大 蔥 莖 稈 起 拔 力 測(cè) 試 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計(jì) 與 試 驗(yàn) 賈 智 博 1 , 侯 加 林 1,2 , 劉 敬 偉 1 , 邵 偉 1 , 吳 彥 強(qiáng) 1 , 牛 子 儒 1 (1. 山 東 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué) 機(jī) 械 與 電 子 工 程 學(xué) 院, 山 東 泰 安 271018; 2. 山 東 省 園 藝 機(jī) 械 與 裝 備 重 點(diǎn) 實(shí) 驗(yàn) 室, 山 東 泰 安 271018) 摘 要: 針 對(duì) 大 蔥 在 輸 送 夾 持 中 的 斷 莖、 堵 塞 等 問 題, 結(jié) 合 大 蔥 收 獲 時(shí) 的 受 力 特 性, 設(shè) 計(jì) 了 一 套 測(cè) 量 大 蔥 莖 稈 起 拔 力 的 測(cè) 試 系 統(tǒng), 并 對(duì) 該 測(cè) 試 系 統(tǒng) 進(jìn) 行 了 機(jī) 械、 電 路 及 軟 件 等3 大 部 分 的 設(shè) 計(jì)。 該 系 統(tǒng) 主 要 由 控 制 系 統(tǒng)、 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu)、 信 息 采 集 模 塊 和 人 機(jī) 交 互 界 面4 部 分 組 成, 可 以 實(shí) 現(xiàn) 數(shù) 據(jù) 的 實(shí) 時(shí) 顯 示、 存 儲(chǔ)、 下 載 及 曲 線 繪 制 等 功 能, 還 能 完 成 最 大 拉 力 等 參 數(shù) 的 計(jì) 算。 試 驗(yàn) 結(jié) 果 表 明: 該 測(cè) 試 系 統(tǒng) 精 度 高、 穩(wěn) 定 性 好, 測(cè) 量 誤 差 不 超 過1%, 可 以 滿 足 大 蔥 莖 稈 起 拔 力 試 驗(yàn) 檢 測(cè) 的 需 求, 為 進(jìn) 一 步 研 究 莖 稈 的 力 學(xué) 性 能 提 供 了 方 便。 關(guān) 鍵 詞: 大 蔥 莖 稈; 起 拔 力; 測(cè) 試 系 統(tǒng); 力 學(xué) 性 能 中 圖 分 類 號(hào): S237 文 獻(xiàn) 標(biāo) 識(shí) 碼: A 文 章 編 號(hào):1003-188X(2019)02-0109-05 0 引 言 隨 著 農(nóng) 業(yè) 工 程 學(xué) 科 的 迅 速 發(fā) 展, 深 入 研 究 農(nóng) 業(yè) 工 程 涉 及 的 農(nóng) 業(yè) 物 料 力 學(xué) 問 題, 愈 益 顯 得 重 要 1-2 。 大 蔥 作 為 我 國 重 要 的 香 辛、 保 健 蔬 菜, 已 經(jīng) 成 為 我 國 區(qū) 域 規(guī) 模 種 植 的 經(jīng) 濟(jì) 作 物 之 一, 有 著 不 可 代 替 的 地 位 3 。 隨 著 我 國 種 植 結(jié) 構(gòu) 的 調(diào) 整 和 大 蔥 種 植 規(guī) 模 的 增 大, 農(nóng) 民 對(duì) 大 蔥 收 獲 機(jī) 械 化 的 要 求 也 越 來 越 高。 目 前, 大 蔥 聯(lián) 合 收 獲 機(jī) 一 般 包 括 挖 掘、 夾 持 輸 送、 去 土 及 收 集 等 幾 個(gè) 工 作 過 程 4 。 為 了 給 大 蔥 收 獲 機(jī) 夾 持 輸 送 裝 置 的 設(shè) 計(jì) 提 供 理 論 依 據(jù), 需 要 研 究 大 蔥 莖 稈 的 相 關(guān) 力 學(xué) 特 性 5-6 。 