CN106840980A - 一种小粒径颗粒摩擦角的测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种小粒径颗粒摩擦角的测试装置及测试方法，该测试装置包括控制器、被测板件、支架、底板、第一转动轴、连接结构及均与控制器连接的驱动装置、倾角传感器、数值显示模块和图像捕捉设备，被测板件可拆卸地设于底板上；第一转动轴设于支架上，且支架的底部设有旋转轴，底板的一端通过旋转轴与支架转动连接，底板的另一端能通过连接结构与第一转动轴连接，驱动装置用于驱动第一转动轴旋转；倾角传感器设于底板上用于测量底板的底部与水平面的夹角，数值显示模块用于显示倾角传感器的数值，图像捕捉设备用于捕捉被测板件上小粒径颗粒下滑情况的图像。本发明结构简单、操作方便，能直接获取摩擦角的测量值，且测量精度高。

Description

一种小粒径颗粒摩擦角的测试装置及测试方法

技术领域

本发明涉及颗粒物料的物理性质检测技术领域，更具体地，涉及一种小粒径颗粒摩擦角的测试装置及测试方法。

背景技术

摩擦角是表征物料颗粒摩擦特性和流动特性的重要指标之一，在现代农产品生产、加工和精制过程中，准确地检测物料与接触表面的摩擦关系，能够有效的提高农产品的生产加工效率。摩擦角是影响物料箱导料板倾角、排种器的型孔或型槽所处位置的角度等的重要参数，在许多相关的机械设计中都需要考虑这一因素。因此，测定物料与不同材料表面的摩擦角不仅为物料的物理特性研究提供理论基础，而且对作物机械的设计提供可靠的依据，具有很强的实际应用意义。

目前关于检测物料与接触表面的摩擦关系的测试方法主要有排出法及注入法，但这两种方法存在测量精度不高、数据不便观测与分析处理等问题。有的测试摩擦角的装置引入拉力计和位移传感器，并与计算机相连，但是这种装置对颗粒的要求比较高，适用范围小，用PC机作为数据采集终端时，设备成本较高。因此，目前关于摩擦角的测试主要还是通过斜面仪进行简单的手动测量，这种测试装置没有自锁功能，物料颗粒下滑后手晃动易引入人工误差，且操作者需肉眼从圆弧尺读取测量值，即不能直接获取测量值，导致测试结果与真实值误差大，且费时费力。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种小粒径颗粒摩擦角的测试装置，结构简单、操作方便，能直接获取摩擦角的测量值，且测量精度高。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

提供一种小粒径颗粒摩擦角的测试装置，包括控制器、被测板件、支架、底板、第一转动轴、驱动装置、连接结构、倾角传感器、数值显示模块及图像捕捉设备，被测板件可拆卸地设于底板上，驱动装置、倾角传感器、数值显示模块及图像捕捉设备均与控制器连接；第一转动轴设于支架上，且支架的底部设有旋转轴，底板的一端通过旋转轴与支架转动连接，底板的另一端能通过连接结构与第一转动轴连接，驱动装置用于驱动第一转动轴旋转；倾角传感器设于底板上用于测量底板的底部与水平面的夹角，数值显示模块用于显示倾角传感器的数值，图像捕捉设备用于捕捉被测板件上小粒径颗粒下滑情况的图像。驱动装置为电机；图像捕捉设备通过固定轴固定在支架上；控制器与数值显示模块设置成一体；连接结构为连接线；底板的两个侧边均设有一个侧壁，防止小粒径颗粒从底板的侧边滑落下去。

上述方案中，将小粒径颗粒放置在被测板件上后，控制器通过驱动装置驱动第一转动轴旋转使底板与连接结构连接的一端向上抬起，底板抬起过程中，倾角传感器实时测量底板的底部与水平面的夹角并传输至控制器，控制器将该夹角传输至数值显示模块并显示，图像捕捉设备实时捕捉小粒径颗粒下滑情况的图像并将该图像传输至控制器进行处理和判断，当控制器判断小粒径颗粒没有全部下滑时，控制器继续控制驱动装置驱动第一转动轴旋转，当控制器判断所有的小粒径颗粒开始下滑时，控制器控制驱动装置停止工作，记录数值显示模块显示夹角的角度值，该角度值即是小粒径颗粒与被测板件的摩擦角。本发明一种小粒径颗粒摩擦角的测试装置，结构简单、操作方便，能直接获取摩擦角的测量值，且测量精度高。

