專利名稱：一種棉苗莖桿機(jī)械振動(dòng)損傷試驗(yàn)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種可靈活改變振動(dòng)頻率和幅度、自動(dòng)記錄振動(dòng)次數(shù)的棉花幼苗莖桿機(jī)械振動(dòng)損傷試驗(yàn)儀，屬于試驗(yàn)儀器領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在一些自然條件惡劣的地區(qū)，比如我國(guó)新疆南部 ，棉花生長(zhǎng)的初期，其幼苗容易遭受風(fēng)沙等惡劣天氣的破壞，存活率下降而影響棉花產(chǎn)量。風(fēng)力對(duì)幼苗損傷程度的定性定量研究，將有助于提高棉苗存活率的預(yù)測(cè)精度，對(duì)棉花生產(chǎn)防災(zāi)減災(zāi)工作起到一定的指導(dǎo)作用。本實(shí)用新型利用機(jī)械振動(dòng)來(lái)模擬風(fēng)力對(duì)棉苗莖桿的機(jī)械損傷，改變機(jī)械振動(dòng)的頻率和幅度來(lái)定量研究棉苗莖桿在不同風(fēng)力風(fēng)速條件下的機(jī)械損傷情況。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種可靈活改變振動(dòng)頻率和幅度、自動(dòng)記錄振動(dòng)次數(shù)的棉花幼苗莖桿機(jī)械振動(dòng)損傷試驗(yàn)裝置。該裝置包括機(jī)械部分和控制部分，所述機(jī)械部分包括機(jī)架、電機(jī)、圓盤(pán)、主動(dòng)搖臂、傳動(dòng)板、從動(dòng)搖臂、復(fù)合滑塊和動(dòng)夾具、圓柱形滑塊、定位軸等核心零部件。所述電機(jī)通過(guò)螺栓固定在機(jī)架豎直板上，帶動(dòng)圓盤(pán)按照一定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。所述圓盤(pán)端面外側(cè)剛性聯(lián)接主動(dòng)搖臂圓柱形上滑塊一端端面，滑塊外圓柱面置于主動(dòng)搖臂上滑槽中，滑塊隨圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)主動(dòng)搖臂按照一定頻率繞主動(dòng)搖臂定位軸作規(guī)律往復(fù)擺動(dòng)。所述主動(dòng)搖臂具有上下兩個(gè)滑槽，分別與主動(dòng)搖臂圓柱形上滑塊和主動(dòng)搖臂圓柱形下滑塊配合，傳遞電機(jī)輸出的力和運(yùn)動(dòng)。所述主動(dòng)搖臂圓柱形下滑塊剛性聯(lián)接在傳動(dòng)板右端，帶動(dòng)傳動(dòng)板水平往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。所述傳動(dòng)板中部開(kāi)有滑槽，與復(fù)合滑塊前端間隙配合而被限制上下方向位移，同時(shí)并被限位擋板限制前后方向位移，因而只可作水平方向的往復(fù)滑動(dòng)。所述傳動(dòng)板左端剛性聯(lián)接從動(dòng)搖臂圓柱形滑塊。所述從動(dòng)搖臂圓柱形滑塊上端外圓面置于從動(dòng)搖臂的滑槽中，將傳動(dòng)板的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成從動(dòng)搖臂的往復(fù)圓周擺動(dòng)。所述從動(dòng)搖臂外形成“U”字型，下端開(kāi)孔并由從動(dòng)搖臂定位軸限位，可在豎直面內(nèi)自由擺動(dòng)，并可通過(guò)調(diào)節(jié)從動(dòng)搖臂定位軸限位螺母微調(diào)前后方向位置。所述從動(dòng)搖臂定位軸一端剛性固結(jié)于豎直板上，另一端表面具有螺紋，可以與限位螺母配合限制從動(dòng)搖臂前后運(yùn)動(dòng)位移或微調(diào)前后安裝位置。所述U型從動(dòng)搖臂后部開(kāi)有滑槽，與從動(dòng)搖臂圓柱形滑塊間隙配合；前部聯(lián)接有動(dòng)夾具。所述動(dòng)夾具亦成“U”字型，并且底部開(kāi)方形口，穿插于從動(dòng)搖臂前部，并在根據(jù)棉苗大小調(diào)整到合適高度后由鎖緊螺栓鎖緊，與從動(dòng)搖臂一起做往復(fù)圓周擺動(dòng)。