本发明专利技术涉及一种水稻种子物料力学特性检测试验台，包括试验仪器操作台、气力系统、高速摄像机构、物料力学特性测量系统、试验数据处理终端；气力系统提供正负压气流，高速摄像机构实时记录种子吸附或吹送瞬间的运动特征，物料力学特性测量系统实时记录种子在吸附或吹送瞬间的数值力，高速摄像机构与物料力学特性测量系统的数据均通过试验数据处理终端进行试验后的数据处理操作；物料力学特性测量系统采用转动式杠杆结构。本发明专利技术可以实现不同品种水稻种子在不同结构参数气力式排种器作业时，负压吸附力与正压吹送力等物料力学特性的直接测量，以减少数值模拟试验的仿真结果误差，属于农业物料学领域。属于农业物料学领域。属于农业物料学领域。
【技术实现步骤摘要】
一种水稻种子物料力学特性检测试验台
[0001]本专利技术属于农业物料学领域，具体涉及一种水稻种子物料力学特性检测试验台。
技术介绍
[0002]水稻是我国的三大主粮之一，现今随着农村适龄劳动人口的转移、土地流转政策的推行和水稻直播栽培技术的发展，机械化种植已成为了水稻规模化生产的主要模式，气力式排种器是实现水稻机械化种植的重要载体，与机械式的排种器的直播作业过程相比，其负压吸种、正压吹种作业模式和伤种率低的特点，成为了目前实现水稻精播种植的主要研究内容。
[0003]由于不同地区水稻种植品种的差异，在进行水稻气力式精量排种器的设计前，对水稻种子进行物料特性的研究是必不可少的。在传统的研究方法中，研究人员将水稻种子的悬浮速度作为研究的重要依据，可以通过理论公式计算出气力式排种器负压吸种、正压吹种所需负压吸附力和清种气流清种力的临界值，但是在排种器实际作业时，携种过程中种子的负压吸附力及排种器圆盘负压吸孔不同位置处的具体吸附力值、清种过程中的具体的吹种力数值，仍未有统一的标准去衡量认定。现有研究中实际数值的确定往往是基于数值模拟软件的耦合数据，模型标定的不同往往也造成了各类数值的差异，与实际数值的具体误差标准也往往因缺乏具体的测量工具而无法给出。
[0004]针对上述实际的技术问题，本专利技术基于杠杆力学放大原理，提供了一种水稻种子物料力学特性检测试验台，以实现对不同品种水稻种子在不同结构参数的气力式排种器作业时，负压吸附力与正压吹送力的直接测量，以节约试验成本与数值模拟试验的仿真结果误差、缩短试验周期并提高试验精准程度，方便后续排种器的结构设计优化。
技术实现思路
[0005]针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术的目的是：提供一种仿真程度高、可对数值进行校正从而准确率更高的水稻种子物料力学特性检测试验台。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种水稻种子物料力学特性检测试验台，包括试验仪器操作台、气力系统、高速摄像机构、物料力学特性测量系统、试验数据处理终端。气力系统提供正负压气流，高速摄像机构实时记录种子吸附或吹送瞬间的运动特征，物料力学特性测量系统实时记录种子在吸附或吹送瞬间的数值力，高速摄像机构与物料力学特性测量系统的数据均通过试验数据处理终端进行试验后的数据处理操作。物料力学特性测量系统包括排种器负压吸种模拟腔室、排种器负压吸种模拟腔室工作端、排种器正压吹种模拟腔室、排种器正压吹种模拟腔室工作端、杠杆固定架、轴承、长臂杠杆、短臂杠杆、十字支架、水稻种子姿态调整固定架、压力传感器；长臂杠杆安装在十字支架的上端，短臂杠杆安装在十字支架的下端，十字支架的左右两端通过轴承与杠杆固定架转动式连接，杠杆固定架安装在试验仪器操作台上，长臂杠杆的上端和短臂杠杆的下端均设有水稻种子姿态调整固定架；短臂杠杆的下端的一侧设有