优选地，所述测试装置还包括手柄及与手柄连接的第二转动轴，第二转动轴设于支架上，底板的另一端能通过连接结构与第二转动轴连接。此时，底板的另一端不与第一转动轴连接。当驱动装置发生故障无法工作时，操作者可以转动手柄使第二转动轴转动并带动底板与连接结构连接的一端向上抬起，底板抬起过程中，倾角传感器实时测量底板的底部与水平面的夹角并传输至控制器，控制器将该夹角传输至数值显示模块并显示，操作者能根据两种情况确定小粒径颗粒与被测板件的摩擦角：第一种情况是图像捕捉设备实时捕捉小粒径颗粒下滑情况的图像并将该图像传输至控制器进行处理和判断，当控制器判断所有的小粒径颗粒开始下滑时，控制器发出信号，操作者停止转动手柄，此时数值显示模块显示夹角的角度值即是小粒径颗粒与被测板件的摩擦角；第二种情况是操作者肉眼观察并判断，当操作者认为所有的小粒径颗粒开始下滑时即停止转动手柄，此时数值显示模块显示夹角的角度值即是小粒径颗粒与被测板件的摩擦角。这样设置，使得该装置在驱动装置发生故障时，操作者仍然可以测量小粒径颗粒与被测板件的摩擦角，而且操作者还可以对这两种情况获得的摩擦角进行比对和判断，以提高测量的摩擦角的精度。

优选地，所述测试装置还包括用于固定手柄位置的自锁装置。手动转动手柄带动底板与第二转动轴连接的一端向上抬起以测量小粒径颗粒与被测板件的摩擦角时，在判断所有的小粒径颗粒开始下滑后，自锁装置的设置使得操作者能及时将手柄锁定，防止操作者手晃动引入的人工误差，进而减小测量的摩擦角与真实的摩擦角的误差。

优选地，所述自锁装置包括刻度盘及固定块，刻度盘设于支架上并位于支架与手柄之间，且第二转动轴穿过刻度盘的中心；刻度盘上设有若干通孔，固定块设于第二转动轴上，且固定块上设有与通孔匹配的凸起。刻度盘上均匀设有20个通孔。需要锁定手柄时，将手柄向靠近支架的方向推，使固定块上的凸起插入刻度盘的通孔内，即可将手柄固定在当前的位置；不需要锁定手柄时，将手柄向远离支架的方向拉，使固定块上的凸起从刻度盘的通孔内出来即可。这样设置便于将手柄的位置固定，防止操作者手晃动引入的人工误差，减小测量的摩擦角与真实的摩擦角的误差，进而提高测量的摩擦角的精度。

优选地，所述测试装置还包括挡板；挡板设于底板上靠近旋转轴的一端，且挡板位于被测板件的下方，挡板用于挡住小粒径颗粒从被测板件掉落。挡板的设置能防止小粒径颗粒从被测板件掉落下去洒落一地，便于操作人员收集起来以进行下一次摩擦角的测试，提高测试效率；而且挡板的设置还能够检测小粒径颗粒在被测板件上从水平位置旋转上升至全部下滑到底板底部时底板与水平面的夹角，与小粒径颗粒从一定角度的底板上在抽离挡板时全部下滑的角度是否一致，以验证当前的摩擦角的精确度。

本发明的第二个目的在于提供一种小粒径颗粒摩擦角的测试装置，包括控制器、被测板件、支架、底板、手柄、第二转动轴、连接结构、倾角传感器及数值显示模块；被测板件可拆卸地设于底板上，倾角传感器及数值显示模块均与控制器连接；第二转动轴设于支架上，手柄与第二转动轴连接，支架的底部设有旋转轴，底板的一端通过旋转轴与支架转动连接，底板的另一端能通过连接结构与第二转动轴连接；倾角传感器设于底板上用于测量底板的底部与水平面的夹角，数值显示模块用于显示倾角传感器的数值。

