CN111165152A - 一种马铃薯挖掘机试验台 - Google Patents

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CN111165152A CN202010089815.7A CN202010089815A CN111165152A CN 111165152 A CN111165152 A CN 111165152A CN 202010089815 A CN202010089815 A CN 202010089815A CN 111165152 A CN111165152 A CN 111165152A
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谢胜仕
任奕飞
乌兰图雅
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Abstract

本申请涉及试验台技术领域，尤其是一种马铃薯挖掘机试验台，本申请实施例中，该试验台结构简单、调节方便，可实现土壤状况、挖掘深度、土槽运动方向和移动速度、挖掘铲型式、曲柄半径、分离筛摆动频率、吊臂长度等参数的调节，同时可结合高速摄像机、运动数据采集系统等对不同结构和工作参数时挖掘铲、分离筛及分离筛上薯土混合物的运动数据进行实时采集，并可利用计算机完成数据记录及处理。

Description

一种马铃薯挖掘机试验台
技术领域
本申请涉及试验台领域，尤其是一种马铃薯挖掘机试验台。
背景技术
采集马铃薯挖掘机的性能数据，是优化马铃薯挖掘机结构，进而提高马铃薯挖掘机的性能的基础。测取马铃薯挖掘机的性能数据的方式通常以田间试验为主，人力和物力消耗较大，并且测试过程中操作人员不易改变马铃薯挖掘机的测试参数，因此无法获得相应参数对应下的挖掘机的性能数据。
发明内容
本申请的目的在于提供一种马铃薯挖掘机试验台，以解决无法获得相应参数对应下的挖掘机的性能数据。
为解决上述技术问题，本申请采用的技术方案如下：
一种马铃薯挖掘机试验台，包括机架以及安装在机架上的从上而下设置的分离筛、两个吊臂调节机构和分离筛驱动机构，还包括挖掘铲、第一电动机、土槽、支撑滚筒组件、土槽驱动组件和变频柜；
所述第一电动机与所述分离筛驱动机构连接；所述分离筛驱动机构通过两个所述吊臂调节机构与所述分离筛连接，用于驱动所述分离筛往复摆动；
所述挖掘铲的一端位于所述分离筛一侧的上方，所述挖掘铲的另一端位于所述土槽的上端；所述土槽驱动组件与所述土槽连接，以驱动所述土槽在挖掘铲下方移动；所述支撑滚筒组件设置在所述土槽的下端；所述变频柜与所述土槽驱动组件连接，用于调节所述土槽驱动组件的转动方向和转速。
进一步地，所述分离筛驱动机构包括动力输入轴、减速器、第一轴承座、转轴、两个曲柄、第二轴承座和飞轮；
所述动力输入轴的一端与第一电动机通过联轴器连接，所述动力输入轴的另一端通过所述减速器与所述转轴的一端连接；所述转轴的另一端与飞轮连接；
所述第一轴承座和第二轴承座分别设置在所述转轴上，两个所述曲柄分布在所述转轴上，且位于所述第一轴承座和第二轴承座之间；
两个所述曲柄与所述转轴偏心连接，且两个所述曲柄相位角相差180°。
进一步地，所述吊臂调节机构包括吊臂、驱动板、轴承和轴承套；所述曲柄设置在轴承内部，所述轴承通过轴承套与所述驱动板的一端连接；所述驱动板的另一端与所述吊臂活动连接，所述吊臂的侧壁上设置有多个高度不同的通孔；所述机架包括吊臂连接架；所述吊臂连接架与所述通孔活动连接，以调节吊臂连接架和通孔的连接点与所述吊臂最下端的距离。
进一步地，所述分离筛包括两个分离筛组件，两个分离筛组件分别与两个吊臂调节机构连接；
所述分离筛组件包括摇臂、筛架、数个筛杆、横梁和垂直设置在数个筛杆组成的筛面一侧的限位板；
所述机架还包括摇臂连接架，所述摇臂的上端与摇臂连接架铰接，摇臂的下端通过螺栓与筛架连接，筛架和横梁为一体结构，筛杆固定连接在横梁上，所述限位板与所述吊臂连接。
进一步地，所述机架还包括挖掘铲连接架；所述挖掘铲包括铲体、栅条和铲架，所述栅条与所述铲体的一端连接；