压力传感器；气力系统的末端接排种器负压吸种模拟腔室或排种器正压吹种模拟腔室，排种器负压吸种模拟腔室的末端为排种器负压吸种模拟腔室工作端，排种器负压吸种模拟腔室工作端与长臂杠杆上端正对且留有间隙，排种器正压吹种模拟腔室的末端为排种器正压吹种模拟腔室工作端，排种器正压吹种模拟腔室工作端与长臂杠杆上端正对且留有间隙。
[0008]作为一种优选，物料力学特性测量系统中，杠杆固定架上设有圆柱缺口，轴承外圈内嵌于圆柱缺口中，轴承内圈套接在十字支架上；十字支架的上端和下端均为圆管形，上端套接在长臂杠杆的下端，下端套接在短臂杠杆的上端；杠杆固定架包括一中间板，压力传感器安装在中间板的内侧。
[0009]作为一种优选，物料力学特性测量系统中，当排种器负压吸种模拟腔室工作端位于长臂杠杆的上端的前方时，压力传感器位于短臂杠杆的下端后方；当排种器正压吹种模拟腔室工作端位于长臂杠杆的上端的前方时，压力传感器位于短臂杠杆的下端前方。
[0010]作为一种优选，物料力学特性测量系统中，水稻种子姿态调整固定架的型号为多款，对应种子的多种姿态，以测量水稻种子不同姿态下的负压吸附力与正压吹送力的数值大小；种子内嵌于水稻种子姿态调整固定架内。
[0011]作为一种优选，物料力学特性测量系统中，杠杆固定架与试验仪器操作台位置可调式连接；长臂杠杆与短臂杠杆的长度比根据水稻种子的质量及压力传感器的实际精度确定。
[0012]作为一种优选，物料力学特性测量系统中，排种器负压吸种模拟腔室、排种器负压吸种模拟腔室工作端、排种器正压吹种模拟腔室、排种器正压吹种模拟腔室工作端均通过3D打印技术加工；根据实际试验的需求改变排种器负压吸种模拟腔室及其与气力系统连接的圆管接口内径大小，改变排种器正压吹种模拟腔室的形状及其与气力系统连接的圆管接口内径大小，改变负压吸种模拟腔室工作端吸孔直径及吸孔倒角值，改变排种器正压吹种模拟腔室工作端吸孔直径及吸孔倒角值。
[0013]作为一种优选，气力系统包括直流风机线路Ⅰ、直流风机线路Ⅱ、直流风机流量调控器、直流风机、气流输送管、气流流量计、直流风机支架、气流流量计支架；直流风机、气流输送管、气流流量计依次相接，再与排种器负压吸种模拟腔室或排种器正压吹种模拟腔室相接；直流风机通过直流风机支架安装在试验仪器操作台上，气流流量计通过气流流量计支架安装在试验仪器操作台上；直流风机调控器内部含有直流电源；直流风机流量调控器通过相互并联的直流风机线路Ⅰ、直流风机线路Ⅱ与直流风机连接，通过直流风机流量调控器的按键切换直流风机线路Ⅰ或直流风机线路Ⅱ，以控制直流风机提供正压或负压气流；直流风机流量调控器还设有调整直流风机气流流量的旋钮，直流风机的气流流量通过气流流量计上显示的实时数据进行标定。
[0014]作为一种优选，气力系统中，直流风机支架与气流流量计支架均安装在试验仪器操作台上且高度可调，通过调整直流风机支架与气流流量计支架的高度测量排种器负压吸种模拟腔室工作端不同位置吸孔的吸附力数值。
[0015]作为一种优选，高速摄像机构包括高速摄像机、高速摄像机支架；高度可调的高速摄像机支架安放于与试验仪器操作台同一水平的地面上，高速摄像机支架上侧固定高速摄像机，高速摄像机通过线路与试验数据处理终端相连。
[0016]作为一种优选，试验数据处理终端包括信号线、压力传感器控制板、数据线、计算
机终端；压力传感器、信号线、压力传感器控制板、数据线、计算机终端依次连接，实现种子在吸附、吹送瞬间的数值力的实时传送；通过物料力学特性测量系统得到水稻种子所受的吸附力或吹种力F1，通过高速摄像机构得到水稻种子所受的吸附力或吹种力F1’
