基于电阻式应变片的甘蔗种切割防伤芽系统

《基于电阻式应变片的甘蔗种切割防伤芽系统》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2015年2月农机化研究第2期基于电阻式应变片的甘蔗种切割防伤芽系统黄亦其，王小波，李晓峰，罗昭宇，杨坚，王伟(广西大学机械工程学院，南宁530004)摘要:根据甘蔗种植要求，设计了一种基于电阻式应变片的甘蔗种切割防伤芽系统。利用电阻式应变片感应甘蔗种芽信号，经放大、滤波后与电压比较器预设的参考电压值进行比较，并以高、低电平的形式输入到单片机计数，再根据计数情况向甘蔗种切断刀发出控制信号，实现甘蔗种切割防伤芽的目的。试验结果表明，该系统能够满足防伤牙要求，误差小，准确率高达97%。关键词:甘蔗;防伤芽;计数;电阻式应变片中图分类号:S223．1文献标识码:A

2、文章编号:1003－188X(2015)02－0214－04DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2015.02.051本系统(如图1所示)利用甘蔗种芽生长在甘蔗0引言茎节并相对于甘蔗茎秆凸起的特征，在甘蔗种植机输［1］根据甘蔗种植要求，须将甘蔗种切成双芽段。送机构的作用下，将甘蔗茎秆送入甘蔗茎节种芽感应因此，甘蔗种切割防伤芽系统需配备准确的种芽计数机构，并往前输送;甘蔗种芽对感应机构的橡胶套产系统，实现对甘蔗种芽实时检测、计数并给甘蔗种切生一个挤压作用力，该挤压作用由粘贴在橡胶套上的断刀提供控制信号的功能，从而确保每段蔗种含有2橡胶片来传递给电

3、阻式应变片并转换为电信号;此电个种芽。信号经种芽信号放大电路放大后进入电压比较器，与目前，国内外已经逐步推广甘蔗机械化种植技预设参考电压进行比较并输出高、低电平，再将电平术，国内研发的部分新型甘蔗种植机功能相对齐信号送入单片机，即可实现种芽计数，并将存于锁存［2］全，但尚未配备专业的蔗种切割防伤芽装置，还不器中的计数信息由显示器显示计数情况。当计数达能完全实现自动化;尤其是无法解决自动化切种伤芽到2时，甘蔗茎秆在甘蔗种植机输送机构的作用下，率高的难题，难以保证新植甘蔗的发芽率，对甘蔗产继续往前输送一定时间直至切刀错开甘蔗种芽后，单量产生较大影响。唐书喜、黄亦

4、其等人已经研究了一片机控制系统发出控制信号，控制驱动切刀辊旋转的［3］种基于计算机视觉的甘蔗切割防伤芽装置，主要包步进电机使切刀辊开始工作，进而切下双芽段甘蔗括切割器、CCD摄像头及由电机控制器驱动的夹持输种，保护蔗牙的完整性。当一次切割完成后，单片机送机构。其虽结构简单，并且能实现切割甘蔗种防伤计数清零，进入下一个切割计数循环。芽功能，但是相邻两个茎节的间距长短不一，以固定1．1甘蔗种芽感应机构的长度为依据切取蔗种难以保证每段甘蔗种均含有2种芽感应机构包括橡胶套、橡胶片及电阻式应变个茎节种芽;另外，该装置易受田间振动和天气等作片，如图2所示。其中，橡胶套呈

5、喇叭形，橡胶片呈矩业环境影响与干扰。本文所设计的基于电阻式应变形，且若干橡胶片呈圆周的方式均匀固定于远离喇叭片的甘蔗种切割防伤芽系统能够解决上述问题，且结形端的橡胶套圆周套壁上，每个橡胶片上贴有一电阻构简单、适用范围广，可实现甘蔗种芽检测自动化，为式应变片。采用喇叭形橡胶套可减少甘蔗种芽刚进切割甘蔗种防伤芽提供保障，以满足甘蔗种植的农艺入甘蔗种芽感应机构时的冲击，做到有效过渡，防止要求。甘蔗种芽的损伤，保护蔗芽的完整性。喇叭形橡胶套喇叭形根部直径D略小于甘蔗茎杆的平均直径，随机1系统工作原理及结构抽取400根广西地区普遍种植的甘蔗品种进行直径测量，得到最小平

6、均直径为26．28mm，取喇叭形橡胶收稿日期:2014－03－12套根部直径D=25mm。当遇到直径比橡胶套喇叭形基金项目:国家自然科学基金项目(20100627)根部直径大的甘蔗茎秆时，橡胶套在甘蔗茎秆挤压力作者简介:黄亦其(1973－)，男，广西隆安人，副教授，博士，(E－mail)hyqgxu@163．com。的作用下变形，直径增大，从而可以检测不同直径的·214·2015年2月农机化研究第2期甘蔗种，扩大了本系统的适用范围。各橡胶片之间有贴在其表面的电阻式应变片将变形信息转变成电信微小的间隙，当甘蔗种芽经过喇叭形橡胶套并触碰到号输出。橡胶片时，则橡胶

7、片产生变形量;利用电阻应变效应，1．电阻式应变片2．橡胶片3．橡胶套4．甘蔗种芽5．甘蔗茎秆6．切刀7．切刀辊图1甘蔗种切割防伤芽系统结构图Fig．1TheStructurediagramofSugarcaneBudCuttingInjuryPreventionSystem电位器Ｒ10，以便在电阻式应变片无变形(即无种芽经过橡胶套)时能够快速、准确地实现放大电路输出调零，以免对输出结果造成较大误差，影响单片机计数。1．3种芽计数与显示系统种芽计数与显示系统包括对种芽信号进行统计计数的单片机、将统计分析后的信号进行缓存的锁存器和将锁存器内的信号进行显示的显示器

8、。其具体1．电阻式应变片2．橡胶片3．橡胶套原理为: