CN108254177A - 一种可在线实时测试结构参数和运动参数的螺旋给料装置实验台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可在线实时测试螺旋给料装置结构参数和运动参数的实验台，包括电机(1)、第一联轴器(2)、转速扭矩测量仪(3)、第二联轴器(4)、料仓(5)、下料口调整板(6)、搅龙叶片(7)、无线薄膜压力传感器(8)、搅龙轴(9)、输料筒(10)、环形测力传感器(11)、无线发射装置(12)、下料量称重装置(13)、支撑架(14)、控制系统(14)、机架(16)、电机支承架(17)；所述实验台可在线采集到物料输送过程中螺旋叶片以及输料筒等位置的受力情况，在线实现给料量以及给料功耗的测量。从而实现对不同结构参数和运动参数的螺旋给料装置进行性能测定的目的，并依据上述参数的测定进而实现对螺旋输送装置转速、螺距、下料口大小等参数的调整，达到最佳的给料方式。

Description

一种可在线实时测试结构参数和运动参数的螺旋给料装置实 验台

技术领域

本发明涉及一种可在线实时测试螺旋给料装置结构参数和运动参数的实验台，属测试实验台机械领域。

背景技术

动物福利养殖已成为我国畜牧业健康发展的必然趋势。在犊牛饲养过程中实现犊牛饲喂环境的无人化是实现犊牛福利养殖重要前提之一。针对传统的人工饲喂犊牛所存在的劳动强度大、饲喂效率低及人工成本高等问题，国内外相关学者对犊牛饲喂装备进行了研究，实现了犊牛饲喂的机械化、智能化。随着犊牛智能化饲喂技术的不断发展，犊牛饲喂流程也得到了进一步完善，目前，大多数的犊牛饲喂装备先将前期获得的犊牛个体信息通过优盘或数据线方式传输至控制系统，控制系统通过识别犊牛耳标确定饲喂量，该方式无论是在犊牛个体信息的获取还是传输过程操作均太过繁琐。

螺旋输送装置工作过程中，螺旋叶片随着中心轴做旋转运动，给传感器的信号输出带来很大困难，因此选用无线薄膜压力传感器和接收器。

因此，设计了一种可在线实时测试螺旋给料装置结构参数和运动参数的实验台，所述实验台可在线采集到物料输送过程中螺旋叶片以及输料筒等位置的受力情况，在线实现给料量以及给料功耗的测量。从而实现对不同结构参数和运动参数的螺旋给料装置进行性能测定的目的，并依据上述参数的测定进而实现对螺旋输送装置转速、螺距、下料口大小等参数的调整，达到最佳的给料方式。

发明内容

本发明依据上述现有技术中存在的缺陷，设计了一种可在线实时测试螺旋给料装置结构参数和运动参数的实验台，所述实验台可在线采集到物料输送过程中螺旋叶片以及输料筒等位置的受力情况，在线实现给料量以及给料功耗的测量。从而实现对不同结构参数和运动参数的螺旋给料装置进行性能测定的目的，并依据上述参数的测定进而实现对螺旋输送装置转速、螺距、下料口大小等参数的调整，达到最佳的给料方式；实验台具体内容如下：

一种可在线实时测试螺旋给料装置结构参数和运动参数的实验台，包括电机(1)、第一联轴器(2)、转速扭矩测量仪(3)、第二联轴器(4)、料仓(5)、下料口调整板(6)、搅龙叶片(7)、无线薄膜压力传感器(8)、搅龙轴(9)、输料筒(10)、环形测力传感器(11)、无线发射装置(12)、下料量称重装置(13)、支撑架(14)、控制系统(14)、机架(16)、电机支承架(17)；

