油菜抗裂角性的碰撞檢測裝置及方法

2023-05-27 01:26:46 3

專利名稱：油菜抗裂角性的碰撞檢測裝置及方法
技術領域：
本發明涉及油菜抗裂角性的檢測領域，一種油菜抗裂角性的碰撞檢測裝置及方法。
背景技術：
油菜是食用油的主要來源，同時也是重要的工業原料和未來可再生能源的主要來源，生產上應用的甘藍型油菜在成熟時特別容易裂角。油菜角果易裂的特點極不利於機械化收穫，限制了生產效率的進一步提高，選育耐裂角的油菜品種，研究油菜裂角的遺傳、生理基礎，對油菜生產顯得尤為重要，這些工作的前提是能準確定量測定不同油菜品種角果的抗裂性。目前對油菜角果抗裂角性試驗研究的主要方法有稱重法、拉裂法、隨機碰撞法等。拉裂法是通過彎曲油菜角果使其開裂，記錄開裂時角果彎曲的角度，這種方法的重現性不高，彎曲的角度還受別的因素如角果長度，直徑等的影響。隨機碰撞法是把20個油菜角果放入直徑20cm的垂直放置的圓柱體金屬容器內，容器內放入6個直徑12. 5mm的金屬球，然後金屬容器在水平位置以頻率4. 9HZ運動，運動位移為51mm，經過不同的時間IOs、20s、40s、80s後，統計油菜角果開裂的比例，開裂比例越高，越不耐裂角，這兩種方法雖能定量的測定油菜角果的開裂值，但測定結果重複性不理想，由於測定設備不是標準化儀器，不同單位的測定值難以對比。隨機碰撞法採用的振蕩搖床主要為恆溫振蕩器，由於試驗儀器本身的局限以及不是標準化儀器，試驗過程中存在很多缺點，主要表現在以下幾個方面1、試驗中，振動搖床只進行水平方向的左右振蕩，在高頻低幅的運動下，料盒中的鋼球由於與料盒底部摩擦不夠，鋼球運動常呈現打滑的情況，在料盒中位移很小，碰撞效果不好。2、由於機構只做水平方向的左右簡諧振動，加上地面不平整的影響，鋼球在料盒中常跑偏向料盒的一邊，不能運動到另一邊，有時無法碰撞到角果，撞擊效果差。3、試驗中鋼球撞擊油菜角果幅度小，要多次測量油菜角果的破裂數目，計算繁瑣，效率低下。針對隨機碰撞法測油菜角果抗裂角性試驗研究中存在的缺點，發明了一款專用於測油菜角果抗裂角性的試驗裝置及方法。目前，還沒有檢索到相關的專利。

發明內容
本發明提出了一種專用於油菜抗裂角性的碰撞檢測裝置及方法，是一種具有可組合性、參數可調且便於觀察、測量的油菜抗裂角性的碰撞檢測方法及裝置。本發明採用的技術方案是
一種油菜抗裂角性的碰撞檢測裝置包括做上下擺動的一級振動機構和做左右振動的二級機構；所述一級振動機構包括主板、轉動軸、軸承、軸承套、底座支架、彈簧、聯軸器和步進電機，矩形主板裝有轉動軸，轉動軸的兩端上套有軸承，軸承分別用軸承套固定在底座支架上，固定支撐整個試驗裝置，步進電機通過聯軸器與轉動軸的一端連接，在主板的底部四角分別安裝有4個彈簧；所述的二級振動機構包括變頻電機、皮帶輪裝置、曲柄連杆機構、工字梁、擺動副和振動篩，變頻電機固定在主板上，變頻電機的輸出軸通過皮帶輪裝置與曲柄連杆機構連接，曲柄連杆機構另一段連接在工字梁上，工字梁通過四個擺動副設置於主板的上方，振動篩固定在工字梁上方，變頻電機通過皮帶輪裝置和曲柄連杆機構驅動振動篩做振幅為10 30mm的簡諧振動。以上所述的油菜抗裂角性的碰撞檢測裝置上下擺動振動機構中的主板上安裝有轉動軸，在轉動軸上裝上軸承，兩端依靠試驗裝置的底座支架支撐，通過軸承套固定在支架上，步進電機與一端的轉動軸通過聯軸器連接，上下擺動機構依靠步進電機提供動力，在步進電機的驅動下做一定角度的上下擺動；左右振動機構的振動篩固定在工字梁結構上，工字梁底部四個擺動副固定在上下擺動機構的主板上，左右振動機構通過一個變頻電機驅動，做左右簡諧振動，電機安裝在上下擺動機構的主板上，通過皮帶輪裝置傳遞動力到工字梁部分，其傳動比可通過更換皮帶輪調整，工字梁與皮帶輪減速裝置之間通過曲柄連杆機構連接；曲柄連杆機構中曲柄的動力來自於變頻電機皮帶輪裝置，通過曲柄和連杆機構驅動左右振動機構做簡諧振動，振幅為10 30mm ;所述的控制系統中，驅動上下擺動機構的步進電機和驅動左右振動機構的變頻電機，其控制部分都通過控制系統來調節，通過調頻旋鈕可改變振動頻率，調節步進電機轉速和角度可改變上下擺動機構過程中的頻率和轉動角度，調節變頻電機的轉速可改變左右振動機構過程中的頻率，兩個機構既可單獨進行振動運動，也可組合進行振動運動。