果品碰撞损伤模拟实验台的制作方法

本发明涉及一种果品碰撞损伤模拟实验台，属于农业机械领域。

背景技术：

果品在储运过程中存在着振、冲击、挤压等形式的载荷作用，形成以塑性或脆性破坏为主的即时损伤和以粘弹性变形为主的延迟损伤，即机械损伤。果品在采收和贮藏过程中，产量和质量都会有不同程度的损失和降低，直接造成经济价值的损失，主要原因就是机械损伤。因此，研究果品的损伤是果品物流过程中的重要课题。传统的果品损伤实验台包括摆动冲击实验台、跌落冲击实验台，实验中手动参与部分较多易造成不必要误差的出现。

技术实现要素：

为克服上述缺陷，本发明提供了一种果品碰撞损伤模拟实验台，是一种工作平稳、实验效率高、质量好、操作简单安全的新型果品碰撞损伤模拟实验台。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种新型果品碰撞损伤模拟实验台，包括同步带线性模组滑台、滑台夹持机构、龙门夹持机构、龙门机构和力学传感器。同步带线性模组滑台位于龙门机构下方。

所述的同步带线性模组滑台包括步进电机、同步带和滑台；所述步进电机安装在滑台一侧，龙门机构位于滑台另一侧；滑台上设有同步带，同步带由步进电机带动传动；

所述的滑台夹持机构包括滑台夹持板和滑台夹持杆；滑台夹持板呈正方形，前后两侧沿竖直方向设有滑槽；四个滑台夹持杆与滑台夹持板垂直设置，滑台夹持杆一端可活动连接在滑槽中；上下两个滑台夹持杆之间的间距根据果品直径在64-1oomm内调整。

所述的龙门夹持机构包括龙门夹持板和龙门夹持杆；所述的龙门夹持板呈正方形，中心设有圆孔；龙门夹持板前后两侧沿竖直方向设有滑槽；四个龙门夹持杆一端与龙门夹持板垂直可活动连接在滑槽中；四个龙门夹持杆之间间距根据果品直径在64-1oomm内调整可调；所述龙门夹持板顶部固定在滑块连板上；所述圆孔和半球壳的圆心位于一条水平线上；

所述的龙门机构包括龙门架、光轴、支座、滑块、滑块连板和半球壳；所述龙门架上前后两侧通过支座平行设有两根光轴；每根光轴上各可活动套接有两个滑块，四个滑块通过滑块连板连接在一起，相邻滑块间的间距均为100mm；所述半球壳通过螺杆连接力学传感器且位置固定，半球壳能增大果品撞击时的受力面积，避免苹果直接撞击力学传感器造成果品破损误差，更准确的模拟果品撞击环境；力学传感器另一端固定在龙门架上。龙门架呈立体门字型，滑台一侧穿过龙门架内部。

使用时，通过步进电机调整滑台的移动速度，带动滑台上所固定的果品以给定的速度移动并与龙门夹持机构所夹持果品实现碰撞，滑块沿光轴带动龙门夹持机构移动使龙门夹持机构所夹持果品撞击半球壳，通过高精度s型拉压力学传感器测得撞击力值，实现模拟果品碰撞过程并测得撞击力数据。

本发明有益效果：

本发明能模拟在采运过程中发生的不同程度的果品间的碰撞，为进一步研究不同程度冲击力对果品造成的影响程度有何差异提供一个实验平台，且使用简单，携带方便，测量准确。

附图说明

图1：本发明主视图

图2：本发明俯视图

图3：本发明右视图

图4：龙门夹持板结构图

图中：1步进电机、2同步带、3滑台夹持板、4滑台夹持杆、5滑块、6龙门夹持板、7龙门夹持杆、8光轴、9力学传感器、10半球壳、11滑台、12滑块连板、13龙门架、14支座。

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步描述，如图1所示，包括57步进电机1、同步带2、滑台夹持板3、滑台夹持杆4、光轴8、力学传感器9、半球壳10、滑台11。滑台11位于龙门机构下方；步进电机1安置于滑台11一端。