上述方案中，操作者能转动手柄使第二转动轴转动并带动底板与连接结构连接的一端向上抬起，底板抬起过程中，倾角传感器实时测量底板的底部与水平面的夹角并传输至控制器，控制器将该夹角传输至数值显示模块并显示，操作者肉眼观察并判断，当操作者认为所有的小粒径颗粒开始下滑时即停止转动手柄，此时数值显示模块显示夹角的角度值即是小粒径颗粒与被测板件的摩擦角。本发明一种小粒径颗粒摩擦角的测试装置，结构简单、操作方便，能直接获取摩擦角的测量值，且测量精度高。

优选地，所述测试装置还包括与控制器连接的图像捕捉设备，图像捕捉设备用于捕捉被测板件上小粒径颗粒下滑情况的图像。在测量小粒径颗粒与被测板件的摩擦角时，图像捕捉设备实时捕捉小粒径颗粒下滑情况的图像并将该图像传输至控制器进行处理和判断，当控制器判断所有的小粒径颗粒开始下滑时，控制器发出信号，操作者停止转动手柄，此时数值显示模块显示夹角的角度值即是小粒径颗粒与被测板件的摩擦角。这样设置，使得操作者能对控制器发出停止转动手柄信号时获得的摩擦角，与操作者肉眼观察小粒径颗粒下滑情况后主动停止转动手柄时获得的摩擦角进行比对和判断，以提高测量的摩擦角的精度。

优选地，所述测试装置还包括用于固定手柄位置的自锁装置；所述自锁装置包括刻度盘及固定块，刻度盘设于支架上并位于支架与手柄之间，且第二转动轴穿过刻度盘的中心；刻度盘上设有若干通孔，固定块设于第二转动轴上，且固定块上设有与通孔匹配的凸起。在判断所有的小粒径颗粒开始下滑后，自锁装置的设置使得操作者能及时将手柄锁定，防止操作者手晃动引入的人工误差，进而减小测量的摩擦角与真实的摩擦角的误差。

本发明的第三个目的在于提供一种小粒径颗粒摩擦角的测试方法，包括如下步骤：

S1.将被测板件设于底板上，并将一定量的小粒径颗粒放置在被测板件上；

S2.打开控制器，使驱动装置、倾角传感器、数值显示模块及图像捕捉设备均处于工作状态；

S3.控制器通过驱动装置驱动第一转动轴转动使底板与连接结构连接的一端向上抬起，底板抬起过程中，图像捕捉设备实时捕捉小粒径颗粒下滑情况的图像并将该图像传输至控制器进行处理，倾角传感器实时测量底板的底部与水平面的夹角并传输至控制器，控制器将该夹角传输至数值显示模块并显示；

S4.控制器对图像捕捉设备捕捉的图像进行处理后判断所有的小粒径颗粒是否开始下滑；当小粒径颗粒没有全部下滑时，重复步骤S3；当所有的小粒径颗粒开始下滑，控制器控制驱动装置停止工作，记录数值显示模块显示夹角的角度值；

S5.多次重复步骤S3及S4，取数值显示模块显示夹角的角度值的平均值作为小粒径颗粒与被测板件的摩擦角。

本发明一种小粒径颗粒摩擦角的测试方法，能直接获取摩擦角的测量值，且测量精度高。

本发明的第四个目的在于提供一种小粒径颗粒摩擦角的测试方法，包括如下步骤：

S1.将被测板件设于底板上，并将一定量的小粒径颗粒放置在被测板件上；

S2.打开控制器，使倾角传感器及数值显示模块均处于工作状态；

S3.手动转动手柄并带动第二转动轴转动使底板与连接结构连接的一端向上抬起，底板抬起过程中，倾角传感器实时测量底板的底部与水平面的夹角并传输至控制器，控制器将该夹角传输至数值显示模块并显示；

S4.操作者判断所有的小粒径颗粒是否开始下滑；当小粒径颗粒没有全部下滑时，重复步骤S3；当所有的小粒径颗粒开始下滑时，停止转动手柄，记录数值显示模块显示夹角的角度值；

