[发明专利]一种基于离心力检测的果实结合力测试装置及方法

说明书

本发明涉及一种基于离心力检测的果实结合力测试装置，包括直流调速电机及其控制器，直流调速电机的电机轴上设置固定转盘和活动转盘，所述活动转盘靠近电机轴末端，固定转盘和活动转盘上均开设用于在它们之间夹住果实枝或干的螺纹通孔，固定转盘和活动转盘位于封闭外壳内，封闭外壳内表面均布柔性阵列式压力传感器；检测控制器与直流调速电机的控制器相连，检测控制器的输入端与柔性阵列式压力传感器的输出端相连，检测控制器的输入端还与电子天平的输出端相连。本发明还公开了一种基于离心力检测的果实结合力测试装置的测试方法。本发明由于不直接夹持并施加力于被测果实，因此特别适用于不便于夹持的柔软小浆果的结合力检测。

技术领域

本发明涉及农业测试技术领域，尤其是一种基于离心力检测的果实结合力测试装置及方法。

背景技术

农业现代化的基础是机械化，随着从事农业生产劳动力的减少以及劳动力成本的上升，对机械化的需求越来越迫切。在林果类种植业中，采收环节就需要大量劳动力，为解决劳动力短缺的问题并提高生产效率，目前已研制出各种机械化采收装备，这些装备大多采用振动方式使得果实果梗或果实与果柄分离，为了施加恰到好处的振动，需要知道被采收果实果梗或果实与果柄的结合力。专利“果实果梗结合力测试装置”(ZL201610392248.6)提供了一种分别夹住果实和果实枝干，施加拉力于果实以拽下果实，从而获取拽下果实的最大拉力的结合力测试装置及其方法。但许多体积小、密集且柔软的浆果，无法直接夹住果实进行测量或操作较困难，需要一种新型测试装置及其测试方法。

发明内容

本发明的首要目的在于提供一种不仅能动态测试果实果梗或果实与果柄的结合力，而且能用于评价果实果梗或果实与果柄之间抗拉强度，特别适于测试体积小、密集且柔软的浆果的结合力的基于离心力检测的果实结合力测试装置。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种基于离心力检测的果实结合力测试装置，包括直流调速电机及其控制器，直流调速电机的电机轴上设置固定转盘和活动转盘，所述活动转盘靠近电机轴末端，固定转盘和活动转盘上均开设用于在它们之间夹住果实枝或干的螺纹通孔，固定转盘和活动转盘位于封闭外壳内，封闭外壳内表面均布柔性阵列式压力传感器；检测控制器与直流调速电机的控制器相连以控制并获取直流调速电机的转速，检测控制器的第一输入端与柔性阵列式压力传感器的输出端相连以感知果实掉落到封闭外壳内，检测控制器的第二输入端与电子天平的输出端相连以获取果实的重量。

所述封闭外壳由左侧盖板、环形套桶和右侧盖板组成，所述左侧盖板和环形套桶通过分别设置于左侧盖板和环形套桶上的螺纹孔用螺杆连接固定；所述环形套桶和右侧盖板通过分别设置于环形套桶和右侧盖板上的卡扣连接固定；所述柔性阵列式压力传感器均匀布设于左侧盖板、环形套桶和右侧盖板的内表面。

所述检测控制器由检测与控制器电路、设置和显示面板组成，所述设置和显示面板上集成按键和显示屏，所述检测与控制电路分别与柔性阵列式压力传感器、直流调速电机的控制器、电子天平相连。

本发明的另一目的在于提供一种基于离心力检测的果实结合力测试装置的测试方法，其特征在于：该方法包括下列顺序的步骤：

(1)检测控制器与直流调速电机的控制器相连以控制并获得直流调速电机的转速v；

(2)检测控制器的第一输入端与柔性阵列式压力传感器的输出端相连以感知果实掉落到封闭外壳内并自动停止直流调速电机运行；

(3)取出掉落到封闭外壳内的果实放到电子天平上称重；

(4)检测控制器的第二输入端与电子天平的输出端相连以自动获取果实的重量m；

(5)用量尺测量掉落到封闭外壳内果实的离心半径r并输入到检测控制器，检测控制器依据公式：f＝mv²/r自动计算出果实结合力f。