一种茎秆类作物试验用高效固定装置

一种茎秆类作物试验用高效固定装置
【技术领域】
1.本发明涉及茎秆类农作物室内试验装置领域，具体地说，是一种茎秆类作物试验用高效固定装置。


背景技术：

2.利用试验台模拟机具田间作业工况，开展室内试验，可以摆脱地域、环境及其它非试验因素的制约，定量考察试验因素与考察指标之间的内在关联与影响规律，是农机机械设计系统寻优的重要手段。在开展对农作物茎秆进行切割、摘穗或果实采摘试验台试验时，需要将田间采集过来的茎秆固定以模拟其田间生长状态。但由于茎秆类作物的种类和生长形态各异,茎秆直径差异较大。现有的茎秆固定装置直径往往是根据某一特定作物茎秆直径的平均值设计的，当茎秆直径相差较大或需要多根同时固定时，就需要重新试制新的夹具；且现有的夹具多采用螺栓预紧，调整繁琐，致使在装夹环节耗时过长,从而影响整个试验过程的作业效率。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种茎秆类作物试验用高效固定装置，其优点是可固定不同直径的茎秆，且装夹便捷。
4.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
5.一种茎秆类作物试验用高效固定装置，包括内部中空且两端开放的筒体，所述筒体上设有用于夹持茎秆类作物的夹持组件；所述夹持组件包括至少三组活动块，所述活动块彼此贴合并组成多边形孔洞对作物茎秆进行夹持固定，还包括限位板和主动盘，所述限位盘固定连接筒体并对活动块的运动轨迹进行限制，所述主动盘配合限位板驱动活动块进行相对滑动进而改变所述活动块组成的多边形孔洞大小。
6.通过采用上述技术方案，采用上述多组活动块贴合联动构成面积可调的多边形孔洞对作物进行夹持巧妙替代了现有茎秆固定装置单一直径夹持方式，大大提高了装置作业适配度，使装置可配合不同直径的茎秆类作物。
7.进一步设置：所述限位板固定设置在筒体的上端开口，限位板设有供茎秆类作物通过的第一通孔，限位板沿着自身周向方向均匀设有与所述活动块相同数量的限位滑槽，所述活动块上表面设有用于插入所述限位滑槽的上导向柱；所述主动盘随着筒体轴向设有供茎秆类作物通过的第二通孔，所述主动盘外沿与筒体内壁贴合且构成转动连接，所述主动盘上表面沿着自身周向均匀布设有与所述活动块数量相同的导向槽，相邻导向槽首尾连通构成一个封闭的多边形槽体，所述活动块下表面设有用于滑动装卡所述导向槽的下导向块。
8.通过采用上述技术方案，由主动盘、限位板上下夹合驱动活动块，实现了对活动块上下面的约束，提高了活动块夹持作物的稳定性，使装置更为可靠。
9.进一步设置：所述筒体侧壁设有第一卡槽和第二卡槽，所述主动盘外沿设有用于
插入所述第一卡槽并与第一卡槽滑动连接的卡块，所述主动盘外沿还设有用于插入所述第二卡槽并与第二卡槽滑动连接的扳手，主动盘通过卡块与第一卡槽的配合以及扳手与第二卡槽的配合进而与筒体构成转动连接。
10.通过采用上述技术方案，使主动盘与筒体构成一体式结构，使装置整体更为紧密，且通过设置扳手，增大了主动盘的驱动力矩，使用起来更为省力。
11.进一步设置：还包括用于驱动活动块持续夹紧茎秆类作物的弹性自锁结构，所述弹性自锁结构包括固设在筒体外壁的凸块，还包括用于提供弹性预紧力的弹簧，所述弹簧两端分别固与扳手、凸块固定连接。
12.通过采用上述技术方案，使得当扳手带动主动盘顺时针转动，驱动活动块组滑动扩大多边形孔洞供作物进入后，可借助弹簧的弹性预紧力带动活动块复位并持续夹紧茎秆类作物，替代了传统螺栓预紧方式，大大缩短装夹时长，提高了装置的实用性和工作效率。
