台式棉花秸秆往复切割试验台制造技术

本实用新型专利技术涉及一种台式棉花秸秆往复切割试验台，主要由底台、割台、滑槽、滑块、定刀梁、定刀片、动刀片、前进轴、轴承、切割力传感器、推力传感器、齿轮齿条驱动装置、曲柄连杆、棉花秸秆固定装置、角度调节装置、交流减速电机、伺服电机、行程限位开关和控制系统组成。本实用新型专利技术能手动或自动控制，且能调节动刀片与定刀片之间的距离和动刀片与定刀片之间的相对速度及两组刀片与棉花秸秆之间的相对角度、两组刀片前进时与棉花秸秆之间相对速度，并能够计算出棉花秸秆处于不同的角度和不同的速度时切割力的值；该实验台可以更换不同收割机械所用的定刀片和动刀片，满足多种切割的需要。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种台式棉花秸杆往复切割试验台，属于农业机械领域。
技术介绍
棉花秸杆的力学性能是设计棉杆收获与加工机械的重要参数和依据，也是评价棉花抗倒伏特性的重要指标。目前对棉花秸杆力学性能指标的研究主要依靠万能试验机，可做拉伸、压缩、弯曲、剪切等实验，但由于其体积庞大，价格昂贵，抗干扰能力差，并且工作时噪声大，不能在无电力能源的田间进行现场测试，限制 了其应用范围。
技术实现思路
为了解决以上问题，本技术提供了一种台式棉花秸杆往复切割试验台，有效的解决了目前收割机械的庞大和抗干扰能力差等问题。本技术可以手动或自动控制，并能调节棉花秸杆所处的角度，台式棉花秸杆往复切割试验台体积小，安装简单，使用方便，工作时低噪声，抗干扰能力强；可实现切割力曲线显示以及计算最大切割力和最小切割力。一种台式棉花秸杆往复切割试验台主要由底台、割台、滑槽、滑块、定刀梁、定刀片、动刀片、前进轴、轴承、切割力传感器、推力传感器、齿轮齿条驱动装置、曲柄连杆、棉花秸杆固定装置、角度调节装置、交流减速电机、伺服电机、行程限位开关和控制系统组成。所述的底台上方安装有割台、伺服电机、齿轮齿条驱动装置、两个行程限位开关和三组角度调节装置，所述的割台下端安装两个前进轴，每个前进轴上分别装有两个轴承，轴承可以带动割台在底台上移动；割台上安装有交流减速电机和一个固定支架，固定支架上端面固定一个滑槽，滑槽上安装一滑块，滑块前端安装有动刀片；所述的固定支架上还设有定刀梁，定刀梁上安装定刀片，通过调节定刀梁的位置可以改变定刀片与动刀片之间的相对距离；所述的曲柄连杆一端安装在割台上，另一端与滑块连接；所述的交流减速电机通过联轴器与曲柄连杆相连接，电动状态时交流减速电机通过联轴器带动曲柄连杆做周期性旋转运动，曲柄连杆带动滑块在滑槽上做左右往复运动，从而带动动刀片做往复运动；所述的切割力传感器安装在曲柄连杆中间；所述的伺服电机通过联轴器与齿轮齿条驱动装置中的齿轮连接，齿轮齿条驱动装置中的齿条前端与推力传感器一端连接，推力传感器另一端与割台连接；伺服电机处于电动状态时，通过联轴器的齿轮做圆周运动，齿轮与齿条啮合，带动齿条前进，从而齿条推动割台前进；当割台上的轴承触碰到行程限位开关时，伺服电机停止工作，从而割台停止前进；所述的每组角度调节装置的一端安装在底台上，另一端可调节，用于调节动刀片与定刀片之间的相对距离；角度调节装置上设有棉花秸杆固定装置，用于固定棉花秸杆；当动刀片与定刀片的刀口中放入棉花秸杆后，动刀片运动，由于两者之间的相对运动从而切割棉花秸杆；所述的切割力传感器用于采集切割力数据，并将数据送给控制系统；通过调节角度调节装置，改变棉花秸杆与定刀片和动刀片之间的相对的角度，计算出棉花秸杆处于不同角度的切割力值，将处于不同角度的切割力值进行比对，得出棉花秸杆处于什么角度时所做的功最少以及切割力值最小；所述的推力传感器用于采集割台前进的数据；所述的行程限位开关为控制系统提供行程信号以控制伺服电机的运动；所述切割力传感器、推力传感器和行程限位开关分别通过导线与控制系统上相应的接口相连。控制系统以STM32单片机为核心的嵌入式系统构建总控制平台，并且采用Microsoft Visual C++6. O开发环境和C++编程语言开发设计了上位机操作软件。STM32单片机负责控制交流减速电机和伺服电机的运作，切割力传感器和推力传感器负责数据的采集，TFT彩屏液晶用于显示切割力传感器所采集到的切割力数值、推力传感器采集到推力数值和显示切割力曲线，SD卡用于存储所采集到的切割力数值和推力数值。控制系统界面由切割力按键、缩放按键、归位按键、清零按键、复位按键、前进按键、后退按键和显示器组成。按键可以控制伺服电机和交流减速电机的正转、反转，数据清零以及切割力曲线的缩放等。显示器分为TFT彩屏液晶显示和计算机显示器两部分TFT彩屏液晶可以实时显示切割力曲线与前进曲线计算机显示器有上位机操作软件控制。上位机操作软件对交流减速电机实现16位档的速度设定，并能通过上位机操作软件对割台实现自动控制，同时该软件可以读出保存在SD卡中所存入的数据。