一种分体式多参数可控水果间碰撞恢复系数测试装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种分体式多参数可控水果间碰撞恢复系数测试装置，包括定位架、图像采集单元和装于定位架上的两个左右对称的碰撞测试单元；碰撞测试单元包括框架、导轨、电动推杆、电磁铁吸附装置及小车，所述导轨倾斜铰接在框架顶部，并由其下方的电动推杆顶着，电磁铁吸附装置和小车滑动安装在导轨上，小车可被电磁铁吸附装置吸附住；图像采集单元用于拍摄测试对象之间碰撞全过程，其反射镜板和发光背景板的配合能够消除阴影且能清楚地观测到颗粒碰撞后Z轴的运动。本实用新型专利技术可实现颗粒间碰撞完全无干扰、碰撞部位可控、碰撞速度和角度可调、碰撞同步性高，且整个过程观测清晰，碰撞恢复系数测试准确。碰撞恢复系数测试准确。碰撞恢复系数测试准确。

【技术实现步骤摘要】
一种分体式多参数可控水果间碰撞恢复系数测试装置


[0001]本技术涉及物理参数测量的
，尤其是指一种分体式多参数可控水果间碰撞恢复系数测试装置。

技术介绍

[0002]碰撞恢复系数作为离散元仿真的基本参数，用来评估物体的碰撞过程，其中对于与机械部件的碰撞恢复系数已经有较为通用的测试手段(跌落试验)，但类球形水果间的碰撞恢复系数测量更加困难，因为碰撞发生的过程极为短暂，通常需要将毫秒级的过程分解到更为细小。国内外学者大多采用固定一个颗粒的方式，通过跌落或者摆动冲击的方式或者将两个颗粒用细线固定，通过摆动撞击的模式，得到碰前碰后颗粒的速度，以速度之比作为碰撞恢复系数，但是这种模式不仅受到外力的作用，并且因为颗粒表面的特性，在撞击前后易发生绕细线旋转的情况，撞击部位与能量的传递得不到保证。现有的测试平台(CN206787790U)采用了颗粒在轨道上自由滑行加速，在空中斜抛相撞的方式避免了外力的影响，碰撞概率高，观测范围广，另一个测试平台(Wu Z,Yang R,Fu L.Coefficient of restitution of kiwifruit collision without external force interference in different ripeness[J].An ASABE Meeting Presentation,July 12
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16,2021(Paper Number:2100104).)采用机械夹手携带加速的方式，信号同步率高，速度控制精确。但对于类球形水果的碰撞恢复系数的测定并不适用，类球形水果属于弹塑性颗粒，易损伤的特性导致不能依靠自身形状进行滚动加速，并且类球形水果球度分布不均，在滚动过程中速度难以掌控，速度和同步性难以保证。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种高效、可靠的分体式多参数可控水果间碰撞恢复系数测试装置，能够实现颗粒间碰撞完全无干扰、碰撞部位可控、碰撞速度和角度可调、碰撞同步性高，且整个过程观测清晰，碰撞恢复系数测试准确。
[0004]为实现上述目的，本技术所提供的技术方案为：一种分体式多参数可控水果间碰撞恢复系数测试装置，包括定位架、图像采集单元及两个结构相同的碰撞测试单元；两个碰撞测试单元分别通过角码装配在定位架上，且它们之间呈左右镜像对称，并保持间距；所述碰撞测试单元包括框架、导轨、电动推杆、电磁铁吸附装置及用于运载测试对象的小车，所述框架通过角码装配在定位架上，所述导轨倾斜设置于框架的顶部，且所述导轨的下部朝向另一个碰撞测试单元，并与框架通过铰链铰接在一起，使得导轨能够绕铰链自由摆动，所述电动推杆竖直安装在框架上，且其推杆头向上伸出并通过安装滚轮顶着导轨的底面，使得能够通过电动推杆调节导轨的倾斜角度，所述电磁铁吸附装置滑动安装在导轨上，并能够调节其在导轨上的位置，所述小车滑动安装在导轨上，位于电磁铁吸附装置朝向另一个碰撞测试单元的一侧，并能够被电磁铁吸附装置的电磁铁吸附住；所述图像采集单元
包括高速摄像机、反射镜板、第一发光背景板和第二发光背景板，所述反射镜板竖直安装在任意一个碰撞测试单元的框架上，并与定位架成45
°
夹角，所述第一发光背景板竖直安装在两个碰撞测试单元之间的那部分定位架上，并平行于两个碰撞测试单元的导轨，所述第二发光背景板竖直安装在没有安装反射镜板的那个碰撞测试单元的框架上，并垂直于第一发光背景板，所述高速摄像机设在第一发光背景板的正前方，用于拍摄测试对象之间碰撞全过程。
[0005]进一步，所述高速摄像机连接有计算机。
[0006]进一步，所述小车的背部固定有一块铁片，能够吸附在电磁铁上，所述小车上形成有一个仿测试对象外形的凹槽，用于固定测试对象。