所述铲架包括铲架横梁和分别垂直设置在所述铲架横梁两端的挖掘铲高度调节板，所述挖掘铲高度调节板上设置有若干高度调节孔；所述铲体的一端与所述铲架横梁的上端面连接；
所述挖掘铲连接架上设置有匹配调节孔，所述匹配调节孔与所述高度调节孔通过螺栓活动连接。
进一步地，所述土槽包括两排齿条和槽体，两排所述齿条设置所述槽体下端面的两侧。
进一步地，所述土槽驱动组件包括第二电动机、驱动轴和两个齿轮，所述第二电动机通过联轴器与驱动轴连接，所述两个齿轮分布于驱动轴两侧，通过键与驱动轴连接，所述齿轮与齿条啮合，所述第二电动机驱动齿轮转动从而驱动槽体移动。
进一步地，所述支撑滚筒组件包括支撑座和支撑滚筒，所述支撑滚筒与槽体底面相切，支撑滚筒两侧与支撑座连接。
进一步地，所述试验台还包括支架；所述第一电动机通过螺栓与支架连接。
进一步地，所述试验台还包括四个减震基座，四个所述减震基座分别设置在所述机架的支撑腿的下端。
由以上技术方案可知，本申请提供的一种马铃薯挖掘机试验台，本申请实施例中，该试验台结构简单、调节方便，可实现土壤状况、挖掘深度、土槽运动方向和移动速度、挖掘铲型式、曲柄半径、分离筛摆动频率、吊臂长度等参数的调节，同时可结合高速摄像机、运动数据采集系统等对不同结构和工作参数时挖掘铲、分离筛及分离筛上薯土混合物的运动数据进行实时采集，并可利用计算机完成数据记录及处理。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的马铃薯挖掘机试验台的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的机架、分离筛、吊臂调节机构和分离筛驱动机构的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的挖掘铲的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的土槽、支撑滚筒组件和土槽驱动组件的结构示意图。
图中：1-机架、101-吊臂连接架、102-摇臂连接架、103-挖掘铲连接架、1031-匹配调节孔、104-悬挂架、2-分离筛、21-摇臂、22-筛架、23-筛杆、24-横梁、25-限位板、3-吊臂调节机构、31-吊臂、32-驱动板、33-轴承、34-轴承套、4-分离筛驱动机构、41-动力输入轴、42-减速器、43-第一轴承座、44-转轴、45-曲柄、46-第二轴承座、47-飞轮、5-挖掘铲、51-铲体、52-栅条、53-铲架、531-铲架横梁、532-挖掘铲高度调节板、5321-高度调节孔、6-第一电动机、7-土槽、71-齿条、72-槽体、8-支撑滚筒组件、81-支撑座、82-支撑滚筒、9-土槽驱动组件、91-第二电动机、92-驱动轴、93-齿轮、10-变频柜、11-支架、12-减震基座。
具体实施方式
现在结合附图对本申请作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本申请的基本结构，因此其仅显示与本申请有关的构成。
请参阅图1-图4。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本申请可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本申请可实施的范畴。
参阅图1，本申请实施例提供一种马铃薯挖掘机试验台，包括机架1以及安装在机架上的从上而下设置的分离筛2、两个吊臂调节机构3和分离筛驱动机构4，所述试验台还包括挖掘铲5、第一电动机6、土槽7、支撑滚筒组件8、土槽驱动组件9和变频柜10；
所述第一电动机6与所述分离筛驱动机构4连接，为所述分离筛驱动机构4提供动力。所述分离筛驱动机构4通过两个所述吊臂调节机构3与所述分离筛2连接，用于驱动所述分离筛2往复摆动。所述挖掘铲5的一端位于所述分离筛2一侧的上方，所述挖掘铲5的另一端位于所述土槽7的上端；所述土槽驱动组件9与所述土槽7连接，以驱动所述土槽7在挖掘铲5下方移动；所述支撑滚筒组件8设置在所述土槽7的下端，用于支撑所述土槽7；所述变频柜10与所述土槽驱动组件9连接，用于调节所述土槽驱动组件9的转动方向和转速。
