CN103141214B - 联合收获机籽粒损失监测传感器性能标定试验台 - Google Patents

Abstract

本发明为一种联合收获机籽粒损失监测传感器性能标定试验台，属于联合收获机籽粒损失监测传感器标定试验台设计领域。本发明由两个功能部分组成，一部分由给料装置、升降平台、固定支架、步进电动机、丝杠、丝杠螺母、直线导轨、滑块构成，用于来控制籽粒下落密度、速度及籽粒在籽粒损失监测传感器表面的落点位置；另一部分由平台一、支撑座一、连杆一、平台二、直流电动机、阶梯轴套、连杆二、连杆三、弹簧、弹簧限位销、平台三、电磁铁静片、电磁铁动片、支撑座二、旋转轴、籽粒损失监测传感器安装平台构成，用于模拟振动筛尾部往复运动和振动情况；在两部分的配合下共同完成对籽粒损失监测传感器性能的标定。

Description

联合收获机籽粒损失监测传感器性能标定试验台

技术领域

本发明属于联合收获机籽粒损失监测传感器标定试验台设计领域，具体涉及一种联合收获机籽粒损失监测传感器性能标定试验台。

背景技术

目前联合收获机清选装置主要采用的是由风机和振动清选筛组成的风筛式结构形式。清选损失率则是衡量联合收获机作业性能的主要性能指标，随着国内联合收获机智能化程度的不断提高，国内学者已开始籽粒损失监测传感器的研究。籽粒损失监测传感器性能的稳定性直接关系到监测的精度，因此有必要对所开发出的籽粒损失监测传感器进行性能标定。相关文献报道的传籽粒损失监测感器标定装置过于简陋，只是对籽粒损失监测传感器进行静态标定，即籽粒损失监测传感器保持静止，通过微型电磁给料机模拟籽粒下落过程，通过调节振动器的励磁电流，使籽粒按一定的速度下落撞击籽粒损失监测传感器。存在的问题主要是：标定设备不能真实模拟籽粒损失监测传感器安装位置的环境；电磁振动给料机使籽粒在传感器表面的落点相对集中。由于籽粒损失监测传感器安装在振动清选筛的尾部，作业环境比较复杂，且有振动干扰，现阶段所开发的籽粒损失监测传感器检测速度可达500~800粒/秒，文献中报道的籽粒损失监测传感器性能标定方法并不能有效的判定籽粒损失监测传感器的性能。因此，性能良好的籽粒损失实时监测传感器性能标定试验台已成为亟待解决的问题，迄今为止，我国尚未见成熟的籽粒损失监测传感器性能标定装置的报道。

发明内容

本发明是用于检测联合收获机籽粒损失监测传感器性能、寻求籽粒损失监测传感器最佳安装位置的标定试验台，可以为籽粒损失监测传感器的研发、性能试验提供试验依据，对提高籽粒损失监测传感器性能的稳定性、保证籽粒损失监测传感器作业质量有重要意义。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：本发明由两个功能部分组成，一部分由给料装置、升降平台、固定支架、步进电动机、丝杠、丝杠螺母、直线导轨、滑块构成，用于来控制籽粒下落密度、速度及籽粒在籽粒损失监测传感器表面的落点位置；另一部分由平台一、支撑座一、连杆一、平台二、直流电动机、阶梯轴套、连杆二、连杆三、弹簧、弹簧限位销、平台三、电磁铁静片、电磁铁动片、支撑座二、旋转轴、籽粒损失监测传感器安装平台构成用于模拟振动筛尾部往复运动和振动情况；两部分配合完成对籽粒损失监测传感器性能的标定。