S5.多次重复步骤S3及S4，取数值显示模块显示夹角的角度值的平均值作为小粒径颗粒与被测板件的摩擦角。

本发明一种小粒径颗粒摩擦角的测试方法，能直接获取摩擦角的测量值，且测量精度高。

优选地，步骤S2中使图像捕捉设备也处于工作状态，步骤S4中能通过控制器对图像捕捉设备捕捉的图像进行处理后判断所有的小粒径颗粒是否开始下滑；当小粒径颗粒没有全部下滑时，重复步骤S3；当所有的小粒径颗粒开始下滑时，控制器发出信号，操作者停止转动手柄，此时数值显示模块显示夹角的角度值即是小粒径颗粒与被测板件的摩擦角。这样设置，使得操作者能对控制器发出停止转动手柄信号时获得的摩擦角，与操作者肉眼观察小粒径颗粒下滑情况后主动停止转动手柄时获得的摩擦角进行比对和判断，以提高测量的摩擦角的精度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明一种小粒径颗粒摩擦角的测试装置及测试方法，在底板抬起过程中，倾角传感器实时测量底板的底部与水平面的夹角并传输至控制器，控制器将该夹角传输至数值显示模块并显示，使得操作者能直接获取摩擦角的测量值，且测量精度高，避免了肉眼从圆弧尺读取测量值导致的测试结果与真实值误差大的问题；通过设置自锁装置，当手动转动手柄带动底板与第二转动轴连接的一端向上抬起以测量小粒径颗粒与被测板件的摩擦角时，在判断所有的小粒径颗粒开始下滑后，使得操作者能及时将手柄锁定，防止操作者手晃动引入的人工误差，进而减小测量的摩擦角与真实的摩擦角的误差；通过设置挡板，不但能防止小粒径颗粒从被测板件掉落下去洒落一地，便于操作人员收集起来以进行下一次摩擦角的测试，提高测试效率，而且还能够检测小粒径颗粒在被测板件上从水平位置旋转上升至全部下滑到底板底部时底板与水平面的夹角，与小粒径颗粒从一定角度的底板上在抽离挡板时全部下滑的角度是否一致，以验证当前的摩擦角的精确度。

附图说明

图1为本发明一种小粒径颗粒摩擦角的测试装置的结构示意图；

图2为图1中支架与刻度盘及驱动装置的连接示意图；

图3为图1中手柄与第二转动轴的连接示意图；

图4为图1中底板的结构示意图；

图5为图1中刻度盘的结构示意图；

图6为实施例1中一种小粒径颗粒摩擦角的测试方法的流程图；

其中，1—支架；2—底板；3—手柄；4—刻度盘；5—驱动装置；6—倾角传感器；7—第一转动轴；8—数值显示模块；9—图像捕捉设备；10—挡板；20—连接结构；30—旋转轴；31—固定块；32—凸起；40—第二转动轴；41—通孔；50—固定轴。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

实施例1

本实施例一种小粒径颗粒摩擦角的测试装置的示意图如图1至图5所示，包括控制器、被测板件、支架1、底板2、第一转动轴7、驱动装置5、连接结构20、倾角传感器6、数值显示模块8及图像捕捉设备9，被测板件可拆卸地设于底板2上，驱动装置5、倾角传感器6、数值显示模块8及图像捕捉设备9均与控制器连接；第一转动轴7设于支架1上，且支架1的底部设有旋转轴30，底板2的一端通过旋转轴30与支架1转动连接，底板2的另一端能通过连接结构20与第一转动轴7连接，驱动装置5用于驱动第一转动轴7旋转；倾角传感器6设于底板2上用于测量底板2的底部与水平面的夹角，数值显示模块8用于显示倾角传感器6的数值，图像捕捉设备9用于捕捉被测板件上小粒径颗粒下滑情况的图像。驱动装置7为电机；图像捕捉设备9通过固定轴50固定在支架1上；控制器与数值显示模块8设置成一体；连接结构20为连接线；底板2的两个侧边均设有一个侧壁，防止小粒径颗粒从底板2的侧边滑落下去。