所述棉苗下端(根部)固定在固定夾具中間，上端置于動(dòng)夾具中間在左右擋板強(qiáng)制帶動(dòng)下，按照一定頻率和幅度做往復(fù)圓周擺動(dòng)。所述控制部分包括單片機(jī)、按鍵、顯示屏和電路板，主要作用是給電機(jī)提供動(dòng)力并使其按照給定的轉(zhuǎn)速工作，同時(shí)利用按鍵及顯示屏實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，以實(shí)現(xiàn)起?？刂啤⒃O(shè)定電機(jī)轉(zhuǎn)速并對(duì)轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)數(shù)顯示等功能。本實(shí)用新型模擬自然條件下不同風(fēng)力風(fēng)速作用下的棉苗往復(fù)擺動(dòng)過(guò)程，以定量研究棉苗莖桿機(jī)械振動(dòng)損失情況，其有益效果是(I)可手動(dòng)調(diào)節(jié)動(dòng)夾具高度以適應(yīng)不同苗齡、尺寸和待考察部位的棉苗試驗(yàn)樣本，可手動(dòng)調(diào)節(jié)復(fù)合滑塊的豎直位置以實(shí)現(xiàn)不同的振動(dòng)幅度，操作按鍵給定不同的電機(jī)轉(zhuǎn)速以實(shí)現(xiàn)不同的振動(dòng)頻率。(2)采用單片機(jī)控制，能夠自動(dòng)記錄試驗(yàn)中頻率和次數(shù)等各種參數(shù)。(3)設(shè)計(jì)巧妙，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工制作難度小、操作方便、噪音小。


·[0013]圖I為本實(shí)用新型總體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為主動(dòng)搖臂的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為復(fù)合滑塊的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為傳動(dòng)板的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為從動(dòng)搖臂的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為動(dòng)夾具的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，I-底板、2-左固定夾具、3-右固定夾具、4-L型固定支腳、5_豎直板、6_主動(dòng)搖臂、7-主動(dòng)搖臂圓柱形下滑塊、8-主動(dòng)搖臂下限位螺母、9-主動(dòng)搖臂定位軸、10-主動(dòng)搖臂定位軸限位螺母、11-主動(dòng)搖臂圓柱形上滑塊、12-主動(dòng)搖臂上限位螺母、13-圓盤(pán)、14-電機(jī)、15-鎖緊螺母、16-復(fù)合滑塊、17-傳動(dòng)板、18-限位擋板、19-聯(lián)接螺栓、20-從動(dòng)搖臂、21-從動(dòng)搖臂限位螺母、22-從動(dòng)搖臂圓柱形滑塊、23-動(dòng)夾具鎖緊螺栓、24-動(dòng)夾具、25-從動(dòng)搖臂定位軸、26-從動(dòng)搖臂定位軸限位螺母。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步解釋說(shuō)明參照?qǐng)DI，本實(shí)用新型機(jī)械部分機(jī)架由安裝在底板I上的左固定夾具2、右固定夾具3、L型固定支腳4和豎直板5構(gòu)成。所述豎直板5背面通過(guò)螺栓安裝有電機(jī)14,電機(jī)14帶動(dòng)圓盤(pán)13按照一定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。所述圓盤(pán)13端面外側(cè)上剛性聯(lián)接主動(dòng)搖臂圓柱形上滑塊11，滑塊11置于主動(dòng)搖臂6 (如圖2所示)的上部滑槽中，滑塊11隨圓盤(pán)13轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)主動(dòng)搖臂6按照一定頻率繞主動(dòng)搖臂定位軸9作往復(fù)圓周規(guī)律擺動(dòng)。