在本申请实施例中，操作人员将薯土混合物铺设在所述土槽7上，所述土槽驱动组件9控制所述土槽7的移动，使位于所述土槽7上的薯土混合物向所述挖掘铲5的方向移动。随着土槽7的不断移动，薯土混合物可以被所述挖掘铲5输送到分离筛2上，由于所述分离筛驱动机构4可以通过吊臂调节机构3带动所述分离筛2往复运动，进而分离筛2可以将薯土混合物中的马铃薯和土壤分离，实现挖掘机模拟薯土分离的过程。值得注意的是，所述土槽驱动组件9与所述变频柜10连接，所述变频柜10可以调节土槽驱动组件9的转速，控制所述土槽7的移动速度。
当挖掘机试验台完成一次挖掘马铃薯的过程后，可通过变频柜10调节土槽驱动组件9的转动方向，进而改变土槽7的运动方向，使土槽7恢复到原始测试位置，操作人员可以将需要分离的薯土混合物再次放入土槽7上，进行下一次测试。
本申请实施例，可结合高速摄像机、运动数据采集系统等对不同结构和工作参数时挖掘铲、分离筛及分离筛上薯土混合物的运动数据进行实时采集，并可利用计算机完成数据记录及处理。
在一些实施例中，所述分离筛驱动机构4包括动力输入轴41、减速器42、第一轴承座43、转轴44、两个曲柄45、第二轴承座46和飞轮47；
所述动力输入轴41的一端与第一电动机6通过联轴器连接，所述动力输入轴41的另一端通过所述减速器42与所述转轴44的一端连接，所述减速器42通过螺栓固定在机架1上。所述转轴44的另一端与所述飞轮47连接，所述飞轮47用以助推分离筛驱动机构4顺利度过死点位置。
所述第一轴承座43和第二轴承座46分别设置在所述转轴44上，轴承座通过轴承与所述转轴连接，用于支撑所述转轴44在机架1上。两个所述曲柄45分布在所述转轴44上，且位于所述第一轴承座43和第二轴承座46之间。
所述分离筛驱动机构的工作原理为：所述第一电动机6通过动力输入轴41和减速器42带动所述转轴44旋转，设置在所述转轴44上的两个曲柄45随之旋转。另外，本申请实施例可通过调节第一电动机6，改变曲柄45的转速，转速范围可以为0-270r/min。本申请实施例还可以更换曲柄45，改变曲柄半径，所述曲柄半径可以为35mm、40mm和50mm。
两个所述曲柄45与所述转轴44偏心连接，且两个所述曲柄45相位角相差180°。
需要说明的是，偏心连接是指转轴44与所述曲柄45的连接位置不是在所述曲柄45的圆心处。
在一些实施例中，所述吊臂调节机构3包括吊臂31、驱动板32、轴承33和轴承套34；所述曲柄45设置在轴承33内部，所述轴承33通过轴承套34与所述驱动板32的一端连接；所述驱动板32的另一端与所述吊臂31活动连接。
值得注意的是，两个所述曲柄45相位角相差180°，即所述转轴44与两个曲柄45的连接位置不同，这样当转轴旋转时，带动两个曲柄45以不同连接位置为中心旋转，通过轴承33与所述曲柄45连接的驱动板32会在与所述垂直于转轴44的水平方向上进行往复运动。由于两个曲柄45与转轴44的连接位置不同，所以驱动板32进行往复运动并不同步，并且两个所述曲柄45相位角相差180°，所以两个吊臂调节机构3的驱动板32在两个曲柄45的带动下，运动方向正好相反。
所述吊臂31的侧壁上设置有多个高度不同的通孔，可选的，所述通孔的数量为三个。所述机架包括吊臂连接架101；所述吊臂连接架101与所述通孔活动连接。通过吊臂连接架101和不同的通孔连接，可以调节吊臂连接架101和通孔的连接点与所述吊臂31最下端的距离，本申请实施例中，所述吊臂连接架101和通孔的连接点与所述吊臂31最下端的距离可以为210mm、290mm和350mm。
需要说明的是，驱动板32在与所述转轴44垂直的方向上进行往复运动时，与驱动板连接的吊臂31的一端也随之运动，并以吊臂连接架101和通孔的连接位置为固定中心，所述吊臂31远离驱动板的一端向与所述驱动板运动方向相反的方向运动。
在一些实施例中，所述分离筛2包括两个分离筛组件，两个分离筛组件分别与两个吊臂调节机构3连接。