本发明的具体方案是：本发明的装置包括给料装置、滑槽、升降平台、固定支架、步进电动机、丝杠、丝杠螺母、橡胶垫、底座、直角连接码、直线导轨、滑块、平台一、支撑座一、连杆一、平台二、直流电动机、阶梯轴套、连杆二、连杆三、弹簧、弹簧限位销、平台三、电磁铁静片、电磁铁动片、支撑座二、旋转轴、籽粒损失监测传感器安装平台；滑槽焊接在给料槽壁上形成双层给料结构，给料装置在电控器的控制下使给料槽产生振荡，在板弹簧的回复力的作用下推动籽粒在溜槽滑道内向前滑行；给料装置通过螺栓固定在升降平台上底板上部；固定支架是用铝合金板折弯加工而成、宽度与底座的宽度相等，固定支架两侧通过T型螺栓和方螺母并利用铝合金型材中间槽固定在用四段铝合金型材通过直角连接码、T型螺栓和方螺母拼接而成的矩形方框底座上，通过改变T型螺栓与铝合金型材中间槽的相对位置可以实现固定支架在底座左右方向上安装位置的调节；步进电动机用螺栓固定在固定支架上；丝杠通过丝杠支撑座安装在固定支架上下面中心对称位置，在固定支架上部中心对称位置开孔以便于丝杠上端光轴伸出；丝杠上端光轴通过弹性联轴器与步进电动机相连，丝杠螺母套装在丝杠上构成丝杠副传动结构，丝杠螺母通过直角连接码连接在升降平台下底板上；滑块、直线导轨主要起导向作用，四个滑块套装在直线导轨上后用螺栓固定在升降平台上下底板之间右端的两根矩形钢管上，直线导轨用螺栓竖直固定在固定支架内侧壁边缘位置；步进电动机通过丝杠把旋转运动转换为丝杠螺母的上下运动，丝杠螺母带动升降平台从而实现给料装置在高度方向上的调节；与底座同宽度的平台一利用T型螺栓和方螺母通过铝型材中间槽连接在底座上，可以通过调节T型螺栓与铝合金型材中间槽的相对位置在底座铝型材中间槽上左右移动，以保证从给料装置落下的籽粒全部落在籽粒损失监测传感器表面；直流电动机利用自身的安装定位孔通过螺栓安装在平台一中心对称位置并在平台一的中心对称位置开孔以便直流电动机动力输出轴伸出；阶梯轴套中心孔通过平键连接在直流电动机输出轴上，在阶梯轴套大直径端面边缘开螺纹孔通过螺栓与连杆二左端孔相连，把连杆三下部铆接在连杆二右端孔上，连杆三上部车出螺纹，在平台二相应位置开孔，通过螺母把连杆三与平台二相连。支撑座为直角连接码，直角连接码通过螺栓分别固定在平台一和平台二四个角上；连杆一为两端带孔连杆结构，四个连杆一通过螺栓连接到平台一和平台二的支撑座上，把平台一、连杆一、平台二构成一个平行四边形机构，直流电动机的圆周运动转换成平台二的往复运动以驱动平行四边形机构来模拟籽粒损失监测传感器安装位置处—联合收获机振动筛的往复运动。弹簧两端分别焊接在平台二和平台三上，弹簧限位销焊接在平台二上并使弹簧限位销与弹簧的中心轴线重合，以防止平台三窜动幅度过大；为模拟籽粒损失监测传感器在联合收获机上安装位置处的振动情况，把电磁铁静片通过螺栓固定在平台二中心对称位置，电磁铁动片通过螺栓固定在平台三中心对称位置，电磁铁静片、电磁铁动片在电控器的控制下产生周期性吸合动作进而使平台三产生周期性振荡。为实现籽粒损失监测传感器安装角度的调节，对不同安装角度的籽粒损失监测传感器进行标定，寻求最佳的安装角度，旋转轴支撑在平台三两端的支撑座二上，两个支撑座二焊接在平台三的两端，在旋转轴两端设有螺纹，旋转轴的两端固定支撑在平台三两端的支撑座二上；在支撑座二的外侧，旋转轴两端设有旋紧螺母；沿旋转轴的轴向焊接籽粒损失监测传感器安装平台，通过旋转轴的转动和旋转轴两端旋紧螺母与支撑座二间的挤压摩擦力共同实现籽粒损失监测传感器安装角度的调节。