使用该测试装置测试小粒径颗粒与被测板件的摩擦角时，将被测板件固定在底板2上，将小粒径颗粒放置在被测板件上，并将底板2通过连接结构20与第一转动轴7连接，控制器控制驱动装置5工作，驱动装置5工作带动第一转动轴7旋转使底板2与连接结构20连接的一端向上抬起，底板2抬起过程中，倾角传感器6实时测量底板2的底部与水平面的夹角并传输至控制器，控制器将该夹角传输至数值显示模块8并显示，与此同时，图像捕捉设备9实时捕捉小粒径颗粒下滑情况的图像并将该图像传输至控制器进行处理和判断，当控制器判断小粒径颗粒没有全部下滑时，控制器继续控制驱动装置5驱动第一转动轴7旋转，当控制器判断所有的小粒径颗粒开始下滑时，控制器控制驱动装置5停止工作，记录数值显示模块8显示夹角的角度值，该角度值即是小粒径颗粒与被测板件的摩擦角；可多次进行上述操作，取多次记录下来的数值显示模块8显示夹角的角度值的平均值作为小粒径颗粒与被测板件的摩擦角。本发明一种小粒径颗粒摩擦角的测试装置，结构简单、操作方便，能直接获取摩擦角的测量值，且测量精度高。

其中，所述测试装置还包括手柄3及与手柄3连接的第二转动轴40，第二转动轴40设于支架1上，底板2的另一端能通过连接结构20与第二转动轴40连接。此时，底板2的另一端不与第一转动轴7连接，而是将底板2的另一端通过连接结构20与第二转动轴40连接。当驱动装置5发生故障无法工作时，操作者可以转动手柄3使第二转动轴40转动并带动底板2与连接结构20连接的一端向上抬起，底板2抬起过程中，倾角传感器6实时测量底板2的底部与水平面的夹角并传输至控制器，控制器将该夹角传输至数值显示模块8并显示，操作者能根据下面两种情况确定小粒径颗粒与被测板件的摩擦角：第一种情况是图像捕捉设备9实时捕捉小粒径颗粒下滑情况的图像并将该图像传输至控制器进行处理和判断，当控制器判断所有的小粒径颗粒开始下滑时，控制器发出信号，操作者停止转动手柄3，此时数值显示模块8显示夹角的角度值即是小粒径颗粒与被测板件的摩擦角；第二种情况是操作者肉眼观察并判断，当操作者认为所有的小粒径颗粒开始下滑时即停止转动手柄3，此时数值显示模块8显示夹角的角度值即是小粒径颗粒与被测板件的摩擦角。这样设置，使得该装置在驱动装置5发生故障时，操作者仍然可以测量小粒径颗粒与被测板件的摩擦角，而且操作者还可以对这两种情况获得的摩擦角进行比对和判断，以提高测量的摩擦角的精度。

另外，所述测试装置还包括用于固定手柄3位置的自锁装置。手动转动手柄3带动底板2与第二转动轴40连接的一端向上抬起以测量小粒径颗粒与被测板件的摩擦角时，在判断所有的小粒径颗粒开始下滑后，自锁装置的设置使得操作者能及时将手柄3锁定，防止操作者手晃动引入的人工误差，进而减小测量的摩擦角与真实的摩擦角的误差。

其中，所述自锁装置包括刻度盘4及固定块31，刻度盘4设于支架1上并位于支架1与手柄3之间，且第二转动轴40穿过刻度盘4的中心；刻度盘4上设有若干通孔41，固定块31设于第二转动轴40上，且固定块31上设有与通孔41匹配的凸起32。本实施例中，刻度盘4上均匀设有20个通孔41。需要锁定手柄3时，将手柄3向靠近支架1的方向推，使固定块31上的凸起32插入刻度盘4的通孔41内，即可将手柄3固定在当前的位置；不需要锁定手柄3时，将手柄3向远离支架1的方向拉，使固定块31上的凸起32从刻度盘4的通孔41内出来即可。这样设置便于将手柄3的位置固定，防止操作者手晃动引入的人工误差，减小测量的摩擦角与真实的摩擦角的误差，进而提高测量的摩擦角的精度。

另外，所述测试装置还包括挡板10；挡板10设于底板2上靠近旋转轴30的一端，且挡板10位于被测板件的下方，挡板10用于挡住小粒径颗粒从被测板件掉落。挡板10的设置能防止小粒径颗粒从被测板件掉落下去洒落一地，便于操作人员收集起来以进行下一次摩擦角的测试，提高测试效率；而且挡板10的设置还能够检测小粒径颗粒在被测板件上从水平位置旋转上升至全部下滑到底板2底部时底板2与水平面的夹角，与小粒径颗粒从一定角度的底板2上在抽离挡板10时全部下滑的角度是否一致，以验证当前的摩擦角的精确度。