本申请实施例中，为了消除分离筛为一体时而形成的惯性力，增强机器的可靠性，所以本申请实施例的分离筛包括两个不连接的分离筛组件。
另外，由于两个吊臂调节机构3的驱动板32的运动方向相反，进而与两个吊臂调节机构连接的两个分离筛组件的运动方向也随之相反，最终实现薯土混合物的快速分离。本申请实施例还可以改变曲柄45的转速，实现改变分离筛的摆动频率的目的。
所述分离筛组件包括摇臂21、筛架22、数个筛杆23、横梁24和垂直设置在数个筛杆23组成的筛面一侧的限位板25，所述限位板25可以限制薯土混合物的位置，避免散落在筛面外。
所述机架还包括摇臂连接架102，所述摇臂21的上端与摇臂连接架102铰接，摇臂21的下端通过螺栓与筛架22连接，筛架22和横梁24为一体结构，筛杆23固定连接在横梁24上，所述限位板25与所述吊臂31连接。
在一些实施例中，所述机架还包括挖掘铲连接架103和悬挂架104；所述悬挂架104用于悬挂所述机架。
所述挖掘铲5包括铲体51、栅条52和铲架53，所述栅条52与所述铲体51的一端焊接。
所述铲架53包括铲架横梁531和分别垂直设置在所述铲架横梁531两端的挖掘铲高度调节板532，所述挖掘铲高度调节板532上设置有若干高度调节孔5321；所述铲体51的一端与所述铲架横梁531的上端面通过螺栓连接；
所述挖掘铲连接架103上设置有匹配调节孔1031，所述匹配调节孔1031与所述高度调节孔5321通过螺栓活动连接。
具体的，通过不同高度调节孔5321与所述匹配调节孔1031连接，可以调节所述铲体51与所述土槽7的距离，进而实现调节薯土混合物的挖掘深度，挖掘深度的调节范围为200-400m。另外，本申请实施例中使用所述挖掘铲5可以替换，以实现测试使用不同挖掘铲5时，挖掘机的性能参数。
在一些实施例中，所述土槽7包括两排齿条71和槽体72，两排所述齿条71设置所述槽体72下端面的两侧，所述槽体72和齿条71焊接为一体。
在一些实施例中，所述土槽驱动组件9包括第二电动机91、驱动轴92和两个齿轮93，所述第二电动机91通过联轴器与驱动轴92连接，所述两个齿轮93分布于驱动轴92两侧，通过键与驱动轴92连接，所述齿轮93与齿条71啮合，所述第二电动机91驱动齿轮93转动从而驱动槽体72移动，槽体72移动速度范围为0-20m/s。
在一些实施例中，所述支撑滚筒组件8包括支撑座81和支撑滚筒82，所述支撑滚筒82与槽体72底面相切，支撑滚筒82两侧与支撑座81连接，所述支撑座81安装在地面上。
在一些实施例中，所述试验台还包括支架11；所述第一电动机6通过螺栓与支架11连接，所述支架11通过地脚螺栓固定于地面，另外，本申请实施例的所述第二电动机91通过地脚螺栓固定在地面上。
在一些实施例中，所述试验台还包括四个减震基座12，四个所述减震基座12分别设置在所述机架1的支撑腿的下端。
由以上技术方案可知，本申请提供的一种马铃薯挖掘机试验台，本申请实施例中，该试验台结构简单、调节方便，可实现土壤状况、挖掘深度、土槽运动方向和移动速度、挖掘铲型式、曲柄半径、分离筛摆动频率、吊臂长度等参数的调节，同时可结合高速摄像机、运动数据采集系统等对不同结构和工作参数时挖掘铲、分离筛及分离筛上薯土混合物的运动数据进行实时采集，并可利用计算机完成数据记录及处理。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种马铃薯挖掘机试验台，其特征在于，包括机架(1)以及安装在机架上的从上而下设置的分离筛(2)、两个吊臂调节机构(3)和分离筛驱动机构(4)，还包括挖掘铲(5)、第一电动机(6)、土槽(7)、支撑滚筒组件(8)、土槽驱动组件(9)和变频柜(10)；
所述第一电动机(6)与所述分离筛驱动机构(4)连接；所述分离筛驱动机构(4)通过两个所述吊臂调节机构(3)与所述分离筛(2)连接，用于驱动所述分离筛(2)往复摆动；
所述挖掘铲(5)的一端位于所述分离筛(2)一侧的上方，所述挖掘铲(5)的另一端位于所述土槽(7)的上端；所述土槽驱动组件(9)与所述土槽(7)连接，以驱动所述土槽(7)在挖掘铲(5)下方移动；所述支撑滚筒组件(8)设置在所述土槽(7)的下端；所述变频柜(10)与所述土槽驱动组件(9)连接，用于调节所述土槽驱动组件(9)的转动方向和转速。