工作过程中，在确定好籽粒在给料装置内的滑动速度、籽粒下落的高度、籽粒损失监测传感器安装的角度的前提下，先调节直流电动机、电磁铁静片、电磁铁动片的吸合频率，使平台二、平台三分别获得一个稳定的摇摆幅度和振幅，接着调节升降平台在底座上的位置，确保籽粒全部落在籽粒损失监测传感器表面上，最后调节给料装置电磁铁的振动频率，使给料装置内的籽粒在确定的速度下快速连续滑行。

本发明取得的效果：本发明真实的模拟了联合收获机籽粒损失监测传感器安装位置处的环境，籽粒在籽粒损失监测传感器表面的落点相对均匀，籽粒下落速度、密度可控，能满足对检测频率较高籽粒损失监测传感器性能测试的要求。本发明可以为籽粒损失监测传感器的研发、性能试验提供试验依据，对提高籽粒损失监测传感器性能的稳定性、保证籽粒损失监测传感器作业质量有重要意义。

附图说明

图1是联合收获机籽粒损失监测传感器性能标定试验台的结构主视图。

图2是滑槽滑道的结构剖面图。

图中：给料装置1、滑槽2、升降平台3、固定支架4、步进电动机5、丝杠6、丝杠螺母7、橡胶垫8、底座9、直角连接码10、直线导轨11、滑块12、平台一13、支撑座一14、连杆一15、平台二16、直流电动机17、阶梯轴套18、连杆二19、连杆三20、弹簧21、弹簧限位销22、平台三23、电磁铁静片24、电磁铁动片25、支撑座二26、旋转轴27、传感器安装平台28。

具体实施方式

结合图1，给料装置1为电磁振动给料装置，电磁振动给料装置通过配套的电控器控制电磁振动给料装置电磁铁的吸合频率来控制给料装置1的给料速度；滑槽2焊接在给料装置1的料槽壁上构成双层给料结构；滑槽2的滑道结构为：在与籽粒下滑方向垂直的剖切面内，滑道截面形状为半圆形或V字形。给料装置1通过螺栓固定在升降平台3上；固定支架4是用铝合金板折弯加工而成的结构，宽度与用四段铝合金型材通过直角连接码、T型螺栓和方螺母拼接而成的矩形方框底座9的宽度相等，固定支架4两侧通过T型螺栓和方螺母并利用铝合金型材中间槽固定在底座9上，通过改变T型螺栓与铝合金型材中间槽的相对位置可以实现固定支架4在底座9左右方向上安装位置的调节；步进电动机5用螺栓固定在固定支架4上面；丝杠6通过丝杠支撑座安装在固定支架4上下面中心对称位置，在固定支架4上面中心对称位置开孔以便于丝杠6上端光轴伸出；丝杠6上端光轴通过弹性联轴器与步进电动机5相连，丝杠螺母7套装在丝杠6上构成丝杠副传动结构，丝杠螺母7通过直角连接码10连接在升降平台3下底板上；滑块12、直线导轨11主要起导向作用，滑块12套装在直线导轨11上后用螺栓固定在升降平台3上下底板之间的两根矩形钢管上，直线导轨11用螺栓竖直固定在固定支架4内侧壁边缘位置；步进电动机5通过丝杠6把旋转运动转换为丝杠螺母7的上下运动，丝杠螺母7带动升降平台3从而实现给料装置1在高度方向上的调节；平台一13为一块与底座9同宽度的矩形钢板，平台一13利用T型螺栓和方螺母通过铝型材中间槽连接在底座9上，平台一13可以通过调节T型螺栓与铝合金型材中间槽的相对位置在底座9铝型材中间槽上左右移动，以保证从给料装置1落下的籽粒全部落在籽粒损失监测传感器表面；直流电动机17利用自身的安装定位孔通过螺栓安装在平台一13中心对称位置并在平台一13的中心对称位置开孔以便直流电动机17动力输出轴伸出；所述阶梯轴套18通过平键连接在直流电动机17输出轴上，在阶梯轴套18大直径端面边缘开螺纹孔通过螺栓与连杆二19左端孔相连，把连杆三20下部铆接在连杆二19右端孔上，连杆三20上部车出螺纹，在平台二16相应位置开孔，通过螺母把连杆三20与平台二16相连。所述支撑座一14为直角连接码，直角连接码通过螺栓分别固定在平台一13和平台二16四个角上；连杆一15为两端带孔连杆结构，四个连杆一15通过螺栓连接到平台一13和平台二16的支撑座14上，把平台一13、连杆一15、平台二16构成一个平行四边形机构，直流电动机17的圆周运动转换成平台二16的往复运动以驱动平行四边形机构来模拟籽粒损失监测传感器安装位置处—联合收获机振动筛的往复运动。弹簧21两端分别焊接在平台二16和平台三23上，弹簧限位销22焊接在平台二16上并使弹簧限位销22与弹簧21的中心轴线重合，以防止平台三23窜动幅度过大；电磁铁静片24通过螺栓固定在平台二16中心对称位置；电磁铁动片25通过螺栓固定在平台三23中心对称位置，电磁铁静片24、电磁铁动片25在电控器的控制下产生周期性吸合动作进而使平台三23产生周期性振荡，来模拟籽粒损失监测传感器在联合收获机上安装位置处的振动情况。两个支撑座二26焊接在平台三23的两端，在旋转轴27两端设有螺纹，旋转轴27的两端固定支撑在平台三23两端的支撑座二26上；在支撑座二26的外侧，旋转轴27两端设有旋紧螺母；沿旋转轴27的轴向焊接籽粒损失监测传感器安装平台28，通过旋转轴27的转动和旋转轴27两端旋紧螺母与支撑座二26间的挤压力共同实现籽粒损失监测传感器安装角度的调节。