所述主動(dòng)搖臂6具有上下兩個(gè)滑槽，分別與主動(dòng)搖臂圓柱形上滑塊11和主動(dòng)搖臂圓柱形下滑塊7配合，并在主動(dòng)搖臂下限位螺母8和主動(dòng)搖臂上限位螺母12的前后方向的限制下工作，傳遞電機(jī)輸出的力和運(yùn)動(dòng)。所述主動(dòng)搖臂6中部開(kāi)有圓形孔洞，并套在主動(dòng)搖臂定位軸9上以限制主動(dòng)搖臂6豎直面內(nèi)的移動(dòng)，保證其純擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)要求。所述主動(dòng)搖臂定位軸9 一端剛性聯(lián)接于豎直板5上，另一端外圓表面車有螺紋，通過(guò)與相應(yīng)螺母配合可調(diào)節(jié)主動(dòng)搖臂6前后方向的安裝位置并限制工作過(guò)程中的前后位移。所述主動(dòng)搖臂圓柱形下滑塊7剛性聯(lián)接在傳動(dòng)板17 (如圖3所示)右端，帶動(dòng)傳動(dòng)板17作水平往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。所述傳動(dòng)板17中部開(kāi)有滑槽，與復(fù)合滑塊16(如圖4所示)前端間隙配合而被限制上下方向位移，同時(shí)被限位擋板18限制前后方向位移，因而只可作水平方向的往復(fù)滑動(dòng)。所述限位擋板18被聯(lián)接螺栓19固定在復(fù)合滑塊16上。所述復(fù)合滑塊16分為前中后三部分，前面兩部分為長(zhǎng)方形，后面一部分為圓柱形，三者剛性聯(lián)接在一起。前部方形滑塊取上下表面與傳動(dòng)板17中部滑槽間隙配合，為傳動(dòng)板17起導(dǎo)向作用；中部方形滑塊取左右表面與豎直板5中間滑槽間隙配合；后部圓柱與鎖緊螺母15螺紋配合鎖定復(fù)合滑塊豎直位置，起到調(diào)節(jié)傳動(dòng)板17往復(fù)運(yùn)動(dòng)振幅的作用。所述傳動(dòng)板17左端剛性聯(lián)接從動(dòng)搖臂圓柱形滑塊22的一端，從動(dòng)搖臂圓柱形滑塊22的另一端置于從動(dòng)搖臂20(如圖5所示)的滑槽中，將傳動(dòng)板17的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成從動(dòng)搖臂20的往復(fù)圓周擺動(dòng)。所述從動(dòng)搖臂20外形成“U”字型，下端開(kāi)孔并由從動(dòng)搖臂定位軸25限位，可在豎直面內(nèi)自由擺動(dòng)，并可通過(guò)調(diào)節(jié)從動(dòng)搖臂定位軸限位螺母26微調(diào)前后方向位置。所述從動(dòng)搖臂定位軸25 —端剛性固結(jié)于豎直板5上，另一端表面具有螺紋，可以與限位螺母26配合限制從動(dòng)搖臂20前后運(yùn)動(dòng)位移或微調(diào)前后安裝位置。所述U型從動(dòng)搖臂20后部開(kāi)有滑槽，與從動(dòng)搖臂圓柱形滑塊22間隙配合，并在從動(dòng)搖臂限位螺母21限制下工作；前部聯(lián)接有動(dòng)夾具24。所述動(dòng)夾具24亦成“U”字型，并且底部開(kāi)方形口，穿插于從動(dòng)搖臂20前部，并在根據(jù)棉苗大小調(diào)整到合適高度后由鎖緊螺栓23鎖緊，與從動(dòng)搖臂20 —起做往復(fù)圓周擺動(dòng)。所述棉苗下端(根部)固定在左固定夾具2和右固定夾具3中間，上端置于動(dòng)夾具24中間在左右擋板強(qiáng)制帶動(dòng)下，按照一定頻率和幅度做往復(fù)圓周擺動(dòng)。所述控制部分包括單片機(jī)、按鍵、顯示屏和電路板，主要作用是給電機(jī)提供動(dòng)力并使其按照給定的轉(zhuǎn)速工作，同時(shí)利用按鍵及顯示屏實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，以實(shí)現(xiàn)起停控制、設(shè)定電機(jī)轉(zhuǎn)速并對(duì)轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)數(shù)顯示等功能。