CN112889477A - 蓝莓采收试验台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种蓝莓采收试验台，包括机架、钢绳、摇振框、第一基础框架、振动机构和测量***；多根钢绳张紧在机架上，摇振框安装在钢绳上；第一基础框架安装在机架上，振动机构安装在第一基础框架上，振动机构驱动摇振框振动；测量***包括加速度传感器、拉力传感器和数据采集设备，加速度传感器和拉力传感器均安装在钢绳上，数据采集设备采集加速度传感器和拉力传感器的测量数据；本发明的蓝莓采收试验台围绕钢绳和摇振框布置了振动机构和测量***，利用振动机构驱动标准化种植的蓝莓落果，通过测量***研究了蓝莓落果与蓝莓挂果枝条振动频率、振动幅度以及钢绳张力之间的关系。

Description

蓝莓采收试验台
技术领域
本发明涉及农业设备领域，尤其涉及一种基于标准化树篱种植模式的蓝莓机械化采收试验台。
背景技术
图1所示的是一种蓝莓标准化树篱种植模式，该种植模式的特点是：蓝莓植株成行栽种，沿着蓝莓植株行的长度方向设置多根张紧的钢绳，钢绳处于高度为500-1500mm的蓝莓挂果区，蓝莓植株长出的挂果枝条被就近固定在钢绳上，蓝莓植株行的中间还设置有多个摇振框，摇振框连接单侧挂果区内的所有钢绳。这种蓝莓标准化树篱种植模式不仅提高了植株的抗倒伏能力、提高了喷灌、叶面施肥和捕虫效率，还有利于后期蓝莓机械化采收，用户通过振动摇振框或者钢绳即可精确振动蓝莓的所有挂果枝条。这种新颖的蓝莓种植方式和蓝莓采收方式在现有技术中鲜有研究，钢绳的具体振动参数与蓝莓采收效果之间的关系也缺乏有效的研究试验台。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种蓝莓采收试验台用于研究在蓝莓标准化树篱种植模式中钢绳振动参数与蓝莓采收效果之间的关系。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种蓝莓采收试验台，包括机架、钢绳、摇振框、第一基础框架、振动机构和测量***；
多根钢绳张紧在机架上，摇振框安装在钢绳上；所有的钢绳平行，摇振框用于连接不同的钢绳；
第一基础框架安装在机架上，振动机构安装在第一基础框架上，振动机构驱动摇振框振动；
测量***包括加速度传感器、拉力传感器和数据采集设备，加速度传感器和拉力传感器均安装在钢绳上，数据采集设备采集加速度传感器和拉力传感器的测量数据；加速度传感器布置在蓝莓挂果枝条所在位置，加速度传感器用于测量蓝莓挂果枝条随着钢绳振动的加速度；拉力传感器用于测量钢绳的张力。
本发明蓝莓采收试验台用于研究标准化种植的蓝莓的采摘效果，标准化种植的蓝莓的挂果区被控制在500-1500mm的高度，蓝莓的挂果枝条捆扎在最近的钢绳上；测试人员通过振动机构驱动摇振框振动，摇振框驱动所有的钢绳振动，进而带动捆扎在蓝莓上的挂果枝条振动；测试人员可以观察不同振动频率、钢绳张力和振动幅度对蓝莓落果效率的影响。
具体的，所述振动机构包括第一电机、转盘、连杆、第一滑块、连接机构和第一滑轨；第一电机、转盘和第一滑轨均固定在第一基础框架上，第一电机驱动转盘旋转，连杆的两端分别铰接转盘和第一滑块，第一滑块安装在第一滑轨上，连接机构固定在第一滑块上，连接机构能够与摇振框连接；转盘、连杆、第一滑块和第一滑轨构成了一个曲柄滑块机构，将转盘的旋转运动转化为第一滑块的往复运动，达到驱动摇振框振动的效果。
进一步的，所述振动机构还包括调节杆和连接轴，调节杆固定在转盘的表面并且与转盘直径平行，调节杆内设置有沿着调节杆长度方向的调节槽，连接轴固定在调节槽内，连杆与连接轴铰接；连接轴在调节槽内的位置可以调节，测试人员可以根据需要改变连接轴与转盘中心的距离，进而达到调整第一滑块振幅的作用，调整范围可以达到0-2/L，L是指调节槽的有效长度。