滑槽2的滑道结构为：在与籽粒下滑方向垂直的剖切面内，滑道截面形状为半圆形或V字形，如图2所示。

工作过程中，在确定好籽粒在给料装置内的滑动速度、籽粒下落的高度、传感器安装位置的前提下，先调节直流电动机17的转速、电磁铁静片24、电磁铁动片25的吸合频率，使平台二16、平台三23分别获得一个稳定的摇摆幅度和振幅，接着调节升降平台3在底座9上的位置，确保籽粒全部落在籽粒损失监测传感器表面上，最后调节给料装置电磁铁的电控器，使给料装置1内的籽粒在确定的速度下快速连续滑行。

Claims (6)

1.一种联合收获机籽粒损失监测传感器性能标定试验台，其特征在于，包括给料装置（1）、滑槽（2）、升降平台（3）、固定支架（4）、步进电动机（5）、丝杠（6）、丝杠螺母（7）、橡胶垫（8）、底座（9）、直角连接码（10）、直线导轨（11）、滑块（12）、平台一（13）、支撑座一（14）、连杆一（15）、平台二（16）直流电动机（17）、阶梯轴套（18）、连杆二（19）、连杆三（20）、弹簧（21）、弹簧限位销（22）、平台三（23）、电磁铁静片（24）、电磁铁动片（25）、支撑座二（26）、旋转轴（27）、籽粒损失监测传感器安装平台（28）；所述给料装置（1）为电磁振动给料装置，电磁振动给料装置通过配套的电控器控制电磁振动给料装置电磁铁的吸合频率来控制给料装置（1）的给料速度；所述滑槽（2）焊接在给料装置（1）的两侧料槽壁间构成双层给料结构；所述给料装置（1）通过螺栓固定在升降平台（3）上部；所述底座（9）为矩形方框，所述固定支架（4）为立方体框架，固定支架（4）宽度与底座（9）的宽度相等，固定支架（4）两侧通过T型螺栓固定在底座（9）上，通过改变T型螺栓与底座（9）的矩形方框的相对位置对固定支架（4）在底座（9）左右方向上安装位置进行调节；所述步进电动机（5）用螺栓固定在固定支架（4）上部；所述丝杠（6）通过丝杠支撑座安装在固定支架（4）的上下面的中心对称位置；丝杠（6）上端光轴通过弹性联轴器与步进电动机（5）相连，所述丝杠螺母（7）套装在丝杠（6）上构成丝杠副传动结构；所述升降平台（3）由上底板、下底板和四根矩形方管焊接而成的框架结构；丝杠螺母（7）通过直角连接码（10）连接在升降平台（3）的下底板上；四个滑块（12）固定在升降平台（3）上底板和下底板之间的两根竖直的矩形方管上，直线导轨（11）用螺栓竖直固定在固定支架（4）内侧壁竖直边缘位置，四个滑块（12）套装在直线导轨（11）上；所述平台一（13）为一块与底座（9）同宽度的矩形钢板，平台一（13）利用T型螺栓连接在底座（9）上，平台一（13）通过调节T型螺栓的相对位置在底座（9）上左右移动；所述直流电动机（17）