CN104020102A - 测量谷物籽粒表面动摩擦系数的装置及其测量方法 - Google Patents

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李心平
马义东
杜哲
马磊
吴康
高春艳
马福丽
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Abstract

测量谷物籽粒表面动摩擦系数的装置及其测量方法，该装置包括机架、固定在机架上的支座以及载物平台，载物平台的一端通过铰接轴铰接在支座中，另一端设有支撑在机架上且使载物平台的上表面能够保持水平的支架，支架上设有手柄，载物平台的上表面上垂直安装倾角仪。测量时通过在载物平台的上表面粘贴一层与待测谷物同品种的谷物籽粒，或设置模拟一层谷物籽粒表面状态的板体，然后将待测谷物籽粒铺摊在粘贴的谷物籽粒层或板体上，匀速抬起手柄，当有待测谷物籽粒从其下方粘贴的谷物籽粒层或板体上滑落时，记录下此时倾角仪的变化角度读数，根据得出待测谷物籽粒表面的动摩擦系数，为农作物的机械设计提供可靠的依据。

Description

测量谷物籽粒表面动摩擦系数的装置及其测量方法
技术领域
本发明涉及农业领域，具体的说是一种测量谷物籽粒表面动摩擦系数的装置及其测量方法。
背景技术
在谷物籽粒的清选、收获和运输过程中，籽粒表面间的摩擦系数是需要考虑的重要特性参数。如在谷物清选过程中，谷物与振动筛之间的摩擦系数对振动筛的装配角度有重要的影响。但在谷物清选过程中，由于籽粒不仅与振动筛有接触，当籽粒过多堆积时，籽粒之间也有接触，因此籽粒表面间的摩擦系数也会对振动筛的装配角产生影响。因此测定籽粒表面间摩擦系数，对工程设计、理论研究都具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种测量谷物籽粒表面动摩擦系数的装置及其测量方法，通过测定谷物籽粒表面的摩擦角                                               ，根据动摩擦系数，即可算出谷物籽粒之间的动摩擦系数。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案为：测量谷物籽粒表面动摩擦系数的装置，该装置包括机架、固定在机架上的支座以及用于放置谷物籽粒的载物平台，载物平台的一端通过铰接轴铰接在支座中，另一端设有用于支撑在机架上的支架，支架的设置高度使其支撑在机架上后载物平台的上表面能够保持水平，且支架上设有用于推动其绕铰接轴翻转的手柄，所述载物平台的上表面上垂直安装有用于测量谷物籽粒从载物平台上表面滑落时的载物平台上表面与水平面之间的夹角大小的倾角仪。
所述的倾角仪通过螺栓垂直安装在载物平台的上表面，在测量过程中，倾角仪能够减小由于手抖动造成的测量误差。
所述载物平台的上表面还通过粘结剂粘贴有一层与待测谷物同品种的谷物籽粒或一块模拟一层谷物籽粒表面状态的板体。
谷物籽粒表面动摩擦系数的测量方法为：在载物平台的上表面通过粘结剂粘贴一层与待测谷物同品种的谷物籽粒，或设置模拟一层谷物籽粒表面状态的板体，然后将待测谷物籽粒铺摊在粘贴的谷物籽粒层或板体上，结合倾角仪中指针的角度变化，匀速抬起手柄，当有待测谷物籽粒从其下方粘贴的谷物籽粒层或板体上滑落时，记录下此时倾角仪的变化角度读数，此角度即为待测谷物籽粒表面的摩擦角，通过数据处理可得出待测谷物籽粒表面的动摩擦系数，。
有益效果：本发明提供了一种测量谷物籽粒表面摩擦角的装置，由于测量时，待测谷物籽粒不受其它外力作用，谷物籽粒滑落时，载物平台上表面与水平面之间的夹角大小即为待测谷物籽粒表面的摩擦角大小，通过数据处理可推导出谷物籽粒表面的动摩擦系数，为农作物的机械设计提供可靠的依据。
附图说明
图1为本发明的示意图。
附图标记：1、机架，2、支座，3、载物平台，4、铰接轴，5、倾角仪，6、手柄，7、支架。
具体实施方式
如图1所示，测量谷物籽粒表面动摩擦系数的装置，该装置包括机架1、焊接在机架1上的支座2以及用于放置谷物籽粒的载物平台3，载物平台3的一端通过铰接轴4铰接在支座2中，另一端设有用于支撑在机架1上的支架7，支架7的设置高度使其支撑在机架上后载物平台3的上表面能够保持水平，且支架7上设有用于推动其绕铰接轴翻转的手柄6，载物平台3的上表面上垂直安装有用于测量谷物籽粒从载物平台3上表面滑落时载物平台3上表面与水平面之间夹角大小的倾角仪5。
其中，载物平台3的上表面上通过螺栓垂直安装倾角仪5，当人工抬起手柄6使载物平台3绕铰接轴4转动时，倾角仪5用于实时动态测量谷物籽粒从载物平台3上表面滑落时，载物平台3上表面与水平面之间的夹角大小。
进一步的，载物平台3的上表面还通过粘结剂粘贴有一层与待测谷物同品种的谷物籽粒或一块模拟一层谷物籽粒表面状态的板体。
测量谷物籽粒之间动摩擦角时，在载物平台3的上表面通过粘结剂粘贴一层与待测谷物同品种的谷物籽粒，或设置模拟一层谷物籽粒表面状态的板体，然后将待测谷物籽粒铺摊在粘贴的谷物籽粒层或板体上，然后将倾角仪5安装到载物平台3上，并保证倾角仪5与载物平台3垂直；在固定于载物平台3上的谷物籽粒层表面上或板体上再放置谷物籽粒，匀速缓慢抬起手柄6，由于倾角仪5安装于载物平台3，因此可通过观察倾角仪5指针的变化，推测手柄6举起过程是否匀速，从而减小由于手抖动造成的测量误差。记录当上部籽粒从下部粘贴的谷物籽粒层或板体上滑落时倾角仪的变化角度读数，此角度即为谷物籽粒表面的摩擦角，根据进而推导出谷物籽粒表面的动摩擦系数，通过连续大量的实验，可得出不同含水量谷物表面的动摩擦系数。
例如，选取含水率为10%的浚单20号玉米籽粒二十颗，取其中的十颗籽粒并用粘结剂将其分两排平放粘贴在载物平台3的上表面，安装倾角仪5，调节使倾角仪5与载物平台3上表面垂直，然后将剩余的十颗籽粒分别正对放置于先前粘贴的十颗玉米籽粒上表面，用手握住手柄6，结合倾角仪5的指针角度变化，匀速缓慢地抬起手柄6，当有上部籽粒从下部籽粒上滑落时，记录下此时倾角仪5的变化角度读数，此角度即为浚单20号玉米籽粒在含水率10%时的籽粒表面间动摩擦角。测试结果为：动摩擦角为18.05°，动摩擦系数为0.33。

