[发明专利]一种落锤式坚果力学特性参数测试实验台

说明书

技术领域

本发明属于农业机械技术领域，涉及机电控制检测实验台，是以 LabVIEW为软件平台来实现检测与控制的实验设备，具体为一种落锤 式的力学特性参数实验台。

背景技术

近年来，随着网络科技的发展，坚果类农产品在网络上大卖使得 坚果的破壳取仁技术的发展成为了许多商家关注的焦点。坚果类农产 品的破壳取仁技术一直是相关领域的一大技术难题，目前市场上所存 在的破壳取仁装置大多存在破壳率低，损伤率高的缺点，究其根源， 是对坚果类农产品的破壳力学特性不明所导致。坚果类农产品果壳物 理特性不同，且其内部所含内隔等结构使得对坚果类产品进行受力分 析是一个复杂的问题，因此，研究坚果类产品的力学特性参数具有十 分重要的意义。同时，坚果类农产品大小不一，形状各异，实验台要 求对各种试验样品具有普遍适应性。

发明内容

本发明要解决的技术问题：

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单，空间体积小，自 动化水平高，测试结果稳定可靠，能适用于不同坚果类产品的力学特 性参数测试实验台。

本发明解决问题的技术方案：

本发明提供一种力学特性参数测试实验台，是以LabVIEW为软件 平台来实现检测与控制过程，用于检测不同的坚果类产品的力学破壳 特性的实验设备，包括：高速摄像机，落锤实验台，数据采集系统以 及PC机。

高速摄像机与PC机相连接，可摄录下试品破壳产生裂纹的全过 程，记录在不同加载位置与加载高度下，试品破壳效果以及裂纹的产 生过程，并于PC机上进行显示、分析、记录。

落锤实验台包括：龙门架，滑动模块，提锤架，冲击锤，冲击座 与防二次冲击装置。其中滑动模块由滚珠丝杠模块与步进电机组成， 步进电机由驱动器驱动，驱动器由控制器控制，控制器的输入端再连 接PC机，进而由PC机间接控制步进电机动作。滑动模块立于龙门架 中间，通过龙门框架来减少模块运动时的扰动。

进一步的，所述的落锤实验台，提锤架固定在滚珠丝杠模块上， 随着步进电机的正反转调整冲击高度。提锤架下端通过电磁吸盘与冲 击锤连接，冲击锤通过滑动套环套装在滑动导杆上构成滑动配合，电 磁吸盘通过继电器与PC机连接，通过通电断电来实现对冲击锤的夹 紧与释放。

进一步的，所述的落锤实验台，冲击座安装在龙门架底座上，冲 击座通过螺母固定于底盘座上，处于冲击锤的正下方，防二次冲击装 置由滑动套环、冲击卡环和设置在冲击座上的卡环套组成，滑动套环 的外表面、冲击卡环的内外表面和卡环套内表面都都是上大下小的圆 锥面，滑动套环、冲击卡环和卡环套三者的锥度逐渐增大，而且冲击 卡环由一个完整的圆环均分成不少于两等份的卡环组件组成，卡环组 件采用柔性连接方式将联成一个整体，可以在不同直径的滑动套环表 面上下移动，在冲击锤下落到最低位置时，滑动套环与卡环座之间是 楔形空间，滑动套环和冲击卡环随着冲击锤下落，当冲击锤冲击试件 反弹后，滑动套环与卡环座之间形成的楔形空间增大，而冲击滑环仍 然在下落过程中，并楔进了滑动套环与卡环座之间形成了楔形空间 中，由此阻止了冲击锤的二次下落，防止了冲击锤对试件的二次冲击。

数据采集系统包括：冲击力传感器，加速度传感器，红外测距传 感器，信号调理设备，数据采集卡等。其中，三种传感器分别安装在 以落锤实验台为载体的冲击锤，冲击座上。冲击力传感器固定在冲击 座上，所述的冲击力传感器通过BNC接口连接信号调理设备，信号调 理设备由AC220—DC24V电源适配器供电，所述的信号调理设备的冲 击力电压信号输出到采集卡的模拟量输入端子，所述的采集卡与PC 机连接。

进一步的，所述的加速度传感器固定在冲击锤上，所述的加速度 传感器通过导线连接信号调理设备，所述的信号调理设备的加速度电 压信号输出到采集卡的模拟量输入端子，所述的采集卡与PC机连接。

进一步的，所述的红外测距传感器固定在龙门架底座上，所述的 红外测距传感器的输出端与采集卡的模拟量输入端子连接，所述的采 集卡与PC机连接。

PC机，其程序模块包括数据采集模块，数字输出模块，参数设 定模块，信号滤波模块，数据分析模块，信号波形以及数值显示模块， 数据存储模块。