2.根据权利要求1所述试验台，其特征在于，所述分离筛驱动机构(4)包括动力输入轴(41)、减速器(42)、第一轴承座(43)、转轴(44)、两个曲柄(45)、第二轴承座(46)和飞轮(47)；
所述动力输入轴(41)的一端与第一电动机(6)通过联轴器连接，所述动力输入轴(41)的另一端通过所述减速器(42)与所述转轴(44)的一端连接；所述转轴(44)的另一端与飞轮(47)连接；
所述第一轴承座(43)和第二轴承座(46)分别设置在所述转轴(44)上，两个所述曲柄(45)分布在所述转轴(44)上，且位于所述第一轴承座(43)和第二轴承座(46)之间；
两个所述曲柄(45)与所述转轴(44)偏心连接，且两个所述曲柄(45)相位角相差180°。
3.根据权利要求2所述试验台，其特征在于，所述吊臂调节机构(3)包括吊臂(31)、驱动板(32)、轴承(33)和轴承套(34)；所述曲柄(45)设置在轴承(33)内部，所述轴承(33)通过轴承套(34)与所述驱动板(32)的一端连接；所述驱动板(32)的另一端与所述吊臂(31)活动连接，所述吊臂(31)的侧壁上设置有多个高度不同的通孔；所述机架(1)包括吊臂连接架(101)；所述吊臂连接架(101)与所述通孔活动连接，以调节吊臂连接架(101)和通孔的连接点与所述吊臂(31)最下端的距离。
4.根据权利要求3所述试验台，其特征在于，所述分离筛(2)包括两个分离筛组件，两个分离筛组件分别与两个吊臂调节机构(3)连接；
所述分离筛组件包括摇臂(21)、筛架(22)、数个筛杆(23)、横梁(24)和垂直设置在数个筛杆(23)组成的筛面一侧的限位板(25)；
所述机架(1)还包括摇臂连接架(102)，所述摇臂(21)的上端与摇臂连接架(102)铰接，摇臂(21)的下端通过螺栓与筛架(22)连接，筛架(22)和横梁(24)为一体结构，筛杆(23)固定连接在横梁(24)上，所述限位板(25)与所述吊臂(31)连接。
5.根据权利要求4所述试验台，其特征在于，所述机架(1)还包括挖掘铲连接架(103)；所述挖掘铲(5)包括铲体(51)、栅条(52)和铲架(53)，所述栅条(52)与所述铲体(51)的一端连接；
所述铲架(53)包括铲架横梁(531)和分别垂直设置在所述铲架横梁(531)两端的挖掘铲高度调节板(532)，所述挖掘铲高度调节板(532)上设置有若干高度调节孔(5321)；所述铲体(51)的一端与所述铲架横梁(531)的上端面连接；
所述挖掘铲连接架(103)上设置有匹配调节孔(1031)，所述匹配调节孔(1031)与所述高度调节孔(5321)通过螺栓活动连接。
6.根据权利要求5所述试验台，其特征在于，所述土槽(7)包括两排齿条(71)和槽体(72)，两排所述齿条(71)设置所述槽体(72)下端面的两侧。
7.根据权利要求6所述试验台，其特征在于，所述土槽驱动组件(9)包括第二电动机(91)、驱动轴(92)和两个齿轮(93)，所述第二电动机(91)通过联轴器与驱动轴(92)连接，所述两个齿轮(93)分布于驱动轴(92)两侧，通过键与驱动轴(92)连接，所述齿轮(93)与齿条(71)啮合，所述第二电动机(91)驱动齿轮(93)转动从而驱动槽体(72)移动。
8.根据权利要求7所述试验台，其特征在于，所述支撑滚筒组件(8)包括支撑座(81)和支撑滚筒(82)，所述支撑滚筒(82)与槽体(72)底面相切，支撑滚筒(82)两侧与支撑座(81)连接。
9.根据权利要求8所述试验台，其特征在于，所述试验台还包括支架(11)；所述第一电动机(6)通过螺栓与支架(11)连接。
10.根据权利要求9所述试验台，其特征在于，所述试验台还包括四个减震基座(12)，四个所述减震基座(12)分别设置在所述机架(1)的支撑腿的下端。
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