本实施例还提供了一种小粒径颗粒摩擦角的测试方法，该测试方法的流程图如图6所示，该测试方法使用上述测试装置，包括如下步骤：

S1.将被测板件设于底板2上，并将一定量的小粒径颗粒放置在被测板件上；

S2.打开控制器，使驱动装置5、倾角传感器6、数值显示模块8及图像捕捉设备9均处于工作状态；

S3.控制器通过驱动装置5驱动第一转动轴7转动使底板2与连接结构20连接的一端向上抬起，底板2抬起过程中，图像捕捉设备9实时捕捉小粒径颗粒下滑情况的图像并将该图像传输至控制器进行处理，倾角传感器6实时测量底板2的底部与水平面的夹角并传输至控制器，控制器将该夹角传输至数值显示模块8并显示；

S4.控制器对图像捕捉设备9捕捉的图像进行处理后判断所有的小粒径颗粒是否开始下滑；当小粒径颗粒没有全部下滑时，重复步骤S3；当所有的小粒径颗粒开始下滑，控制器控制驱动装置5停止工作，记录数值显示模块8显示夹角的角度值；

S5.多次重复步骤S3及S4，取数值显示模块8显示夹角的角度值的平均值作为小粒径颗粒与被测板件的摩擦角。

本发明一种小粒径颗粒摩擦角的测试方法，能直接获取摩擦角的测量值，且测量精度高。

实施例2

本实施例一种小粒径颗粒摩擦角的测试装置的示意图如图1至图5所示，包括控制器、被测板件、支架1、底板2、手柄3、第二转动轴40、连接结构20、倾角传感器6及数值显示模块8；被测板件可拆卸地设于底板2上，倾角传感器6及数值显示模块8均与控制器连接；第二转动轴40设于支架1上，手柄3与第二转动轴40连接，支架1的底部设有旋转轴30，底板2的一端通过旋转轴30与支架1转动连接，底板2的另一端能通过连接结构20与第二转动轴40连接；倾角传感器6设于底板2上用于测量底板2的底部与水平面的夹角，数值显示模块8用于显示倾角传感器6的数值。

实施例2与实施例1的区别在于：实施例1中底板2的上升控制为自动控制，实施例2中底板2的上升控制为手动控制。

使用该测试装置测试小粒径颗粒与被测板件的摩擦角时，操作者能手动转动手柄3使第二转动轴40转动并带动底板2与连接结构20连接的一端向上抬起，底板2抬起过程中，倾角传感器6实时测量底板2的底部与水平面的夹角并传输至控制器，控制器将该夹角传输至数值显示模块8并显示，操作者肉眼观察并判断，当操作者认为所有的小粒径颗粒开始下滑时即停止转动手柄3，此时数值显示模块8显示夹角的角度值即是小粒径颗粒与被测板件的摩擦角。本发明一种小粒径颗粒摩擦角的测试装置，结构简单、操作方便，能直接获取摩擦角的测量值，且测量精度高。

其中，所述测试装置还包括与控制器连接的图像捕捉设备9，图像捕捉设备9用于捕捉被测板件上小粒径颗粒下滑情况的图像。在测量小粒径颗粒与被测板件的摩擦角时，图像捕捉设备9实时捕捉小粒径颗粒下滑情况的图像并将该图像传输至控制器进行处理和判断，当控制器判断所有的小粒径颗粒开始下滑时，控制器发出信号，操作者停止转动手柄3，此时数值显示模块8显示夹角的角度值即是小粒径颗粒与被测板件的摩擦角。这样设置，使得操作者能对控制器发出停止转动手柄3信号时获得的摩擦角，与操作者肉眼观察小粒径颗粒下滑情况后主动停止转动手柄3时获得的摩擦角进行比对和判断，以提高测量的摩擦角的精度。

