[發明專利]一種基于STF和超聲波的蔬菜移栽機減震系統及減震方法

在審

• 申請號: 201810058517.4
• 申請日: 2018-01-22
• 公開（公告）號: CN108040556A
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 金鑫;陳凱康;姬江濤;文亞州;張海洋;李明勇;張洋;姚昊明;龐靖;胡雙衛;王朝陽;戴寶瓊
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: A01C11/00
• 分類號: A01C11/00
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 王學鵬

本發明提供一種基于STF和超聲波的蔬菜移栽機減震系統及其減震方法，本發明基于STF和超聲波的特性，利用超聲波在剪切增稠液體中傳播而引起液體介質的振動，使得液體稠度增加，硬度增大，從而給活塞足夠大的反作用力，達到減震的效果，同時，本發明利用了位移傳感器、運算放大器、采樣保持器、A/D轉換等的有機結合，利用減震裝置上下支撐板之間的位移變化反應所受沖擊力的大小，從而以電壓信號輸出，再轉變為每一時刻對應的電流數值，最后轉變成對應頻率的超聲波，超聲波頻率不同，剪切增稠液體的硬韌程度也不同，反作用力也會不同，精準地實現沖擊力與反作用力一一對應。

技術領域

本發明屬于農業機械技術領域，具體涉及一種基于STF和超聲波的蔬菜移栽機減震系統及減震方法。

背景技術

機械器具長時間的振動必然會給機械本身甚至操作者帶來巨大的危害。由于振動的存在，其大大降低了蔬菜移栽機的動態精度和使用性能，同時機械的振動會產生反復變動的載荷，長久以來，必然會降低蔬菜移栽機的使用壽命，甚至嚴重時會造成難以彌補的災難事故。更糟糕的是振動給人身和環境帶來的危害。例如長時間接觸振動源會使人產生振動病，加重人體器官的損壞。而且振動所帶來的噪音污染更是不可忽視的，輕則會使機械操作者產生短暫的耳鳴現象，給人的生理和心理帶來危害，重則造成交通事故，環境污染。因此，減免和根治機械的振動刻不容緩。

本發明創新大膽地引用剪切增稠液體（STF），利用其受到突然外力作用時，能夠由液體瞬時變成堅硬物體的原理，從而來達到良好減震的作用效果。以下便是關于STF減震機制的具體表現。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于STF和超聲波的蔬菜移栽機減震系統及減震方法，本發明基于STF和超聲波的特性，利用超聲波在剪切增稠液體中傳播而引起液體介質的振動，使得液體稠度增加，硬度增大，從而給活塞足夠大的反作用力，達到減震的效果，以解決上述技術問題。

為了達到上述目的，本發明的所采用的技術方案是：一種基于STF和超聲波的蔬菜移栽機減震系統，該減震系統安裝在蔬菜移栽機上對蔬菜移栽機進行減震，該減震系統包括缸體和設置在缸體內部的超聲波換能器，所述缸體的底部與下支撐板相連，所述缸體內設置有可在所述缸體內上下滑動的活塞，所述活塞的活塞桿從所述缸體內穿出后與上支撐板相連，所述上支撐板安裝在蔬菜移栽機上，所述活塞將所述缸體的內腔分隔為上腔和下腔，所述活塞的活塞桿一端設置在所述上腔內，所述活塞的活塞桿另一端從所述缸體內穿出后與上支撐板相連，所述下腔內填充有剪切增稠液體，所述下腔內設置有超聲波換能器，所述超聲波換能器安裝在所述缸體底部的內壁上；所述上支撐板與所述下支撐板上對應設置有可將所述上支撐板的位移轉換成電壓信號的位移傳感器，所述下支撐板上設置有將位移傳感器輸出的電壓信號進行放大的運算放大器，所述上支撐板上設置有可將放大后的電壓信號轉換成直流電信號的采樣保持器，所述下支撐板上還設置有可將采樣保持器輸出的直流電信號轉換為與超聲波換能器相匹配的交流電信號的超聲波發生器。

優選的，所述下腔內設置有用于保護所述超聲波換能器的保護彈簧。

優選的，所述保護彈簧安裝在所述缸體底部的內壁上，所述保護彈簧與所述超聲波換能器兩者的中心軸線重合。

優選的，所述缸體包括呈柱型的下缸體和與下缸體的頂端相連接的蓋體，所述下缸體的底部與所述下支撐板相連，所述超聲波換能器安裝在所述下缸體底部內壁的中心位置處。

優選的，所述蓋體的橫截面呈弧形且所述蓋體橫截面的內弧面朝向所述下缸體。

優選的，所述蓋體的中心位置處開設有通孔，所述活塞的活塞桿從所述通孔內穿出后與上支撐板相連。

優選的，所述運算放大器的內部設置有運算放大電路。

優選的，所述運算放大電路為TLC2252運算放大電路。