通过螺栓安装在平台一（13）下部，位于平台一（13）的中心对称位置，并在平台一（13）的中心对称位置开孔以便直流电动机（17）动力输出轴伸出；所述阶梯轴套（18）的中心孔通过平键连接在直流电动机（17）输出轴上，在阶梯轴套（18）大直径端面边缘开螺纹孔通过螺栓与连杆二（19）左端孔相连，把连杆三（20）下部铆接在连杆二（19）右端孔上，连杆三（20）上端设有螺纹，在平台二（16）相应位置开孔，通过螺母把连杆三（20）与平台二（16）相连；所述支撑座一（14）为直角连接码，直角连接码通过螺栓分别固定在平台一（13）和平台二（16）四个角上；连杆一（15）为两端带孔连杆结构，四个连杆一（15）通过螺栓连接到平台一（13）和平台二（16）的支撑座一（14）上，把平台一（13）、连杆一（15）、平台二（16）构成一个平行四边形机构，直流电动机（17）的圆周运动转换成平台二（16）的往复运动；所述弹簧（21）两端分别焊接在平台二（16）和平台三（23）上，所述弹簧限位销（22）焊接在平台二（16）上并使弹簧限位销（22）与弹簧（21）的中心轴线重合，防止平台三（23）窜动幅度过大；所述电磁铁静片（24）通过螺栓固定在平台二（16）上部的中心对称位置；电磁铁动片（25）通过螺栓固定在平台三（23）下部的中心对称位置，电磁铁静片（24）和电磁铁动片（25）在电控器的控制下产生周期性吸合动作进而使平台三（23）产生周期性振荡；两个支撑座二（26）焊接在平台三（23）的两端，在旋转轴（27）两端设有螺纹，所述旋转轴（27）的两端固定支撑在平台三（23）两端的支撑座二（26）上；在支撑座二（26）的外侧，旋转轴（27）两端设有旋紧螺母；沿旋转轴（27）的轴向焊接籽粒损失监测传感器安装平台（28）。

2. 根据权利要求1所述的联合收获机籽粒损失监测传感器性能标定试验台，其特征在于所述滑槽（2）的滑道结构形式为半圆形槽或V形槽，滑道数为4行、6行、8行或10行。

3. 根据权利要求1所述的联合收获机籽粒损失监测传感器性能标定试验台，其特征在于，所述升降平台（3）的下面左边缘在距离底座（9）左端100-300mm的范围内移动。

4. 根据权利要求1所述的联合收获机籽粒损失监测传感器性能标定试验台，其特征在于，所述给料装置（1）的下层出料口距旋转轴（27）中心的竖直距离在250mm-500mm范围内调节。

5. 根据权利要求1所述的联合收获机籽粒损失监测传感器性能标定试验台，其特征在于，所述籽粒损失监测传感器安装平台（28）角度在0-75°范围内调节。

6.根据权利要求1所述的联合收获机籽粒损失监测传感器性能标定试验台，其特征在于，所述底座（9）四角的下部安装有橡胶垫（8）。