酿酒葡萄果蒂振动分离试验台的制作方法

1.本发明涉及农业机械领域，尤其涉及一种酿酒葡萄果蒂振动分离试验台。


背景技术：

2.振动采收是现有技术中的一种葡萄机械化采收方法，具体做法是利用振动机构驱动葡萄藤振动，使得成熟的葡萄脱落。良好的振动采收应具备如下效果：1.葡萄藤上的葡萄尽可能多的脱落；2.在促使葡萄脱落的同时尽可能降低对葡萄藤的损伤；3.葡萄脱落时的初始速度尽可能的低(降低葡萄的破碎概率)。影响振动采收效果的主要因素是振源的位置(即振动机构与葡萄藤的具体连接位置)、振动频率、振幅、树龄和葡萄品种；为了获得良好的采收效果，研究人员需要对各种葡萄树进行试验，获得最佳的振动参数。
3.现有技术中，研究人员的试验方式是：在种植园中选择合适的葡萄藤，将振动机构与葡萄藤连接，在葡萄藤上安装传感器，然后进行振动试验，采集传感器的数据，记录葡萄脱落情况。现有技术中并没有专用的传感器安装工具，研究人员主要是将传感器捆扎在葡萄藤上或者利用螺栓将夹板固定在葡萄藤上，然后再将传感器安装在夹板上。这种试验方式的缺陷在于：1.传感器安装过程复杂，每棵葡萄藤上都需要安装多个传感器，每次试验的葡萄藤的数量又非常多，导致研究人员需要花费大量时间在反复拆装传感器这一步骤上；2.传感器调节困难，振动试验要求传感器与振动平面垂直(传感器呈圆柱形，传感器的中轴线应与振动方向一致)，一旦安装完成后如果传感器的方向不对，只能将夹板拆下重新安装。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是现有技术中的葡萄振动试验台不利于传感器的安装，试验过程中需要花费大量时间拆装传感器并且传感器的位置难以调节。
5.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种酿酒葡萄果蒂振动分离试验台，包括框架、振动机构、数据采集器、传感器、固定环和气泵；
6.所述振动机构安装在框架上，振动机构驱动葡萄藤振动；
7.所述固定环包括第一半环、第二半环、气囊、锁定机构和滑动件，第一半环和第二半环均内部中空，第一半环和第二半环内各安装一个气囊，第一半环和第二半环能够组成完整圆环并被锁定机构锁定；气泵安装在框架上并为气囊充气；锁定机构可以采用螺栓或者夹板等固定件，锁定机构的作用在于保持第一半环和第二半环贴合，当气囊充气之后，气囊鼓胀并紧紧夹住中间的葡萄藤；
8.所述第一半环的外弧面上设置有沿着圆周方向的弧形槽，所述滑动件包括弧形板、横板和竖板，横板的两端分别连接弧形板和竖板，横板从弧形槽内穿过，竖板用于安装传感器，传感器连接数据采集器，滑动件既能用于安装传感器也能调节传感器的位置；当气囊内的气压不高时，滑动件能够沿着弧形槽滑动；当气囊内的气压升高后，滑动件的弧形板被紧紧的压在第一半环的内表面，滑动件以及安装在滑动件上的传感器的位置被锁定；
9.本发明酿酒葡萄果蒂振动分离试验台的使用方法是：首先将第一半环和第二半环夹住葡萄藤，锁定机构将第一半环和第二半环锁定；然后气泵向气囊内充气，此时只需保持气囊充满且气压略高于大气压即可，鼓胀的气囊完全包裹葡萄藤使得固定环在葡萄藤上基本固定(但是并不牢固)；之后将传感器安装在滑动件的竖板上，将滑动件向内轻轻按压即可沿着弧形槽调节滑动件和传感器的位置，直至传感器处于合适的位置；然后使用气泵向气囊内再次充气，将气囊内的气压升高(可以升高到5个大气压以上)，此时气囊紧紧包裹葡萄藤，整个固定环被牢牢固定，同时气囊也会紧紧压住滑动件的弧形板，滑动件以及安装在滑动件上的传感器的位置被锁定；最后利用振动机构驱动葡萄藤振动，进行振动试验。
10.本发明的酿酒葡萄果蒂振动分离试验台在第一次安装好传感器之后就不用拆卸传感器，后续试验时，研究人员对气囊泄压取下第一半环和第二半环时传感器会随着第一半环被一同取下，后续的所有传感器安装和拆卸操作只需要通过操作气泵即可完成，既方便又省力；如果安装完成后还想调节传感器的位置，只需要对第一半环内的气囊适度泄压并移动滑动件即可调节，再次充气又能固定传感器。
11.进一步的，所述固定环还包括第一连接杆，所述第二半环的外弧面上设置有圆孔，所述第一连接杆的一端设置有半球形的限定块，第一连接杆穿过圆孔，限定块位于第二半环的内部，第一连接杆的表面设置有螺纹，第一连接杆上套有多个螺母，第一连接杆用于连接振动机构；