目 前, 國 內(nèi) 外 對(duì) 于 大 蔥 莖 稈 力 學(xué) 性 能 的 試 驗(yàn) 研 究 很 少, 莖 稈 力 學(xué) 性 能 指 標(biāo) 的 研 究 也 主 要 依 靠 于 萬 能 試 驗(yàn) 機(jī) 及 一 些 小 型 試 驗(yàn) 儀 器 6-7 。 萬 能 試 驗(yàn) 機(jī) 雖 然 是 一 種 高 精 度 的 測(cè) 量 儀 器, 應(yīng) 用 范 圍 較 廣, 但 體 積 龐 大、 造 價(jià) 昂 貴, 只 能 在 室 內(nèi) 進(jìn) 行 試 驗(yàn), 無 法 大 規(guī) 模 使 用, 限 制 了 試 驗(yàn) 地 點(diǎn)。 小 型 試 驗(yàn) 儀 器 雖 然 可 以 進(jìn) 行 莖 稈 力 學(xué) 特 性 的 測(cè) 量, 但 由 于 其 精 度 較 低, 手 動(dòng) 控 制 較 多, 人 為 造 成 的 誤 差 較 大, 且 試 驗(yàn) 地 點(diǎn) 要 求 受 限, 只 能 在 特 定 的 環(huán) 境 中 使 用。 針 對(duì) 上 述 問 題, 同 時(shí) 考 慮 到 大 蔥 莖 稈 的 起 拔 力 特 收 稿 日 期: 2017-09-27 基 金 項(xiàng) 目: 國 家 特 色 蔬 菜 產(chǎn) 業(yè) 技 術(shù) 體 系 項(xiàng) 目(CARS-24-D-01); 山 東 省 農(nóng) 機(jī) 裝 備 研 發(fā) 創(chuàng) 新 計(jì) 劃 項(xiàng) 目(2017YF001); 山 東 省 現(xiàn) 代 農(nóng) 業(yè) 產(chǎn) 業(yè) 技 術(shù) 體 系 建 設(shè) 項(xiàng) 目(SDAIT-05-11) 作 者 簡(jiǎn) 介: 賈 智 博(1992-), 男, 山 東 鄒 城 人, 碩 士 研 究 生,(E-mail) jzbsdau163.com。 通 訊 作 者: 侯 加 林(1963-), 男, 山 東 高 密 人, 教 授, 博 士 生 導(dǎo) 師,(E- mail)jlhousdau.edu.cn。 性, 設(shè) 計(jì) 了 一 套 適 用 于 田 間 試 驗(yàn) 的 大 蔥 莖 稈 起 拔 力 測(cè) 試 系 統(tǒng), 研 究 大 蔥 在 收 獲 期 的 起 拔 力 特 性, 通 過 傳 感 器 與 上 位 機(jī) 實(shí) 現(xiàn) 起 拔 力 的 采 樣 與 記 錄, 可 以 實(shí) 時(shí) 觀 測(cè) 到 大 蔥 力 學(xué) 性 能 的 變 化 規(guī) 律, 有 效 地 提 高 了 試 驗(yàn) 數(shù) 據(jù) 的 精 度。 1 系 統(tǒng) 構(gòu) 成 根 據(jù) 收 獲 機(jī) 械 在 田 間 作 業(yè) 時(shí) 對(duì) 莖 稈 產(chǎn) 生 的 主 要 力 學(xué) 形 式, 設(shè) 計(jì) 制 作 了 大 蔥 莖 稈 力 學(xué) 特 性 測(cè) 試 系 統(tǒng)。 試 驗(yàn) 系 統(tǒng) 包 括 控 制 系 統(tǒng)、 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu)、 信 息 采 集 及 人 機(jī) 交 互 界 面4 部 分, 如 圖1 所 示。 信 息 采 集 模 塊 由 拉 壓 力 傳 感 器 及 其 變 送 器 組 成, 可 采 集 試 驗(yàn) 過 程 中 大 蔥 莖 稈 的 力 學(xué) 特 性 數(shù) 據(jù); 控 制 系 統(tǒng) 由STM32 主 控 制 器 和 上 位 機(jī) 組 成, 完 成 試 驗(yàn) 數(shù) 據(jù) 的 處 理 和 傳 輸; 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 由 兩 相 四 線 的 步 進(jìn) 電 機(jī) 完 成; 人 機(jī) 交 互 界 面 主 要 進(jìn) 行 試 驗(yàn) 數(shù) 據(jù) 的 實(shí) 時(shí) 顯 示。 