大蔥莖稈起拔力測試系統(tǒng)的設計與試驗.pdf

大 蔥 莖 稈 起 拔 力 測 試 系 統(tǒng) 的 設 計 與 試 驗 賈 智 博 1 , 侯 加 林 1,2 , 劉 敬 偉 1 , 邵 偉 1 , 吳 彥 強 1 , 牛 子 儒 1 (1. 山 東 農 業(yè) 大 學 機 械 與 電 子 工 程 學 院, 山 東 泰 安 271018; 2. 山 東 省 園 藝 機 械 與 裝 備 重 點 實 驗 室, 山 東 泰 安 271018) 摘 要: 針 對 大 蔥 在 輸 送 夾 持 中 的 斷 莖、 堵 塞 等 問 題, 結 合 大 蔥 收 獲 時 的 受 力 特 性, 設 計 了 一 套 測 量 大 蔥 莖 稈 起 拔 力 的 測 試 系 統(tǒng), 并 對 該 測 試 系 統(tǒng) 進 行 了 機 械、 電 路 及 軟 件 等3 大 部 分 的 設 計。 該 系 統(tǒng) 主 要 由 控 制 系 統(tǒng)、 執(zhí) 行 機 構、 信 息 采 集 模 塊 和 人 機 交 互 界 面4 部 分 組 成, 可 以 實 現(xiàn) 數(shù) 據(jù) 的 實 時 顯 示、 存 儲、 下 載 及 曲 線 繪 制 等 功 能, 還 能 完 成 最 大 拉 力 等 參 數(shù) 的 計 算。 試 驗 結 果 表 明: 該 測 試 系 統(tǒng) 精 度 高、 穩(wěn) 定 性 好, 測 量 誤 差 不 超 過1%, 可 以 滿 足 大 蔥 莖 稈 起 拔 力 試 驗 檢 測 的 需 求, 為 進 一 步 研 究 莖 稈 的 力 學 性 能 提 供 了 方 便。 關 鍵 詞: 大 蔥 莖 稈; 起 拔 力; 測 試 系 統(tǒng); 力 學 性 能 中 圖 分 類 號: S237 文 獻 標 識 碼: A 文 章 編 號:1003-188X(2019)02-0109-05 0 引 言 隨 著 農 業(yè) 工 程 學 科 的 迅 速 發(fā) 展, 深 入 研 究 農 業(yè) 工 程 涉 及 的 農 業(yè) 物 料 力 學 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 成 為 我 國 區(qū) 域 規(guī) 模 種 植 的 經 濟 作 物 之 一, 有 著 不 可 代 替 的 地 位 3 。 隨 著 我 國 種 植 結 構 的 調 整 和 大 蔥 種 植 規(guī) 模 的 增 大, 農 民 對 大 蔥 收 獲 機 械 化 的 要 求 也 越 來 越 高。 目 前, 大 蔥 聯(lián) 合 收 獲 機 一 般 包 括 挖 掘、 夾 持 輸 送、 去 土 及 收 集 等 幾 個 工 作 過 程 4 。 為 了 給 大 蔥 收 獲 機 夾 持 輸 送 裝 置 的 設 計 提 供 理 論 依 據(jù), 需 要 研 究 大 蔥 莖 稈 的 相 關 力 學 特 性 5-6 。 目 前, 國 內 外 對 于 大 蔥 莖 稈 力 學 性 能 的 試 驗 研 究 很 少, 莖 稈 力 學 性 能 指 標 的 研 究 也 主 要 依 靠 于 萬 能 試 驗 機 及 一 些 小 型 試 驗 儀 器 6-7 。 萬 能 試 驗 機 雖 然 是 一 種 高 精 度 的 測 量 儀 器, 應 用 范 圍 較 廣, 但 體 積 龐 大、 造 價 昂 貴, 只 能 在 室 內 進 行 試 驗, 無 法 大 規(guī) 模 使 用, 限 制 了 試 驗 地 點。 小 型 試 驗 儀 器 雖 然 可 以 進 行 莖 稈 力 學 特 性 的 測 量, 但 由 于 其 精 度 較 低, 手 動 控 制 較 多, 人 為 造 成 的 誤 差 較 大, 且 試 驗 地 點 要 求 受 限, 只 能 在 特 定 的 環(huán) 境 中 使 用。 針 對 上 述 問 題, 同 時 考 慮 到 大 蔥 莖 稈 的 起 拔 力 特 收 稿 日 期: 2017-09-27 基 金 項 目: 國 家 特 色 蔬 菜 產 業(yè) 技 術 體 系 項 目(CARS-24-D-01); 山 東 省 農 機 裝 備 研 發(fā) 創(chuàng) 新 計 劃 項 目(2017YF001); 山 東 省 現(xiàn) 代 農 業(yè) 產 業(yè) 技 術 體 系 建 設 項 目(SDAIT-05-11) 作 者 簡 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 師,(E- mail)jlhousdau.edu.cn。 