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測(cè)量玉米果穗裸手脫粒力大小的裝置及其方法
【專利摘要】測(cè)量玉米果穗裸手脫粒力大小的裝置及其方法，該裝置包括轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x、機(jī)架和轉(zhuǎn)矩傳感器，轉(zhuǎn)矩傳感器的信號(hào)輸出端與轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x連接，轉(zhuǎn)矩傳感器的一端設(shè)有用于固定玉米果穗試樣的柔性?shī)A具；測(cè)量方法：沿玉米果穗試樣的軸向方向?qū)⑵鋭澐譃榈乳L(zhǎng)度的多個(gè)待測(cè)區(qū)間，將試樣一端裝卡在柔性?shī)A具中，調(diào)整標(biāo)尺使其與第n待測(cè)區(qū)間的起始脫粒位置對(duì)齊，手工轉(zhuǎn)動(dòng)玉米果穗試樣的懸空端使其脫粒，當(dāng)從起始脫粒位置轉(zhuǎn)動(dòng)到終點(diǎn)位置的同時(shí)觸動(dòng)終點(diǎn)觸發(fā)器，轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x顯示出當(dāng)前部位的轉(zhuǎn)矩，通過(guò)數(shù)據(jù)處理可得出第n待測(cè)區(qū)間的不同脫粒時(shí)刻的脫粒力。本發(fā)明的裝置是對(duì)裸手脫粒時(shí)，測(cè)量玉米果穗所受的脫粒力大小，為脫粒裝置的參數(shù)設(shè)置提供理論依據(jù)。
【專利說(shuō)明】測(cè)量玉米果穗裸手脫粒力大小的裝置及其方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域，具體的說(shuō)一種測(cè)量玉米果穗裸手脫粒力大小的裝置及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的聯(lián)合收割機(jī)大都是直接收獲玉米棒，然后通過(guò)玉米脫粒機(jī)進(jìn)行脫粒處理，玉米脫粒機(jī)是主要的農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品之一，其性能的好壞直接影響到玉米脫粒的效率和質(zhì)量，在進(jìn)行玉米果穗脫粒時(shí)，現(xiàn)有脫粒機(jī)的脫損率比較高，損失較大。損傷是玉米品質(zhì)降低的主要形式之一，有損傷的玉米在輸送過(guò)程中易產(chǎn)生破碎，在儲(chǔ)存過(guò)程中易吸濕、霉變和產(chǎn)生病蟲害，影響加工后的等級(jí)、精度以及種子的發(fā)芽率等。機(jī)械化收獲中的脫粒損傷是玉米等谷物損傷的重要因素，直接影響到后續(xù)的輸送、儲(chǔ)存和加工等環(huán)節(jié)。因此，需要確定脫粒裝置的最佳脫粒力，以及玉米果穗上的最佳脫粒位置，可以為以后的脫粒裝置提供理論依據(jù)，但現(xiàn)有的測(cè)力器械不足以完成這個(gè)目的。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種能夠測(cè)試出玉米果穗上的最佳脫粒位置及最佳脫粒力的裝置及測(cè)量方法，即一種測(cè)量玉米果穗裸手脫粒力大小的裝置及其方法。
[0004]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案為:測(cè)量玉米果穗裸手脫粒力大小的裝置，包括轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x、機(jī)架和固定在機(jī)架上用于測(cè)量玉米果穗試樣脫粒時(shí)轉(zhuǎn)矩大小的轉(zhuǎn)矩傳感器，所述的機(jī)架上還設(shè)有用于指示玉米果穗試樣起始脫粒位置的標(biāo)尺以及與轉(zhuǎn)矩傳感器的控制器連接的終點(diǎn)觸發(fā)器，所述轉(zhuǎn)矩傳感器的信號(hào)輸出端與轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x連接，且轉(zhuǎn)矩傳感器的一端設(shè)有法蘭盤，另一端設(shè)有用于固定玉米果穗試樣且可適應(yīng)其形狀和尺寸變化的柔性?shī)A具。
[0005]上述裝置中的柔性?shī)A具包括中空的筒體，筒體的一端固定在轉(zhuǎn)矩傳感器端部的法蘭盤上，另一端均布有若干穿過(guò)筒體圓周壁面并與其螺紋連接的螺栓，螺栓的端部設(shè)有用于橡膠墊片，玉米果穗試樣裝卡在適應(yīng)其形狀和尺寸變化的橡膠墊片形成的空間中。