机架(16)为矩形框架，机架上方设置螺旋给料装置，螺旋叶片和搅龙轴经精密焊接制成，所述电机通过第一联轴器和第二联轴器以及搅龙轴连接搅龙叶片，第一联轴器和第二联轴器中间设置有转速扭矩测量仪，料仓设置于输料筒的左端，且靠近第二联轴器的位置；输料筒的右端末尾端的搅龙轴上设置有无线装置安装盘，无线发射装置设置于无线装置安装盘内；无线薄膜压力传感器设置在搅龙叶片上，搅龙叶片外部整体设置有圆形的输料筒；输料筒的搅龙轴的内部设置为中空部，且中空部内设置有连接线，所述连接线用于连接无线薄膜压力传感器与无线传输装置；所述环形测力传感器设置在输料筒的末端，位于轴承端盖和推力轴承之间；并通过连接线连接其与无线传输装置；无线传输装置将传感器采集到的数据无线传送至信息采集系统；料仓采用透明材质，用于观察料仓内物料的流动状况；

所述控制系统由软件部分和硬件部分组成；软件部分包括转速控制、下料量控制、卸料电机控制以及信号采集系统，其中信号采集系统主要实现系统扭矩传感器、称重传感器、薄膜传感器、环形测力传感器等测试数据的采集、汇总及显示等功能，相关数据采集频率为1秒，系统可实现数据的汇总及导出；

硬件部分包括给料量测量、搅龙叶片和输料筒的受力测试、轴向推力测试以及系统功耗测试；所述给料量测量：首先拟合出给料模型，从而得出单位脉冲与下料量之间的关系，进而通过脉冲数计算下料量，并利用称重传感器进行测量，即通过控制电机脉冲数实现对下料量的控制；所述系统功耗测试：采用扭矩转速传感器，对输送装置在不同工况下运行时的功耗进行实时测试。

针对实际所需检测收集的信号，将相应传感器设置在相关位置即可(系统扭矩传感器、称重传感器安装方式为现有技术，不一一列举)；

因此，设计了一种可在线实时测试螺旋给料装置结构参数和运动参数的实验台，所述实验台选用无线薄膜压力传感器和接收器，可在线采集到物料输送过程中螺旋叶片以及输料筒等位置的受力情况，在线实现给料量以及给料功耗的测量，从而实现对不同结构参数和运动参数的螺旋给料装置进行性能测定的目的，并依据上述参数的测定进而实现对螺旋输送装置转速、螺距、下料口大小等参数的调整，达到最佳的给料方式，对整机的设计起到了极大的促进作用。

附图说明

图1为本发明实施例的主视图。

图2为本发明实施例的局部解剖图。

1、电机；2、联轴器；3、转速扭矩测量仪；4、联轴器；5、料仓；6、下料口调整板；7、搅龙叶片；8、薄膜传感器；9、搅龙轴；10、输料筒；11、环形测力传感器；12、无线发射装置；13、下料量称重装置；14、支撑架；15、控制系统；16、机架；17、电机支承

具体实施方式：

选择需要测试的螺旋给料装置，放到实验台上，对其进行相应的组装，然后通过调整步进电机转速实现螺旋转速的控制；并对理论给料量进行控制，给料量主要通过控制步进电机脉冲数实现对下料量的控制，首先拟合出下料模型，从而得出单位脉冲与下料量之间的关系，进而通过脉冲数计算下料量；利用控制系统的变频器控制电动机的转速，通过调整下料口调整板控制喂入量；通过螺栓等更换不同结构参数的螺旋搅龙，对其进行相应的测量；通过称重传感器实现螺旋输送下料量的测量，并将数据传输至计算机；工作时，数据采集系统由相应传感器、无线传输装置组成；通过转速扭矩传感器实现螺旋搅龙扭矩的测量；通过环形测力系统测量螺旋轴的轴向推力；通过由搅龙叶片和输料筒上安装薄膜传感器实现作用力的测量，通过无线传输装置，将采集到的各部位受力情况发送至计算机；上述相应传感器均依据实际需要测量的数据进行相应的选择和安装，均属于本领域的常规选择和安装，不一一列举了。

