本發(fā)明涉及測量力的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種秸稈起拔力測試儀。

背景技術(shù)：

隨著近年來農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大部分地區(qū)對秸稈類作物農(nóng)田實(shí)行免耕、少耕，盡可能的減少耕作，并用玉米等作物秸稈覆蓋地表，從而減少風(fēng)噬和水噬，提高土壤肥力和抗寒能力。針對這種作物處理方式，產(chǎn)生了具有根茬處理能力的播種機(jī)和耕作機(jī)械，以及根茬拔除器械。

在研究秸稈拔取裝置或收獲裝置及秸稈的物理力學(xué)特性的時(shí)候,都需要對秸稈與土壤的結(jié)合力及所需的起拔力進(jìn)行測定,但莖桿的力學(xué)性能由于土壤環(huán)境，作物生長狀態(tài)的不同存在很大差異，所以需要一款測量設(shè)備提供準(zhǔn)確的起拔力參數(shù)。

秸稈類作物根系發(fā)達(dá)一般與土壤結(jié)合較為緊密，起拔力很大，現(xiàn)有的測試儀器一般都是根據(jù)試驗(yàn)制作,實(shí)際測試過程中受到起拔力的測試手段的影響較大，因此只能粗略地測定拔出作物跟茬所需用的力，且起拔測試儀復(fù)雜，攜帶不方便，田間支撐穩(wěn)定性差，置起后受力后側(cè)的起拔力不是鉛錘力，不能根據(jù)具體環(huán)境做到垂直起拔，容易偏離實(shí)際數(shù)值并且不能保證勻速加載，甚至?xí)D(zhuǎn)產(chǎn)生扭矩。目前國內(nèi)還沒有便捷的精密測量起拔秸稈應(yīng)力大小的測量工具，使得這一科研項(xiàng)目缺少數(shù)據(jù)參數(shù)，相關(guān)器械無法滿足市場需求，發(fā)展也一直停滯不前。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不能垂直起拔、起拔力測定不準(zhǔn)確的問題，提出了一種秸稈起拔力測試儀，其結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，可以精確的測量秸稈起拔力。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種秸稈起拔力測試儀，其中，包括豎直保持機(jī)構(gòu)、夾緊機(jī)構(gòu)、提升機(jī)構(gòu)和支架；

所述豎直保持機(jī)構(gòu)包括工作臺、球體套筒和壓緊裝置，球體套筒設(shè)置在工作臺的中心位置處，且位于工作臺內(nèi)，球體套筒的底部固定有長方形凸起，球體套筒的內(nèi)腔中設(shè)有提升機(jī)構(gòu)，球體套筒的外表面呈球形，球體套筒的外表面與工作臺相配合，球體套筒在工作臺中轉(zhuǎn)動(dòng)，使提升機(jī)構(gòu)和夾緊機(jī)構(gòu)在重力作用下保持豎直方向，壓緊裝置的一端呈球形且與球體套筒接觸；

所述提升機(jī)構(gòu)包括起拔手輪、螺紋套筒、起拔桿和應(yīng)變式拉力傳感器，起拔桿的中心設(shè)有空腔，起拔桿的底部與夾緊機(jī)構(gòu)固定連接，應(yīng)變式拉力傳感器設(shè)置在起拔桿和夾緊機(jī)構(gòu)的固定連接處，螺紋套筒設(shè)置在球體套筒內(nèi)，螺紋套筒的頂部固定有起拔手輪，螺紋套筒的內(nèi)螺紋與起拔桿的外螺紋相互配合，起拔桿的外表面設(shè)有長鍵槽，球體套筒底部的長方形凸起與起拔桿的長鍵槽相配合；

所述夾緊機(jī)構(gòu)包括夾緊手輪、平面螺紋圓盤連桿、爪指和平面螺紋圓盤，平面螺紋圓盤連桿的上端設(shè)置在起拔桿的空腔內(nèi)，平面螺紋圓盤連桿的頂端固定有夾緊手輪，平面螺紋圓盤連桿的底端與平面螺紋圓盤固定連接，平面螺紋圓盤的底面圓盤表面設(shè)有平面螺紋，數(shù)個(gè)爪指等分安裝在平面螺紋上。

