一种用于研究甘蔗有效落种空间的组合式开沟实验装置

技术特征：
1.一种用于研究甘蔗有效落种空间的组合式开沟实验装置，其特征在于，包括：机架；滑动进给机构，其安装于所述机架的顶部，所述滑动进给机构上设有至少三个沿左右方向间隔分布的进给平台，所述进给平台通过所述滑动进给机构驱动进行左右滑动，且所述进给平台之间的距离可以调整；三个所述进给平台从右往左依次安装有旋耕模块、开沟模块和夹种模块，其中，所述旋耕模块的上端以高度能够调节的方式安装于对应所述进给平台上，用于进行旋耕碎土操作；所述开沟模块的上端以高度能够调节的方式安装于对应所述进给平台上，用于进行开沟操作；所述夹种模块的上端安装于对应所述进给平台上，用于对蔗种进行夹取和落种种植，所述夹种模块沿前后方向的位置、上下方向的高度和蔗种斜抛下落姿态角均可调整；土仓，其安装于所述机架的中部且位于所述旋耕模块、所述开沟模块和所述夹种模块的下方；所述土仓的顶部开口，且所述土仓的底部设有供土壤流出的开合通道；振动筛，其位于所述土仓的下方且与所述开合通道对应设置，所述振动筛包括至少三层沿上下方向间隔设置的筛网，三层所述筛网的孔径从上往下依次减小；所述振动筛的底部设有振动装置；每层所述筛网上设有重量检测装置，用于检测每层所述筛网上土壤的重量；以及竖栅型形测模块，其以能够拆卸的方式安装于所述机架上并位于所述土仓的上方，用于对所述开沟模块开沟后所形成的沟槽空间进行截面沟形测算，测取截面沟形基本轮廓；并根据截面沟形基本轮廓的采样点数据来计算沟形截面积s、有效落种深度与开沟深度之间的相对偏差δ。2.根据权利要求1所述的用于研究甘蔗有效落种空间的组合式开沟实验装置，其特征在于，所述滑动进给机构包括第一步进电机、导轨、滑块、底板和螺杆，所述导轨通过所述底板安装于所述机架的顶部，每个所述进给平台的底部通过所述滑块与所述导轨左右滑动连接；所述螺杆以能够转动的方式安装于所述底板上，所述第一步进电机安装于所述底板上且与所述螺杆的端部连接；每个所述进给平台与所述螺杆螺纹连接，且每个所述进给平台与所述螺杆为可拆卸连接方式。3.根据权利要求1所述的用于研究甘蔗有效落种空间的组合式开沟实验装置，其特征在于，所述旋耕模块包括旋耕支架、液压马达、蜗轮蜗杆减速器、转轴、套筒和旋耕组件，所述旋耕支架的上端以高度能够调节的方式与对应所述进给平台连接；所述液压马达安装于所述旋耕支架的下端，且所述液压马达通过所述蜗轮蜗杆减速器与所述转轴连接，所述转轴的轴线沿前后方向分布，且所述转轴的前后两端均设有所述旋耕组件，所述旋耕组件通过所述套筒与所述转轴周向定位连接，且所述旋耕组件间的距离可调节。4.根据权利要求1所述的用于研究甘蔗有效落种空间的组合式开沟实验装置，其特征在于，所述开沟模块包括犁架、犁曲面和护板，所述犁架的上端以高度能够调节的方式与对应所述进给平台连接，所述犁曲面与所述犁架的下端可拆卸连接；所述犁曲面左端的前后两侧面分别设有所述护板，每个所述护板与所述犁曲面可拆卸连接，且每个所述护板通过连接套与所述犁架前后滑动和可拆卸连接。5.据权利要求1所述的用于研究甘蔗有效落种空间的组合式开沟实验装置，其特征在于，所述夹种模块包括：