13.进一步设置：还包括与夹持组件同步运动且用于对作物上端进行收拢支撑的辅助支撑结构，所述辅助支撑结构包括与所述活动块数量相同的第一延伸架，每个所述第一延伸架与对应的活动块的上导向柱固定连接，所述第一延伸架上设有用于对茎秆类作物受活动块夹持固定处上方部分进行限位固定的第一支撑件。
14.通过采用上述技术方案，使用时可由第一延伸架跟随上导向柱同步运动，带动第一支撑件对茎秆类作物受活动块组夹持固定处的上方部分进行进一步的限位及支撑，进而能够起到防止因部分茎秆类作物因自身顶部重量较大而使作物受活动块夹持固定处应力较大而产生折痕、断裂，使作物在整个试验过程中都能保持较高的形态完整度。
15.进一步设置：所述第一支撑件整体呈折杆状，第一支撑件包括构成边和工作边，相邻第一支撑件的构成边、工作边相互贴合构成滑动连接，由构成边向内围构成多边形孔洞对作物受夹持组件夹持固定处上方部分进行限位及支撑。
16.进一步设置：所述主动盘包括中部镂空的外盘体，外盘体中部设有内盘体，内盘体下表面设有用于固接外盘体的连接块，所述外盘体内环侧壁与内盘体外沿侧壁共同组成了导向槽，所述辅助支撑结构还包括与下导向块下端固接的第二延伸架，所述第二延伸架底部设有用于对茎秆类作物受活动块夹持固定处上方部分进行限位固定的第二支撑件。
17.通过采用上述技术方案，使用时可由第二延伸架跟随下导向块同步运动，带动第一支撑件对茎秆类作物受活动块组夹持固定处的下方部分进行进一步的夹持固定，更为模拟茎秆类作物原始种植环境。
18.进一步设置：还包括用于对茎秆类作物根部进行限位收缩的限位结构，所述限位结构包括固设在筒体内壁的支撑板，所述支撑板上设有开口朝上、顶部朝下的锥筒。
19.通过采用上述技术方案，可利用锥筒不同深度直径大小不同的特性对不同直径的茎秆类作物进行底部支撑。
20.进一步设置：所述筒体侧壁设有通槽。
21.通过采用上述技术方案，使筒体内部部分开放，便于观察的同时，也使筒体内部保持通风状态，改善作物试验环境。
22.综上所述，本发明具有以下有益效果：
23.1、可灵活适配夹持固定不同直径大小的茎秆类作物，且可自动复位，装夹方便；
24.2、可对茎秆类作物进行多点固定，稳定性强且对茎秆类作物的损伤较小。
【附图说明】
25.图1是茎秆类作物试验用高效固定装置的工作示意图；
26.图2是茎秆类作物试验用高效固定装置的整体示意图；
27.图3是茎秆类作物试验用高效固定装置的第一结构示意图；
28.图4是茎秆类作物试验用高效固定装置的第二结构示意图；
29.图5是活动块的结构示意图；
30.图6是主动盘的结构示意图；
31.图7是下辅部的结构示意图；
32.图8是限位结构的剖视图。
33.附图标记：1、筒体；2、第一卡槽；3、第二卡槽；4、夹持组件；41、活动块；42、限位板；43、主动盘；44、弹性自锁结构；411、第一侧边；412、第二侧边；413、上导向柱；414、下导向块；421、第一通孔；422、限位滑槽；431、外盘体；432、内盘体；433、连接块；434、第二通孔；435、导向槽；436、卡块；437、扳手；441、凸块；442、弹簧；5、辅助支撑结构；51、上辅部；52、下辅部；511、第一延伸架；512、第一支撑件；513、构成边；514、工作边；515、第一平台；516、立柱；517、滑轮；521、第二延伸架；522、第二支撑件；523、第二平台；6、限位结构；61、支撑板；62、锥筒；7、通槽；8、作物：
【具体实施方式】
34.以下结合附图对本发明作进一步详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.需要说明的是，本发明实施例中所使用的“第一”“第二”等描述仅用于描述目的，不应当理解为其指示或隐含指示所限定的技术特征的数量，由此，本说明书各实施例中限定有“第一”“第二”的特征可以表明包括至少一个该被限定的技术特征。