所述的控制臺包括調頻旋鈕、計時器、、啟動開關、數字儀表和顯不器。基於上述裝置的測試方法具體步驟如下
I)根據試驗要求，把規定大小的圓柱形料盒固定在振動篩中，放入規定數量的油菜角果和小鋼球。2)根據試驗要求，把試驗裝置擺放在平整的地面上，根據試驗參數要求依次調節上下擺動機構的振動頻率和擺動角度、左右振動機構的振動頻率，打開步進電機和變頻電機的啟動開關。3)啟動計時器開關，計時器旋鈕設定為I分鐘，最後啟動儀器總控制開關，試驗裝置開始做簡諧振動，一分鐘後試驗裝置自動停止運動，記錄料盒中油菜角果破裂個數。4)將計時器開關再次設定為I分鐘，再次啟動總控制開關，重複試驗。5)比較每次試驗中不同品種油菜角果開裂比例，進行角果抗裂角性試驗研究。本發明成本低、使用安全、控制全面、操作簡便，能消除現有隨機碰撞法測油菜角果抗裂角性試驗中存在的缺陷。


下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。圖1是本發明裝置主體結構示意圖。圖2是圖1中一級振動系統結構示意圖。圖3是圖1中二級振動系統結構示意圖。圖4是圖1中控制臺的面板主視圖。
圖中1料盒，2振動篩，3工字梁，4擺動副，5主板，6曲柄連杆機構，7減震彈簧，8底座支架，9軸承套，10軸承，11控制臺，12轉動軸，13聯軸器，14步進電機，15變頻電機，16皮帶輪減速裝置，17 一級機構調頻旋鈕，18 一級機構調幅旋鈕，19計時器，20步進電機啟動開關，21 二級機構調頻旋鈕，22變頻電機啟動開關，23機構總控制開關，24電子顯示屏
具體實施例方式 試驗裝置結構示意圖如圖1所示，料盒I放置在振動篩2中，通過振動篩2中的彈簧將其固定，振動篩2通過螺栓固定在工字梁3結構上，根據試驗要求，在料盒I中放入一定數量的油菜角果和一定數目的小鋼球，試驗裝置放入水平地面上，依次打開機構總啟動開關23以及上下擺動機構和左右振動機構的啟動開關20、22，在設定的試驗參數下讓小鋼球在料盒中均勻撞擊油菜角果，測油菜角果抗裂角性。上下擺動機構結構如圖2所示，在裝有轉動軸的主板5兩端，套上軸承10，軸承10分別用軸承套9固定在底座支架8上，對整個試驗裝置起固定支撐作用，步進電機14通過聯軸器13與主板一端的轉動軸12連接在一起，步進電機14提供驅動力，在主板5的底部分別安裝有4個彈簧7，其減震緩衝作用。步進電機的轉速和轉動角度通過控制臺11來調節。左右振動機構機構如圖3所示，變頻電機15固定在主板5上，電機輸出軸通過皮帶輪裝置16與曲柄連杆機構6連接，傳遞驅動力，曲柄連杆機構6另一段連接在工字梁3上，振動篩2固定在工字梁3上，變頻電機15通過皮帶輪減速裝置16和曲柄連杆機構6驅動振動篩2做左右簡諧振動。左右振動機構的運動在上下擺動機構的運動基礎上布置，單獨啟動上下擺動機構時，試驗裝置做上下擺動的簡諧運動，單獨啟動左右振動機構時，試驗裝置做左右簡諧運動。同時啟動兩級機構運動時，二級機構在一級機構的基礎上，整個試驗裝置做簡諧振動。控制系統機構如圖4所示，控制旋鈕17、18、21控制變頻電機15和步進電機14的轉速和振幅，開關按鈕20、21、22控制兩個電機的啟動和暫停。振動過程中各種參數通過電子顯示屏24顯示出來。試驗時，首先將料盒I固定在振動篩2中，將試驗裝置置於水平地面，按照試驗要求，在料盒I中放入試驗材料，依次按下上下擺動機構的啟動按鈕20和左右振動機構的啟動按鈕22，再啟動總控制開關23，試驗裝置啟動運轉，按照試驗要求，設定步進電機14和變頻電機15的運動參數，使其達到試驗要求，調節完成後，試驗裝置在電機的驅動下做簡諧振動，按照試驗方法進行油菜角果抗裂角性試驗研究。