12.本发明中的固定环既能用于安装传感器也能用于连接振动机构，具体使用方法是：首先将第一半环和第二半环夹住葡萄藤，锁定机构将第一半环和第二半环锁定；然后气泵向气囊内充气，此时只需保持气囊充满且气压略高于大气压即可，鼓胀的气囊完全包裹葡萄藤使得固定环在葡萄藤上基本固定(但是并不牢固)；之后适度调整第一连接杆，使得第一连接杆与振动机构对齐，利用外侧螺母将第一连接杆与振动机构连接，利用内侧螺母将第一连接杆与第二半环锁定；最后使用气泵向气囊内再次充气，将气囊内的气压升高(可以升高到5个大气压以上)，第二半环内的气囊紧紧压住连接杆的半球形的限定块。
13.进一步的，所述锁定机构包括销轴和销轴座，所述销轴安装在第二半环的边缘，销轴平行于第一半环的轴向，所述销轴座安装在第一半环的边缘，销轴座上设置有销轴孔，当第一半环和第二半环合并时，销轴插入销轴孔内，确保第一半环和第二半环不会被鼓胀的气囊撑开。
14.进一步的，所述第一半环和第二半环上均设置有进气口和泄压口，进气口和泄压口与气囊连通，所述进气口内设置有单向阀，泄压口内设置有泄压阀。
15.进一步的，所述振动机构包括电机、转盘、连杆、滑块、滑轨和第二连接杆，电机驱动转盘旋转，滑块安装在滑轨上，连杆的两端分别铰接转盘和滑块，第二连接杆安装在滑块上，当电机驱动转盘旋转时，转盘通过连杆驱动滑块在滑轨上往复运动，滑块和第二连接杆驱动葡萄藤振动。
16.进一步的，所述第二连接杆包括横杆和竖杆，横杆的一端固定在竖杆上，滑块上设置有竖向的导向槽，竖杆安装在导向槽内，通过导向槽可以调节横杆的高度。
17.进一步的，所述横杆的数量为两根或多根，所有横杆的一端均固定在竖杆上，所有横杆平行；通过导向槽能够调节的高度有限，通过设置多根横杆可以方便研究人员对葡萄藤各个高度进行振动。
18.进一步的，所述转盘的表面设置有直径方向的固定槽，固定槽内设置有连接块，连杆的一端与连接块铰接，改变连接块在固定槽内的位置可以改变滑块的最大行程，继而调节葡萄藤的振幅。
19.进一步的，所述电机为变频电机，改变电机的转速即可调节葡萄藤的振动频率。
20.有益效果：(1)本发明的酿酒葡萄果蒂振动分离试验台利用带有气囊的固定环安装传感器，通过气囊的充气和放气即可实现传感器的安装和拆卸，不仅操作方便省时省力，而且能够适应任意形状的葡萄藤且不会对葡萄藤产生机械损伤。(2)本发明的酿酒葡萄果蒂振动分离试验台在第一半环上设置弧形槽，滑动件在弧形槽内可移动使得传感器能够随着滑动件改变位置，方便研究人员随时调节传感器的位置，同时滑动件也能随着气囊内气压的升高而固定，避免传感器在振动过程中改变位置。(3)本发明的酿酒葡萄果蒂振动分离试验台在第二半环内设置带有限定块的第一连接杆，第一连接杆能够灵活的调整方向以便与振动机构连接，同时第一连接杆也能随着气囊内气压的升高而固定。(4)本发明的酿酒葡萄果蒂振动分离试验台在转盘上设置固定槽，配合连接块可以调节滑块的最大行程，方便研究人员改变葡萄藤的振幅。
附图说明
21.图1是实施例1中框架、振动机构和气泵的结构图。
22.图2是实施例1中第一半环的主视图。
23.图3是图2的a
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a剖面图。
24.图4是实施例1中滑动件的主视图。
25.图5是实施例1中滑动件的俯视图。
26.图6是图4的b
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b剖面图。
27.图7是实施例1中第二半环的主视图。
28.图8是图7的c
‑
c剖面图。
29.图9是实施例1中固定环的应用状态图。
30.其中：100、框架；200、振动机构；210、转盘；211、固定槽；212、连接块；220、连杆；230、滑块；231、导向槽；240、滑轨；250、第二连接杆；251、横杆；252、竖杆；300、传感器；400、固定环；410、第一半环；411、弧形槽；420、第二半环；421、圆孔；430、气囊；440、锁定机构；441、销轴；442、销轴座；450、滑动件；451、弧形板；452、横板；453、竖板；460、第一连接杆；461、限定块；462、螺母；470、进气口；480、泄压口；500、气泵；600、葡萄藤。
具体实施方式
31.下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
32.实施例1
33.如图1至图9所示，本实施例的酿酒葡萄果蒂振动分离试验台，包括框架100、振动机构200、数据采集器、传感器300、固定环400和气泵500；
34.如图1所示，振动机构200包括电机、转盘210、连杆220、滑块230、滑轨240和第二连接杆250，电机为变频电机，电机驱动转盘210旋转，转盘210的表面设置有直径方向的固定槽211，固定槽211内设置有连接块212，连杆220的一端与连接块212铰接，另一端铰接滑块
