蔬菜收获刀具切削因素选定试验平台

摘要

蔬菜收获刀具切削因素选定试验平台，蔬菜固定部分通过夹紧螺栓将蔬菜固定到试验操作台上，并摆正。蔬菜夹紧提取部分通过调节可调夹持爪之间的距离以及夹持板固定轴的旋转角度对蔬菜进行加紧，刀具收获切削部分通过调整调节角度调节块与水平面的角度和距离蔬菜固定板的高度来调节刀具的滑切角及切削蔬菜的高度。通过调节同步带步进直线滑台的速度来控制刀具切削的速度。利用测力传感器对刀具的切削力进行测量。切削完成后，蔬菜夹紧提取部分将夹紧的蔬菜提起。本发明可对蔬菜收获切削的综合因素进行选定，确定优选的切削因素，提高蔬菜收获过程的成功率和效率，试验平台操作简单，实用性强。

说明书

技术领域

本发明涉及一种蔬菜收获刀具切削因素选定试验平台，属于农业机械试 验平台领域。

背景技术

我国蔬菜种植面积位于世界第一，为了有效的提高蔬菜收获效率，蔬菜 自动化收获技术越来越受到国内的重视，因此国内研制出许多种类的自动化 蔬菜收获机。其中收获机主要分为叶菜类蔬菜收获机、根菜类蔬菜收获机、 果菜类蔬菜收获机，其收获机理都是利用刀具对蔬菜进行收获。但是在收获 过程中由于切削因素无法准确控制，导致蔬菜在收获过程中发生菜叶破损或 者收获不完整的现象，因此确定收获对象的优选切屑因素对提高蔬菜收获机 的收获效率和成功率有着重要的保障。

目前我国还没有蔬菜切削因素试验平台的专利，虽然国内外有许多测量 切削因素的试验研究，但其试验平台较为简单，可控参数较少，测量精度较 低，不能说明综合因素对收获效率及成功率的影响。本发明主要针对收获蔬 菜过程中刀具的切削力、切削速度、切削位置、切屑方式进行试验平台设计， 可综合选定切削过程中各因素的性能水平。

发明内容

本发明要解决的技术问题是设计一种在蔬菜收获过程中，对切割蔬菜切削 因素进行优选的蔬菜收获切削因素优选试验平台。该试验平台可综合选定切 削过程中各因素的性能水平。

本发明主要采用如下的技术方案来实现：一种蔬菜收获切削因数试验平 台，该平台包括蔬菜固定部分、刀具收获切削部分、蔬菜夹紧提取部分。其 中蔬菜固定部分包括试验操作台2-1、加紧螺栓2-2、蔬菜固定板12；刀具收 获切削部分包括测力传感器工装4、刀具4-1、传感器连接块I4-2、测力传感 器4-3、传感器连接块II4-4、角度调节块4-5、调节螺栓4-6、紧定螺栓4-7、 同步带步进直线滑台11；蔬菜夹紧提取部分包括夹持板3-1、夹持板固定轴 3-2、可调夹持爪3-3、锁紧螺母3-4、夹持爪调节横梁5-1、滑块连接板5-2、 滑轨垫块6-1、滑块6-2、滑轨6-3、浮动接头连接板7、气缸连接板8、气缸 9、浮动接头10。

试验台机架1由角件进行连接，并用螺栓进行固定；所述蔬菜固定板12 固定在试验台机架1上，对蔬菜进行卡位固定。所述的试验操作台2-1，由加 紧螺栓2-2固定在试验台机架1上，用于对种植蔬菜的基质进行夹紧。所述的 可调夹持爪3-3固定于夹持爪调节横梁5-1上，两个可调夹持爪3-3在夹持爪 调节横梁5-1之间进行调节；夹持板固定轴3-2与可调夹持爪3-3相配合，夹 持板固定轴3-2可以进行转动，通过锁紧螺母3-4对夹持板固定轴3-2进行锁 死；夹持板3-1固定在夹持板固定轴3-2上，夹持板3-1上附有橡胶垫，用以 增大夹持板3-1与蔬菜间的摩擦。所述的滑轨垫块6-1固定在试验台机架1侧 端，滑轨6-3固定在滑轨垫块6-1上，滑块6-2安装在滑轨6-3上，且滑块6-2 沿滑轨6-3上下运动；滑块连接板5-2分别与滑块6-2和夹持爪调节横梁5-1 固定。所述的气缸连接板8安装在试验台机架1上的中心位置，气缸9安装 在气缸连接板8上，浮动接头连接板5-2固定在夹持爪调节横梁5-1的中心位 置，浮动接头10安装在浮动接头连接板5-2和气缸9之间，通过气缸8伸出 与收缩使得可调夹持爪3-3实现上下运动，浮动接头10使得气缸在运动过程 中更加平稳。

所述同步带步进直线滑台11安装在试验台机架1后端，起到直线运动调 速的功能。测力传感器工装4安装在同步带步进直线滑台11上，测力传感器 工装4包括刀具4-1、传感器连接块I 4-2、测力传感器4-3、传感器连接块II 4-4、 角度调节块4-5、调节螺栓4-6、紧定螺栓4-7；其中角度调节块4-5通过调节 螺栓4-6安装在同步带步进直线滑台11上，调节螺栓4-6调节角度调节块4-5 与水平面之间的角度，改变刀具4-1的滑切角；传感器连接块II 4-4安装在角 度调节块4-5上，测力传感器4-5安装在传感器连接块II 4-4和传感器连接块 I 4-2上，刀具4-1通过紧定螺栓4-7安装在传感器连接块I 4-2上，测力传感 器4-5的中心位置与刀具4-1齐平，保证较高的测量精度。