另外，所述测试装置还包括用于固定手柄3位置的自锁装置；所述自锁装置包括刻度盘4及固定块31，刻度盘4设于支架1上并位于支架1与手柄3之间，且第二转动轴40穿过刻度盘4的中心；刻度盘4上设有若干通孔41，固定块31设于第二转动轴40上，且固定块31上设有与通孔41匹配的凸起（32）。在判断所有的小粒径颗粒开始下滑后，自锁装置的设置使得操作者能及时将手柄3锁定，防止操作者手晃动引入的人工误差，进而减小测量的摩擦角与真实的摩擦角的误差。

本实施例还提供了一种种小粒径颗粒摩擦角的测试方法，该测试方法使用上述测试装置，包括如下步骤：

S1.将被测板件设于底板2上，并将一定量的小粒径颗粒放置在被测板件上；

S2.打开控制器，使倾角传感器6及数值显示模块8均处于工作状态；

S3.手动转动手柄3并带动第二转动轴40转动使底板2与连接结构20连接的一端向上抬起，底板2抬起过程中，倾角传感器6实时测量底板2的底部与水平面的夹角并传输至控制器，控制器将该夹角传输至数值显示模块（8）并显示；

S4.操作者判断所有的小粒径颗粒是否开始下滑；当小粒径颗粒没有全部下滑时，重复步骤S3；当所有的小粒径颗粒开始下滑时，停止转动手柄3，记录数值显示模块8显示夹角的角度值；

S5.多次重复步骤S3及S4，取数值显示模块8显示夹角的角度值的平均值作为小粒径颗粒与被测板件的摩擦角。

本发明一种小粒径颗粒摩擦角的测试方法，能直接获取摩擦角的测量值，且测量精度高。

其中，步骤S2中使图像捕捉设备9也处于工作状态，步骤S4中能通过控制器对图像捕捉设备9捕捉的图像进行处理后判断所有的小粒径颗粒是否开始下滑；当小粒径颗粒没有全部下滑时，重复步骤S3；当所有的小粒径颗粒开始下滑时，控制器发出信号，操作者停止转动手柄3，此时数值显示模块8显示夹角的角度值即是小粒径颗粒与被测板件的摩擦角。这样设置，使得操作者能对控制器发出停止转动手柄3信号时获得的摩擦角，与操作者肉眼观察小粒径颗粒下滑情况后主动停止转动手柄3时获得的摩擦角进行比对和判断，以提高测量的摩擦角的精度。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种小粒径颗粒摩擦角的测试装置，其特征在于，包括控制器、被测板件、支架（1）、底板（2）、第一转动轴（7）、驱动装置（5）、连接结构（20）、倾角传感器（6）、数值显示模块（8）及图像捕捉设备（9），被测板件可拆卸地设于底板（2）上，驱动装置（5）、倾角传感器（6）、数值显示模块（8）及图像捕捉设备（9）均与控制器连接；第一转动轴（7）设于支架（1）上，且支架（1）的底部设有旋转轴（30），底板（2）的一端通过旋转轴（30）与支架（1）转动连接，底板（2）的另一端能通过连接结构（20）与第一转动轴（7）连接，驱动装置（5）用于驱动第一转动轴（7）旋转；倾角传感器（6）设于底板（2）上用于测量底板（2）的底部与水平面的夹角，数值显示模块（8）用于显示倾角传感器（6）的数值，图像捕捉设备（9）用于捕捉被测板件上小粒径颗粒下滑情况的图像。

2.根据权利要求1所述的一种小粒径颗粒摩擦角的测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括手柄（3）及与手柄（3）连接的第二转动轴（40），第二转动轴（40）设于支架（1）上，底板（2）的另一端能通过连接结构（20）与第二转动轴（40）连接。

3.根据权利要求2所述的一种小粒径颗粒摩擦角的测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括用于固定手柄（3）位置的自锁装置。

4.根据权利要求3所述的一种小粒径颗粒摩擦角的测试装置，其特征在于，所述自锁装置包括刻度盘（4）及固定块（31），刻度盘（4）设于支架（1）上并位于支架（1）与手柄（3）之间，且第二转动轴（40）穿过刻度盘（4）的中心；刻度盘（4）上设有若干通孔（41），固定块（31）设于第二转动轴（40）上，且固定块（31）上设有与通孔（41）匹配的凸起（32）。

