[发明专利]一种作物籽粒静摩擦系数自动检测试验装置和方法

说明书

一种作物籽粒静摩擦系数自动检测试验装置和方法，该装置包括：试验台，包括底座和试验平台，被测材料和被测作物籽粒置于试验平台上；驱动机构，包括直流无刷电机和减速机，直流无刷电机安装在底座后端，减速机与直流无刷电机连接；传动机构，包括同步带传动机构和光轴，光轴安装在底座前端并通过同步带传动机构与减速机连接，试验平台通过半拼合式固定轴环与光轴连接；以及控制装置，包括控制器、单圈绝对值编码器、对射式激光传感器、电机驱动器和限位机构，单圈绝对值编码器安装在光轴一端，对射式激光传感器安装在试验平台上，电机驱动器与直流无刷电机连接，限位机构安装在底座上并与光轴连接。本发明还提供了上述装置的自动检测试验方法。

技术领域

本发明涉及一种农业物料力学特性检测装置，特别是一种作物籽粒静摩擦系数自动检测试验装置和方法。

背景技术

玉米、大豆等农作物的精量播种是现代化农业机械的重要发展方向之一，为实现对排种器等关键部件的优化设计，对作物籽粒的排种过程进行动力学分析和离散元仿真，必须要获取作物籽粒与其他材料之间的静摩擦系数。

斜面法是一种现有技术常用的测量农业物料静摩擦系数的试验方法。现有技术中，公告号为CN107421883A的中国发明专利公开了一种静摩擦系数测定装置及测定方法，其中测定装置包括旋转板、固定板、转轴、角位移传感器、物料板及平衡物块，所述固定板位于旋转板的下方，固定板和旋转板通过转轴连接，转轴安装的位置偏离旋转板的中间位置，在旋转板、固定板和转轴之间形成一个夹角，所述角位移传感器固定在一侧转轴上，物料板和平衡物块均置于旋转板上，分别在转轴的两端，物料板置于旋转板长端，平衡物块置于旋转板短端；文献“玉米籽粒的物理力学特性研究”利用人工手动调节丝母丝杠机构使斜面产生倾角，当玉米籽粒发生滑动或者有下滑趋势时手动测量斜面倾斜角度，测量结果易受人为因素干扰；公告号为CN102878910A的中国发明专利公开了一种用于散粒体物料摩擦角和摩擦系数测量的斜面仪装置，该装置利用人工手动转动配备自锁机构的摇杆机构控制斜面倾斜角度，采用圆弧尺和直尺测量角度，测量结果误差较大；文献“面向定向种植的玉米粒群批量整列与分选系统的研制”中静摩擦系数测定试验台利用转动手动摇柄控制平面倾斜角度，利用数显测斜仪测量倾斜角度，测量精度仅为±0.2°，测量精度较差；公告号为CN103202734B的中国发明专利公开了一种静摩擦系数测定装置及测定方法，该装置无法实现斜面的匀速转动，且物料开始发生滑动时斜面无法停止转动导致测量误差较大；也有采用光电传感器实现籽粒滑动状态的自动识别，但测量结果存在滞后性且无法直接显示静摩擦系数。

综上所述，现有的静摩擦力测定试验台主要存在以下问题：

(1)斜面倾斜角度由人工手动或步进电机驱动，被测物料易受振动影响，导致测试结果存在较大的随机误差；

(2)无法准确识别物料的临界滑动状态；

(3)斜面倾斜角度通过人工手动测量或数显测斜仪测量，测量结果精度低且易受人为因素干扰；

(4)试验装置自动化程度低，无法实现对物料静摩擦系数的自动测量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的上述缺陷，提供一种作物籽粒静摩擦系数自动检测试验装置和方法，以克服静摩擦力测定试验存在易受人为因素干扰、测量精度低及自动化水平低等问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种作物籽粒静摩擦系数自动检测试验装置，其中，包括：

试验台，包括底座和试验平台，被测材料和被测作物籽粒放置于所述试验平台上；

驱动机构，包括直流无刷电机和减速机，所述直流无刷电机安装在所述底座的后端，所述减速机与所述直流无刷电机连接；

传动机构，包括同步带传动机构和光轴，所述光轴安装在所述底座的前端并通过所述同步带传动机构与所述减速机连接，所述试验平台通过半拼合式固定轴环与所述光轴连接；以及