进一步的，所述连接机构为电磁铁，电磁铁通电后即可吸住摇振框，实现第一滑块与摇振框的结合。
进一步的，所述第一基础框架包括移动框、第二电机、齿轮和齿条，所述机架上设置有第二滑轨，移动框上设置有第二滑块，移动框通过第二滑块安装在第二滑轨上；齿条安装在机架上，齿条与第二滑轨平行，第二电机和齿轮均安装在移动框上，第二电机驱动齿轮旋转，齿轮与齿条啮合；第二电机、齿轮和齿条的作用在实现了移动块在机架上的移动，即实现了振动机构在机架上的移动；在蓝莓标准化树篱种植模式中，布置在钢绳上的摇振框数量很多，一般间隔一株或者多株蓝莓布置一个摇振框；可移动的振动机构可以与不同的摇振框结合，方便对标准化蓝莓采收进行更加全面的试验研究。
进一步的，所述第一基础框架还包括第一紧固螺钉，第一紧固螺钉安装在移动框上，当移动框运行至合适的位置后，使用第一紧固螺钉可以固定移动框。
进一步的，蓝莓采收试验台还包括第二基础框架和喷气组件；第二基础框架与第一基础框架的结构一致，第二基础框架安装在机架，第一基础框架和第二基础框架分别位于机架的不同侧；喷气组件包括喷气管和气源，喷气管安装在第二基础框架上，喷气管连接气源；对于标注化种植的蓝莓来说，除了采用摇振法采收外，也可以采用气力法采收；本发明也提供了气力法采收的研究组件，可移动的第二基础框架能够带动喷气组件移动，喷气管喷出高压气体吹落蓝莓果实。
进一步的，所述喷气组件还包括第三滑块和第三滑轨，第三滑轨竖直固定在第二基础框架上，第三滑块安装在第三滑轨上，喷气管安装在第三滑块上；测试人员可以利用第三滑块调整喷气管的高度。
进一步的，所述喷气组件还包括第二紧固螺钉，第二紧固螺钉安装在第三滑块上，第二紧固螺钉用于固定调节好的第三滑块。
进一步的，蓝莓采收试验台还包括定滑轮，所述钢绳的一端连接机架，另一端经过定滑轮引导转向后连接机架，所述加速度传感器和拉力传感器位于定滑轮的两端；一般情况下拉力传感器布置在钢绳的一端即可，定滑轮主要用于将拉力传感器与钢绳的主体部分(即发生振动的部分)隔开，避免振动的钢绳对拉力传感器的测量产生影响。
有益效果：(1)本发明的蓝莓采收试验台围绕钢绳和摇振框布置了振动机构和测量***，利用振动机构驱动标准化种植的蓝莓落果，通过测量***研究了蓝莓落果与蓝莓挂果枝条振动频率、振动幅度以及钢绳张力之间的关系。(2)本发明的蓝莓采收试验台在转盘上设置调节杆和连接轴，方便测试人员调解连接轴与转盘中心的距离，进而控制第一滑块的振幅，研究摇振框振幅与蓝莓落果之间的关系。(3)本发明的蓝莓采收试验台利用第二电机、齿轮和齿条实现了整个第一基础框架的移动，方便测试人员沿着钢绳长度方向移动振动机构，以便振动机构驱动不同的摇振框振动；同时，测试人员也可以改变摇振框的位置，研究不同位置的摇振框对采收效果的影响。(4)本发明的蓝莓采收试验台还配置有第二基础框架和喷气组件，既能对摇振法蓝莓采收方法进行研究，也能对气力法蓝莓采收方法进行研究，第二基础框架本身可以移动，能够研究不同高压出气口位置、不同喷气压力、不同喷气口形状、不同移动速度等众多条件对蓝莓采收效果的影响。
附图说明
图1是蓝莓标准化树篱种植模式的示意图。
图2是实施例1蓝莓采收试验台的结构图。
图3是实施例1中摇振框和钢绳的结构图。
图4是实施例1中第一基础框架和振动机构的结构图。
图5是实施例1中转盘、连杆、第一滑块和电磁铁的结构图。
图6是实施例1中第一基础框架和振动机构的结构图(另一个视角)。
图7是实施例1中第二基础框架和喷气组件的结构图。
图8是实施例1蓝莓采收试验台的应用状态图。