圖1 系 統(tǒng) 組 成 Fig.1 Systemcomposition 9 0 1 2019 年2 月 農(nóng) 機(jī) 化 研 究 第2 期 2 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 2.1 機(jī) 械 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 機(jī) 械 系 統(tǒng) 主 要 由 步 進(jìn) 電 機(jī)、 聯(lián) 軸 器、 導(dǎo) 程 絲 杠、 拉 壓 力 傳 感 器 及 夾 持 裝 置 等 組 成, 整 體 結(jié) 構(gòu) 如 圖2 所 示。 1. 支 撐 柱 2. 步 進(jìn) 電 機(jī) 3. 聯(lián) 軸 器 4. 配 重 柱 5. 導(dǎo) 程 絲 杠 6. 導(dǎo) 柱 7. 支 撐 桿 8. 拉 壓 力 傳 感 器 9. 夾 持 裝 置 10. 調(diào) 節(jié) 旋 鈕 11. 底 板 圖2 試 驗(yàn) 臺(tái) 主 體 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 圖 Fig.2 Themainstructureofthetestbed 2.1.1 夾 持 部 分 設(shè) 計(jì) 如 何 夾 持 是 整 個(gè) 試 驗(yàn) 過 程 中 的 核 心, 直 接 影 響 到 試 驗(yàn) 的 相 關(guān) 參 數(shù)。 考 慮 到 大 蔥 莖 稈 本 身 清 脆 的 特 性 及 大 蔥 收 獲 時(shí) 莖 稈 的 受 力 情 況, 設(shè) 計(jì) 加 工 了 如 圖3 所 示 的 夾 持 裝 置。 圖3 夾 持 裝 置 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 圖 Fig.3 Structureoftheclampingdevice 該 夾 持 裝 置 設(shè) 計(jì) 為U 型 槽 結(jié) 構(gòu),U 型 槽 內(nèi) 兩 側(cè) 各 設(shè) 有1 個(gè) 夾 持 墊 片, 一 側(cè) 的 夾 持 墊 片 固 定, 另 一 側(cè) 的 夾 持 墊 片 可 活 動(dòng) 連 接 在U 型 槽 上。 通 過 調(diào) 節(jié) 按 鈕 調(diào) 節(jié) 兩 個(gè) 夾 持 墊 片 之 間 的 間 距, 以 適 應(yīng) 不 同 直 徑 大 蔥 莖 稈 的 夾 持。 為 了 減 小 大 蔥 莖 稈 在 試 驗(yàn) 過 程 中 的 損 傷, 夾 持 墊 片 上 相 對(duì) 設(shè) 有 橡 膠 墊。 2.1.2 傳 動(dòng) 部 分 設(shè) 計(jì) 傳 動(dòng) 部 分 的 設(shè) 計(jì) 采 用 導(dǎo) 程 絲 杠 加 螺 栓 固 定 的 方 式 帶 動(dòng) 夾 持 機(jī) 構(gòu) 和 傳 感 器 運(yùn) 動(dòng) 工 作, 導(dǎo) 程 絲 杠 下 方 通 過 聯(lián) 軸 器 與 步 進(jìn) 電 機(jī) 連 接。 具 體 結(jié) 構(gòu) 如 圖4 所 示。 1. 導(dǎo) 程 絲 杠 2. 聯(lián) 軸 器 3. 步 進(jìn) 電 機(jī) 4. 夾 持 裝 置 5. 傳 感 器 圖4 主 機(jī) 架 側(cè) 視 圖 Fig.4 Sideviewofmainframe 設(shè) 導(dǎo) 程 絲 杠 間 距 為 L, 步 進(jìn) 電 動(dòng) 機(jī) 的 步 進(jìn) 角 為 , 電 動(dòng) 機(jī) 的 控 制 頻 率 為 P, 試 驗(yàn) 速 度 設(shè) 為 V, 行 程 位 移 設(shè) 置 為 S, 夾 持 起 拔 的 線 速 度 計(jì) 算 公 式 可 表 示 為 V = S T T = 360 S L P 式 中 T 試 驗(yàn) 所 需 時(shí) 間(s)。 