性, 設 計 了 一 套 適 用 于 田 間 試 驗 的 大 蔥 莖 稈 起 拔 力 測 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 實 現(xiàn) 起 拔 力 的 采 樣 與 記 錄, 可 以 實 時 觀 測 到 大 蔥 力 學 性 能 的 變 化 規(guī) 律, 有 效 地 提 高 了 試 驗 數(shù) 據(jù) 的 精 度。 1 系 統(tǒng) 構 成 根 據(jù) 收 獲 機 械 在 田 間 作 業(yè) 時 對 莖 稈 產 生 的 主 要 力 學 形 式, 設 計 制 作 了 大 蔥 莖 稈 力 學 特 性 測 試 系 統(tǒng)。 試 驗 系 統(tǒng) 包 括 控 制 系 統(tǒng)、 執(zhí) 行 機 構、 信 息 采 集 及 人 機 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 過 程 中 大 蔥 莖 稈 的 力 學 特 性 數(shù) 據(jù); 控 制 系 統(tǒng) 由STM32 主 控 制 器 和 上 位 機 組 成, 完 成 試 驗 數(shù) 據(jù) 的 處 理 和 傳 輸; 執(zhí) 行 機 構 由 兩 相 四 線 的 步 進 電 機 完 成; 人 機 交 互 界 面 主 要 進 行 試 驗 數(shù) 據(jù) 的 實 時 顯 示。 圖1 系 統(tǒng) 組 成 Fig.1 Systemcomposition · 9 0 1 · 2019 年2 月 農 機 化 研 究 第2 期 2 系 統(tǒng) 設 計 2.1 機 械 系 統(tǒng) 設 計 機 械 系 統(tǒng) 主 要 由 步 進 電 機、 聯(lián) 軸 器、 導 程 絲 杠、 拉 壓 力 傳 感 器 及 夾 持 裝 置 等 組 成, 整 體 結 構 如 圖2 所 示。 1. 支 撐 柱 2. 步 進 電 機 3. 聯(lián) 軸 器 4. 配 重 柱 5. 導 程 絲 杠 6. 導 柱 7. 支 撐 桿 8. 拉 壓 力 傳 感 器 9. 夾 持 裝 置 10. 調 節(jié) 旋 鈕 11. 底 板 圖2 試 驗 臺 主 體 結 構 簡 圖 Fig.2 Themainstructureofthetestbed 2.1.1 夾 持 部 分 設 計 如 何 夾 持 是 整 個 試 驗 過 程 中 的 核 心, 直 接 影 響 到 試 驗 的 相 關 參 數(shù)。 考 慮 到 大 蔥 莖 稈 本 身 清 脆 的 特 性 及 大 蔥 收 獲 時 莖 稈 的 受 力 情 況, 設 計 加 工 了 如 圖3 所 示 的 夾 持 裝 置。 圖3 夾 持 裝 置 結 構 簡 圖 Fig.3 Structureoftheclampingdevice 該 夾 持 裝 置 設 計 為U 型 槽 結 構,U 型 槽 內 兩 側 各 設 有1 個 夾 持 墊 片, 一 側 的 夾 持 墊 片 固 定, 另 一 側 的 夾 持 墊 片 可 活 動 連 接 在U 型 槽 上。 通 過 調 節(jié) 按 鈕 調 節(jié) 兩 個 夾 持 墊 片 之 間 的 間 距, 以 適 應 不 同 直 徑 大 蔥 莖 稈 的 夾 持。 為 了 減 小 大 蔥 莖 稈 在 試 驗 過 程 中 的 損 傷, 夾 持 墊 片 上 相 對 設 有 橡 膠 墊。 2.1.2 傳 動 部 分 設 計 傳 動 部 分 的 設 計 采 用 導 程 絲 杠 加 螺 栓 固 定 的 方 式 帶 動 夾 持 機 構 和 傳 感 器 運 動 工 作, 導 程 絲 杠 下 方 通 過 聯(lián) 軸 器 與 步 進 電 機 連 接。 具 體 結 構 如 圖4 所 示。 1. 導 程 絲 杠 2. 聯(lián) 軸 器 3. 步 進 電 機 4. 夾 持 裝 置 5. 傳 感 器 圖4 主 機 架 側 視 圖 Fig.4 Sideviewofmainframe 設 導 程 絲 杠 間 距 為 L, 步 進 電 動 機 的 步 進 角 為 , 電 動 機 的 控 制 頻 率 為 P, 試 驗 速 度 設 為 V, 行 程 位 移 設 置 為 S, 夾 持 起 拔 的 線 速 度 計 算 公 式 可 表 示 為 V = S T T = 360 S L P 式 中 T 試 驗 所 需 時 間(s)。 