CN110178534B - 一种面向蔬菜收获的切割测力装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种面向蔬菜收获的切割测力装置及使用方法，其中切割测力装置包括切割装置和位于切割装置后方的固定座，所述切割装置与固定座通过压力传感器连接。本发明通过螺杆的伸缩可以改变圆盘切刀与结球类蔬菜根茎的接触位置，实现切割位置的变化，有效降低了切割反作用力；通过调节前固定板与轴套的相对位置可以调节两圆盘切刀的重叠量，防止切割的不完整，克服切割力的不平衡性；可以对切割过程中切刀受到的切割反作用力进行实时测量，方便通过调整不同的切割位置和用不同的重叠量切割得到较优的切割组合。

Description

一种面向蔬菜收获的切割测力装置及使用方法

技术领域

本发明涉及农用机械领域，尤其涉及结球类蔬菜的收获切割领域，具体是指一种面向蔬菜收获的切割测力装置及使用方法。

背景技术

结球类蔬菜在我国种植面积较广，有少部分地区已开始使用相应的收获机进行收获。但目前已有的收获机上都没有相应的切割测量装置，无法测量出收获机在实际切割工作过程中切刀受到的切割反作用力，也就无法找出一个较优的切割组合。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种面向蔬菜收获的切割测力装置及使用方法，主要适用于测量双圆盘刀切割结球类蔬菜根茎过程中受到的切割反作用力，在切割过程中可根据实际状况对切割位置、切割重叠量进行调节，实时测量出切割过程中不同切割位置和不同重叠量切割时圆盘切刀受到的切割反作用力的大小，从而方便确定出较优的切割组合，即切割反作用力较小的切割组合。

本发明是通过如下技术方案实现的，提供一种面向蔬菜收获的切割测力装置，包括切割装置和位于切割装置后方的固定座，所述切割装置与固定座通过压力传感器连接。

本方案在使用时，将固定座固定设置，可以固接在收获机机架上，收获切割时，切割装置对蔬菜根茎施加切割力，同时受到切割反作用力，切割反作用力传至压力传感器并对压力传感器施加压力，通过压力传感器对割刀所受的切割反作用力进行测量，方便工作人员了解。

作为优化，所述固定座包括与收获机机架固接的后固定板、与压力传感器固接的螺栓调节板，以及穿过所述后固定板和螺栓调节板的螺杆，所述螺杆与后固定板、螺栓调节板通过螺母固定。本优化方案在松动螺母后，将螺杆向前或向后抽动，从而通过螺栓调节板和压力传感器带动切割装置移动，进而改变了切刀与蔬菜根茎之间的相对位置，实现了切割位置的变化。

作为优化，还包括穿设固定在后固定板上且与螺杆平行的滑轨，以及滑接于所述滑轨上的滑块，所述切割装置安装在所述滑块上。本优化方案通过设置滑轨和滑块，通过螺杆调整切割装置的位置时灵活性更高，操作更加省力。

作为优化，所述螺杆为相互平行的两根，且两螺杆的轴线位于压力传感器两侧。本优化方案螺杆位置和数量的设置，在调整切割装置的位置时更加平稳，避免切割装置出现偏斜。

作为优化，所述后固定板的左、右两端分别固接有朝向切割装置所在侧延伸的左挡板、右挡板。本优化方案通过设置左挡板和右挡板，对压力传感器和切割装置的驱动电机起到防护作用。

作为优化，所述切割装置包括与压力传感器固接的前固定板、固装在前固定板上的两切刀电机，以及分别由两切刀电机驱动的两切刀，两切刀的刀刃形成切割刃，切刀为圆盘切刀。本优化方案采用两切刀电机分别带动两切刀的结构，动力足，并且两切刀的刀刃形成切割刃，提高了切割效率，为方便布置，两切刀左右排布，且两切刀半径之和不小于两切刀圆心的间距。

作为优化，所述切刀电机的输出端连接锥齿轮变速箱，所述锥齿轮变速箱的输出轴连接切刀，锥齿轮变速箱的箱体与切刀电机的壳体之间通过轴套固接，所述轴套沿前后方向穿设固定在前固定板上。本优化方案通过锥齿轮变速箱进行输送动力的改向，结构简单，通过设置轴套将变速箱箱体与切刀电机的壳体固接为一体，方便了锥齿轮变速箱和切刀电机的安装固定。

