CN209656243U - 一种简易枝条变频变幅振动机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种简易枝条变频变幅振动机构。该振动结构包括五大部分，分别为机架及安装于其上的电机、摆动机构、振幅调节机构、枝条固定机构，本实用新型主要应用在农业工程上对植物枝条的生物力学特性进行研究，其通过巧妙的机械结构设计，使得电机的旋转运动，通过各级传动，最终传递至试验枝条，使得枝条固定端做预设频率与振幅的简谐振动，进而带动整个枝条的振动，以此来对枝条的振动衰减特性进行研究。

Description

一种简易枝条变频变幅振动机构

技术领域

本实用新型涉及生物力学特性研究机构，具体为一种用于研究枝条生物力学特性的机械结构，尤其为简易枝条变频变幅振动机构。

背景技术

枝条振动衰减特性指的是在枝条的某一部位给定一个振动激励后，在距离激励某一个位置处，振幅、振动频率等振动参数上的衰减，即能量的衰减。研究枝条的振动衰减特性，可以为某些瓜果蔬菜的振动式采摘机的参数设计奠定理论基础，为振动式采摘机的设计提供详细的数据资料。

目前，振动机构的发展在用途上分类明确且十分精细，其主要是针对各种不同用途设计出不同的机构，比如用于实验部门(制剂公司、医疗机构、卫生防疫部门)和医学院校用调配试剂或将试剂和样本进行混匀的微量振荡器、用于农产品检测的振荡器、化学实验用的试管离心振荡装置等，这些设备几乎都是用于医学、化学以及建筑机械领域。

现有振动机构的缺点：(1)应用范围窄。现有振动机构，主要是应用在医疗、制剂机构和建筑上水泥的搅拌以及畜牧养殖业饲料的搅拌，还没有出现应用在农业工程上研究枝条振动衰减特性的振动机构；(2)现有的振动机构，结构复杂，功能有限；(3)现有的振动机构，多使用直线电机，成本高。

目前，市场上还没有专门用于研究枝条振动衰减特性的机构，也没有发现类似的实现方案。

鉴于此，本实用新型提出了一种用于研究枝条生物力学特性的机械结构，用于研究枝条的振动衰减特性，即在枝条的某个位置给定一个振动激励，通过高速相机等其它设备，探索在枝条的其它位置的振动响应情况，特别是当改变振源的振动频率、振幅时，枝条的振动衰减特性是否会改变。以期用于指导某些农业机械的设计，例如：振动式枸杞采摘机、振动式蓝莓采摘机等。

发明内容

针对上述问题，本实用新型提供了一种简易变频变幅枝条振动机构，与其它运动学参数测试设备一起，在农业工程上用来对各种枝条的生物力学特性进行研究。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案为：

简易枝条变频变幅振动机构，包括机架及安装于其上的电机、摆动机构、振幅调节机构、枝条固定机构，其中

所述摆动机构包括安装于机架上的飞轮和环形滑道，所述飞轮与所述电机连接，其上转动安装有飞轮旋转导向槽，所述飞轮旋转导向槽内安装有旋转摆杆，所述旋转摆杆一端连接有柱状滑块，所述柱状滑块设置于环形滑道内，另一端与所述振幅调节机构连接；

