CN109387655A - 一种利用自由落体运动测试抛丸速度的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用自由落体运动测试抛丸速度的方法及装置，包括抛丸机，抛丸，一级筛选板，二级筛选板和可变形材料装置。其特征在于抛丸机把抛丸高速抛出，抛丸机右边设置有一级筛选板，一级筛选板上设置有单个小圆孔，小圆孔轴心线穿过抛丸机抛嘴形心，一级筛选板右边设置二级筛选板，二级筛选板上设置有单个大圆孔，一级筛选板上的小圆孔轴心线与二级筛选板上的大圆孔轴心线重合，二级筛选板右边设置可变形材料装置。本发明提供一种利用自由落体运动测试抛丸速度的方法及装置，具有成本低，测速精度高且结构简单等优点。

Description

一种利用自由落体运动测试抛丸速度的方法及装置

技术领域

本发明涉及一种利用自由落体运动测试抛丸速度的方法及装置，属于测速技术领域。

背景技术

在测速行业里,针对的测速对象一般都为体积较大,或者速度较慢,测速系统能够拥有充裕的反应时间,也就是说对相应的传感器的要求较低,实现难度较低,其一般的实现方式可以有多普勒测试,激光测试,霍尔测速等。

对于小体积大速度的物体,上述所提到的测试方法都无法实现,或者难度极大,准确度很低,另外一些非常规的方法可以实现,如光电管测速计、高速摄影、粒子动态分析仪和粒子图像测速仪。但是这些设备由于价格昂贵,通常只有实验室才有成本能够有这些设备。这些装备的使用会让制造,研究成本有大幅度的提高。为了较好的解决抛丸的测速问题，本发明的测速装置具有价格低，结构简单，测速精度高等优点。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种利用自由落体运动测试抛丸速度的方法及装置。

一种利用自由落体运动测试抛丸速度的方法及装置，包括抛丸机1，抛丸2，一级筛选板3，二级筛选板4和可变形材料测速装置，其特征在于所述抛丸机1把抛丸2高速抛出，所述抛丸机1右边设置有所述一级筛选板3，所述一级筛选板3右边设置二级筛选板4，所述二级筛选板4右边设置所述可变形材料测速装置；

所述一级筛选板3上设置有单个小圆孔，小圆孔轴心线穿过抛嘴形心；

所述二级筛选板4上设置有单个大圆孔，要使大圆孔轴心线与小圆孔轴心线重合；

所述可变形材料装置包括可变形材料5，固定挡板6,可变形材料5设置在固定挡板6上;

所述可变形材料5设置在二级筛选挡板4右边，固定挡板6设置在可变形材料5右边，要使可变形材料5的高度要超过大圆孔轴心线与小圆孔的轴心线。

一种利用自由落体运动测试抛丸速度的方法及装置，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、启动抛丸机1，抛嘴持续抛射出大量抛丸2，抛嘴处抛丸2速度为ν₀，经一级筛选板3，筛选出能够顺利穿过小圆孔且速度方向水平向右的抛丸2；

步骤2、抛丸2继续向前运动，经二级筛选板4，筛选出做平抛运动的抛丸2；

步骤3、经筛选后的抛丸2最终打落在固定挡板6上的变形材料层5上，形成压痕。多次测量，取打落在变形材料上位置的平均值为h；

步骤4、依据如下两个公式可以求得抛丸2的初始速度v₀：

gT²/2=h (1)

v₀T=L (2)

其中，g为重力加速度，h为抛嘴到打在变形材料压痕平均值的垂直距离，L为二级筛选板到可变形材料的水平距离。

本发明具有下述有益效果：

本发明提供的一种利用自由落体运动测试抛丸速度的方法及装置，装置结构简单可靠，能够准确地测量抛丸机喷出的抛丸的速度。本发明中一级筛选板和二级筛选板能够筛选出做平抛运动的抛丸，本机构装置简单，测得的抛丸速度具有较高的准确度。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明中各部分尺寸示意图；

图中： 1抛丸机，2抛丸，3一级筛选板，4二级筛选板，5可变形材料，6固定板。

具体实施方案

下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本发明的一部分实例，并不是全部的实例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