本發(fā)明中，還包括三個(gè)支架，三個(gè)支架沿工作臺周向等分設(shè)置，支架的一端與工作臺鉸接。

所述工作臺包括工作臺上部分和工作臺下部分，工作臺上部分固定在工作臺下部分的上方，工作臺上部分和工作臺下部分之間設(shè)有壓緊裝置，球體套筒的頂部固定有球體套筒蓋。

所述壓緊裝置包括壓塊、螺紋連桿和手輪，螺紋連桿的一端設(shè)有壓塊，螺紋連桿的另一端設(shè)有手輪，壓塊設(shè)置在工作臺內(nèi)，壓塊朝向球體套筒的側(cè)面為球面，該球面與球體套筒的外表面相配合，螺紋連桿的外表面設(shè)有螺紋，對應(yīng)的在工作臺內(nèi)設(shè)有內(nèi)螺紋，螺紋連桿的外螺紋與工作臺內(nèi)的內(nèi)螺紋相配合，手輪設(shè)置在工作臺的外部。通過壓緊裝置把球體套筒壓緊在工作臺上，使球體套筒和工作臺之間不能發(fā)生相對轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣就可以為完成豎直調(diào)整后的下一步做準(zhǔn)備。

所述起拔桿呈倒T型，起拔桿底部與夾緊機(jī)構(gòu)通過螺栓剛性連接，應(yīng)變式拉力傳感器的兩端設(shè)置在起拔桿和夾緊機(jī)構(gòu)的連接螺栓上。通過測量螺栓上力的變化便可得提出起拔力。

所述工作臺上設(shè)有顯示屏，壓力傳感器與測力儀器連接。打開測力儀器開關(guān)進(jìn)行測量，并將測出的力數(shù)值在顯示屏上準(zhǔn)確顯示出來。

所述螺紋套筒和球體套筒之間設(shè)有軸承，所述的軸承可以采用錐形軸承。

所述平面螺紋圓盤的外側(cè)設(shè)有爪指外殼，爪指外殼通過連桿與起拔桿的底部固定連接。當(dāng)帶有平面螺紋圓盤的連桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，平面螺紋就使四個(gè)爪指順著外殼導(dǎo)軌同時(shí)靠近或遠(yuǎn)離中心，當(dāng)四個(gè)爪指同時(shí)靠近中心時(shí)就可以夾緊秸稈。通過轉(zhuǎn)動(dòng)夾緊手輪改變四爪之間的間隙，由于爪指與圓盤是通過平面螺紋相配合，圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度后，四個(gè)爪指同時(shí)相互靠近一定的距離，該結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)通過控制轉(zhuǎn)動(dòng)角度進(jìn)而控制夾緊力以及平穩(wěn)夾緊等目的。

本發(fā)明的有益效果：

(1)通過球體套筒，使提升機(jī)構(gòu)和夾緊機(jī)構(gòu)在重力的作用下始終保持豎直方向，實(shí)現(xiàn)豎直拉拔，使側(cè)得的起拔力更加精確；

(2)通過壓緊裝置擠壓球體套筒，將球體套筒同工作臺擠壓在一起，使球體套筒不發(fā)生相對轉(zhuǎn)動(dòng)，為完成豎直調(diào)整后的夾緊和提升做準(zhǔn)備；

(3)采用爪指圓盤夾緊機(jī)構(gòu)，利用平面螺紋實(shí)現(xiàn)各個(gè)爪指等距離相向和遠(yuǎn)離，可以平穩(wěn)的夾緊秸稈，并且可根據(jù)秸稈的實(shí)際情況選擇適合的夾緊程度，不易產(chǎn)生松動(dòng)等問題；

(4)轉(zhuǎn)動(dòng)夾緊手輪就可以夾緊秸稈，轉(zhuǎn)動(dòng)拉拔手輪就可以進(jìn)行拉拔作業(yè)，夾緊和提升的動(dòng)作可單獨(dú)進(jìn)行，不會(huì)相互影響，操作簡單便捷；

(5)通過起拔桿與螺紋套筒之間的螺紋連接，很好的控制起拔桿的提升，同時(shí)通過球體套筒底部的長方形凸起與起拔桿的長鍵槽配合，使起拔桿和螺紋套筒之間不會(huì)發(fā)生相對轉(zhuǎn)動(dòng)；