2.2 控 制 系 統(tǒng) 設 計 控 制 系 統(tǒng) 用 來 控 制 試 驗 平 臺 的 啟 動 與 停 止, 并 可 對 大 蔥 莖 稈 起 拔 狀 態(tài) 的 參 數(shù) 進 行 測 量 與 信 息 傳 送, 主 要 由 基 于ARMCortex-M3 內 核 的STM32F103 增 強 型 單 片 機 完 成 8-9 。 該 單 片 機 具 有 高 性 能、 低 成 本、 低 功 耗 的 特 點 10 , 同 時 搭 載 的3.2 寸TFT 液 晶 屏 可 以 實 時 顯 示 試 驗 過 程 中 力 學 特 性 的 變 化 規(guī) 律。 圖5 為 該 控 制 系 統(tǒng) 的 結 構 示 框 圖。 2.2.1 信 號 放 大 電 路 設 計 信 號 放 大 電 路 由 負 電 壓 產 生 電 路 和 信 號 放 大 器 組 成 11 。 負 電 壓 產 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 換 的 需 求。 信 號 放 大 器 采 用OP07 芯 片 組 建。 OP07 芯 片 是 · 0 1 1 · 2019 年2 月 農 機 化 研 究 第2 期 一 種 低 噪 聲、 非 斬 波 穩(wěn) 零 的 雙 極 性 運 算 放 大 器 集 成 電 路 12 , 其 低 失 調、 高 開 環(huán) 增 益 的 特 性 適 用 于 放 大 傳 感 器 的 微 弱 信 號。 拉 壓 力 傳 感 器 輸 出 電 壓 振 幅 范 圍0 20mV, 而A/D 轉 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 放 大 電 路 如 圖6 所 示。 圖5 控 制 系 統(tǒng) 結 構 框 圖 Fig.5 Structurediagramofcontrolsystem 圖6 差 動 放 大 電 路 Fig.6 Differentialamplifier 2.2.2 A/D 轉 換 電 路 設 計 A/D 轉 換 電 路 選 用AD0809 芯 片 設 計。 AD0809 是 帶 有8 位A/D 轉 換 器、8 路 多 路 開 關 及 微 處 理 機 兼 容 的 控 制 邏 輯 的CMOS 組 件, 它 是 逐 次 逼 近 式A/D 轉 換 器, 可 以 和 單 片 機 直 接 接 口, 將 信 號 放 大 器 傳 來 的 模 擬 信 號 轉 換 成 數(shù) 字 信 號 傳 到 上 位 機 顯 示。 2.3 軟 件 系 統(tǒng) 設 計 軟 件 系 統(tǒng) 主 要 是 上 位 機 通 訊 程 序 的 設 計, 通 過 MicrosoftVisualC+6.0 開 發(fā) 環(huán) 境 和C# 等 編 程 語 言 設 計 開 發(fā) 了 上 位 機 數(shù) 據(jù) 采 集 接 收 界 面 13-14 。 通 過 STM32 主 控 制 器 與 上 位 機 之 間 的 串 口 通 信, 能 在 上 位 機 數(shù) 據(jù) 采 集 接 收 界 面 實 現(xiàn) 試 驗 數(shù) 據(jù) 的 實 時 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 數(shù) 據(jù) 采 集 接 收 界 面 實 時 觀 察 大 蔥 莖 稈 的 運 動 過 程 和 受 力 狀 態(tài)。 上 位 機 界 面 如 圖7 所 示。 圖7 上 位 機 界 面 Fig.7 Interfaceofpositionmachine 3 試 驗 與 結 果 分 析 大 蔥 莖 稈 起 拔 力 試 驗 使 用 上 述 自 制 莖 稈 力 學 特 性 測 試 儀 進 行, 其 主 要 技 術 參 數(shù) 如 表1 所 示。 表1 大 蔥 莖 稈 起 拔 力 測 試 儀 主 要 技 術 參 數(shù) Table1 Maintechnicalparametersofcontrolsystem 參 數(shù) 單 位 數(shù) 值 外 形 尺 寸( 長× 寬× 高) mm 150×210×400 運 動 速 度 mm/s 03 運 動 行 程 mm 200 傳 感 器 量 程 kg 40 測 試 精 度 % 1.03 配 套 動 力 W 20 步 進 電 機 扭 矩 N·m 8.5為 了 測 定 起 拔 力 模 塊 的 精 度, 選 用 不 同 質 量 的 標 準 砝 碼, 分 別 在 萬 能 試 驗 機 和 該 測 試 系 統(tǒng) 上 進 行 對 比 測 量, 結 果 如 表2 所 示。 