230；滑块230安装在滑轨240上，第二连接杆250包括两根横杆251和一根竖杆252，横杆251的一端固定在竖杆252上，两根横杆251平行，滑块230上设置有竖向的导向槽231，竖杆252安装在导向槽231内，通过导向槽231可以调节横杆251的高度；
35.电机、滑轨240和气泵500均固定在框架100上；
36.固定环400包括第一半环410、第二半环420、气囊430、锁定机构440、滑动件450和第一连接杆460，第一半环410和第二半环420均内部中空，第一半环410和第二半环420内各安装一个气囊430，第一半环410和第二半环420能够组成完整圆环；
37.如图2和图3所示，第一半环410的外弧面上设置有沿着圆周方向的弧形槽411；如图4至图6所示，滑动件450包括弧形板451、横板452和竖板453，横板452的两端分别连接弧形板451和竖板453，横板452从如图2所示的弧形槽411内穿过，竖板453用于安装传感器300；
38.如图7至图8所示，第二半环420的外弧面上设置有圆孔421，第一连接杆460的一端设置有半球形的限定块461，第一连接杆460穿过圆孔421，限定块461位于第二半环420的内部，第一连接杆460的表面设置有螺纹，第一连接杆460上套有三个螺母462；
39.锁定机构440包括销轴441和销轴座442，销轴441安装在第二半环420的边缘，销轴441平行于第一半环410的轴向，所述销轴座442安装在第一半环410的边缘，销轴座442上设置有销轴孔，当第一半环410和第二半环420合并时，销轴441插入销轴孔内；
40.第一半环410和第二半环420上均设置有进气口470和泄压口480，进气口470和泄压口480与气囊430连通，进气口470内设置有单向阀，泄压口480内设置有泄压阀；
41.本实施例中传感器300为加速度传感器，数据采集器为national instruments公司usb
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6009型号数据采集卡，该数据采集卡与计算机连接。
42.本实施例的酿酒葡萄果蒂振动分离试验台主要用于葡萄振动采收试验，整个试验台均安装在拖拉机上，由拖拉机直接运送至葡萄园内进行采收试验，具体使用方法是：
43.(1)如图9所示，将固定环400的第一半环410和第二半环420夹在葡萄藤600上，销轴441插入销轴座442内；
44.(2)气泵500连接进气口470，气泵500向气囊430内充气，保持气囊430充满且气压略高于大气压即可，鼓胀的气囊430完全包裹葡萄藤600使得固定环400在葡萄藤600上基本固定；
45.(3)拖拉机将振动机构200运送至葡萄藤600附近，调节如图9中所示的第一连接杆460，使得第一连接杆460与振动机构200对齐，利用外侧的螺母462将第一连接杆460与振动机构200的横杆251连接，利用内侧的螺母462将第一连接杆460与第二半环420锁定；
46.(4)气泵500向气囊430内再次充气，将气囊430内的气压升高，气囊430紧紧包裹葡萄藤600，整个固定环400被牢牢固定，同时，第一连接杆460也被牢固锁定；
47.(5)如图9所示，用同样的方法将另一个固定环400的第一半环410和第二半环420夹在葡萄藤600的其他适当位置；
48.(6)气泵500连接进气口470，气泵500向气囊430内充气，保持气囊430充满且气压略高于大气压即可，鼓胀的气囊430完全包裹葡萄藤600使得固定环400在葡萄藤600上基本固定；
49.(7)如图9所示，在滑动件450的竖板453上安装传感器300，沿着弧形槽411左右调
节滑动件450的位置，使得传感器300的中轴线方向与葡萄藤600的振动方向一致；
50.(8)气泵500向气囊430内再次充气，将气囊430内的气压升高，气囊430紧紧包裹葡萄藤600，整个固定环400被牢牢固定，同时，滑动件450也被牢固锁定；
51.(9)以同样的方法在葡萄藤600上安装更多的传感器300，然后启动电机，进行振动采收试验，使用软件对传感器300数据进行拟合即可得到葡萄振动采收时葡萄藤600各点处的加速度曲线。
52.从图9可以看出，本实施例中的固定环400既能用于安装传感器300，也能用于连接振动机构200，图9中同时画出了第一连接杆460和滑动件450，但是在实际应用中，研究人员只需要根据实际用途选装第一连接杆460或者滑动件450中的一个即可。
53.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。