Claims (4)

1.测量谷物籽粒表面动摩擦系数的装置，其特征在于：该装置包括机架（1）、固定在机架（1）上的支座（2）以及用于放置谷物籽粒的载物平台（3），载物平台（3）的一端通过铰接轴（4）铰接在支座（2）中，另一端设有用于支撑在机架（1）上的支架（7），支架（7）的设置高度使其支撑在机架（1）上后载物平台（3）的上表面能够保持水平，且支架（7）上设有用于推动其绕铰接轴（4）翻转的手柄（6），所述载物平台（3）的上表面上垂直安装有用于测量谷物籽粒从载物平台（3）上表面滑落时载物平台（3）上表面与水平面之间夹角大小的倾角仪（5）。
2.根据权利要求1所述的测量谷物籽粒表面动摩擦系数的装置，其特征在于：所述的倾角仪（5）通过螺栓垂直安装在载物平台（3）的上表面。
3.根据权利要求1所述的测量谷物籽粒表面动摩擦系数的装置，其特征在于：所述载物平台（3）的上表面还通过粘结剂粘贴有一层与待测谷物同品种的谷物籽粒或一块模拟一层谷物籽粒表面状态的板体。
4.根据权利要求1所述的谷物籽粒表面动摩擦系数的测量方法，其特征在于：
在载物平台（3）的上表面通过粘结剂粘贴一层与待测谷物同品种的谷物籽粒，或设置模拟一层谷物籽粒表面状态的板体，然后将待测谷物籽粒铺摊在粘贴的谷物籽粒层或板体上，结合倾角仪（5）中指针的角度变化，匀速抬起手柄（6），当有待测谷物籽粒从其下方粘贴的谷物籽粒层或板体上滑落时，记录下此时倾角仪（5）的变化角度读数，此角度即为待测谷物籽粒表面的摩擦角                                               ，通过数据处理可得出待测谷物籽粒表面的动摩擦系数。
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