其中：100、机架；110、定滑轮；120、第二滑轨；200、钢绳；300、摇振框；310、安装孔；320、连接片；400、第一基础框架；410、移动框；411、第二滑块；420、第二电机；430、齿轮；440、齿条；450、第一紧固螺钉；500、振动机构；510、第一电机；520、转盘；530、连杆；540、第一滑块；550、电磁铁；560、第一滑轨；570、调节杆；571、调节槽；580、连接轴；600、测量***；610、加速度传感器；620、拉力传感器；700、第二基础框架；800、喷气组件；810、喷气管；820、气源；830、第三滑块；840、第三滑轨；850、第二紧固螺钉；900、蓝莓。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
实施例1
如图2所示，本实施例的蓝莓采收试验台，包括机架100、钢绳200、摇振框300、第一基础框架400、振动机构500、测量***600、第二基础框架700和喷气组件800；
十根钢绳200张紧在机架100上，机架100的左右侧各五根，摇振框300安装在钢绳200上；图3所示的是单侧五根钢绳200与摇振框300连接情况，摇振框300上设置有五个安装孔310，五根钢绳200分别从五个安装孔310内穿过，摇振框300的最外侧设置有用于连接振动机构500的铁质连接片320；
测量***600包括加速度传感器610、拉力传感器620和数据采集设备，加速度传感器610和拉力传感器620均安装在钢绳200上，数据采集设备采集加速度传感器610和拉力传感器620的测量数据；加速度传感器610布置在蓝莓挂果枝条所在位置，加速度传感器610用于测量蓝莓挂果枝条随着钢绳200振动的加速度；拉力传感器620用于测量钢绳200的张力；如图2所示，钢绳200的右端直接与机架100连接，钢绳200的左端经过定滑轮110引导转向90°后连接拉力传感器620，拉力传感器620固定在机架100上；
如图4和图6所示，第一基础框架400包括移动框410、第二电机420、齿轮430、齿条440和第一紧固螺钉450，机架100上设置有第二滑轨120，移动框410上设置有第二滑块411，移动框410通过第二滑块411安装在第二滑轨120上；齿条440安装在机架100上，齿条440与第二滑轨120平行，第二电机420和齿轮430均安装在移动框410上，第二电机420驱动齿轮430旋转，齿轮430与齿条440啮合；第一紧固螺钉450安装在移动框410上，当移动框410运行至合适的位置后，使用第一紧固螺钉450可以固定移动框410；
如图4和图5所示，振动机构500包括第一电机510、转盘520、连杆530、第一滑块540、电磁铁550、第一滑轨560、调节杆570和连接轴580；第一电机510、转盘520和第一滑轨560均固定在第一基础框架400上，第一电机510驱动转盘520旋转，调节杆570固定在转盘520的表面并且与转盘520直径平行，调节杆570内设置有沿着调节杆570长度方向的调节槽571，连接轴580固定在调节槽571内，连杆530的一端与连接轴580铰接另一端与第一滑块540铰接；第一滑块540安装在第一滑轨560上，电磁铁550固定在第一滑块540上，电磁铁550通电后即可吸住摇振框300；
如图7所示，第二基础框架700与第一基础框架400的结构一致，第二基础框架700安装在机架100，第一基础框架400和第二基础框架700分别位于机架100的不同侧；喷气组件800包括喷气管810、气源820、第三滑块830、第三滑轨840和第二紧固螺钉850，第三滑轨840竖直固定在第二基础框架700上，第三滑块830安装在第三滑轨840上，第二紧固螺钉850安装在第三滑块830上，喷气管810安装在第三滑块830上，喷气管810连接气源820。
本实施例的蓝莓采收试验台用于对如图1所示的标准化种植的蓝莓900进行摇振式采收试验和气力式采收试验；如图8所示，在试验时，蓝莓900的挂果枝条被固定在最近的钢绳200上；