所述的步进电机1可采用57步进电机；所述力学传感器9可采用高精度s型拉压力学传感器。

一种新型果品碰撞损伤模拟实验台，包括同步带线性模组滑台、滑台夹持机构、龙门夹持机构、龙门机构和力学传感器9；滑台11位于龙门机构下方。

所述的同步带线性模组滑台包括步进电机1、同步带2和滑台11；所述步进电机1安装在滑台11一侧，龙门机构位于滑台11另一侧；滑台11上设有同步带2，同步带2由步进电机1带动传动；

所述的滑台夹持机构包括滑台夹持板3和滑台夹持杆4；滑台夹持板3呈正方形，前后两侧沿竖直方向设有滑槽；四个滑台夹持杆4与滑台夹持板3垂直，滑台夹持杆4一端可活动连接在滑槽中；上下两个滑台夹持杆4之间的间距根据果品直径在64-1oomm内调整；所述的滑台夹持板3通过螺栓固定在滑台11上，滑台夹持杆4通过螺母固定在滑台夹持板3上；

所述的龙门夹持机构包括龙门夹持板6和龙门夹持杆7；所述的龙门夹持板6呈正方形，中心设有圆孔，圆孔直径为80mm；龙门夹持板6前后两侧沿竖直方向设有滑槽；四个龙门夹持杆7与龙门夹持板6垂直可活动连接在滑槽中；上下两个龙门夹持杆7之间间距根据果品直径在64-1oomm内调整可调；所述龙门夹持板6顶部固定在滑块连板12上；所述圆孔和半球壳10的圆心位于一条水平线上；所述滑台夹持杆4与龙门夹持杆7均通过螺母固定，龙门夹持杆7可在滑槽内移动位置，以适应不同果品体积的试样；

所述的龙门机构包括龙门架13、光轴8、支座14、滑块5、滑块连板12和半球壳10；所述龙门架13上前后两侧通过支座14平行设有两根光轴8；每根光轴8上各可活动套接有两个滑块5，四个滑块5通过滑块连板12连接在一起，相邻两个滑块5之间的间距均为100mm，滑块连板12用于连接固定滑块5；所述半球壳10通过螺杆连接高精度s型拉压力学传感器9且位置固定，半球壳10可增大果品撞击时的受力面积，避免苹果直接撞击高精度s型拉压力学传感器造成果品破损误差，更准确的模拟果品撞击环境；高精度s型拉压力学传感器另一端固定在龙门架上。龙门架呈立体门字型，滑台一侧穿过龙门架内部。

试样果品以苹果为例，使用时，滑台夹持机构与龙门夹持机构均通过调整各自夹持杆的位置夹持苹果，因苹果为不规则圆形存在弧面，所以苹果侧面可通过龙门夹持板圆孔透出。设定步进电机1的转速并启动步进电机1，带动滑台夹持机构所夹持苹果移动撞击龙门夹持机构所夹持苹果，滑块带动龙门夹持机构移动，使其夹持苹果与半球壳10撞击，此时高精度s型拉压力学传感器9测得撞击力值，完成模拟苹果间碰撞实验。

本发明使用性能优势显著，具体体现为：1、该装置采取同步带线性模组滑台带动试样移动，灵活、易操作。2、在试样碰撞过程中，可实现试样间的直接碰撞。3、可模拟果品与果品间的压溃、冲击、振动(低能量多次冲击)形式的碰撞。4、更换试样简单。5、可通过滑台夹持机构和龙门夹持机构根据不同试样体积调节实验高度。6、实验效率高，精度高。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种果品碰撞损伤模拟实验台，包括同步带线性模组滑台、滑台夹持机构、龙门夹持机构、龙门机构和力学传感器；同步带线性模组滑台位于龙门机构下方；同步带线性模组滑台包括步进电机、同步带和滑台；滑台夹持机构包括滑台夹持板和滑台夹持杆；龙门夹持机构包括龙门夹持板和龙门夹持杆；龙门机构包括龙门架、光轴、支座、滑块、滑块连板和半球壳；半球壳连接力学传感器，力学传感器固定在龙门架上；本发明能模拟在采运过程中发生的不同程度的果品间的碰撞，为进一步研究不同程度冲击力对果品造成的影响程度有何差异提供一个实验平台，且使用简单，携带方便，测量准确。

技术研发人员：高东升;耿晓阳;宋月鹏;束钰;肖伟;王征
受保护的技术使用者：山东农业大学
技术研发日：2018.01.05
技术公布日：2018.05.11