作为优化，所述轴套上固设有与前固定板通过紧固螺栓连接的轴套法兰盘，所述前固定板上开设有供轴套穿过的轴套安装长槽和供紧固螺栓穿过的法兰盘螺栓安装长槽，所述轴套安装长槽的宽度和长度均大于轴套外径，法兰盘螺栓安装长槽的长度和宽度均大于紧固螺栓的外径。本优化方案通过轴套法兰与前固定板的螺栓连接实现切割装置的安装，方便拆卸，轴套安装长槽的设置，使两切刀的左右距离可以进行调节，法兰盘螺栓安装长槽的设置，使两切刀的上下相对位置可以调节，从而方便对两切刀的切割重叠量进行调节。

作为优化，所述前固定板上开设有位于两切刀电机之间的排土槽。本优化方案设置的排土槽，用于及时排除切割测量工作过程中的堆土，排土槽可以为方槽。

上述面向蔬菜收获的切割测力装置使用方法，包括如下方面：

1、切割位置调节：松开螺杆与后固定板连接的螺母，将螺杆向前或者向后抽动，螺杆通过压力传感器带动前固定板移动，与此同时，与前固定板固接的滑块在滑轨上滑动，待调到合适的位置后再拧紧螺母；

2、切割重叠量调节：先调节紧固螺栓在法兰盘螺栓安装长槽上的上下位置，使两圆盘切刀错开一定的间隙，然后调节轴套在轴套安装长槽上的左右位置，使两圆盘切刀的布置有一定的重叠量，重叠量的调节范围为0-40mm；

3、在收获机启动后，双圆盘切刀在切刀电机的带动下工作，通过压力传感器实时测量双圆盘切刀在切割过程中受到的切割反作用力，传感器测得的数据经控制器传输到电脑端。

本发明的有益效果为：通过螺杆的伸缩可以改变圆盘切刀与结球类蔬菜根茎的接触位置，实现切割位置的变化，有效降低了切割反作用力；通过调节前固定板与轴套的相对位置可以调节两圆盘切刀的重叠量，防止切割的不完整，克服切割力的不平衡性；可以对切割过程中切刀受到的切割反作用力进行实时测量，方便通过调整不同的切割位置和用不同的重叠量切割得到较优的切割组合。

附图说明

图1为本发明切割测力装置结构主视图；

图2为本发明切割测力装置结构俯视图；

图3为本发明切割测力装置结构左视图；

图4为本发明切割测力装置结构立体图；

图5为本发明前固定板和后固定板结构示意图；

图6是本发明压力传感器安装示意图；

图7是本发明切割装置结构示意图；

图中所示：

1、前固定板，2、后固定板，3、右挡板，4、左挡板，5、滑轨安装槽，6、螺杆安装孔，7、传感器螺栓安装孔，8、轴套安装长槽， 9、法兰盘螺栓安装长槽，10、排土槽，11、螺杆，12、螺栓调节板，13、滑块，14、滑轨，15、滑块固定板，16、滑轨固定板，17、压力传感器，18、传感器前连接螺栓，19、传感器后连接螺栓，20、切刀电机，21、轴套，22、锥齿轮变速箱，23、切刀，24、切刀垫片，25、变速箱的输出轴，26、切刀电机法兰盘，27、轴套法兰盘。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

如图1~7所示一种面向蔬菜收获的切割测力装置，包括切割装置和位于切割装置后方且固定设置的固定座，所述切割装置与固定座通过压力传感器17连接，压力传感器的前、后两端分别固接有传感器前连接螺栓18、传感器后连接螺栓19。

切割装置包括与压力传感器固接的前固定板1、固装在前固定板上的两切刀电机20，以及分别由两切刀电机驱动的两切刀23，前固定板上开设有传感器螺栓安装孔7。两切刀的刀刃形成切割刃，切刀为圆盘切刀，两切刀左右排布，且两切刀半径之和不小于两切刀圆心的间距。切刀电机的输出端连接锥齿轮变速箱22，所述锥齿轮变速箱的输出轴25与切刀垫片24配合安装，切刀23与切刀垫片24紧贴配合安装，切刀23与切刀垫片24通过螺栓连接，从而实现切刀与变速箱的输出轴的连接，锥齿轮变速箱的箱体与切刀电机的壳体之间通过轴套21固接，所述轴套沿前后方向穿设固定在前固定板上。切割工作是由可调式传动机构中的切刀电机驱动切刀转动来实现的，测量工作是由可调式螺栓测力机构中压力传感器的相关组件来实现的。