權利要求
1.一種油菜抗裂角性的碰撞檢測裝置，其特徵在於包括做上下擺動的一級振動機構和做左右振動的二級機構；所述一級振動機構包括主板(5)、轉動軸(12)、軸承(10)、軸承套(9)、底座支架(8)、彈簧(7)、聯軸器(13)和步進電機(14)，矩形主板(5)裝有轉動軸(12 )，轉動軸(12 )的兩端上套有軸承(10 )，軸承(10 )分別用軸承套(9 )固定在底座支架(8 )上，固定支撐整個試驗裝置，步進電機(14)通過聯軸器(13)與轉動軸(12)的一端連接，在主板(5)的底部四角分別安裝有4個彈簧(7);所述的二級振動機構包括變頻電機(15)、皮帶輪裝置(16)、曲柄連杆機構(6)、工字梁(3)、擺動副(4)和振動篩(2)，變頻電機(15)固定在主板(5 )上，變頻電機(15 )的輸出軸通過皮帶輪裝置(16 )與曲柄連杆機構(6 )連接，曲柄連杆機構(6)另一段連接在工字梁(3)上，工字梁(3)通過四個擺動副(4)設置於主板(5 )的上方，振動篩(2 )固定在工字梁(3 )上方，變頻電機(15 )通過皮帶輪裝置(16 )和曲柄連杆機構(6)驅動振動篩(2)做振幅為10 30mm的簡諧振動。
2.根據權利要求1所述的油菜抗裂角性的碰撞檢測裝置，其特徵在於還包括控制臺(11)，控制臺(11)分別連接步進電機(14)和變頻電機(15)，控制臺(11)通過調節步進電機(14)的轉速和轉動角度來調節一級振動機構的頻率和轉動角度，控制臺(11)通過調節變頻電機(15)的轉速來調節二級機構的振動頻率；所述控制臺(11)設有計時器(19)。
3.一種實施權利要求1所述的油菜抗裂角性的碰撞檢測裝置的檢測方法，其特徵在於，包括如下步驟 A.根據試驗要求，把規定大小的圓柱形料盒固定在振動篩中，放入規定數量的油菜角果和小鋼球； B.根據試驗要求，把試驗裝置擺放在平整的地面上，根據試驗參數要求依次調節一級機構的振動頻率和擺動角度、二級機構的振動頻率，並打開步進電機和變頻電機的啟動開關; C.啟動計時器開關，計時器旋鈕設定為I分鐘，最後啟動儀器總控制開關，試驗裝置開始做簡諧振動，一分鐘後試驗裝置自動停止運動，記錄料盒中油菜角果破裂個數， D.將計時器開關再次設定為I分鐘，再次啟動總控制開關，重複試驗； E.比較每次試驗中不同品種油菜角果開裂數目，根據開裂比例的大小作為油菜角果抗裂角性評價指標。
全文摘要
本發明公開了一種油菜抗裂角性的碰撞檢測裝置及方法，涉及油菜抗裂角性的檢測領域，包括做上下擺動的一級機構和做左右振動的二級機構。一級振動機構採用一個步進電機獨立驅動，各種參數可通過控制器進行調節；二級振動機構採用一個變頻驅動電機獨立驅動；通過調整兩級機構的運動參數可進行不同要求下的試驗研究。該試驗裝置既可單獨進行一級機構的上下擺動，也可單獨進行二級機構的左右簡諧振動，同時還可以進行兩級機構複合運行下的簡諧振動試驗。本發明使用安全，結構新穎，操作簡便，能消除現有隨機碰撞法測油菜角果抗裂角性試驗中存在的缺陷，獲取更加精確、科學的信息。
文檔編號G01N19/00GK103063567SQ20121042954
公開日2013年4月24日 申請日期2012年11月1日 優先權日2012年11月1日
發明者李耀明, 徐立章, 喬金平, 朱俊奇, 趙湛 申請人:江蘇大學