所述電機(jī)可以是直流電機(jī)也可以是步進(jìn)電機(jī)，分別采用PWM(脈寬調(diào)制)和PTO (占空比為50%的脈寬調(diào)制)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)其轉(zhuǎn)速的控制。本實(shí)用新型的工作過(guò)程取待測(cè)棉苗樣本,根據(jù)棉苗高度及待考察部位,將其下端固定左固定夾具2和右固定夾具3中間，調(diào)節(jié)動(dòng)夾具24的安裝高度到合適位置，鎖緊鎖緊螺栓23。根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)的振幅，調(diào)整好復(fù)合滑塊16在豎直板5滑槽中的位置并上緊鎖緊螺母15。根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)的振動(dòng)頻率通過(guò)按鍵輸入給定電機(jī)轉(zhuǎn)速，按下開(kāi)始按鍵，裝置進(jìn)入自動(dòng)工作狀態(tài)并對(duì)振動(dòng)次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，待棉苗樣本考察部位出現(xiàn)破裂或斷裂等損傷時(shí)，按下停止按鍵，記錄下試驗(yàn)的振動(dòng)頻率、次數(shù)和振幅。工作時(shí)，電機(jī)14輸出的持續(xù)圓周運(yùn)動(dòng),通過(guò)圓盤(pán)13和主動(dòng)搖臂圓柱形上滑塊11，傳遞給主動(dòng)搖臂6并轉(zhuǎn)換為規(guī)律往復(fù)擺動(dòng)。通過(guò)主動(dòng)搖臂圓柱形下滑塊7、傳動(dòng)板17及復(fù)合滑塊16的配合，又轉(zhuǎn)換為規(guī)律往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。傳動(dòng)板17通過(guò)從動(dòng)搖臂圓柱形滑塊22將其規(guī)律往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為從動(dòng)搖臂20及動(dòng)夾具24的規(guī)律往復(fù)圓周擺動(dòng)。
權(quán)利要求1.一種可靈活改變振動(dòng)頻率和幅度、自動(dòng)記錄振動(dòng)次數(shù)的棉花幼苗莖桿機(jī)械振動(dòng)損傷試驗(yàn)裝置，包括機(jī)械部分和控制部分，所述機(jī)械部分包括機(jī)架、電機(jī)、圓盤(pán)、主動(dòng)搖臂、傳動(dòng)板、從動(dòng)搖臂、復(fù)合滑塊和動(dòng)夾具、圓柱形滑塊、定位軸等核心零部件；所述電機(jī)通過(guò)螺栓固定在機(jī)架豎直板上，帶動(dòng)圓盤(pán)按照一定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)；所述圓盤(pán)端面外側(cè)剛性聯(lián)接主動(dòng)搖臂圓柱形上滑塊一端端面，滑塊外圓柱面置于主動(dòng)搖臂上滑槽中，滑塊隨圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)主動(dòng)搖臂按照一定頻率繞主動(dòng)搖臂定位軸作規(guī)律往復(fù)擺動(dòng)；所述主動(dòng)搖臂具有上下兩個(gè)滑槽，分別與主動(dòng)搖臂圓柱形上滑塊和主動(dòng)搖臂圓柱形下滑塊配合，傳遞電機(jī)輸出的力和運(yùn)動(dòng)；所述主動(dòng)搖臂圓柱形下滑塊剛性聯(lián)接在傳動(dòng)板右端，帶動(dòng)傳動(dòng)板水平往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。