轴套21上固设有与前固定板通过紧固螺栓连接的轴套法兰盘27，切刀电机法兰盘26与轴套法兰盘固接。所述前固定板1上开设有供轴套21穿过的轴套安装长槽8和供紧固螺栓穿过的法兰盘螺栓安装长槽9，所述轴套安装长槽的宽度和长度均大于轴套外径，轴套可在轴套安装长槽8上左右移动，其移动范围为0-40mm，法兰盘螺栓安装长槽的长度和宽度均大于紧固螺栓的外径，紧固螺栓可在前固定板上的法兰盘螺栓安装长槽9中上下移动，其移动范围为0-3mm。所述前固定板上还开设有位于两切刀电机之间的排土槽10，本实施例的排土槽为方槽，主要用于及时排除切割测量工作过程中的堆土。

通过调节紧固螺栓在法兰盘螺栓安装长槽9中的上下位置可实现左右两个圆盘切刀23的不同平面布置，即两圆盘切刀23上下之间有一定距离的间隙存在。通过调节轴套21在前固定板轴套安装长槽8上的左右位置可实现两圆盘刀的重叠布置。两圆盘切刀重叠量的布置可由下述过程实现：先调节紧固螺栓在法兰盘螺栓安装长槽9上的上下位置，使两圆盘刀之间有一定的间隙，后调节轴套21在轴套安装长槽8上的左右位置，使两圆盘刀的布置有一定的重叠量，重叠量的调节范围为0-40mm。

固定座包括与收获机机架固接的后固定板2、与压力传感器固接的螺栓调节板12，以及穿过所述后固定板和螺栓调节板的螺杆11，后固定板上开设有与切刀电机相对的轴套安装长槽，以及与螺杆适配的螺杆安装孔6，所述螺杆与后固定板、螺栓调节板通过螺母固定，传感器后连接螺栓与螺栓调节板通过螺母固定。所述螺杆为相互平行的两根，且两螺杆的轴线位于压力传感器两侧。所述后固定板2的左、右两端分别固接有朝向切割装置所在侧延伸的左挡板4、右挡板3，前固定板和后固定板相互平行，左挡板和右挡板相互平行。

还包括穿设固定在后固定板上且与螺杆平行的滑轨14，以及滑接于所述滑轨14上的滑块13，滑轨前端穿过前固定板，后固定板和前固定板上均开设有供滑轨穿过的滑轨安装槽5，所述切割装置安装在所述滑块上。具体地，滑块上固接有滑块固定板15，滑块固定板与前固定板固接。滑轨上固接有滑轨固定板16，滑轨固定板与后固定板固接。

可调式螺栓测力机构可以调节前固定板1的位置，进而改变切刀与蔬菜根茎之间的相对位置，实现切割位置的变化。其具体实现过程如下：松开螺杆后端与后固定板2连接的螺母，将螺杆向前或者向后抽动，通过螺栓调节板12和压力传感器带动前固定板1，与此同时，前固定板1上的滑块13在滑轨14上滑动，待调到合适的位置后再拧紧螺母。通过上述调节实现了固定机构前固定板1位置的变化，进一步改变了圆盘切刀与蔬菜根茎之间的相对位置。根据实际工作需求，可调式螺栓测力机构的螺杆可向前或向后抽动各30mm的距离，即前固定板1的相对位置可在-30~30mm之间变化。

当把切割位置、切刀重叠量确定好以后，切割测量装置在收获机自走的带动下进行切割作业，在切割作业的同时实时测量圆盘切刀23受到的切割反作用力。

切割的动力来源为切刀电机，本发明中切刀电机采用伺服电机，其高速性能好，抗过载能力强，低速时运行平稳，低速时能稳定输出力矩，实现了对电机转速的精确控制，从而实现了对切割转速的准确稳定控制。

压力传感器可以实时测量出圆盘切刀工作过程中受到的切割反作用力，测量数据可通过控制器处理后由电脑端实时显示。由于左挡板和右挡板不与前固定板、后固定板接触，并且前固定板和后固定板是通过传感器组件、螺栓调节板和螺杆连接的，切割装置与后固定板之间无接触，所以传感器所测得的力即为圆盘切刀在切割过程中受到的切割反作用力。