所述振幅调节机构包括摆杆旋转套销及与安装于旋转摆杆末端的振幅调节片，所述摆杆旋转套销通过旋转摆杆基座可转动的安装于机架上；

所述枝条固定机构安装于振幅调节片下侧，包括枝条固定器及枝条锁紧螺母。

作为上述技术方案的改进，所述电机安装于机架下侧，其连接有变频器，用于驱动所述飞轮旋转。

作为上述技术方案的改进，所述飞轮与电机之间通过止推轴承连接。

作为上述技术方案的改进，所述飞轮旋转导向槽与所述飞轮之间设置有旋转轴承，所述柱状滑块与所述环形滑道之间设置有滚动轴承。

作为上述技术方案的改进，所述振幅调节机构包括与振幅调节片配合使用的振幅调节销，所述振幅调节片上开设有多个振幅定位孔，每个振幅定位孔代表着对应的振幅。

作为上述技术方案的改进，所述振幅调节片前端设置有枝条固定器固定孔，所述枝条固定器为环形片状枝条固定器，其通过紧固螺栓和紧固螺母固定于振幅调节片上。

作为上述技术方案的改进，所述枝条锁紧螺母内壁底部设置有凸起，用于压紧所述环形片状枝条固定器的夹紧片。

本实用新型同时提供了一种简易枝条变频变幅振动机构的操作方法，该方法应用于上述的任一项简易枝条变频变幅振动机构中，其包括

首先，确定振源的振幅，调节振幅调节片至指定的位置后，通过振幅调节销将其固定；

其次，旋下枝条锁紧螺母，将待实验枝条插入枝条固定器中，并旋紧枝条锁紧螺母，完成对待实验枝条的固定；

最后，接通电源，调节变频器至预定频率，即可对枝条的振动衰减特性进行研究。

本实用新型带来的有益效果有：

本实用新型主要应用在农业工程上对植物枝条的生物力学特性进行研究。通过巧妙的机械结构设计，使得电机的旋转运动，通过各级传动，最终传递至试验枝条，使得枝条固定端做预设频率与振幅的简谐振动，进而带动整个枝条的振动，以此来对枝条的振动衰减特性进行研究。

较之于现有振动机构，本实用新型有以下优点：

1、应用范围广泛。本实用新型的振动机构，可对农业工程上的枝条生物力学特性的研究。现有振动机构，主要是应用在医疗行业、建筑行业及畜牧行业，本实用新型不仅可以应用于上述行业，还解决了农业工程上研究枝条振动衰减特性的难题；

2、制造成本低。现有的振动机构多使用直线电机，成本高，而该实用新型使用的是交流变频调速电机，价格较直线电机低，且维修方便、耐用性好；

3、操作方便简单。本实用新型在枝条的固定、振幅与频率的调节上操作方便简单。

附图说明

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步说明，

附图1是本实用新型振动机构的结构俯视图；

附图2是本实用新型振动机构的结构侧视图；

附图3是本实用新型振动机构的结构剖视图；

附图4是本实用新型振动机构的立体图；

图中各标号对应结构为：

1机架；2电机；31飞轮；32环形滑道；33飞轮旋转导向槽；34旋转摆杆；35柱状滑块；41摆杆旋转套销；42振幅调节片；43振幅调节销；44旋转摆杆基座；51枝条固定器；52枝条锁紧螺母。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。附图中所描述的本实用新型的具体实施例仅为说明本实用新型用，其并非按实际尺寸和比例严格绘制。因此，本实用新型中的附图不应解释为对本实用新型的任何限制。本实用新型的保护范围由权利要求书进行限定。

为简明且突出本实用新型起见，在一些附图中仅示出了与本实用新型特别有关的细节。应当理解，这种图示方式并不排除其它与本实用新型相关的细节的存在。因此，本实用新型的附图并非意图限制本实用新型的范围。

实施例1

参照图1～4，简易枝条变频变幅振动机构，包括机架1及安装于其上的电机2、摆动机构、振幅调节机构、枝条固定机构，其中

电机2安装于机架1下侧，其连接有变频器，用于驱动飞轮31旋转，飞轮31与电机2之间通过止推轴承连接。

摆动机构包括安装于机架1上的飞轮31和环形滑道32，飞轮31与电机2连接，其上转动安装有飞轮旋转导向槽33，飞轮旋转导向槽33内安装有旋转摆杆34，旋转摆杆34一端连接有柱状滑块35，柱状滑块35设置于环形滑道32内，另一端与振幅调节机构连接。为降低运动过程中的摩擦阻力，飞轮旋转导向槽33与飞轮31之间设置有旋转轴承，柱状滑块35与环形滑道32之间设置有滚动轴承。

摆动机构为演化的曲柄滑块机构，为克服曲柄滑块机构在运行的过程中出现死角这一缺点，本实用新型中用飞轮31代替曲柄，当运行至死点位置时，依靠飞轮31的惯性冲过死点。

为缩小振动机构的振幅，本实用新型利用杠杆原理，将滑块的大振幅运动降低为环形片状枝条固定器51的小振幅运动。

振幅调节机构包括摆杆旋转套销41及与安装于旋转摆杆34末端的振幅调节片42，摆杆旋转套销41通过旋转摆杆基座44可转动的安装于机架1上。摆杆旋转套销41绕固定在板状机架1上的旋转摆杆基座44旋转，是矩形旋转摆杆34的旋转中心，同时也是杠杆原理大幅度降低振幅的支点。

振幅调节机构包括与振幅调节片42配合使用的振幅调节销43，振幅调节片42上开设有多个振幅定位孔，每个振幅定位孔代表着对应的振幅。当需要调节枝条的振幅时，只需要拔下振幅调节销43，调节指定的振幅定位孔至指定的位置即可。