36.本说明书中所记载的本发明的各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时，应当认为该技术方案的结合不存在。
37.如图1所示，一种茎秆类作物8室内试验用高效固定装置，包括内部中空且上下开放的筒体1，筒体1侧壁设有第一卡槽2及第二卡槽3，筒体1上端设有可弹性适配夹持固定不同直径茎秆类作物8的夹持组件4，还包括与夹持组件4同步运动并配合夹持组件4对茎秆类作物8被夹持上下两端进行收拢支撑的辅助支撑结构5，筒体1内部下端还设有用于对茎秆类作物8根部进行限位支撑的限位结构6，筒体1侧壁周身均匀布设有通槽7。
38.如图2所示，夹持组件4包括至少三组相互邻接且组成多边形孔洞对茎秆类作物8进行固定夹持的活动块41，还包括用于对活动块41运动轨迹进行约束的限位板42以及配合限位板42来改变活动块41所组成多边形孔洞大小的主动盘43，还包括设置在筒体1侧壁用于提供弹性预紧力使活动块41持续夹紧作物8的弹性自锁结构44。
39.工作时，只需由主动盘43驱动活动块41贴合滑动，使活动块41构成的多边形孔洞大小发生改变，即可适配固定不同直径大小的茎秆类作物8，巧妙替代了现有茎秆固定装置
单一直径的夹持方式，大大提高了装置适配度。如图3、5所示，本实施例中活动块41数量为六，活动块41包括第一侧边411和第二侧边412，相邻活动块41的第一侧边411、第二侧边412相互贴合形成夹角进而围构出一个多边形孔洞，活动块41上表面设有用于装卡限位板42的上导向柱413，活动块41下表面设有用于装卡主动盘43的下导向块414。限位板42固定设置在筒体1上端开口处，限位板42中部设有供茎秆类作物8通过的第一通孔421，限位板42表面顺着自身周向布设有与活动块41数量相同的限位滑槽422，每个活动块41的上导向柱413分别插入对应的限位滑槽422并与其构成滑动连接。
40.如图6所示，主动盘43包括外盘体431、内盘体432和连接块433，外盘体431中部镂空，内盘体432悬置于外盘体431中部且设有供茎秆类作物8通过的第二通孔434，外盘体431和内盘体432通过连接块433固定连接，外盘体431内沿与内盘体432外沿共同围构出可适配装卡下导向块414且用于带动活动块41移动的导向槽435，外盘体431外部侧沿设有滑动连接第一卡槽2的卡块436以及用于滑动连接第二卡槽3的扳手437。
41.上述技术方案使主动盘43与筒体1构成一体式结构，使装置整体更为紧密，且通过设置扳手437，增大了主动盘43的驱动力矩，使用起来更为省力，此外，由于主动盘43、限位板42采用上下夹合的方式驱动活动块41，使得活动块41上下面受到约束，进而有效提高了活动块41夹持作物8的稳定性和可靠性。
42.参考图3，弹性自锁结构44包括凸块441和弹簧442，凸块441固定设置在筒体1外壁表面，弹簧442一端固定连接凸块441，另一端与主动盘43的扳手437固定连接，使用时，可借助弹簧442的弹性预紧力带动活动块41复位并持续夹紧茎秆类作物8，替代了传统螺栓预紧方式，大大缩短装夹时长，提高了装置的实用性和工作效率。
43.工作时，当本发明未对作物8进行固定，扳手437在弹簧442预紧力的作用下位于第二卡槽3靠近凸块441的一端，此时，活动块41相互聚拢，每个活动块41第一侧边411与第二侧边412的交点接近重合，且相邻活动块41的第一侧边411和第二侧边412的重合度达到峰值，活动块41围成的多边形孔洞面积最小。