夹种导轨，其安装于对应所述进给平台上，所述夹种导轨的长度沿前后方向设置；垂向气缸，其上端通过垂向安装板与所述夹种导轨前后滑动连接；横向气缸，其通过横向安装板安装于对应所述进给平台上，且所述横向气缸的前端与所述垂向安装板连接；旋转气缸，其通过旋转安装板与所述垂向气缸的下端连接；夹爪气缸，其通过夹爪安装板与所述旋转气缸连接；以及气动夹爪，其与所述夹爪气缸连接，所述气动夹爪的夹取面为圆柱面。6.据权利要求1所述的用于研究甘蔗有效落种空间的组合式开沟实验装置，其特征在于，所述土仓的前后两侧壁为活动壁，所述活动壁能够前后滑动，且两个所述活动壁通过丝杆螺母机构驱动进行前后相对滑动；所述活动壁的内侧设有压力传感器。7.据权利要求1所述的用于研究甘蔗有效落种空间的组合式开沟实验装置，其特征在于，所述土仓的底面设有能够开闭的盖体，以形成所述开合通道；所述盖体与所述土仓的底面之间通过卡扣机构进行连接；其中，所述土仓的前侧壁由有机玻璃制成。8.据权利要求1所述的用于研究甘蔗有效落种空间的组合式开沟实验装置，其特征在于，所述重量检测装置包括压力应变片，每层所述筛网的周边设有安装框架，所述筛网之间通过所述安装框架上下叠合设置，所述安装框架的每个侧壁上均开设有u型槽；在每个所述安装框架上，所述安装框架在相邻两个所述u型槽之间的位置上均安装有所述压力应变片。9.据权利要求1所述的用于研究甘蔗有效落种空间的组合式开沟实验装置，其特征在于，所述竖栅型形测模块包括传感器安装板、栅杆、拉线式位移传感器、栅杆连接板和挡板；所述传感器安装板与所述机架可拆卸连接，且所述传感器安装板的长度沿前后方向分布；所述传感器安装板上沿其长度方向设有多个均匀分布的所述拉线式位移传感器，每个所述拉线式位移传感器的下端安装有所述栅杆，所有所述栅杆的下端与所述栅杆连接板上下滑动连接，且所述挡板活动设置于所述栅杆连接板上且位于所述栅杆的下端；其中，沟形截面积s的近似求和计算公式为：式中：x为相邻两个栅杆之间的间距；h
i
为第i个栅杆底部与沟槽土表面接触位置点的距离减去第i个栅杆底部与土仓水平面的距离的值，而土仓水平面为土仓内土壤在进行开沟前的土壤水平面。10.据权利要求1所述的用于研究甘蔗有效落种空间的组合式开沟实验装置，其特征在于，有效落种深度与开沟深度之间的相对偏差δ的计算公式为：式中：h为蔗种落种后，蔗种底部到土仓水平面的距离为蔗种的有效落种深度，而土仓水平面为土仓内土壤在进行开沟前的土壤水平面；h为开沟模块的入土深度。

技术总结
本发明公开了一种用于研究甘蔗有效落种空间的组合式开沟实验装置，其特征在于，包括：机架；滑动进给机构，其安装于机架的顶部，滑动进给机构上设有至少三个沿左右方向间隔分布的进给平台；进给平台从右往左依次设有旋耕模块、开沟模块和夹种模块；土仓，其安装于机架的中部；土仓的顶部开口，且土仓的底部设有开合通道；振动筛，其位于土仓的下方，振动筛包括至少三层筛网；以及竖栅型形测模块，其安装于机架上并位于土仓的上方，用于对开沟模块开沟后所形成的沟槽空间进行截面沟形测算。采用本发明的实验装置能够模拟种植作业中所涉及的多种碎土、开沟和落种等因素，以研究多实验因素综合作用下对有效落种空间和甘蔗落种稳定性的影响。的影响。的影响。


技术研发人员：张彪 王京云 李尚平 杨鑫三 刘家招 高程 李昊霖 钟家勤
受保护的技术使用者：广西大学
技术研发日：2022.03.14
技术公布日：2022/6/4