[0006]上述裝置中的標(biāo)尺設(shè)置在手握住玉米果穗試樣準(zhǔn)備轉(zhuǎn)動(dòng)脫粒前與手部中指掌指關(guān)節(jié)相對(duì)的位置，所述終點(diǎn)觸發(fā)器設(shè)置在手握住玉米果穗試樣轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度使玉米脫粒后中指掌指關(guān)節(jié)能夠碰觸的位置。
[0007]利用上述裝置測(cè)量玉米果穗裸手脫粒力大小的方法為:取玉米果穗試樣，沿其軸向方向?qū)⑵鋭澐譃榈乳L(zhǎng)度的多個(gè)待測(cè)區(qū)間，另取游標(biāo)卡尺測(cè)量出每個(gè)待測(cè)區(qū)間的直徑，然后將玉米果穗試樣的一端裝卡在柔性?shī)A具中，從玉米果穗試樣的裝卡端將各待測(cè)區(qū)間依次
標(biāo)記為第I待測(cè)區(qū)間、第2待測(cè)區(qū)間.....第η-1待測(cè)區(qū)間和第η待測(cè)區(qū)間，各待測(cè)區(qū)間靠
近玉米果穗試樣裝卡端的一側(cè)為各待測(cè)區(qū)間的起始脫粒位置；
調(diào)整標(biāo)尺使其與第η待測(cè)區(qū)間的起始脫粒位置對(duì)齊，手工沿固定方向轉(zhuǎn)動(dòng)玉米果穗試樣的懸空端使其脫粒，當(dāng)從起始脫粒位置轉(zhuǎn)動(dòng)到終點(diǎn)位置的同時(shí)觸動(dòng)終點(diǎn)觸發(fā)器，玉米果穗試樣產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩傳遞到轉(zhuǎn)矩傳感器上，轉(zhuǎn)矩傳感器將采集到的信號(hào)經(jīng)電荷放大器放大后傳送給轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x，轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x顯示出當(dāng)前部位的轉(zhuǎn)矩，通過(guò)數(shù)據(jù)處理可得出第η待測(cè)區(qū)間不同脫粒時(shí)刻的脫粒力大小；按照同樣的測(cè)量方法依次測(cè)量第η-1待測(cè)區(qū)間、…、第2待測(cè)區(qū)間和第I待測(cè)區(qū)間不同脫粒時(shí)刻的脫粒力大小。
[0008]上述手工轉(zhuǎn)動(dòng)玉米果穗試樣的各待測(cè)區(qū)間使玉米脫粒的差速值為6.39-6.55m/s。
[0009]有益效果:(I)、本發(fā)明的裝置是針對(duì)裸手脫粒時(shí)，測(cè)量玉米果穗所受的脫粒力的大小，可以直接讀出、計(jì)算出玉米果穗上每一部分脫粒所需的轉(zhuǎn)矩和脫粒力，測(cè)量誤差較小，且該裝置能夠?yàn)橛衩坠氲拿摿p傷等定量分析提供科學(xué)依據(jù)；
(2)、本發(fā)明通過(guò)手工轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)柔性?shī)A具固定在轉(zhuǎn)矩傳感器上的玉米果穗試樣，用足夠的力使玉米籽粒脫粒而不破壞玉米籽粒，此時(shí)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩通過(guò)柔性?shī)A具傳遞到轉(zhuǎn)矩傳感器上，在轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x上顯示出當(dāng)前部位的轉(zhuǎn)矩，通過(guò)數(shù)據(jù)處理可得出第η待測(cè)區(qū)間不同脫粒時(shí)刻脫粒力的大小，通過(guò)連續(xù)大量的裸手脫粒測(cè)量，就可得出玉米果穗脫粒時(shí)的最佳脫粒部位和最佳脫粒力，為玉米果穗的脫粒裝置的參數(shù)設(shè)置提供理論依據(jù)，進(jìn)而提高脫粒效果，降低脫損率。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1中筒體的A向視圖。
[0011]附圖標(biāo)記:1、轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x，2、機(jī)架，3、轉(zhuǎn)矩傳感器，4、法蘭盤，5、筒體，6、橡膠墊片，7、螺栓，8、玉米果穗試樣，9、終點(diǎn)觸發(fā)器，10、標(biāo)尺。
【具體實(shí)施方式】