枝条固定机构安装于振幅调节片42下侧，包括枝条固定器51及枝条锁紧螺母52。振幅调节片42前端设置有枝条固定器51固定孔，枝条固定器51为环形片状枝条固定器51，其通过紧固螺栓和紧固螺母固定于振幅调节片42上。

工作时，先将枝条插入环形片状枝条固定器51中，然后旋转枝条锁紧螺母52即可将枝条紧固在枝条固定器51。其中，枝条固定器51由三个夹紧片呈120°分布在圆周上，在旋紧枝条锁紧螺母52的过程中，枝条锁紧螺母52内壁底部设置有凸起，用于压紧环形片状枝条固定器51的夹紧片。

本装置的主要改进在于：

(1)频率可调节。该实用新型主要用于农业工程上对植物枝条的生物力学特性进行研究，对于各种植物枝条的振动衰减特性进行探索，进而对相关农业机械的设计提供理论设计及相关的数据资料。本实用新型中，振动频率的调节主要依靠变频器实现，通过调节变频器进而控制枝条的振动频率；

(2)振幅可调节。研究枝条的振幅衰减情况是枝条振动衰减的一项重要内容。本实用新型设计出一种简易的振幅调节机构，操作简单方便；

(3)杠杆原理大幅度降低振幅。本实用新型利用杠杆原理，将柱状滑块35的大振幅转化为环形片状枝条固定器51的小振幅，从而满足枝条振动实验中‘高频低幅’的要求；

(4)环状枝条固定机构。为实现枝条的固定，本实施例设计出一款环状枝条固定机构，通过旋转枝条锁紧螺母52来实现对枝条的紧固，操作简单。

实施例2

一种简易枝条变频变幅振动机构的操作方法，该方法应用于实施例1中的简易枝条变频变幅振动机构中，其包括

首先，确定振源的振幅，调节振幅调节片42至指定的位置后，通过振幅调节销43将其固定；

其次，旋下枝条锁紧螺母52，将待实验枝条插入片状枝条固定器51中，并旋紧枝条锁紧螺母52，完成对待实验枝条的固定；

最后，接通电源，调节变频器至预定频率，即可对枝条的振动衰减特性进行研究。

以上对本实用新型的具体实施例进行了详细说明，但内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (7)

1.一种简易枝条变频变幅振动机构，其特征在于：包括机架及安装于其上的电机、摆动机构、振幅调节机构、枝条固定机构，其中

所述摆动机构包括安装于机架上的飞轮和环形滑道，所述飞轮与所述电机连接，其上转动安装有飞轮旋转导向槽，所述飞轮旋转导向槽内安装有旋转摆杆，所述旋转摆杆一端连接有柱状滑块，所述柱状滑块设置于环形滑道内，另一端与所述振幅调节机构连接；

所述振幅调节机构包括摆杆旋转套销及与安装于旋转摆杆末端的振幅调节片，所述摆杆旋转套销通过旋转摆杆基座可转动的安装于机架上；

所述枝条固定机构安装于振幅调节片下侧，包括枝条固定器及枝条锁紧螺母。

2.根据权利要求1所述的简易枝条变频变幅振动机构，其特征在于：所述电机安装于机架下侧，其连接有变频器，用于驱动所述飞轮旋转。

3.根据权利要求2所述的简易枝条变频变幅振动机构，其特征在于：所述飞轮与电机之间通过止推轴承连接。

4.根据权利要求1所述的简易枝条变频变幅振动机构，其特征在于：所述飞轮旋转导向槽与所述飞轮之间设置有旋转轴承，所述柱状滑块与所述环形滑道之间设置有滚动轴承。

5.根据权利要求1所述的简易枝条变频变幅振动机构，其特征在于：所述振幅调节机构包括与振幅调节片配合使用的振幅调节销，所述振幅调节片上开设有多个振幅定位孔，每个振幅定位孔代表着对应的振幅。

6.根据权利要求5所述的简易枝条变频变幅振动机构，其特征在于：所述振幅调节片前端设置有枝条固定器固定孔，所述枝条固定器为环形片状枝条固定器，其通过紧固螺栓和紧固螺母固定于振幅调节片上。

7.根据权利要求6所述的简易枝条变频变幅振动机构，其特征在于：所述枝条锁紧螺母内壁底部设置有凸起，用于压紧所述环形片状枝条固定器的夹紧片。