2.2 控 制 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 控 制 系 統(tǒng) 用 來 控 制 試 驗(yàn) 平 臺(tái) 的 啟 動(dòng) 與 停 止, 并 可 對(duì) 大 蔥 莖 稈 起 拔 狀 態(tài) 的 參 數(shù) 進(jìn) 行 測(cè) 量 與 信 息 傳 送, 主 要 由 基 于ARMCortex-M3 內(nèi) 核 的STM32F103 增 強(qiáng) 型 單 片 機(jī) 完 成 8-9 。 該 單 片 機(jī) 具 有 高 性 能、 低 成 本、 低 功 耗 的 特 點(diǎn) 10 , 同 時(shí) 搭 載 的3.2 寸TFT 液 晶 屏 可 以 實(shí) 時(shí) 顯 示 試 驗(yàn) 過 程 中 力 學(xué) 特 性 的 變 化 規(guī) 律。 圖5 為 該 控 制 系 統(tǒng) 的 結(jié) 構(gòu) 示 框 圖。 2.2.1 信 號(hào) 放 大 電 路 設(shè) 計(jì) 信 號(hào) 放 大 電 路 由 負(fù) 電 壓 產(chǎn) 生 電 路 和 信 號(hào) 放 大 器 組 成 11 。 負(fù) 電 壓 產(chǎn) 生 電 路 由78L08 穩(wěn) 壓 芯 片 和ICL7660S 電 壓 變 換 器 組 成。 該 芯 片 具 有 線 性 度 和 穩(wěn) 定 的 增 益, 能 夠 滿 足 電 壓 轉(zhuǎn) 換 的 需 求。 信 號(hào) 放 大 器 采 用OP07 芯 片 組 建。 OP07 芯 片 是 0 1 1 2019 年2 月 農(nóng) 機(jī) 化 研 究 第2 期 一 種 低 噪 聲、 非 斬 波 穩(wěn) 零 的 雙 極 性 運(yùn) 算 放 大 器 集 成 電 路 12 , 其 低 失 調(diào)、 高 開 環(huán) 增 益 的 特 性 適 用 于 放 大 傳 感 器 的 微 弱 信 號(hào)。 拉 壓 力 傳 感 器 輸 出 電 壓 振 幅 范 圍0 20mV, 而A/D 轉(zhuǎn) 換 的 輸 入 電 壓 要 求 為3.3V, 因 此 放 大 環(huán) 節(jié) 要 有165 倍 左 右 的 增 益。 差 動(dòng) 放 大 電 路 如 圖6 所 示。 圖5 控 制 系 統(tǒng) 結(jié) 構(gòu) 框 圖 Fig.5 Structurediagramofcontrolsystem 圖6 差 動(dòng) 放 大 電 路 Fig.6 Differentialamplifier 2.2.2 A/D 轉(zhuǎn) 換 電 路 設(shè) 計(jì) A/D 轉(zhuǎn) 換 電 路 選 用AD0809 芯 片 設(shè) 計(jì)。 AD0809 是 帶 有8 位A/D 轉(zhuǎn) 換 器、8 路 多 路 開 關(guān) 及 微 處 理 機(jī) 兼 容 的 控 制 邏 輯 的CMOS 組 件, 它 是 逐 次 逼 近 式A/D 轉(zhuǎn) 換 器, 可 以 和 單 片 機(jī) 直 接 接 口, 將 信 號(hào) 放 大 器 傳 來 的 模 擬 信 號(hào) 轉(zhuǎn) 換 成 數(shù) 字 信 號(hào) 傳 到 上 位 機(jī) 顯 示。 2.3 軟 件 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 軟 件 系 統(tǒng) 主 要 是 上 位 機(jī) 通 訊 程 序 的 設(shè) 計(jì), 通 過 MicrosoftVisualC+6.0 開 發(fā) 環(huán) 境 和C# 等 編 程 語 言 設(shè) 計(jì) 開 發(fā) 了 上 位 機(jī) 數(shù) 據(jù) 采 集 接 收 界 面 13-14 。 