專利名稱：農(nóng)業(yè)物料沖擊試驗裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)物料沖擊試驗裝置及方法，主要用于農(nóng)業(yè)物料與不同材料脫粒元件的 碰撞過程，獲得極限速度、沖擊破碎敏感性、碰撞后的加速度，碰撞作用力等參數(shù)，為脫 粒、加工、輸送等裝置的設(shè)計提供依據(jù)。
背景技術(shù)：
近年來的研究表明，農(nóng)業(yè)物料的破碎主要與沖擊力有關(guān)，是農(nóng)業(yè)物料顆粒和剛性部件 沖擊的結(jié)果。關(guān)于離心沖擊力對谷物破碎影響的研究較多，不同的實驗室和研究者建立了 不同結(jié)構(gòu)的離心沖擊試驗臺。主要機型有離心槍、沖擊儀和破碎儀，它們的共同原理為離 心加速谷物，使其沖擊到周圍圓筒沖擊壁，計算破碎率。其缺點是，試驗物料必須為群體， 對單粒物料與脫粒元件的沖擊作用過程無法實現(xiàn)。目前可以模擬脫粒元件與單粒農(nóng)業(yè)物料
碰撞過程的試驗裝置及方法未見報道。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種農(nóng)業(yè)物料沖擊試驗裝置及方法， 該裝置能模擬單粒農(nóng)業(yè)物料與不同材料脫粒元件的碰撞過程，獲取極限速度，同時運用該 方法可獲得沖擊破碎敏感性、碰撞后的加速度、碰撞作用力等參數(shù)。
本發(fā)明裝置采用的技術(shù)方案是包括物料固定支架、發(fā)射裝置和電機，將發(fā)射裝置和 變頻調(diào)速電機都固定在機架上，變頻調(diào)速電機的控制端和控制系統(tǒng)輸入端相連，主動帶輪 安裝在變頻調(diào)速電機軸上，從動帶輪安裝在發(fā)射裝置的主軸上，轉(zhuǎn)盤安裝在主軸上，動力 由變頻調(diào)速電機輸入，帶動轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)盤固定有撥塊，錐形端頭安裝在主軸，位于主軸 上端的投球口固定在發(fā)射裝置頂蓋上方，頂蓋下方固定有導向環(huán)，頂蓋和發(fā)射支架固定在 一起，安裝在轉(zhuǎn)盤切線方向與發(fā)射支架固定在一起的出射管上裝有光纖傳感器，光纖傳感 器輸出端與監(jiān)測與控制系統(tǒng)相連。
本發(fā)明方法采用的技術(shù)方案是依次包括如下步驟
(1) 、調(diào)整物料固定支架與出射管的相對位置，實現(xiàn)沖擊球與待測農(nóng)業(yè)物料不同角度 的碰撞；
(2) 、將待測農(nóng)業(yè)物料懸掛在物料固定支架的沖擊球?qū)⑴c之碰撞的位置，也可將農(nóng)業(yè) 物料粘貼在紙上，然后再固定在物料固定支架上；
(3) 、調(diào)整監(jiān)測與控制系統(tǒng)的旋鈕，改變調(diào)速電機的轉(zhuǎn)速，保證沖擊球射出的線速度；(4) 、將沖擊球從投球口中喂入，在重力的作用下落在轉(zhuǎn)盤上，先沿導向環(huán)在轉(zhuǎn)盤上 移動，然后從導向環(huán)缺口沖滾出，在撥塊的作用下隨轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動近一周后從出射管中射出， 與待測農(nóng)業(yè)物料發(fā)生碰撞后，被緩沖簾吸收落在底座上；
(5) 、通過監(jiān)測與控制系統(tǒng)檢測碰撞后農(nóng)業(yè)物料的損傷程度，可獲得物料與不同材料 脫粒元件碰撞時的極限速度、沖擊破碎敏感性參數(shù)，借助高速攝像、圖像處理手段還可分 析物料碰撞后的位移、速度、加速度，碰撞作用力。
本發(fā)明可獲得物料與不同材料脫粒元件碰撞時的極限速度、沖擊破碎敏感性等參數(shù)， 借助高速攝像、圖像處理等手段還可分析物料碰撞后的位移、速度、加速度，碰撞作用力 等，為脫粒、加工、輸送等裝置的設(shè)計提供依據(jù)。
下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明進一步說明。
圖1是本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1中發(fā)射裝置10的局部結(jié)構(gòu)放大圖。
圖3是圖2的俯視圖。
圖4是圖1中物料固定支架7的局部結(jié)構(gòu)放大圖。