[0007]进一步，所述测试对象为类球形水果颗粒。
[0008]进一步，所述第一发光背景板和第二发光背景板上设有标定线。
[0009]进一步，所述导轨为直线导轨。
[0010]本技术与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
[0011]1、与传统的有干扰的碰撞回复系数测试方式相比，本装置实现了在碰撞过程中完全无外力接触，减少了误差。
[0012]2、本装置的图像采集单元的设计实现了碰撞后Z轴的运动，且发光背景板可有效避免颗粒自身产生的阴影。
[0013]3、与现有的测试平台相比，本装置有更好的可控性，可实现碰撞位置、角度、速度三因素的自由调节，且分体式的设计让装置更具广泛性，运载小车的加入不仅能固定类球形水果颗粒的运动方式，更是能够控制碰撞的位置。
[0014]总之，本装置通过调节电动推杆的长度来调节颗粒的下滑角度，用导轨来保证颗粒滑动的路线，电磁铁吸附装置可调节滑动的路程，运载小车通过电磁铁吸附并固定类球形水果颗粒的运动方式，分体式的设计能够适应不同大小的颗粒，反射镜板和发光背景板的配合能够消除阴影且能清楚地观测到颗粒碰撞后Z轴的运动。因此，本装置能够实现颗粒间碰撞完全无干扰、碰撞部位可控、碰撞速度和角度可调、碰撞同步性高，且整个过程观测清晰，碰撞恢复系数测试准确，具有实际应用价值，值得推广。
附图说明
[0015]图1为本技术所述装置的结构示意图。
[0016]图2为图1的A局部放大图。
[0017]图3为小车的结构示意图。
[0018]图4为电磁铁吸附装置的结构示意图。
具体实施方式
[0019]下面结合实施例及附图对本技术作进一步详细的描述，但本技术的实施方式不限于此。
[0020]参见图1至图4所示，本实施例所提供的分体式多参数可控水果间碰撞恢复系数测试装置，包括定位架1、图像采集单元及两个结构相同的碰撞测试单元；两个碰撞测试单元分别通过角码装配在定位架1上，且它们之间呈左右镜像对称，并保持间距；所述碰撞测试
单元包括框架21、直线导轨22、电动推杆23、电磁铁吸附装置24及用于运载类球形水果颗粒的小车25，所述框架21通过角码装配在定位架1上，所述直线导轨22倾斜设置于框架21的顶部，且所述直线导轨22的下部朝向另一个碰撞测试单元，并与框架21通过铰链铰接在一起，使得直线导轨22能够绕铰链自由摆动，所述电动推杆23竖直安装在框架21上，且其推杆头向上伸出并通过安装滚轮26顶着直线导轨22的底面，使得能够通过电动推杆23调节直线导轨22的倾斜角度，所述电磁铁吸附装置24滑动安装在直线导轨22上，并能够调节其在直线导轨22上的位置，所述小车25滑动安装在直线导轨22上，位于电磁铁吸附装置24朝向另一个碰撞测试单元的一侧，所述小车25的背部固定有一块铁片2501，能够吸附在电磁铁吸附装置24的电磁铁2401上，所述小车25上形成有一个仿类球形水果颗粒外形的凹槽2502，用于固定类球形水果颗粒4；所述图像采集单元包括高速摄像机31、反射镜板32、第一发光背景板33和第二发光背景板34，所述第一发光背景板33和第二发光背景板34本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分体式多参数可控水果间碰撞恢复系数测试装置，其特征在于，包括定位架(1)、图像采集单元及两个结构相同的碰撞测试单元；两个碰撞测试单元分别通过角码装配在定位架(1)上，且它们之间呈左右镜像对称，并保持间距；所述碰撞测试单元包括框架(21)、导轨(22)、电动推杆(23)、电磁铁吸附装置(24)及用于运载测试对象的小车(25)，所述框架(21)通过角码装配在定位架(1)上，所述导轨(22)倾斜设置于框架(21)的顶部，且所述导轨(22)的下部朝向另一个碰撞测试单元，并与框架(21)通过铰链铰接在一起，使得导轨(22)能够绕铰链自由摆动，所述电动推杆(23)竖直安装在框架(21)上，且其推杆头向上伸出并通过安装滚轮(26)顶着导轨(22)的底面，使得能够通过电动推杆(23)调节导轨(22)的倾斜角度，所述电磁铁吸附装置(24)滑动安装在导轨(22)上，并能够调节其在导轨(22)上的位置，所述小车(25)滑动安装在导轨(22)上，位于电磁铁吸附装置(24)朝向另一个碰撞测试单元的一侧，并能够被电磁铁吸附装置(24)的电磁铁(2401)吸附住；所述图像采集单元包括高速摄像机(31)、反射镜板(32)、第一发光背景板(33)和第二发光背景板(34)，所述反射镜板(32)竖直安装在任意一个碰撞测试单元的框架(21)上，并与定位...

【专利技术属性】
技术研发人员：付函，杨靖恺，杜文迪，刘桂成，吴志治，刘恩秀，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：新型
国别省市：