通 過 STM32 主 控 制 器 與 上 位 機(jī) 之 間 的 串 口 通 信, 能 在 上 位 機(jī) 數(shù) 據(jù) 采 集 接 收 界 面 實(shí) 現(xiàn) 試 驗(yàn) 數(shù) 據(jù) 的 實(shí) 時(shí) 顯 示、 歷 史 查 詢、 數(shù) 據(jù) 下 載、 曲 線 繪 制 等 功 能, 可 以 通 過 上 位 機(jī) 數(shù) 據(jù) 采 集 接 收 界 面 實(shí) 時(shí) 觀 察 大 蔥 莖 稈 的 運(yùn) 動(dòng) 過 程 和 受 力 狀 態(tài)。 上 位 機(jī) 界 面 如 圖7 所 示。 圖7 上 位 機(jī) 界 面 Fig.7 Interfaceofpositionmachine 3 試 驗(yàn) 與 結(jié) 果 分 析 大 蔥 莖 稈 起 拔 力 試 驗(yàn) 使 用 上 述 自 制 莖 稈 力 學(xué) 特 性 測(cè) 試 儀 進(jìn) 行, 其 主 要 技 術(shù) 參 數(shù) 如 表1 所 示。 表1 大 蔥 莖 稈 起 拔 力 測(cè) 試 儀 主 要 技 術(shù) 參 數(shù) Table1 Maintechnicalparametersofcontrolsystem 參 數(shù) 單 位 數(shù) 值 外 形 尺 寸( 長 寬 高) mm 150210400 運(yùn) 動(dòng) 速 度 mm/s 03 運(yùn) 動(dòng) 行 程 mm 200 傳 感 器 量 程 kg 40 測(cè) 試 精 度 % 1.03 配 套 動(dòng) 力 W 20 步 進(jìn) 電 機(jī) 扭 矩 Nm 8.5為 了 測(cè) 定 起 拔 力 模 塊 的 精 度, 選 用 不 同 質(zhì) 量 的 標(biāo) 準(zhǔn) 砝 碼, 分 別 在 萬 能 試 驗(yàn) 機(jī) 和 該 測(cè) 試 系 統(tǒng) 上 進(jìn) 行 對(duì) 比 測(cè) 量, 結(jié) 果 如 表2 所 示。 表2 起 拔 力 模 塊 精 度 測(cè) 試 Table2 Accuracytestofthepullingforcemodule 實(shí) 際 拉 力 /N 測(cè) 試 結(jié) 果/N 測(cè) 試 系 統(tǒng) 萬 能 試 驗(yàn) 機(jī) 相 對(duì) 誤 差/% 測(cè) 試 系 統(tǒng) 萬 能 試 驗(yàn) 機(jī) 平 均 誤 差/% 測(cè) 試 系 統(tǒng) 萬 能 試 驗(yàn) 機(jī) 14.7 14.9 14.4 1.36 2.04 19.6 19.8 19.2 1.02 2.04 29.4 29.7 28.8 1.01 2.04 0.90 1.84 58.8 59.2 57.9 0.68 1.53 117.7 118.2 115.9 0.42 1.53 1 1 1 2019 年2 月 農(nóng) 機(jī) 化 研 究 第2 期 由 表2 可 知: 該 測(cè) 試 儀 起 拔 力 模 塊 的 測(cè) 量 精 度 為 0.90%, 優(yōu) 于 萬 能 試 驗(yàn) 機(jī) 的 測(cè) 量 精 度; 但 是, 在 穩(wěn) 定 性 方 面, 萬 能 試 驗(yàn) 機(jī) 的 誤 差 波 動(dòng) 更 小。 試 驗(yàn) 樣 品 選 取 山 東 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué) 蔥 姜 蒜 試 驗(yàn) 站 收 獲 期 的 元 藏 大 蔥, 取 樣 時(shí) 間 為2016 年10 月20 號(hào) 到11 月16 號(hào), 每 隔5 天 進(jìn) 行1 次 試 驗(yàn)。 