表2 起 拔 力 模 塊 精 度 測 試 Table2 Accuracytestofthepullingforcemodule 實 際 拉 力 /N 測 試 結 果/N 測 試 系 統(tǒng) 萬 能 試 驗 機 相 對 誤 差/% 測 試 系 統(tǒng) 萬 能 試 驗 機 平 均 誤 差/% 測 試 系 統(tǒng) 萬 能 試 驗 機 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 機 化 研 究 第2 期 由 表2 可 知: 該 測 試 儀 起 拔 力 模 塊 的 測 量 精 度 為 0.90%, 優(yōu) 于 萬 能 試 驗 機 的 測 量 精 度; 但 是, 在 穩(wěn) 定 性 方 面, 萬 能 試 驗 機 的 誤 差 波 動 更 小。 試 驗 樣 品 選 取 山 東 農 業(yè) 大 學 蔥 姜 蒜 試 驗 站 收 獲 期 的 元 藏 大 蔥, 取 樣 時 間 為2016 年10 月20 號 到11 月16 號, 每 隔5 天 進 行1 次 試 驗。 每 次 試 驗 結 束 后, 將 試 驗 樣 品 稱 重, 然 后 將 其 放 入 烘 干 機 干 燥, 計 算 其 含 水 率。 圖8 是 大 蔥 莖 稈 含 水 率 隨 時 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 間 內, 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 較 低, 植 株 逐 漸 老 化。 進 行 起 拔 力 試 驗 的 同 時, 對 土 壤 的 相 關 參 數(shù) 進 行 了 測 量, 包 括 土 壤 硬 度、 含 水 率 及 容 重。 測 得 的 結 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 際 測 量 中, 選 取 直 徑 為14.5mm(±0.2mm) 的 大 蔥 莖 稈 為 試 驗 對 象, 在 松 土 的 前 提 下, 使 用 起 拔 力 測 試 儀 測 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 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, 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 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 度 不 斷 增 大。 在 取 樣 期 間 內, 針 對 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 行 起 拔 力 試 驗, 加 載 速 度 統(tǒng) 一 設 定 為30mm/min。 結 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 一 步 反 應 莖 稈 起 拔 力 變 化 的 規(guī) 律, 將 大 蔥 莖 稈 生 長 時 間 因 素 轉 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 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 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 系, 擬 合 系 數(shù) 為0.986。 4 結 論 1) 針 對 大 蔥 在 輸 送 夾 持 中 的 斷 莖、 堵 塞 等 問 題, 設 計 了 便 攜 式 數(shù) 控 大 蔥 起 拔 力 測 試 系 統(tǒng), 采 用 拉 壓 力 · 2 1 1 · 2019 年2 月 農 機 化 研 究 第2 期 傳 感 器、 夾 持 裝 置、 控 制 器 一 體 化 的 結 構, 有 效 減 小 了 試 驗 臺 的 體 積 與 質 量, 可 以 帶 到 大 蔥 生 長 現(xiàn) 場 進 行 試 驗。 試 驗 系 統(tǒng) 的 加 載 速 度 和 夾 持 裝 置 根 據(jù) 需 要 均 可 調 節(jié), 采 集 數(shù) 據(jù) 的 測 試 精 度0.90%, 滿 足 試 驗 要 求。 