参照附图2, 一种利用自由落体运动测试抛丸速度的方法及装置，包括抛丸机1，抛丸2，一级筛选板3，二级筛选板4和可变形材料测速装置。其特征在于抛丸机1把抛丸2高速抛出，抛丸机1右边距离L₁处设置有一级筛选板3，一级筛选板3上设置有直径为d₁单个小圆孔，小圆孔轴心线穿过抛丸机1抛嘴形心，一级筛选板3右边距离t₁处设置二级筛选板4，二级筛选板4上设置有直径为d₂的单个大圆孔，一级筛选板3上的小圆孔轴心线与二级筛选板4上的大圆孔轴心线重合，二级筛选板4右边距离L处设置可变形材料测速装置。可变形材料装置包括可变形材料5，固定挡板6,可变形材料5设置在固定挡板上6，要使可变形材料5的高度要超过大圆孔轴心线与小圆孔的轴心线。一级筛选板3和二级筛选板4厚度为t，固定挡板的厚度为4t。

抛丸直径为D，其他尺寸取值范围如下：t＜D，1.1D＜d₁≤1.5D，1.5D＜d₂≤2D，2D＜l₁＜5D，1.1D＜t₁＜1.5D。L尺寸需要进行适当选取，如果二级筛选板与变性材料之间距离太小，会使得测量的时长T数值太小，从而导致计算得到的抛丸初速度v₀误差大；如果二级筛选板与变性材料之间距离太大，空气摩擦及其他因素会导致抛丸速度下降，进而导致计算得到的抛丸初速度v₀数值偏小。

参考图1，抛丸机1将抛丸2高速抛出后，经过一级筛选板3和二级筛选板4使其做平抛运动，抛丸2经过二级筛选板4后，抛丸2通过打落在变形材料5上的位置，抛丸2在竖直方向做自由落体运动可以得到抛丸2从抛嘴到变形材料5之间前进的时间T，这样可以得到抛丸2在时间T内通过距离L的速度v₀。

一种利用自由落体运动测试抛丸速度的方法及装置，其特征在于，包括以下步骤：启动抛丸机1，抛嘴持续抛射出大量抛丸2，抛嘴处抛丸2速度为ν₀，经一级筛选板3，筛选出能够顺利穿过小圆孔且速度方向水平向右的抛丸2；抛丸2继续向前运动，经二级筛选板4，筛选出做平抛运动的抛丸2； 经筛选后的抛丸2最终打落在固定挡板6上的变形材料层5上，形成压痕。多次测量，取打落在变形材料上位置的平均值为h；依据如下两个公式可以求得抛丸2的初始速度v₀：

gT²/2=h (1)

v₀T=L (2)

其中，g为重力加速度，h为抛嘴到打在变形材料压痕平均值的垂直距离，L为二级筛选板到可变形材料的水平距离。

Claims (2)

1.一种利用自由落体运动测试抛丸速度的方法及装置，包括抛丸机，抛丸，一级筛选板，二级筛选板和可变形材料测速装置，其特征在于所述抛丸机把抛丸高速抛出，所述抛丸机右边设置有所述一级筛选板，所述一级筛选板右边设置二级筛选板，所述二级筛选板右边设置所述可变形材料测速装置；

所述一级筛选板上设置有单个小圆孔，小圆孔轴心线穿过抛嘴形心；

所述二级筛选板上设置有单个大圆孔，要使大圆孔轴心线与小圆孔轴心线重合；

所述可变形材料装置包括可变形材料，固定挡板,可变形材料设置在固定挡板上;

所述可变形材料设置在二级筛选挡板右边，固定挡板设置在可变形材料右边，要使可变形材料的高度要超过大圆孔轴心线与小圆孔的轴心线。

2.一种利用自由落体运动测试抛丸速度的方法及装置，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、启动抛丸机1，抛嘴持续抛射出大量抛丸2，抛嘴处抛丸2速度为ν₀，经一级筛选板3，筛选出能够顺利穿过小圆孔且速度方向水平向右的抛丸2；

步骤2、抛丸2继续向前运动，经二级筛选板4，筛选出做平抛运动的抛丸2；

步骤3、经筛选后的抛丸2最终打落在固定挡板6上的可变形材料层5上，形成压痕；

多次测量，取打落在可变形材料上位置的平均值为h；

步骤4、依据如下两个公式可以求得抛丸2的初始速度v₀：

gT²/2=h (1)

v₀T=L (2)

其中，g为重力加速度，h为抛嘴到打在变形材料压痕平均值的垂直距离，L为二级筛选板到可变形材料的水平距离。