5.根据权利要求1所述的一种小粒径颗粒摩擦角的测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括挡板（10）；挡板（10）设于底板（2）上靠近旋转轴（30）的一端，且挡板（10）位于被测板件的下方，挡板（10）用于挡住小粒径颗粒从被测板件掉落。

6.一种小粒径颗粒摩擦角的测试装置，其特征在于，包括控制器、被测板件、支架（1）、底板（2）、手柄（3）、第二转动轴（40）、连接结构（20）、倾角传感器（6）及数值显示模块（8）；被测板件可拆卸地设于底板（2）上，倾角传感器（6）及数值显示模块（8）均与控制器连接；第二转动轴（40）设于支架（1）上，手柄（3）与第二转动轴（40）连接，支架（1）的底部设有旋转轴（30），底板（2）的一端通过旋转轴（30）与支架（1）转动连接，底板（2）的另一端能通过连接结构（20）与第二转动轴（40）连接；倾角传感器（6）设于底板（2）上用于测量底板（2）的底部与水平面的夹角，数值显示模块（8）用于显示倾角传感器（6）的数值。

7.根据权利要求6所述的一种小粒径颗粒摩擦角的测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括与控制器连接的图像捕捉设备（9），图像捕捉设备（9）用于捕捉被测板件上小粒径颗粒下滑情况的图像。

8.根据权利要求6所述的一种小粒径颗粒摩擦角的测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括用于固定手柄（3）位置的自锁装置；所述自锁装置包括刻度盘（4）及固定块（31），刻度盘（4）设于支架（1）上并位于支架（1）与手柄（3）之间，且第二转动轴（40）穿过刻度盘（4）的中心；刻度盘（4）上设有若干通孔（41），固定块（31）设于第二转动轴（40）上，且固定块（31）上设有与通孔（41）匹配的凸起（32）。

9.一种小粒径颗粒摩擦角的测试方法，其特征在于，使用权利要求1至5任一项所述的测试装置，包括如下步骤：

S1.将被测板件设于底板（2）上，并将一定量的小粒径颗粒放置在被测板件上；

S2.打开控制器，使驱动装置（5）、倾角传感器（6）、数值显示模块（8）及图像捕捉设备（9）均处于工作状态；

S3.控制器通过驱动装置（5）驱动第一转动轴（7）转动使底板（2）与连接结构（20）连接的一端向上抬起，底板（2）抬起过程中，图像捕捉设备（9）实时捕捉小粒径颗粒下滑情况的图像并将该图像传输至控制器进行处理，倾角传感器（6）实时测量底板（2）的底部与水平面的夹角并传输至控制器，控制器将该夹角传输至数值显示模块（8）并显示；

S4.控制器对图像捕捉设备（9）捕捉的图像进行处理后判断所有的小粒径颗粒是否开始下滑；当小粒径颗粒没有全部下滑时，重复步骤S3；当所有的小粒径颗粒开始下滑，控制器控制驱动装置（5）停止工作，记录数值显示模块（8）显示夹角的角度值；

S5.多次重复步骤S3及S4，取数值显示模块（8）显示夹角的角度值的平均值作为小粒径颗粒与被测板件的摩擦角。

10.一种小粒径颗粒摩擦角的测试方法，其特征在于，使用权利要求6至8任一项所述的测试装置，包括如下步骤：

S1.将被测板件设于底板（2）上，并将一定量的小粒径颗粒放置在被测板件上；

S2.打开控制器，使倾角传感器（6）及数值显示模块（8）均处于工作状态；

S3.手动转动手柄（3）并带动第二转动轴（40）转动使底板（2）与连接结构（20）连接的一端向上抬起，底板（2）抬起过程中，倾角传感器（6）实时测量底板（2）的底部与水平面的夹角并传输至控制器，控制器将该夹角传输至数值显示模块（8）并显示；

S4.操作者判断所有的小粒径颗粒是否开始下滑；当小粒径颗粒没有全部下滑时，重复步骤S3；当所有的小粒径颗粒开始下滑时，停止转动手柄（3），记录数值显示模块（8）显示夹角的角度值；

S5.多次重复步骤S3及S4，取数值显示模块（8）显示夹角的角度值的平均值作为小粒径颗粒与被测板件的摩擦角。