2) 通 過MicrosoftVisualC+6.0 開 發(fā) 環(huán) 境 和C# 等 編 程 語 言 設 計 開 發(fā) 的 上 位 機 數(shù) 據(jù) 采 集 接 收 界 面, 較 好 地 完 成 了 試 驗 數(shù) 據(jù) 曲 線 的 實 時 顯 示 與 存 儲, 減 輕 了 試 驗 數(shù) 據(jù) 處 理 的 勞 動 強 度。 3) 通 過 對 大 蔥 莖 稈 的 相 關 試 驗 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 特 性。 對 于 直 徑 相 同 的 大 蔥, 在 一 定 范 圍 內, 受 力 速 度 增 大, 拔 取 大 蔥 的 起 拔 力 增 大; 含 水 率 降 低, 拔 取 大 蔥 的 起 拔 力 增 大。 參 考 文 獻: 1 呂 宗 迎, 侯 加 林, 郎 需 強, 等. 小 麥 莖 稈 力 學 特 新 測 試 系 統(tǒng) J. 農 業(yè) 機 械 學 報,2012,43(S1):84-89. 2 劉 慶 庭, 區(qū) 穎 剛, 卿 上 樂, 等. 農 作 物 莖 稈 的 力 學 特 性 研 究 進 展J. 農 業(yè) 機 械 學 報,2007,38(7):172-176. 3 劉 丹 丹, 高 洪 偉, 王 方 艷, 等. 章 丘 大 蔥 種 植 農 藝 及 機 械 化 生 產 技 術J. 農 業(yè) 工 程,2017(1):15-18,47. 4 周 鳳 波.4CS-1 型 大 蔥 收 獲 機 輸 送 夾 持 裝 置 的 研 究J. 農 業(yè) 裝 備 與 車 輛 工 程,2015,53(2):78-80. 5 張 慧, 侯 加 林, 郎 需 強, 等. 便 攜 式 農 作 物 莖 稈 剪 切 力 測 試 儀 的 設 計 與 試 驗J. 農 業(yè) 工 程 學 報,2011,27(5):131- 135. 6 胡 良 龍, 王 公 仆. 甘 薯 收 獲 期 藤 蔓 莖 稈 的 機 械 特 性J. 農 業(yè) 工 程 學 報,2015,31(9):45-49. 7 劉 磊, 陳 國 新. 棉 花 秸 稈 拉 伸 力 學 性 能 分 析J. 南 方 農 業(yè) 學 報,2014,45(11):2031-2035. 8 徐 洋, 馬 躍.STM32F103 系 列 微 控 制 器 在 應 用 編 程 技 術 研 究J. 單 片 機 與 嵌 入 式 系 統(tǒng) 應 用,2013(8):35-40. 9 劉 默, 李 玉 松, 元 光, 等. 基 于STM32 與LabVIEW 的 多 路 溫 度 實 時 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 設 計J. 信 息 通 信,2017(7):79-80. 10 孫 書 鷹, 陳 志 佳, 寇 超, 等. 新 一 代 嵌 入 式 微 處 理 器 STM32F103 開 發(fā) 與 應 用J. 微 計 算 機 應 用,2010,31 (12):59-63. 11 張 鋒, 石 起 濤, 楊 建 國. 差 模 放 大 電 路 信 號 源 的 設 計 與 實 現(xiàn)J. 電 氣 電 子 教 學 學 報,2016,38(2):74-76. 12 馮 寒 亮, 周 輝.OP07 運 算 放 大 器 電 磁 脈 沖 效 應 實 驗 研 究 J. 現(xiàn) 代 應 用 物 理,2016,7(2):1-4. 13 邱 建 華, 彭 志 豪. 串 口 通 信 技 術 在VisualC+ 中 的 實 現(xiàn) J. 軟 件 工 程 師,2010(Z1):94-95. 14 周 韌 研, 商 斌.VisualC+ 串 口 通 信 開 發(fā) 入 門 與 編 程 實 踐 M. 北 京: 電 子 工 業(yè) 出 版 社,2009:8-15. D e s i g n a n d E x p e r i m e n t o f S y s t e m f o r P u l l i n g F o r c e o f S c a l l i o n JiaZhibo 1 ,HouJialin 1,2 ,LiuJingwei 1 ,ShaoWei 1 ,WuYanqiang 1 ,NiuZiru 1 (1.CollegeofMechanicalandElectronic Engineering,Shandong Agricultural University,Taian271018,China;2. 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 機 化 研 究 第2 期