每 次 試 驗(yàn) 結(jié) 束 后, 將 試 驗(yàn) 樣 品 稱 重, 然 后 將 其 放 入 烘 干 機(jī) 干 燥, 計(jì) 算 其 含 水 率。 圖8 是 大 蔥 莖 稈 含 水 率 隨 時(shí) 間 的 變 化 規(guī) 律。 圖8 莖 稈 含 水 率 的 變 化 Fig.8 Changeofstemmoisturecontent 由 圖8 可 知: 這 段 時(shí) 間 內(nèi), 大 蔥 莖 稈 含 水 率 下 降 約10%。 這 表 明, 距 收 獲 期 越 近, 大 蔥 莖 稈 的 含 水 率 越 低。 其 原 因 是: 天 氣 比 較 干 燥, 土 壤 含 水 率 相 對(duì) 較 低, 植 株 逐 漸 老 化。 進(jìn) 行 起 拔 力 試 驗(yàn) 的 同 時(shí), 對(duì) 土 壤 的 相 關(guān) 參 數(shù) 進(jìn) 行 了 測(cè) 量, 包 括 土 壤 硬 度、 含 水 率 及 容 重。 測(cè) 得 的 結(jié) 果 為 土 壤 硬 度155psi( 磅/ 平 方 英 寸)、 含 水 率22.23%、 容 重1.25g/cm 3 。 在 實(shí) 際 測(cè) 量 中, 選 取 直 徑 為14.5mm(0.2mm) 的 大 蔥 莖 稈 為 試 驗(yàn) 對(duì) 象, 在 松 土 的 前 提 下, 使 用 起 拔 力 測(cè) 試 儀 測(cè) 量 不 同 加 載 速 度 下 大 蔥 莖 稈 受 力 的 變 化 規(guī) 律。 速 度 分 別 設(shè) 定 為20、30、40mm/min, F- T 曲 線 如 圖9 所 示。 圖9 不 同 加 載 速 度 大 蔥 莖 稈 的F-T 曲 線 Fig.9 F-Tcurveofscallionstalkwithdifferentspeed 由 圖9 可 知: 在 一 定 范 圍 內(nèi), 隨 著 加 載 速 度 的 增 大, 起 拔 力 從110N 增 大 到160N, 拔 取 大 蔥 所 需 的 時(shí) 間 逐 漸 變 短。 這 是 由 于 大 蔥 植 株 的 纖 維 化 程 度 越 來 越 高, 使 大 蔥 莖 稈 的 韌 性、 強(qiáng) 度 不 斷 增 大。 在 取 樣 期 間 內(nèi), 針 對(duì) 不 同 含 水 率 的 大 蔥 莖 稈, 在 松 土 的 前 提 下, 選 取 直 徑 相 同 的 大 蔥 進(jìn) 行 起 拔 力 試 驗(yàn), 加 載 速 度 統(tǒng) 一 設(shè) 定 為30mm/min。 結(jié) 果 顯 示: 隨 著 生 長 期 的 增 長, 大 蔥 莖 稈 的 起 拔 力 逐 漸 增 大。 為 進(jìn) 一 步 反 應(yīng) 莖 稈 起 拔 力 變 化 的 規(guī) 律, 將 大 蔥 莖 稈 生 長 時(shí) 間 因 素 轉(zhuǎn) 換 為 含 水 率, 通 過MatLab 軟 件 擬 合 出 莖 稈 起 拔 力 與 含 水 率 之 間 的 函 數(shù) 關(guān) 系 式, 即 F =0 .07856 X 2 - 12 .615 X +568 .24 R =0 .986 式 中 F 大 蔥 莖 稈 起 拔 力(N);X 大 蔥 莖 稈 含 水 率(%);R 擬 合 系 數(shù)。 由 函 數(shù) 關(guān) 系 式 可 知: 大 蔥 莖 稈 的 起 拔 力 與 含 水 率 之 間 大 致 呈 二 次 函 數(shù) 關(guān) 系, 擬 合 系 數(shù) 為0.986。 4 結(jié) 論 1) 針 對(duì) 大 蔥 在 輸 送 夾 持 中 的 斷 莖、 堵 塞 等 問 題, 設(shè) 計(jì) 了 便 攜 式 數(shù) 控 大 蔥 起 拔 力 測(cè) 試 系 統(tǒng), 采 用 拉 壓 力 2 1 1 2019 年2 月 農(nóng) 機(jī) 化 研 究 第2 期 傳 感 器、 夾 持 裝 置、 控 制 器 一 體 化 的 結(jié) 構(gòu), 有 效 減 小 了 試 驗(yàn) 臺(tái) 的 體 積 與 質(zhì) 量, 可 以 帶 到 大 蔥 生 長 現(xiàn) 場(chǎng) 進(jìn) 行 試 驗(yàn)。 