本实施例面向蔬菜收获的切割测力装置使用方法，包括如下方面：

1、切割位置调节：松开螺杆与后固定板连接的螺母，将螺杆向前或者向后抽动，螺杆通过压力传感器带动前固定板移动，与此同时，与前固定板固接的滑块在滑轨上滑动，待调到合适的位置后再拧紧螺母；

2、切割重叠量调节：先调节紧固螺栓在法兰盘螺栓安装长槽上的上下位置，使两圆盘切刀错开一定的间隙，然后调节轴套在轴套安装长槽上的左右位置，使两圆盘切刀的布置有一定的重叠量，重叠量的调节范围为0-40mm；

3、在收获机启动后，双圆盘切刀在切刀电机的带动下工作，通过压力传感器实时测量双圆盘切刀在切割过程中受到的切割反作用力，传感器测得的数据经控制器传输到电脑端，数据的传输采用现有技术，不再赘述。

本发明作为收获机的重要组成部分，不仅可以实现切割作业，而且还可以实时测量传动机构执行端圆盘切刀受到的切割反作用力，通过比较不同切割位置和不同重叠量切割所测量的切割力，为得到较优的切割组合提供参考，从而降低切割过程中的切刀受到的切割反作用力。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。

Claims (5)

1.一种面向蔬菜收获的切割测力装置，其特征在于：包括切割装置和位于切割装置后方的固定座，所述切割装置与固定座通过压力传感器（17）连接；

所述切割装置包括与压力传感器固接的前固定板（1）、固装在前固定板上的两切刀电机（20），以及分别由两切刀电机驱动的两切刀（23），两切刀的刀刃形成切割刃；

所述切刀电机的输出端连接锥齿轮变速箱（22），所述锥齿轮变速箱的输出轴连接切刀，锥齿轮变速箱的箱体与切刀电机的壳体之间通过轴套（21）固接，所述轴套沿前后方向穿设固定在前固定板上；

所述轴套（21）上固设有与前固定板通过紧固螺栓连接的轴套法兰盘（27），所述前固定板（1）上开设有供轴套（21）穿过的轴套安装长槽（8）和供紧固螺栓穿过的法兰盘螺栓安装长槽（9），所述轴套安装长槽的宽度和长度均大于轴套外径，法兰盘螺栓安装长槽的长度和宽度均大于紧固螺栓的外径；

所述固定座包括与收获机机架固接的后固定板（2）、与压力传感器固接的螺栓调节板（12），以及穿过所述后固定板和螺栓调节板的螺杆（11），所述螺杆与后固定板、螺栓调节板通过螺母固定；

还包括穿设固定在后固定板上且与螺杆平行的滑轨（14），以及滑接于所述滑轨（14）上的滑块（13），所述切割装置安装在所述滑块上。

2.根据权利要求1所述的一种面向蔬菜收获的切割测力装置，其特征在于：所述螺杆为相互平行的两根，且两螺杆的轴线位于压力传感器两侧。

3.根据权利要求1所述的一种面向蔬菜收获的切割测力装置，其特征在于：所述后固定板（2）的左、右两端分别固接有朝向切割装置所在侧延伸的左挡板（4）、右挡板（3）。

4.根据权利要求1所述的一种面向蔬菜收获的切割测力装置，其特征在于：所述前固定板上开设有位于两切刀电机之间的排土槽（10）。

5.一种根据权利要求1所述的面向蔬菜收获的切割测力装置使用方法，其特征在于，包括如下方面：

（1）切割位置调节：松开螺杆与后固定板连接的螺母，将螺杆向前或者向后抽动，螺杆通过压力传感器带动前固定板移动，与此同时，与前固定板固接的滑块在滑轨上滑动，待调到合适的位置后再拧紧螺母；

（2）切割重叠量调节：先调节紧固螺栓在法兰盘螺栓安装长槽上的上下位置，使两圆盘切刀错开一定的间隙，然后调节轴套在轴套安装长槽上的左右位置，使两圆盘切刀的布置有一定的重叠量，重叠量的调节范围为0-40mm；

（3）在收获机启动后，双圆盘切刀在切刀电机的带动下工作，通过压力传感器实时测量双圆盘切刀在切割过程中受到的切割反作用力，压力传感器测得的数据经控制器传输到电脑端。

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