该试验台还可实现对螺旋输送装置转速、螺距、下料口大小等参数的调整，并可采集到物料输送过程中螺旋叶片以及输料筒等位置的受力情况，在线实现给料量以及给料功耗的测量；从而实现对不同结构参数和运动参数的螺旋给料装置进行性能测定

所述控制系统由软件部分和硬件部分组成；软件部分包括转速控制、下料量控制、卸料电机控制以及信号采集系统，其中信号采集系统主要实现系统扭矩传感器、称重传感器、薄膜传感器、环形测力传感器等测试数据的采集、汇总及显示等功能，相关数据采集频率为1秒，控制系统可实现数据的汇总及导出；

硬件部分包括给料量测量、搅龙叶片和输料筒的受力测试、轴向推力测试以及系统功耗测试；所述给料量测量：首先拟合出给料模型，从而得出单位脉冲与下料量之间的关系，进而通过脉冲数计算下料量，并利用称重传感器进行测量，即通过控制电机脉冲数实现对下料量的控制；所述系统功耗测试：采用扭矩转速传感器，对输送装置在不同工况下运行时的功耗进行实时测试。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种可在线实时测试螺旋给料装置结构参数和运动参数的实验台，包括电机(1)、第一联轴器(2)、转速扭矩测量仪(3)、第二联轴器(4)、料仓(5)、下料口调整板(6)、搅龙叶片(7)、无线薄膜压力传感器(8)、搅龙轴(9)、输料筒(10)、环形测力传感器(11)、无线发射装置(12)、下料量称重装置(13)、支撑架(14)、控制系统(14)、机架(16)、电机支承架(17)；其特征在于：机架(16)为矩形框架，机架上方设置螺旋给料装置，螺旋叶片和搅龙轴经精密焊接制成，所述电机通过第一联轴器和第二联轴器以及搅龙轴连接搅龙叶片，第一联轴器和第二联轴器中间设置有转速扭矩测量仪，料仓设置于输料筒的左端，且靠近第二联轴器的位置；输料筒的右端末尾端的搅龙轴上设置有无线装置安装盘，无线发射装置设置于无线装置安装盘内；无线薄膜压力传感器设置在搅龙叶片上，搅龙叶片外部整体设置有圆形的输料筒；输料筒的搅龙轴的内部设置为中空部，且中空部内设置有连接线，所述连接线用于连接无线薄膜压力传感器与无线传输装置；所述环形测力传感器设置在输料筒的末端，位于轴承端盖和推力轴承之间；并通过连接线连接其与无线传输装置；无线传输装置将传感器采集到的数据无线传送至信息采集系统；料仓采用透明材质，用于观察料仓内物料的流动状况。

2.基于权利要求1所述的一种可在线实时测试螺旋给料装置结构参数和运动参数的实验台；所述控制系统由软件部分和硬件部分组成；软件部分包括转速控制、下料量控制、卸料电机控制以及信号采集系统，其中信号采集系统主要实现系统扭矩传感器、称重传感器、薄膜传感器、环形测力传感器等测试数据的采集、汇总及显示等功能，相关数据采集频率为1秒，系统可实现数据的汇总及导出；硬件部分包括给料量测量、搅龙叶片和输料筒的受力测试、轴向推力测试以及系统功耗测试；所述给料量测量：首先拟合出给料模型，从而得出单位脉冲与下料量之间的关系，进而通过脉冲数计算下料量，并利用称重传感器进行测量，即通过控制电机脉冲数实现对下料量的控制；所述系统功耗测试：采用扭矩转速传感器，对输送装置在不同工况下运行时的功耗进行实时测试。

3.基于所述的在线称重方式的犊牛精确饲喂常乳供给站，其特征在于：所述红外传感器为两个，两个传感器之间间隔25cm；缓冲器(8)的上下安装高度根据犊牛体高，可通过吸吮器安装板两侧的紧固螺栓在高度滑槽(11)位置进行调节。