試 驗(yàn) 系 統(tǒng) 的 加 載 速 度 和 夾 持 裝 置 根 據(jù) 需 要 均 可 調(diào) 節(jié), 采 集 數(shù) 據(jù) 的 測(cè) 試 精 度0.90%, 滿 足 試 驗(yàn) 要 求。 2) 通 過MicrosoftVisualC+6.0 開 發(fā) 環(huán) 境 和C# 等 編 程 語 言 設(shè) 計(jì) 開 發(fā) 的 上 位 機(jī) 數(shù) 據(jù) 采 集 接 收 界 面, 較 好 地 完 成 了 試 驗(yàn) 數(shù) 據(jù) 曲 線 的 實(shí) 時(shí) 顯 示 與 存 儲(chǔ), 減 輕 了 試 驗(yàn) 數(shù) 據(jù) 處 理 的 勞 動(dòng) 強(qiáng) 度。 3) 通 過 對(duì) 大 蔥 莖 稈 的 相 關(guān) 試 驗(yàn) 可 以 看 出: 大 蔥 莖 稈 的 含 水 率 隨 收 獲 期 的 臨 近 而 降 低, 并 且 隨 著 受 力 速 度 及 含 水 率 的 不 同 而 呈 現(xiàn) 出 不 同 的 力 學(xué) 特 性。 對(duì) 于 直 徑 相 同 的 大 蔥, 在 一 定 范 圍 內(nèi), 受 力 速 度 增 大, 拔 取 大 蔥 的 起 拔 力 增 大; 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ShandongProvincialKeyLaboratoryofHorticulturalMachineriesandEquipments,Taian271018,China) A b s t r a c t:Thispaperaimsattheproblemofbrokenstemsandjamsintheprocessofcarryingscallion,andcombinesthe mechanicalcharacteristicsofscallionwhenharvested,akindofcontrolsystemformeasuringthepullingforceofscallions wasdesigned.Thecontrolsystemwasdesignedwiththreeparts:mechanical,circuitandsoftware,mainlyincludecontrol section,executivebody,informationcollectionandHMI(Human-computerinteractioninterface).Thesystemcanrealize real-timedisplay,storage,downloadandcurvedrawingofdata.Atthesametime,itcancompletethecalculationofthe parameterssuchasmaximumtension.Theexperimentresultsshowthatthesystemisreliableandhasthefeaturesofhigh precision,withthedeviationofcollectiondatalowerthan1%,whichcanfulfillthesystemrequirements.Itprovidescon- venienceforfurtherstudyingthemechanicalpropertiesofstems. K e y w o r d s:scallionstalk;pullingforce;testsystem;mechanicalproperty 3 1 1 2019 年2 月 農(nóng) 機(jī) 化 研 究 第2 期