(6)減少了國內(nèi)原有秸稈測力器的受地形等實(shí)際問題的影響，并可根據(jù)支架角度改變支腳的角度，提高了儀器的抓地能力和適應(yīng)力；

(7)整體結(jié)構(gòu)簡單，操作簡易，便于維修。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是豎直保持機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是壓緊裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是提升機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是長方形凸起與長鍵槽配合的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是平面螺紋圓盤的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1夾緊手輪；2起拔手輪；3工作臺；4壓緊裝置；401壓塊；402螺紋連桿；403手輪；5起拔桿；6支架；7爪指；8爪指外殼；9顯示屏；10豎直保持機(jī)構(gòu)；11螺紋套筒；12球體套筒；13工作臺下部分；14長方形凸起；15軸承；17工作臺上部分；18球體套筒蓋；20平面螺紋圓盤連桿；23平面螺紋圓盤；24連桿；25平面螺紋。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

所述秸稈起拔力測試儀包括豎直保持機(jī)構(gòu)10、夾緊機(jī)構(gòu)、提升機(jī)構(gòu)和支架6。

如圖2所示，豎直保持機(jī)構(gòu)10包括工作臺3、球體套筒12、球體套筒蓋18和壓緊裝置4，其中工作臺3包括工作臺上部分17和工作臺下部分13，工作臺上部分17固定在工作臺下部分13的上方，工作臺上部分17和工作臺下部分13之間設(shè)有壓緊裝置4。球體套筒12設(shè)置在工作臺3的中心位置處，且位于工作臺3內(nèi)。球體套筒12的頂部固定有球體套筒蓋18，球體套筒12的底部設(shè)有長方形凸起14。球體套筒12的內(nèi)腔中設(shè)有提升機(jī)構(gòu)，球體套筒12的外表面呈球形，球體套筒12的外表面與工作臺3相配合。由于球體套筒和工作臺的接觸面是球面，因此球體套筒可以在工作臺中轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)不論工作臺如何擺放，在重力作用下，球體套筒12的軸線將始終處于豎直狀態(tài)。如圖3所示，壓緊裝置包括壓塊401、螺紋連桿402和手輪403，螺紋連桿402的一端設(shè)有壓塊401，螺紋連桿402的另一端設(shè)有手輪403，壓塊401設(shè)置在工作臺3內(nèi)，壓塊401朝向球體套筒12的側(cè)面為球面，該球面與球體套筒12的外表面相配合，螺紋連桿402的外表面設(shè)有螺紋，對應(yīng)的在工作臺內(nèi)設(shè)有內(nèi)螺紋，螺紋連桿402的外螺紋與工作臺內(nèi)的內(nèi)螺紋相配合，手輪403設(shè)置在工作臺的外部。轉(zhuǎn)動(dòng)手輪403，帶動(dòng)螺紋連桿402轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了螺紋連桿402的前后移動(dòng)，當(dāng)壓塊401移動(dòng)至與球體套筒12接觸時(shí)，實(shí)現(xiàn)球體套筒12的壓緊，這樣就可以把球體套筒12壓緊在工作臺3上，使球體套筒12和工作臺3之間不能發(fā)生相對轉(zhuǎn)動(dòng)，從而為完成豎直調(diào)整后的下一步做準(zhǔn)備。通過豎直保持機(jī)構(gòu)，使提升結(jié)構(gòu)和夾緊機(jī)構(gòu)始終保持豎直方向，實(shí)現(xiàn)豎直拉拔，從而使側(cè)得的起拔力更加精確。

