[发明专利]一种小粒径颗粒摩擦角的测试装置及测试方法

说明书

本发明涉及一种小粒径颗粒摩擦角的测试装置及测试方法，该测试装置包括控制器、被测板件、支架、底板、第一转动轴、连接结构及均与控制器连接的驱动装置、倾角传感器、数值显示模块和图像捕捉设备，被测板件可拆卸地设于底板上；第一转动轴设于支架上，且支架的底部设有旋转轴，底板的一端通过旋转轴与支架转动连接，底板的另一端能通过连接结构与第一转动轴连接，驱动装置用于驱动第一转动轴旋转；倾角传感器设于底板上用于测量底板的底部与水平面的夹角，数值显示模块用于显示倾角传感器的数值，图像捕捉设备用于捕捉被测板件上小粒径颗粒下滑情况的图像。本发明结构简单、操作方便，能直接获取摩擦角的测量值，且测量精度高。

技术领域

本发明涉及颗粒物料的物理性质检测技术领域，更具体地，涉及一种小粒径颗粒摩擦角的测试装置及测试方法。

背景技术

摩擦角是表征物料颗粒摩擦特性和流动特性的重要指标之一，在现代农产品生产、加工和精制过程中，准确地检测物料与接触表面的摩擦关系，能够有效的提高农产品的生产加工效率。摩擦角是影响物料箱导料板倾角、排种器的型孔或型槽所处位置的角度等的重要参数，在许多相关的机械设计中都需要考虑这一因素。因此，测定物料与不同材料表面的摩擦角不仅为物料的物理特性研究提供理论基础，而且对作物机械的设计提供可靠的依据，具有很强的实际应用意义。

目前关于检测物料与接触表面的摩擦关系的测试方法主要有排出法及注入法，但这两种方法存在测量精度不高、数据不便观测与分析处理等问题。有的测试摩擦角的装置引入拉力计和位移传感器，并与计算机相连，但是这种装置对颗粒的要求比较高，适用范围小，用PC机作为数据采集终端时，设备成本较高。因此，目前关于摩擦角的测试主要还是通过斜面仪进行简单的手动测量，这种测试装置没有自锁功能，物料颗粒下滑后手晃动易引入人工误差，且操作者需肉眼从圆弧尺读取测量值，即不能直接获取测量值，导致测试结果与真实值误差大，且费时费力。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种小粒径颗粒摩擦角的测试装置，结构简单、操作方便，能直接获取摩擦角的测量值，且测量精度高。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

提供一种小粒径颗粒摩擦角的测试装置，包括控制器、被测板件、支架、底板、第一转动轴、驱动装置、连接结构、倾角传感器、数值显示模块及图像捕捉设备，被测板件可拆卸地设于底板上，驱动装置、倾角传感器、数值显示模块及图像捕捉设备均与控制器连接；第一转动轴设于支架上，且支架的底部设有旋转轴，底板的一端通过旋转轴与支架转动连接，底板的另一端能通过连接结构与第一转动轴连接，驱动装置用于驱动第一转动轴旋转；倾角传感器设于底板上用于测量底板的底部与水平面的夹角，数值显示模块用于显示倾角传感器的数值，图像捕捉设备用于捕捉被测板件上小粒径颗粒下滑情况的图像。驱动装置为电机；图像捕捉设备通过固定轴固定在支架上；控制器与数值显示模块设置成一体；连接结构为连接线；底板的两个侧边均设有一个侧壁，防止小粒径颗粒从底板的侧边滑落下去。

上述方案中，将小粒径颗粒放置在被测板件上后，控制器通过驱动装置驱动第一转动轴旋转使底板与连接结构连接的一端向上抬起，底板抬起过程中，倾角传感器实时测量底板的底部与水平面的夹角并传输至控制器，控制器将该夹角传输至数值显示模块并显示，图像捕捉设备实时捕捉小粒径颗粒下滑情况的图像并将该图像传输至控制器进行处理和判断，当控制器判断小粒径颗粒没有全部下滑时，控制器继续控制驱动装置驱动第一转动轴旋转，当控制器判断所有的小粒径颗粒开始下滑时，控制器控制驱动装置停止工作，记录数值显示模块显示夹角的角度值，该角度值即是小粒径颗粒与被测板件的摩擦角。本发明一种小粒径颗粒摩擦角的测试装置，结构简单、操作方便，能直接获取摩擦角的测量值，且测量精度高。