摇振式采收试验的步骤是：(1)将第一基础框架400移动至合适的位置，将电磁铁550与摇振框300吸合；(2)启动第一电机510，驱动第一滑块540和摇振框300振动，观察落果情况并利用数据采集设备采集拉力传感器620和加速度传感器610的数据；(3)调整连接轴580在调节槽571内位置，改变第一滑块540和摇振框300的振幅，重复试验；(4)改变第一基础框架400的位置，使得电磁铁550与不同的摇振框300吸合，重复试验；
气力式采收试验的步骤是：(1)将第二基础框架700移动至合适的位置，调整喷气管810的高度，打开气源820，喷气管810喷出高压气体并且第二基础框架700按照设定的速度移动，观察蓝莓900落果情况；(2)移动第三滑块830，改变喷气管810的高度，重复试验。
虽然说明书中对本发明的实施方式进行了说明，但这些实施方式只是作为提示，不应限定本发明的保护范围。在不脱离本发明宗旨的范围内进行各种省略、置换和变更均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种蓝莓采收试验台，其特征在于：包括机架、钢绳、摇振框、第一基础框架、振动机构和测量***；
多根钢绳张紧在机架上，摇振框安装在钢绳上；
第一基础框架安装在机架上，振动机构安装在第一基础框架上，振动机构驱动摇振框振动；
测量***包括加速度传感器、拉力传感器和数据采集设备，加速度传感器和拉力传感器均安装在钢绳上，数据采集设备采集加速度传感器和拉力传感器的测量数据。
2.根据权利要求1所述的蓝莓采收试验台，其特征在于：所述振动机构包括第一电机、转盘、连杆、第一滑块、连接机构和第一滑轨；第一电机、转盘和第一滑轨均固定在第一基础框架上，第一电机驱动转盘旋转，连杆的两端分别铰接转盘和第一滑块，第一滑块安装在第一滑轨上，连接机构固定在第一滑块上，连接机构能够与摇振框连接。
3.根据权利要求2所述的蓝莓采收试验台，其特征在于：所述振动机构还包括调节杆和连接轴，调节杆固定在转盘的表面并且与转盘直径平行，调节杆内设置有沿着调节杆长度方向的调节槽，连接轴固定在调节槽内，连杆与连接轴铰接。
4.根据权利要求3所述的蓝莓采收试验台，其特征在于：所述连接机构为电磁铁。
5.根据权利要求1所述的蓝莓采收试验台，其特征在于：所述第一基础框架包括移动框、第二电机、齿轮和齿条，所述机架上设置有第二滑轨，移动框上设置有第二滑块，移动框通过第二滑块安装在第二滑轨上；齿条安装在机架上，齿条与第二滑轨平行，第二电机和齿轮均安装在移动框上，第二电机驱动齿轮旋转，齿轮与齿条啮合。
6.根据权利要求5所述的蓝莓采收试验台，其特征在于：所述第一基础框架还包括第一紧固螺钉，第一紧固螺钉安装在移动框上。
7.根据权利要求6所述的蓝莓采收试验台，其特征在于：还包括第二基础框架和喷气组件；第二基础框架与第一基础框架的结构一致，第二基础框架安装在机架，第一基础框架和第二基础框架分别位于机架的不同侧；喷气组件包括喷气管和气源，喷气管安装在第二基础框架上，喷气管连接气源。
8.根据权利要求7所述的蓝莓采收试验台，其特征在于：所述喷气组件还包括第三滑块和第三滑轨，第三滑轨竖直固定在第二基础框架上，第三滑块安装在第三滑轨上，喷气管安装在第三滑块上。
9.根据权利要求8所述的蓝莓采收试验台，其特征在于：所述喷气组件还包括第二紧固螺钉，第二紧固螺钉安装在第三滑块上。
10.根据权利要求1所述的蓝莓采收试验台，其特征在于：还包括定滑轮，所述钢绳的一端连接机架，另一端经过定滑轮引导转向后连接机架，所述加速度传感器和拉力传感器位于定滑轮的两端。
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