圖中l(wèi).緩沖簾支架，2.緩沖簾，3.底座，4.垂直調(diào)整手輪，5.垂直梁，6.移動底座， 7.物料固定支架，8.前后調(diào)整手輪，9.左右調(diào)整手輪，IO.發(fā)射裝置，ll.從動帶輪，12. 三角帶，13.主動帶輪，14.變頻調(diào)速電機，15.機架，16.監(jiān)測與控制系統(tǒng)，17.沖擊球，18. 農(nóng)業(yè)物料；101.發(fā)射支架，102.頂蓋，103.轉(zhuǎn)盤，104.投球口， 105.錐形端頭，106.深溝 球軸承，107.主軸，108.圓錐滾子軸承，109.連接座，IIO.光纖傳感器，111.出射管，112. 導向環(huán)，113.撥塊。
具體實施例方式
圖1所示，發(fā)射裝置10設(shè)置在物料固定支架7旁邊，監(jiān)測與控制系統(tǒng)16在發(fā)射裝置 10和物料固定支架7附近并以信號線連接。發(fā)射裝置10和變頻調(diào)速電機14都固定在機架 15上，變頻調(diào)速電機14的控制端與監(jiān)測與控制系統(tǒng)16相連，主動帶輪13安裝在變頻調(diào) 速電機14軸上。如圖2、 3所示，從動帶輪11安裝在主軸107上的連接座109位置處，主 動帶輪13和從動帶輪11之間以三角帶12連接。動力由變頻調(diào)速電機14輸入，帶動轉(zhuǎn)盤 103轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)盤103固定有撥塊113，錐形端頭105安裝在主軸107，位于主軸107上方的 投球口 104固定在發(fā)射裝置頂蓋102上方，頂蓋102下方固定有導向環(huán)112，頂蓋102和 發(fā)射支架101固定在一起，安裝在轉(zhuǎn)盤103切線方向與發(fā)射支架101固定在一起的出射管
111上裝有光纖傳感器110，光纖傳感器輸出端與監(jiān)測與控制系統(tǒng)16相連。發(fā)射裝置主軸 107上端采用深溝球軸承106支撐，下端采用圓錐滾子軸承108支撐。緩沖簾2的材料為 海綿橡膠，緩沖簾2上端由側(cè)邊的緩沖簾支架1懸掛固定。沖擊球17為鋼球，也可以為鋁 球或塑料球等。如圖l、 4所示，物料固定支架7和移動底座6相連，在物料固定支架7上 懸掛單個農(nóng)業(yè)物料18，物料固定支架7分別連接垂直調(diào)整手輪4、前后調(diào)整手輪8、左右 調(diào)整手輪9，可改變物料固定支架7與出射管111的相對位置。
試驗時，調(diào)整物料固定支架7與出射管111的相對位置可實現(xiàn)沖擊球17與農(nóng)業(yè)物料 不同角度的碰撞；將待測物料18懸掛在物料固定支架7上鋼球17將與之碰撞的位置，也 可將物料18粘貼在紙上，然后再固定在支架上；調(diào)整控制系統(tǒng)旋鈕，改變調(diào)速電機14的 轉(zhuǎn)速，以保證鋼球7射出的線速度；將鋼球7從投球口 104中喂入，在重力的作用下落在 轉(zhuǎn)盤103上，先沿導向環(huán)112在轉(zhuǎn)盤上移動，然后從導向環(huán)缺口沖滾出，在撥塊113的作 用下隨轉(zhuǎn)盤103轉(zhuǎn)動近一周后從出射管111中射出，與待測物料18發(fā)生碰撞后，被緩沖簾 2吸收落在底座3上；通過檢測碰撞后物料的損傷程度，可獲得物料與不同材料脫粒元件 碰撞時的極限速度、沖擊破碎敏感性等參數(shù)，借助高速攝像、圖像處理等手段還可分析物 料碰撞后的位移、速度、加速度，碰撞作用力等，為脫粒、加工、輸送等裝置的設(shè)計提供 依據(jù)。
權(quán)利要求
1.一種農(nóng)業(yè)物料沖擊試驗裝置，包括物料固定支架、發(fā)射裝置和電機，其特征在于將發(fā)射裝置(10)和變頻調(diào)速電機(14)都固定在機架(15)上，變頻調(diào)速電機(14)的控制端與監(jiān)測與控制系統(tǒng)(16)相連，主動帶輪(13)安裝在變頻調(diào)速電機(14)軸上，從動帶輪(11)安裝在發(fā)射裝置(10)的主軸(107)上，轉(zhuǎn)盤(103)安裝在主軸(107)上，動力由變頻調(diào)速電機(14)輸入，帶動轉(zhuǎn)盤(103)轉(zhuǎn)動；轉(zhuǎn)盤(103)固定有撥塊(113)，錐形端頭(105)安裝在主軸(107)，位于主軸(107)上端的投球口(104)固定在發(fā)射裝置頂蓋(102)上方，頂蓋(102)下方固定有導向環(huán)(112)，頂蓋(102)和發(fā)射支架(101)固定在一起，安裝在轉(zhuǎn)盤(103)切線方向與發(fā)射支架(101)固定在一起的出射管(111)上裝有光纖傳感器(110)，光纖傳感器(110)輸出端與監(jiān)測與控制系統(tǒng)(16)相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的農(nóng)業(yè)物料沖擊試驗裝置，其特征在于發(fā)射裝置(10)的主軸 (107)上端采用深溝球軸承(106)支撐，下端采用圓錐滾子軸承(108)支撐。
