上、下刀片的刀口均为锯齿形；所述左摇臂包括互为垂直上臂和下臂，上臂和下臂焊接固定在短杆的两端，下臂的下方通过轴承与切割架固定连接，右摇臂为拐角垂直的“L”型整板，垂直拐角下方用轴承与切割架固定；所述与连杆连接的下臂和右摇臂的端部均设有腰形孔，销轴贯穿腰形孔连接下臂、右摇臂和连杆，连杆的两端均设置有关节轴承，连杆的另一端通过曲柄与动力输入轴连接。

2.根据权利要求1所述的往复式双动刀切割试验装置，其特征是所述动力输入轴设置有两个滚子链联轴器，两个滚子链联轴器中间设置有扭矩转速传感器。

3.根据权利要求1所述的往复式双动刀切割试验装置，其特征是所述茎秆喂入机构包括传送支架，传送支架的前端左右两侧设置有对称的两个用传动轴连接传动轮，后端左右两侧设置有对称连接的两个滚动轮，前后对应的传动轮与滚动轮用链条传送连接，左右对称的链条间设置有托板，托板上均匀设置有多个固定管，固定管中设置有扭簧夹。

4.根据权利要求3所述的往复式双动刀切割试验装置，其特征是所述传动轮通过皮带传送连接电机，传动轮的端部设置有转速传感器。

5.根据权利要求1所述的往复式双动刀切割试验装置，其特征是所述监测操纵机构包括计算机和调速电机控制器，计算机内安装有传感器的测试分析软件，计算机连接转速传感器、扭矩转速传感器和拉力传感器，调速电机控制器连接电机。