种子自流角的自动检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种自动检测装置。本发明专利技术一种种子自流角的自动检测装置，包括机械部分和单片机，所述机械部分包括传动装置、摄像头、实验平板和旋转编码器，所述实验平板和旋转编码器分别与传动装置连接，所述摄像头与实验平板连接，所述单片机用于控制传动装置的转动，所述摄像头用于采集实验平板上的种子面积图像，所述单片机用于控制摄像头工作、获取所述面积图像信号及计算面积变化，并采集所述旋转编码器的信号以实现角度检测。本发明专利技术提供了一种可以实现种子自流角自动测量的自动化检测装置，采用图像方式判断种子自流角，结构简单，成本较低，可靠性高，并能重现实验过程。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种自动检测装置，具体涉及一种种子自流角的自动检测装置。
技术介绍
就一粒种子而言其形状是固定的，但一堆种子是一堆分散的籽粒，相互间的内聚 力较小，其颗粒间的排列位置常会受外界力量影响而变动，其间又存在一定的摩擦力。因 此，种子的群体具有一定程度的流动性。当种子从一定高处自然落下时，很容易向四周流 散，种子所具有的这种特性称为散落性。自流角是表征种子散落性的重要指标之一。在生产实践中，根据种子堆的散落性， 可以测定种子贮藏状态变化、测定种子堆对仓壁的侧压力并且确定自流设备(传送带、输 粮搅龙等)角度，使用较广。种子散落性有两个指标，静止角和自流角。将种子置于其他物体的平面上，把平面 的一边向上慢慢提起使其形成一个斜面，此时斜面与水平面所成的夹角(即斜面的坡度) 亦随之逐渐增大，达到一定限度时，种子开始在斜面上滚动直到极大多数种子已经滚落为 止，那么种子在斜面上开始滚动的角度(始角)和绝大多数种子滚动时的角度(末角)即 为种子的自流角。种子自流角的大小在很大程度上因斜面的性质不同而有差异。种子自流 角在一定程度上受种子含水率、净度及完整度的影响。目前种子自流角测定方法主要依靠人工检测，实验步骤为将种子样品摊放在木 板、玻璃、铁皮等物体的平面上，将平面的一端缓慢提起形成一斜面，当斜面达到一定斜度 时，种子便开始向下流动，可继续将平面的一端抬高，通过人工判断滑落情况，直到大多数 的种子滚落为止。种子开始下落到绝大多数种子下落时，斜面与水平面之间的夹角即为该 批种子的自流角，一般用量角器测得。现有的一种非散粒体材料摩擦角测定仪，采用纯机械结构，为单体测量。测量对象 属性与种子区别较大，且种子散落性是判断批量种子的特性，因此该装置不能用于测量种 子自流角。虽然这个机构只是将角度变化由人工动作改为机械操作，虽然动作稳定性方面 有了改进，但是依然存在人工判断滚落和操作不方便等问题，试验的重现性差。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题是如何直接测定出不同种子在不同材质下的摩擦角或 自流角(即种子滚落的临界坡度)。( 二 )技术方案为实现上述目的，本专利技术的技术方案提供一种种子自流角的自动检测装置，其中， 包括机械部分和单片机，所述机械部分包括传动装置、摄像头、实验平板和旋转编码器，所 述实验平板和旋转编码器分别与传动装置连接，所述摄像头与实验平板连接，所述单片机 用于控制传动装置的转动，所述摄像头用于采集传动装置内的种子面积图像信号，所述单片机用于控制摄像头工作、获取所述面积图像信号及计算面积变化，并同步采集所述旋转 编码器信号实现角度检测。其中，所述机械部分还包括电机、传动轴，所述电机与传动轴连接。其中，所述机械部分还包括底座、轴承座和轴承，所述电机通过电机支座与底座连 接，所述轴承通过轴承座与底座连接，所述轴承连接传动轴，所述旋转编码器通过编码器支 座与底座连接，所述电机轴与传动轴之间，传动轴与旋转编码器之间分别通过联轴器连接。其中，所述机械部分还包括摄像头支架，所述摄像头支架安装在实验平板相对两 侧的末端，所述摄像头固定在摄像头支架上。其中，所述轴承内侧的传动轴上分别连接有环形连接件，所述实验平板通过所述 环形连接件与传动轴连接。(三)有益效果本专利技术提供了一种可以实现种子自流角自动测量的自动化检测装置，采用图像方 式判断种子自流角，结构简单，成本较低，可靠性高，并能重现实验过程。附图说明图1是本专利技术种子自流角的自动检测装置的机械部分局部剖视图；图2是图1的A-A剖视图；图3是本专利技术种子自流角的自动检测装置系统结构图；图4是本专利技术种子自流角的自动检测装置工作流程图。