`[0012]如圖1所示，測(cè)量玉米果穗裸手脫粒力大小的裝置，包括轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x1、機(jī)架2和固定在機(jī)架2上用于測(cè)量玉米果穗試樣8脫粒時(shí)轉(zhuǎn)矩大小的轉(zhuǎn)矩傳感器3，所述的機(jī)架2上還設(shè)有用于指示玉米果穗試樣8起始脫粒位置的標(biāo)尺10以及與轉(zhuǎn)矩傳感器3的控制器連接的終點(diǎn)觸發(fā)器9，終點(diǎn)觸發(fā)器9用于指示轉(zhuǎn)動(dòng)玉米果穗試樣8至終點(diǎn)位置。所述轉(zhuǎn)矩傳感器3的信號(hào)輸出端與轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)xI連接，且轉(zhuǎn)矩傳感器3的一端設(shè)有法蘭盤，另一端設(shè)有用于固定玉米果穗試樣8且可適應(yīng)其形狀和尺寸變化的柔性?shī)A具。其中，柔性?shī)A具包括中空的筒體5，筒體5的一端固定在轉(zhuǎn)矩傳感器3端部的法蘭盤上，另一端均布有若干穿過(guò)筒體5圓周壁面并與其螺紋連接的螺栓7，螺栓7的端部設(shè)有橡膠墊片6，玉米果穗試樣8裝卡在適應(yīng)其形狀和尺寸變化的橡膠墊片6形成的空間中；如圖1和圖2所示，所述的筒體5為圓柱形，在其圓周上等角度設(shè)有三個(gè)可擰進(jìn)擰出的螺栓7，螺栓7的端部與橡膠墊片6相抵設(shè)置，各螺栓7呈120°夾角分布于與筒體5中軸線垂直的平面內(nèi)。
[0013]其中，標(biāo)尺10設(shè)置在手握住玉米果穗試樣8準(zhǔn)備轉(zhuǎn)動(dòng)脫粒前與手部中指掌指關(guān)節(jié)相對(duì)的位置，所述終點(diǎn)觸發(fā)器9設(shè)置在手握住玉米果穗試樣8轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度使玉米脫粒后中指掌指關(guān)節(jié)能夠碰觸的位置。
[0014]利用上述裝置測(cè)量玉米果穗裸手脫粒力大小的方法，包括以下步驟:
步驟一、取玉米果穗試樣8，沿其軸向方向?qū)⑵鋭澐譃榈乳L(zhǎng)度的多個(gè)待測(cè)區(qū)間，另取游標(biāo)卡尺測(cè)量并記錄出每個(gè)待測(cè)區(qū)間的直徑；步驟二、將玉米果穗試樣8的一端裝卡在測(cè)量裝置的柔性?shī)A具中，從玉米果穗試樣8的
裝卡端將各待測(cè)區(qū)間依次標(biāo)記為第I待測(cè)區(qū)間、第2待測(cè)區(qū)間.....第η-1待測(cè)區(qū)間和第η
待測(cè)區(qū)間，各待測(cè)區(qū)間靠近玉米果穗試樣8裝卡端的一側(cè)為各待測(cè)區(qū)間的起始脫粒位置；步驟三、調(diào)整標(biāo)尺10使其與玉米果穗試樣8的第η待測(cè)區(qū)間的起始脫粒位置對(duì)齊，手工沿固定方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)玉米果穗試樣8的懸空端使其脫粒，當(dāng)從起始脫粒位置轉(zhuǎn)動(dòng)到終點(diǎn)位置的同時(shí)觸動(dòng)終點(diǎn)觸發(fā)器9，施力過(guò)程要一氣呵成無(wú)停頓。玉米果穗試樣8產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩傳遞到轉(zhuǎn)矩傳感器3上，轉(zhuǎn)矩傳感器3將采集到的信號(hào)經(jīng)電荷放大器放大后傳送給轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)xI，轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)xI顯示出當(dāng)前部位的轉(zhuǎn)矩，通過(guò)數(shù)據(jù)處理:轉(zhuǎn)矩=力*半徑，可計(jì)算出當(dāng)前部位的脫粒力的大小。記錄玉米果穗試樣8的第η待測(cè)區(qū)間脫粒時(shí)所計(jì)算的脫粒力的大小，并記錄第η待測(cè)區(qū)間被脫離掉的玉米籽粒的粒數(shù)，然后按照同樣的測(cè)量方法依次測(cè)量第η-1待測(cè)區(qū)間、…、第2待測(cè)區(qū)間和第I待測(cè)區(qū)間不同脫粒時(shí)刻的脫粒力大小。
[0015]脫粒下一待測(cè)區(qū)間時(shí)，要鑿去前一待測(cè)區(qū)間未脫離掉的籽粒，以免影響到下一待測(cè)區(qū)間的實(shí)驗(yàn)結(jié)果；當(dāng)測(cè)試至玉米果穗試樣8的裝卡端時(shí)，取下玉米果穗試樣8，鑿去先前脫粒實(shí)驗(yàn)時(shí)剩余的籽粒，再將玉米果穗試樣8的測(cè)試端裝卡到柔性?shī)A具中，沿之前同樣的方法測(cè)試玉米果穗試樣8剩余部分，直至測(cè)試完整個(gè)玉米果穗試樣8。通過(guò)連續(xù)大量的測(cè)試，就可知道玉米果穗的最佳脫粒部位和最佳脫粒力。其中，手工轉(zhuǎn)動(dòng)玉米果穗試樣8的各待測(cè)區(qū)間使玉米脫粒的差速值為6.39-6.55m/s。
[0016]本發(fā)明中，柔性?shī)A具是指用同一夾具系統(tǒng)，完成形狀尺寸不同的果穗裝夾的裝備，柔性?shī)A具有能正確、可靠、快速`的定位裝夾功能，同時(shí)與果穗柔性接觸，對(duì)果穗無(wú)損傷。
【權(quán)利要求】