如圖1和圖2所示，所述提升機(jī)構(gòu)包括起拔手輪2、螺紋套筒11、軸承15、起拔桿5和應(yīng)變式拉力傳感器。起拔桿5呈倒T型，起拔桿5的中心設(shè)有空腔，起拔桿5的底部與夾緊機(jī)構(gòu)固定連接，本實(shí)施例中，起拔桿與夾緊機(jī)構(gòu)通過螺栓剛性連接。螺紋套筒11設(shè)置在球體套筒12內(nèi)，螺紋套筒11和球體套筒12之間設(shè)有軸承15，本實(shí)施例中的軸承采用錐形軸承。螺紋套筒11的頂部固定有起拔手輪2，轉(zhuǎn)動(dòng)起拔手輪2時(shí)螺紋套筒11可以繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。螺紋套筒11的內(nèi)螺紋與起拔桿5的外螺紋相互配合，同時(shí)起拔桿5的外表面設(shè)有長鍵槽，球體套筒底部的長方形凸起14與起拔桿的長鍵槽相配合，如圖5所示。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)起拔手輪2時(shí)，螺紋套筒11轉(zhuǎn)動(dòng)，通過起拔桿5和螺紋套筒11之間的螺紋配合，螺紋套筒旋一圈，起拔桿便上升一個(gè)螺距，可以很好的控制提升；同時(shí)，通過球體套筒12底部的長方形凸起14與起拔桿的長鍵槽配合，當(dāng)螺紋套筒11轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于長方形凸起的限制，起拔桿5只能上升或下降，起拔桿上升或下降時(shí)與壓緊后的工作臺之間沒有相對轉(zhuǎn)動(dòng)，因此夾緊后的秸稈只能上下運(yùn)動(dòng)而不會(huì)旋轉(zhuǎn)。應(yīng)變式拉力傳感器的兩端設(shè)置在起拔桿和夾緊機(jī)構(gòu)的連接螺栓上，通過測量螺栓上力的變化便可得出起拔力。工作臺3上設(shè)有顯示屏9，壓力傳感器與測力儀器連接，打開測力一起開關(guān)進(jìn)行測量，并將測出的力數(shù)值在顯示屏上準(zhǔn)確顯示出來。

如圖1、圖4和圖6所示，所述夾緊機(jī)構(gòu)包括夾緊手輪1、平面螺紋圓盤連桿20、連桿24、爪指7、爪指外殼8和平面螺紋圓盤23，平面螺紋圓盤連桿20的上端設(shè)置在起拔桿5的空腔內(nèi)，平面螺紋圓盤連桿20的頂端固定有夾緊手輪1，平面螺紋圓盤連桿20的底端與平面螺紋圓盤23固定連接，平面螺紋圓盤的底面圓形表面上設(shè)有平面螺紋25，四個(gè)爪指7等分安裝在平面螺紋25上。平面螺紋圓盤23的外側(cè)設(shè)有爪指外殼8，爪指外殼8通過連桿24與起拔桿5的底部固定連接。當(dāng)平面螺紋圓盤連桿20轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，平面螺紋圓盤23上的螺紋使四個(gè)爪指順著外殼導(dǎo)軌同時(shí)靠近或遠(yuǎn)離中心，當(dāng)四個(gè)爪指同時(shí)靠近中心時(shí)就可以夾緊秸稈。通過轉(zhuǎn)動(dòng)夾緊手輪改變四爪之間的間隙，由于爪指與圓盤之間通過平面螺紋相配合，圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度后，四個(gè)爪指同時(shí)相互靠近一定的距離，該結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)通過控制轉(zhuǎn)動(dòng)角度進(jìn)而控制夾緊力以及平穩(wěn)夾緊等目的。

本發(fā)明包括三個(gè)支架6，三個(gè)支架6沿工作臺周向等分設(shè)置，支架6的一端與工作臺鉸接，本實(shí)施例中，所述支架采用可伸縮套筒，包括可調(diào)節(jié)支腳和伸縮支架，伸縮支架與工作臺鉸接，可調(diào)節(jié)支腳通過銷與伸縮支架連接。在田間凹凸不平的地形中，可按照實(shí)際情況調(diào)整伸縮支架的角度和高度，同時(shí)可以根據(jù)支架角度的不同，調(diào)節(jié)支腳的角度，提高了儀器的抓地能力和適應(yīng)力，進(jìn)而使測量儀器穩(wěn)固，保證測量的準(zhǔn)確性。

該測試儀的工作過程如下所述：將該測試儀放入田間后，首先調(diào)節(jié)支架的角度和高度，將測量儀穩(wěn)固放置在田間；然后，通過豎直保持機(jī)構(gòu)中球體套筒的轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過壓緊裝置使球體套筒的位置固定，使提升機(jī)構(gòu)和夾緊機(jī)構(gòu)始終保持豎直方向，實(shí)現(xiàn)豎直方向拉拔，使測得的拉拔力更加準(zhǔn)確；接下來，通過夾緊機(jī)構(gòu)將秸稈夾緊，然后通過提升機(jī)構(gòu)將秸稈拔起，在拔起過程中，應(yīng)變式拉力傳感器將感應(yīng)得到的拉力值傳遞給測力儀，測得的拉力值會(huì)直觀的體現(xiàn)在顯示屏9上，便于人們讀取。