图中1 电机支座、2 第一联轴器、3 轴承端盖、4 摄像头支架、5 摄像头、6 套筒、7 第二联轴器、8 编码器支座、9 旋转编码器、10 环形连接件、11 实验平板、12 底座、13 传动轴、14 轴承座、15 轴承、16 电机。具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅 用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。如附图1所示，依照本专利技术一种实施方式的种子自流角的自动检测装置，包括机 械部分和单片机，机械部分包括传动装置、摄像头5和旋转编码器9，单片机控制传动装置 的转动，摄像头5采集实验平板上的种子面积信号，单片机用于控制摄像头工作、获取面积 图像信号及计算面积变化，并同步采集旋转编码器9信号实现角度检测。轴承座14通过螺钉与底座12相连，轴承座14的内孔放置轴承15，传动轴13上 安装有实验平板11，实验平板11的材质优选有机玻璃。为了固定实验平板11，将实验平板 11通过螺钉与环形连接件10相连，然后通过紧定螺钉将环形连接件10与传动轴13相连， 从而保证实验平板11与传动轴13的可靠固结。实验平板11左端由轴肩定位，右端由套筒 6限位。传动轴13的两端通过轴承15放置在轴承座14中。轴承端盖3安装在轴承座14 上。轴承座14通过螺钉与底座12固定。底座12的两侧分别装有电机支座1和编码器支 座8，直流电机16通过螺钉安装在电机支座1上，并且通过第一联轴器2与传动轴13可靠 连接。旋转编码器9通过螺钉安装在编码器支座8上，并且通过第二联轴器7与传动轴可靠连接。如附图2所示的A-A剖视图，实验平板11的相对两侧的末端安装有摄像头支架 4，摄像头5固定在摄像头支架4上。图3显示了本专利技术种子自流角的自动检测装置的系统结构图，图4为本专利技术的工 作流程图，本专利技术的工作原理是在于1、本装置以单片机为控制核心，单片机的功能是对摄 像头5采集、角度控制、比例判断。记录面积(百分比)变化的过程和对应的角度。通过播 放单片机存储的测量过程，可再现测量过程。2、本装置采用图像面积识别的方法，以试验平 板11和种子的颜色差异作为种子识别的依据，对置于实验平板11 一端的种子进行实时面 积监测，当种子发生滚落时，视野内的种子面积随之变化。因此，种子开始滚落和极大多数 种子滚完为止的两个时刻可以量化为种子实时面积占初始面积的百分比，范围是100% 0 %。通过对面积的实时检测，判断面积发生变化的时刻，可近似为自流角的始角和末角。考 虑到种子堆中种子个体的特殊性和检测的准确性，百分比可以根据需要或实际情况设定， 例如可以设定百分比为90%时对应的角度为始角，百分比为10%时对应的角度为末角。3、 本装置在实验平板11四个角上打孔，当测量不同材质下的自流角时，可以通过螺栓安装在 实验平板11上。也可以通过更改调换不同颜色的实验平板11，提高种子和平板11的颜色 差异，实现不同种类不同颜色种子的测量。4、本装置采用旋转编码器9对角度进行检测，根 据输出脉冲确定旋转角度。5、本装置采用直流电机16驱动方式，对直流电机16的转速、方 向控制均通过单片机完成。相关控制均由程序实现。本专利技术采用了机械部件与自动控制部件相结合，提供了一种测量种子自流角的硬 件。本装置用图像采集与处理的方式识别视域内种子所占面积百分比变化，判断种子是否 有滑落，及滑落的比例。对应滑落过程，同步记录种子面积比例和对应的提升角度，依据绝 大多数种子滑落时刻作为自流角的判断标准。本装置可根据实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种种子自流角的自动检测装置，其特征在于，包括机械部分和单片机，所述机械部分包括传动装置、摄像头、实验平板和旋转编码器，所述实验平板和旋转编码器分别与传动装置连接，所述摄像头与实验平板连接，所述单片机用于控制传动装置的转动，所述摄像头用于采集实验平板上的种子面积图像信号，所述单片机用于控制摄像头工作、获取所述面积图像信号及计算面积变化并采集所述旋转编码器的信号以实现角度检测。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑永军，段娜，吴刚，王书茂，谭彧，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]