，通过F1’
与F1值的校正对比进而实现对种子吸附力或吹种力数值的确定。
[0017]本专利技术具有如下优点：
[0018]1.采用转动式杠杆结构，一方面，杠杆结构可起到力的放大作用，得到的结果更为精准，另一方面，转动式结构更接近种子的实际运动轨迹，更好的模拟种子的运动状态。
[0019]2.采用高速摄像机构，通过图像计算出水稻种子所受的吸附力或吹种力，最终可对数值进行校正本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种水稻种子物料力学特性检测试验台，其特征在于：包括试验仪器操作台、气力系统、高速摄像机构、物料力学特性测量系统、试验数据处理终端；气力系统提供正负压气流，高速摄像机构实时记录种子吸附或吹送瞬间的运动特征，物料力学特性测量系统实时记录种子在吸附或吹送瞬间的数值力，高速摄像机构与物料力学特性测量系统的数据均通过试验数据处理终端进行试验后的数据处理操作；物料力学特性测量系统包括排种器负压吸种模拟腔室、排种器负压吸种模拟腔室工作端、排种器正压吹种模拟腔室、排种器正压吹种模拟腔室工作端、杠杆固定架、轴承、长臂杠杆、短臂杠杆、十字支架、水稻种子姿态调整固定架、压力传感器；长臂杠杆安装在十字支架的上端，短臂杠杆安装在十字支架的下端，十字支架的左右两端通过轴承与杠杆固定架转动式连接，杠杆固定架安装在试验仪器操作台上，长臂杠杆的上端和短臂杠杆的下端均设有水稻种子姿态调整固定架；短臂杠杆的下端的一侧设有压力传感器；气力系统的末端接排种器负压吸种模拟腔室或排种器正压吹种模拟腔室，排种器负压吸种模拟腔室的末端为排种器负压吸种模拟腔室工作端，排种器负压吸种模拟腔室工作端与长臂杠杆上端正对且留有间隙，排种器正压吹种模拟腔室的末端为排种器正压吹种模拟腔室工作端，排种器正压吹种模拟腔室工作端与长臂杠杆上端正对且留有间隙。2.按照权利要求1所述的一种水稻种子物料力学特性检测试验台，其特征在于：物料力学特性测量系统中，杠杆固定架上设有圆柱缺口，轴承外圈内嵌于圆柱缺口中，轴承内圈套接在十字支架上；十字支架的上端和下端均为圆管形，上端套接在长臂杠杆的下端，下端套接在短臂杠杆的上端；杠杆固定架包括一中间板，压力传感器安装在中间板的内侧。3.按照权利要求1所述的一种水稻种子物料力学特性检测试验台，其特征在于：物料力学特性测量系统中，当排种器负压吸种模拟腔室工作端位于长臂杠杆的上端的前方时，压力传感器位于短臂杠杆的下端后方；当排种器正压吹种模拟腔室工作端位于长臂杠杆的上端的前方时，压力传感器位于短臂杠杆的下端前方。4.按照权利要求1所述的一种水稻种子物料力学特性检测试验台，其特征在于：物料力学特性测量系统中，水稻种子姿态调整固定架的型号为多款，对应种子的多种姿态，以测量水稻种子不同姿态下的负压吸附力与正压吹送力的数值大小；种子内嵌于水稻种子姿态调整固定架内。5.按照权利要求1所述的一种水稻种子物料力学特性检测试验台，其特征在于：物料力学特性测量系统中，杠杆固定架与试验仪器操作台位置可调式连接；长臂杠杆与短臂杠杆的长度比根据水稻种子的质量及压力传感器的实际精度确定。6.按照权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：臧英，秦伟，王在满，张明华，何思禹，王绪国，姜有聪，黄子顺，肖明，马一帆，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：
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