STM32单片机在实时显示压力曲线的同时可进行最大切割 力和最小切割力的求取。本技术的突出优点在于第一，解决了单一的试验台不能满足采集茎杆切割过程的各项参数，该试验台可以调节动刀片与定刀片之间的距离、割台前进的速度以及棉花秸杆相对与两组刀片的角度。第二，采用先进的ARM CorteX-M3为内核的STM32处理器作总控制器，提高了整个仪器的稳定性和灵敏性，加快了系统的响应速度。第三，可以得到切割力曲线和前进曲线，解决了因单纯显示最大值时直观性差的弱点。第四，能够实时显示曲线并同时进行最大值和最小值计算，数据分析能力增强。第五，整个仪器体积小，安装简单，使用方便。附图说明图I是本技术机械部分正视图。图2是本技术机械部分俯视图。图3是本技术控制系统装置正视图。图4是本技术控制系统装置左视图。图5是本技术控制系统装置后视图。图I中3.定刀梁4.曲柄连杆5.切割力传感器12.滑块38.动刀片39.定刀片40.滑槽41.前进轴42.轴承43.固定支架；图2中1.底台2.割台6.交流减速电机7.行程限位开关8.联轴器9.齿轮齿条驱动装置10.推力传感器11.伺服电机35.角度调节装置36.棉花秸杆固定装置37.齿轮齿条驱动装置中的齿条；图3中13电源指示灯14. TFT屏15.切割力指示灯16.切割力按键17.缩放按键18.归位按键19清零按键20.复位按键21.前进按键22.后退按键23. SD卡存储指示按键24.前进指示灯25.后退指示灯26.清零指示灯；图4中27.电源开关按钮28. 12V电源接口 29.串口通信接口 30. SD卡插槽；图5中31·切割力传感器信号接口 32.推力传感器信号接口 33.交流减速电机接口 34. 220V电源接口 ；具体实施方式以下结合附图对本技术的结构作进一步的说明。如图I和图2所示，仪器下端设有底台1，底台I上通过前进轴41和轴承42连接割台2，割台2上设有固定支架43，固定支架43上端面安装一个滑槽40，滑槽40上安装一个滑块12，滑块12前端设有动刀片38，固定支架43上还设有定刀梁3，定刀梁3上安装定刀片39，割台2上安装曲柄连杆4 ;切割力传感器5安装在曲柄连杆4中的连杆上，连杆和滑块12连接，底台I后部设有伺服电机11和齿轮齿条驱动装置37，伺服电机11通过联轴 器8与齿轮齿条驱动装置37中的齿轮连接，齿轮齿条驱动装置37中的齿条前端安装推力传感器10，推力传感器10与割台2连接；底台上安装两个行程限位开关7，当割台2前进触碰到行程限位开关7时，伺服电机11停止工作，从而割台停止前进；底台I上安装三组角度调节装置35，角度调节装置35上设有棉花秸杆固定装置36 ;交流减速电机6安装在割台2上，交流减速电机6通过联轴器8与曲柄连杆4连接，当交流减速电机处于电动状态时通过联轴器8带动曲柄连杆4做旋转运动，同时切割力传感器5同曲柄连杆4 一同运动，曲柄连杆4带动滑块12在滑槽40上做往复的运动，固定在滑块12上的动刀片也一同做往复的运动；棉花秸杆固定在棉花秸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种台式棉花秸秆往复切割试验台，其特征在于包括底台、割台、滑槽、滑块、定刀梁、定刀片、动刀片、前进轴、轴承、切割力传感器、推力传感器、齿轮齿条驱动装置、曲柄连杆、棉花秸秆固定装置、角度调节装置、交流减速电机、伺服电机、行程限位开关和控制系统；所述的底台上方安装有割台、伺服电机、齿轮齿条驱动装置、两个行程限位开关和三组角度调节装置，所述的割台下端安装两个前进轴，每个前进轴上分别装有两个轴承，轴承带动割台在底台上移动；割台上安装有交流减速电机和一个固定支架，固定支架上端面固定一个滑槽，滑槽上安装一滑块，滑块前端安装有动刀片；所述的固定支架上还设有定刀梁，定刀梁上安装定刀片，通过调节定刀梁的位置可以改变定刀片与动刀片之间的相对距离；所述的曲柄连杆一端安装在割台上，另一端与滑块连接；所述的交流减速电机通过联轴器与曲柄连杆相连接；所述的切割力传感器安装在曲柄连杆中间；所述的伺服电机通过联轴器与齿轮齿条驱动装置中的齿轮连接，齿轮齿条驱动装置中的齿条前端与推力传感器一端连接，推力传感器另一端与割台连接；所述的每组角度调节装置的一端安装在底台上，另一端可调节；所述的每组角度调节装置上设有棉花秸秆固定装置；所述切割力传感器、推力传感器和行程限位开关分别通过导线与控制系统上相应的接口相连；所述的控制系统是以STM32单片机为核心的嵌入式系统构建总控制平台，并且采用Microsoft？Visual？C++6.0开发环境和C++编程语言开发设计有上位机操作软件。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓辉，蒋韬，郎需强，
申请(专利权)人：山东农业大学，
类型：实用新型
国别省市：