2.如權(quán)利要求I所述的棉花幼苗莖桿機(jī)械振動(dòng)損傷試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述傳動(dòng)板中部開(kāi)有滑槽，與復(fù)合滑塊前端間隙配合而被限制上下方向位移，同時(shí)并被限位擋板限制前后方向位移，因而只可作水平方向的往復(fù)滑動(dòng)；所述傳動(dòng)板左端剛性聯(lián)接從動(dòng)搖臂圓柱形滑塊；所述從動(dòng)搖臂圓柱形滑塊上端外圓面置于從動(dòng)搖臂的滑槽中，將傳動(dòng)板的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成從動(dòng)搖臂的往復(fù)圓周擺動(dòng)；所述從動(dòng)搖臂外形成“U”字型，下端開(kāi)孔并由從動(dòng)搖臂定位軸限位，可在豎直面內(nèi)自由擺動(dòng)，并可通過(guò)調(diào)節(jié)從動(dòng)搖臂定位軸限位螺母微調(diào)前后方向位置；所述從動(dòng)搖臂定位軸一端剛性固結(jié)于豎直板上，另一端表面具有螺紋，可以與限位螺母配合限制從動(dòng)搖臂前后運(yùn)動(dòng)位移或微調(diào)前后安裝位置；所述U型從動(dòng)搖臂后部開(kāi)有滑槽，與從動(dòng)搖臂圓柱形滑塊間隙配合，前部聯(lián)接有動(dòng)夾具；所述動(dòng)夾具亦成“U”字型，并且底部開(kāi)方形口，穿插于從動(dòng)搖臂前部，并在根據(jù)棉苗大小調(diào)整到合適高度后由鎖緊螺栓鎖緊，與從動(dòng)搖臂一起做往復(fù)圓周擺動(dòng)；所述棉苗下端(根部)固定在固定夾具中間，上端置于動(dòng)夾具中間在左右擋板強(qiáng)制帶動(dòng)下，按照一定頻率和幅度做往復(fù)圓周擺動(dòng)。
3.如權(quán)利要求I或2所述的棉花幼苗莖桿機(jī)械振動(dòng)損傷試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述控制部分包括單片機(jī)、按鍵、顯示屏和電路板，主要作用是給電機(jī)提供動(dòng)力并使其按照給定的轉(zhuǎn)速工作，同時(shí)利用按鍵及顯示屏實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，以實(shí)現(xiàn)起?？刂?、設(shè)定電機(jī)轉(zhuǎn)速并對(duì)轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)數(shù)顯示等功能。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種可靈活改變振動(dòng)頻率和幅度、自動(dòng)記錄振動(dòng)次數(shù)的棉花幼苗莖桿機(jī)械振動(dòng)損傷試驗(yàn)裝置。該裝置包括機(jī)械部分和控制部分，所述機(jī)械部分包括機(jī)架、電機(jī)、圓盤(pán)、主動(dòng)搖臂、傳動(dòng)板、復(fù)合滑塊、從動(dòng)搖臂、動(dòng)夾具、圓柱形滑塊和定位軸等核心零部件?？刂撇糠职▎纹瑱C(jī)、按鍵、顯示屏和電路板，主要作用是給電機(jī)提供動(dòng)力并使其按照給定的轉(zhuǎn)速工作，同時(shí)利用按鍵及顯示屏實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，以實(shí)現(xiàn)起?？刂啤⒃O(shè)定電機(jī)轉(zhuǎn)速并對(duì)轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)數(shù)顯示等功能。該裝置巧妙地將電機(jī)輸出的持續(xù)圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)一系列中間機(jī)構(gòu)和動(dòng)作后，轉(zhuǎn)換成動(dòng)夾具的規(guī)律往復(fù)圓周擺動(dòng)，以作用在棉苗實(shí)驗(yàn)樣本上，來(lái)模擬自然風(fēng)力對(duì)棉苗莖桿的機(jī)械損傷過(guò)程，達(dá)到定量研究的目的。
文檔編號(hào)G01M7/02GK202793718SQ20122042532
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月24日
發(fā)明者黃小毛, 宗望遠(yuǎn), 高大興, 段越 申請(qǐng)人:華中農(nóng)業(yè)大學(xué)