本发明可以取得如下有益效果。

1、本发明可对蔬菜收获切削的综合因素进行选定，确定优选的切削因素， 提高蔬菜收获过程的成功率和效率，试验平台操作简单，实用性强。

2、同步带步进直线滑台上安装测力传感器，测力传感器的中心位置与刀 具水平且安装在同一系统中，方便调节蔬菜收获过程中刀具的切削速度，同 时具有较高的测量精度。调节滑块可以对刀具角度进行无极调整。

3、可调夹持爪之间的距离以及夹持板的倾斜角度可以根据蔬菜的大小进 行调整，适应性较高，操作稳定。蔬菜固定板对蔬菜起到固定摆正的作用， 防止在切削过程中蔬菜倾斜。

附图说明

图1本发明的正视图。

图2本发明的后视图。

图3本发明的传感器工装图。

图4为本发明的整体装配图。

图中：1.试验台机架，2-1.试验操作台，2-2.加紧螺栓，3-1.夹持板，3-2. 夹持板固定轴，3-3.可调夹持爪，3-4.锁紧螺母，4.测力传感器工装，4-1.刀具， 4-2.传感器连接块I，4-3.测力传感器，4-4.传感器连接块II，4-5.角度调节块， 4-6.调节螺栓，4-7.紧定螺栓，5-1.夹持爪调节横梁，5-2.滑块连接板，6-1.滑 轨垫块，6-2.滑块，6-3.滑轨，7.浮动接头连接板，8.气缸连接板，9.气缸，10. 浮动接头，11.同步带步进直线滑台，12.蔬菜固定板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

如图1-图4所示，一种蔬菜收获切削因数试验平台，该平台包括蔬菜固 定部分、刀具收获切削部分、蔬菜夹紧提取部分。其中蔬菜固定部分包括试 验操作台2-1、加紧螺栓2-2、蔬菜固定板12；刀具收获切削部分包括测力传 感器工装4、刀具4-1、传感器连接块I4-2、测力传感器4-3、传感器连接块 II4-4、角度调节块4-5、调节螺栓4-6、紧定螺栓4-7、同步带步进直线滑台 11；蔬菜夹紧提取部分包括夹持板3-1、夹持板固定轴3-2、可调夹持爪3-3、 锁紧螺母3-4、夹持爪调节横梁5-1、滑块连接板5-2、滑轨垫块6-1、滑块6-2、 滑轨6-3、浮动接头连接板7、气缸连接板8、气缸9、浮动接头10。

试验台机架1由角件连接，并用螺栓进行固定。试验操作台2-1安装在试 验台机架1上，蔬菜种植基质摆放在试验操作台2-1上，并用加紧螺栓2-2对 蔬菜种植基质进行固定。蔬菜固定板12安装在试验台机架1上，蔬菜固定到 蔬菜固定板12中心位置的凹槽中，保证蔬菜位置摆正。气缸连接板8固定在 试验台机架1上，气缸9固定在气缸连接板8上，浮动接头10安装在气缸9 的伸出段，并在末端安装浮动接头连接板7，浮动接头连接板7安装在夹持爪 调节横梁5-1中心位置，滑块连接板5-2安装在夹持爪调节横梁5-1两侧，分 别与滑块6-2固定，滑块6-2安装在滑轨6-3上，滑轨6-3安装在滑轨垫块6-1 上。可调夹持爪3-3安装在夹持爪调节横梁5-1上，夹持板固定轴3-2与可调 夹持爪3-3相配合，并用锁紧螺母3-4固定，夹持板3-1安装在夹持板固定轴 3-2上。气缸9伸出，通过滑块6-2在滑轨6-3向下运动，将可调夹持爪3-3 推到蔬菜两侧，通过调节一对可调夹持爪3-3之间的距离以及夹持板固定轴 3-2旋转的角度将摆正的蔬菜夹紧，夹持板3-1上附有橡胶垫，可以增加夹持 板3-1与蔬菜之间的摩擦。同步带步进直线滑台11安装在试验台机架1的后 方，角度调节块4-5通过调节螺栓4-6安装在同步带步进直线滑台11上，传 感器连接块II 4-4与角度调节块4-5连接，测力传感器4-3一端与传感器连接 块II 4-4连接，另一端与传感器连接块I 4-2连接，刀具4-1通过紧定螺栓4-7 固定到传感器连接块I 4-2中的凹槽中，保证刀具4-1正对测力传感器4-3的 中心位置。通过调节角度调节块4-5与水平面的角度和距离蔬菜固定板12的 高度来调节刀具4-1的滑切角及切削蔬菜的高度。通过调节同步带步进直线滑 台11的速度来控制刀具切削的速度。利用测力传感器4-3对刀具4-1的切削 力进行测量。切削完成后，气缸9收缩，通过滑块6-2在滑轨6-3向上运动， 将夹紧的蔬菜提起。