44.当需要对茎秆类作物8进行固定时，使用者只需顺时针转动扳手437，通过扳手437带动主动盘43，使主动盘43与限位板42发生相对转动，上导向柱413、下导向块414分别沿着限位滑槽422及导向槽435进行滑动进而带动活动块41做远离筒体1中心轴线的偏转运动，每个活动块41的第一侧边411沿着相邻活动块41的第二侧边412做相对滑动，从而使活动块41围成的多边形孔洞扩大直至作物8可以通过，待茎秆类作物8依次穿过第一通孔421、多边形孔洞、第二通孔434进入筒体1并接触限位结构6后，松开扳手437，活动块41在弹簧442预紧力作用下逆时针复位直至刚好卡紧作物8从而完成对作物8的固定。
45.如图2、3所示，辅助支撑结构5包括上辅部51和下辅部52，上辅部51通过跟随上导向柱413同步运动对茎秆类作物8受活动块41固定夹持处上方部分进行收拢支撑，下辅部52则通过跟随下导向块414同步运动对茎秆类作物8受活动块41固定夹持处下方部分进行收拢支撑。
46.参考图3，上辅部51包括与活动块41数量相同的第一延伸架511，每个第一延伸架511下端都与对应的上导向柱413露出限位滑槽422的上端固定连接，第一延伸架511远离限位板42的上端弯曲并统一水平指向第一通孔421轴线处，第一延伸架511的弯曲末端设有第一支撑件512。工作时，使用者顺时针拉动扳手437，第一延伸架511整体跟随上导向柱413同
步运动，带动第一支撑件512一同远离第一通孔421圆心处，使茎秆类作物8可以顺利通过第一通孔421，待作物8末端通过第二通孔434并接触限位结构6后，使用者松开扳手437，第一延伸架511跟随上导向柱413同步复位，带动所有的第一支撑件512朝着第一通孔421进行径向偏斜聚拢，对作物8受活动块41固定夹持处上方部分进行限位及支撑，从而起到防止作物8因其顶部重力过大而出现倾倒、折断等现象。
47.本实施例中，提供了两种第一支撑件512的具体结构，参考图3，第一支撑件512的第一种结构为折杆状，其工作原理与活动块41相同，第一支撑架包括构成边513和工作边514，相邻第一支撑架之间的构成边513与工作边514相互贴合，由构成边513围构成与夹持组件4相似的孔洞，通过第一延伸架511跟随上导向柱413同步运动，进而改变第一支撑件512的转动方向来调整孔洞大小进而对作物8被夹持上方部分进行限位及支撑。
48.参考图3，本实施例中第一支撑件512的第二种结构：第二支撑件522包括第一平台515、立柱516及滑轮517，第一平台515固定连接第一延伸架511上端，立柱516设置在第一平台515的上表面，滑轮517套设在立柱516上并与立柱516构成转动连接，工作时，各组滑轮517在第一延伸架511的带动下朝着作物8受活动块41夹持固定处的上端部分进行聚拢，直至接触并径向顶持作物8，期间滑轮517在，在挤压作物8时可通过自身转动降低对作物8表面的破坏。
49.参考图7，下辅部52包括若干第二延伸架521，第二延伸架521下端与下导向块414的下端固定连接，第二平台523上表面设有第二支撑件522，本实施例中第二支撑件522与第一支撑件512的第二种结构相同，包括第二平台523、立柱516及滑轮517，第二延伸架521远离主动盘43的底端设有第二平台523，下辅部52的工作原理与上辅部51接近，旨在对部分根系较为发达的茎秆类作物8对进一步夹持固定。
50.如图2、8所示，限位结构6包括支撑板61和锥筒62，支撑板61平行筒体1开口固定设置在筒体1内部下端，锥筒62开口朝上、顶部朝下设置在支撑板61中部。工作时，可利用锥筒62不同深度直径大小不同的特性对不同直径的茎秆类作物8进行底部支撑，此外，锥筒62可模拟土壤对茎秆类作物8根部进行收束，配合下辅部52能够起到模拟茎秆类作物8自然生长状态的目的。
51.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。