1.測(cè)量玉米果穗裸手脫粒力大小的裝置，其特征在于:包括轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x(I)、機(jī)架(2)和固定在機(jī)架(2)上用于測(cè)量玉米果穗試樣(8)脫粒時(shí)轉(zhuǎn)矩大小的轉(zhuǎn)矩傳感器(3)，所述的機(jī)架(2 )上還設(shè)有用于指示玉米果穗試樣(8 )起始脫粒位置的標(biāo)尺(10 )以及與轉(zhuǎn)矩傳感器(3)的控制器連接的終點(diǎn)觸發(fā)器(9)，所述轉(zhuǎn)矩傳感器(3)的信號(hào)輸出端與轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x(I)連接，且轉(zhuǎn)矩傳感器(3)的一端設(shè)有法蘭盤，另一端設(shè)有用于固定玉米果穗試樣(8)且可適應(yīng)其形狀和尺寸變化的柔性?shī)A具。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量玉米果穗裸手脫粒力大小的裝置，其特征在于:所述的柔性?shī)A具包括中空的筒體(5)，筒體(5)的一端固定在轉(zhuǎn)矩傳感器(3)端部的法蘭盤上，另一端均布有若干穿過(guò)筒體(5)圓周壁面并與其螺紋連接的螺栓(7)，螺栓(7)的端部設(shè)有用于裝卡玉米果穗試樣(8)的橡膠墊片(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量玉米果穗裸手脫粒力大小的裝置，其特征在于:所述的標(biāo)尺(10)設(shè)置在手握住玉米果穗試樣(8)準(zhǔn)備轉(zhuǎn)動(dòng)脫粒前與手部中指掌指關(guān)節(jié)相對(duì)的位置，所述終點(diǎn)觸發(fā)器(9)設(shè)置在手握住玉米果穗試樣(8)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度使玉米脫粒后中指掌指關(guān)節(jié)能夠碰觸的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量玉米果穗裸手脫粒力大小的方法，其特征在于:取玉米果穗試樣(8)，沿其軸向方向?qū)⑵鋭澐譃榈乳L(zhǎng)度的多個(gè)待測(cè)區(qū)間，另取游標(biāo)卡尺測(cè)量出每個(gè)待測(cè)區(qū)間的直徑，然后將玉米果穗試樣(8)的一端裝卡在柔性?shī)A具中，從玉米果穗試樣(8)的裝卡端將各待測(cè)區(qū)間依次標(biāo)記為第I待測(cè)區(qū)間、第2待測(cè)區(qū)間.....第(η-1)待測(cè)區(qū)間和第η待測(cè)區(qū)間，各待測(cè)區(qū)間靠近玉米果穗試樣(8)裝卡端的一側(cè)為各待測(cè)區(qū)間的起始脫粒位置；· 調(diào)整標(biāo)尺(10)使其與第η待測(cè)區(qū)間的起始脫粒位置對(duì)齊，手工沿固定方向轉(zhuǎn)動(dòng)玉米果穗試樣(8)的懸空端使其脫粒，當(dāng)從起始脫粒位置轉(zhuǎn)動(dòng)到終點(diǎn)位置的同時(shí)觸動(dòng)終點(diǎn)觸發(fā)器(9),玉米果穗試樣(8)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩傳遞到轉(zhuǎn)矩傳感器(3)上，轉(zhuǎn)矩傳感器(3)將采集到的信號(hào)經(jīng)電荷放大器放大后傳送給轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x(I )，轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x(I)顯示出當(dāng)前部位的轉(zhuǎn)矩，通過(guò)數(shù)據(jù)處理可得出第η待測(cè)區(qū)間不同脫粒時(shí)刻的脫粒力大小；按照同樣的測(cè)量方法依次測(cè)量第(η-1)待測(cè)區(qū)間、…、第2待測(cè)區(qū)間和第I待測(cè)區(qū)間不同脫粒時(shí)刻的脫粒力大小。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的測(cè)量玉米果穗裸手脫粒力大小的方法，其特征在于:步驟三中手工轉(zhuǎn)動(dòng)玉米果穗試樣(8)的各待測(cè)區(qū)間使玉米脫粒的差速值為6.39-6.55m/s。
【文檔編號(hào)】G01L5/00GK103822744SQ201410069198
【公開(kāi)日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2014年2月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月27日
【發(fā)明者】李心平, 杜哲, 馬義東, 高春燕, 馬福麗 申請(qǐng)人:河南科技大學(xué)