[发明专利]一种农业物料碰撞力学特性测定试验台及碰撞模型建立方法

权利要求书

1.一种农业物料碰撞力学特性测定试验台，其特征在于，包括：

木制摆臂(9)，一端固定在轴(16)上、另一端安装有力传感器(7)；所述力传感器(7)上安装冲击头(6)；所述轴(16)一端穿过轴承座(17)、另一端与角度编码器(10)相连，轴承座(17)和角度编码器(10)均固定；

物料底座(13)，其上部放置农业物料，且木制摆臂(9)处于竖直位置时，冲击头(6)恰好与农业物料接触；

所述木制摆臂(9)中间位置连接有铁片(21)，铁片(21)被未通电的电磁开关(20)吸住，所述电磁开关(20)通过连接杆可调节地安装在连接件(22)上，所述连接件(22)两端分别固定角度调节盘；

所述力传感器(7)、角度编码器(10)和电磁开关(20)均与数字信号处理实验箱(11)进行通信，所述数字信号处理实验箱(11)与计算机相连。

2.根据权利要求1所述的农业物料碰撞力学特性测定试验台，其特征在于，所述物料底座(13)固定在铝型材II(3)一端，铝型材II(3)另一端与铝型材I(2)垂直固定，铝型材I(2)固定在底板(1)上。

3.根据权利要求2所述的农业物料碰撞力学特性测定试验台，其特征在于，所述铝型材II(3)中间位置通过方形底座(23)固定在底板(1)上。

4.根据权利要求2所述的农业物料碰撞力学特性测定试验台，其特征在于，所述底板(1)上对称固定支架I(4)和支架II(5)，所述支架I(4)和支架II(5)上部固定矩形支架(12)，所述矩形支架(12)上固定轴承座(17)和角度编码器(10)。

5.根据权利要求4所述的农业物料碰撞力学特性测定试验台，其特征在于，所述角度调节盘固定在支架I(4)和支架II(5)上。

6.根据权利要求1所述的农业物料碰撞力学特性测定试验台，其特征在于，所述农业物料包括但不限于水稻茎秆、小麦茎秆、苹果、马铃薯、柑橘。

7.根据权利要求6所述的农业物料碰撞力学特性测定试验台，其特征在于，对于茎秆类的农业物料，冲击头(6)的形状为T字形，物料底座(13)末端形状类似于V字形。

8.根据权利要求6所述的农业物料碰撞力学特性测定试验台，其特征在于，对于苹果、马铃薯、柑橘类的农业物料，冲击头(6)的形状为球形，物料底座(13)为L形。

9.一种基于权利要求1-8任一项所述的农业物料碰撞力学特性测定试验台的碰撞模型建立方法，其特征在于，当农业物料为马铃薯时，建立的碰撞模型为：

其中：E^*是两个碰撞体的等效弹性模量，R^*是两个碰撞体的等效曲率半径，δ表示接触的两个碰撞体的变形量，表示接触的两个碰撞体的变形率，A^*表示等效耗散常数，K_h是赫兹刚度，K_y是弹性加载阶段的线性刚度，δ_y表示农业物料屈服点，δ_m表示接触的两个碰撞体的最大变形量，F^*为碰撞力。