3. 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的農(nóng)業(yè)物料沖擊試驗裝置，其特征在于物料固定支架(7)和 移動底座(6)相連，在物料固定支架(7)上懸掛單個農(nóng)業(yè)物料(18)，物料固定支架(7) 分別連接垂直調(diào)整手輪(4)、前后調(diào)整手輪(8)、左右調(diào)整手輪(9)，可改變物料固定支 架(7)與出射管(111)的相對位置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的農(nóng)業(yè)物料沖擊試驗裝置，其特征在于物料固定支架(7)側(cè) 邊的緩沖簾(2)的材料為海綿橡膠。
5. 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的農(nóng)業(yè)物料沖擊試驗裝置，其特征在于發(fā)射裝置(10)中的沖 擊球(17)可以為鋼球、鋁球或塑料球。
6. —種農(nóng)業(yè)物料沖擊試驗方法，其特征在于依次包括如下步驟(1) 、調(diào)整物料固定支架(7)與出射管(111)的相對位置，實現(xiàn)沖擊球(17)與待 測農(nóng)業(yè)物料(18)不同角度的碰撞；(2) 、將待測農(nóng)業(yè)物料(18)懸掛在物料固定支架(7)的沖擊球(17)將與之碰撞的 位置，也可將農(nóng)業(yè)物料(18)粘貼在紙上，然后再固定在物料固定支架(7)上；(3) 、調(diào)整監(jiān)測與控制系統(tǒng)(16)的旋鈕，改變調(diào)速電機(14)的轉(zhuǎn)速，保證沖擊球 (17)射出的線速度；(4) 、將沖擊球(17)從投球口 (104)中喂入，在重力的作用下落在轉(zhuǎn)盤(103)上， 先沿導向環(huán)(112)在轉(zhuǎn)盤(103)上移動，然后從導向環(huán)缺口 (112)沖滾出，在撥塊(113) 的作用下隨轉(zhuǎn)盤(103)轉(zhuǎn)動近一周后從出射管(111)中射出，與待測農(nóng)業(yè)物料(18)發(fā) 生碰撞后，被緩沖簾(2)吸收落在底座上；(5) 、通過監(jiān)測與控制系統(tǒng)(16)檢測碰撞后農(nóng)業(yè)物料(18)的損傷程度，可獲得物 料與不同材料脫粒元件碰撞時的極限速度、沖擊破碎敏感性參數(shù)，借助高速攝像、圖像處 理手段還可分析物料碰撞后的位移、速度、加速度，碰撞作用力。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種農(nóng)業(yè)物料沖擊試驗裝置及方法，包括物料固定支架、發(fā)射裝置、電機和監(jiān)測與控制系統(tǒng)，用沖擊球代替脫粒元件分析定量脫粒元件與農(nóng)業(yè)物料的碰撞過程，改變調(diào)速電機使轉(zhuǎn)盤獲得所需轉(zhuǎn)速，將沖擊球從透氣投球口中喂入，在重力的作用下落在轉(zhuǎn)盤上，先沿導向環(huán)在轉(zhuǎn)盤上移動，然后從導向環(huán)缺口沖滾出，在撥塊的作用下隨轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動近一周后從出射管中射出，與待測物料發(fā)生碰撞后，被緩沖簾吸收落在底座上。主要用于分析農(nóng)業(yè)物料與不同材料脫粒元件碰撞時的極限速度、沖擊破碎敏感性等參數(shù)，借助高速攝像、圖像處理等手段還可分析物料碰撞后的位移、速度、加速度，碰撞作用力，為脫粒、加工、輸送裝置的設(shè)計提供依據(jù)。
文檔編號G01N3/30GK101187613SQ20071019194
公開日2008年5月28日 申請日期2007年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月27日
發(fā)明者常光寶, 張立功, 徐立章, 李耀明, 馬朝興 申請人:江蘇大學