CN115436205A - 一种籽棉压缩快速回弹检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了棉花收获及加工机械领域的一种籽棉压缩快速回弹检测装置，包括压头、压缩腔室、压缩底面、万能材料试验台、遮光片、激光位移传感器A、激光位移传感器B和高速摄像机；压缩腔室由前侧压缩腔室和后侧压缩腔室组成，前侧压缩腔室上固定有电磁铁，与安装在压缩底面上的滑块轨道相配合，可实现压缩腔室的夹紧与快速弹开；压缩腔室设有测试槽，测试槽上放有遮光条，与激光位移传感器A相配合，激光位移传感器B与遮光片相配合，高速摄像机设置在压缩腔室右侧。本发明采用电磁铁控制压缩腔室的锁紧与快速弹开，可一次完成两种测量方式下回弹对比试验，解决了籽棉压后瞬时回弹难以准确测量的问题，可优化籽棉压缩工艺及参数，降低能耗。
Description
技术领域
本发明涉及棉花收获及加工机械领域，具体为一种籽棉压缩快速回弹检测装置。
背景技术
棉花机械化收获已然成为大势所趋，为便于对棉花的存储、运输及轧花等后续加工，需在运输前对棉花进行打包，而压缩过程中棉花的力学特性及压后棉花回弹特性，直接影响到棉花打包及成型质量。目前，现有机载打包装置在完成打包作业后存在可靠性、稳定性等问题，会出现包膜开裂、散包、甚至不成形的现象，究其原因是对籽棉压缩过程中的力学特性及回弹特性等基础科学问题认识不清，因此，对籽棉压缩过程中力学特性及回弹特性进行研究，对于棉花打包机构得设计、改进，及籽棉成型机理等基础科学问题有重要的意义。
基于此，本发明设计了一种籽棉压缩快速回弹检测装置，用于对籽棉压缩及回弹过程力学特性的研究，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种籽棉压缩快速回弹检测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
一种籽棉压缩快速回弹检测装置，包括压头、压缩腔室、万能材料试验台、激光位移传感器A、激光位移传感器B和高速摄像机，压头顶部攻有螺纹，压头与万能材料试验台通过螺纹连接固定，压缩腔室内部设有遮光片，压缩腔室由前侧压缩腔室和后侧压缩腔室组成，前侧压缩腔室通过电磁铁固定架A与电磁铁A固定连接，前侧压缩腔室上通过电磁铁固定架B与电磁铁B固定连接，压缩腔室安装在滑块轨道上，滑块轨道与压缩腔室通过连接块用螺栓A固定连接，滑块轨道与压缩底面通过螺栓B连接，压缩底面底部攻有螺纹，压缩底面与万能材料试验台通过螺纹连接固定，前侧压缩腔室设有测试槽A，后侧压缩腔室设有测试槽B，测试槽A和测试槽B上放有遮光条，激光位移传感器A安装于焊接在压缩底面下方的支架上，激光位移传感器B安装在压缩腔室左侧，高速摄像机设置在压缩腔室右侧。
优选的，所述前侧压缩腔室上设有电磁铁A和电磁铁B，所述压缩腔室下面设有滑块轨道，所述滑块轨道安装在压缩底面上。
优选的，所述压缩底面上设有通孔，所述压缩底面下方设有支架，所述激光位移传感器A安装在支架上。
优选的，所述压缩腔室内部设有遮光片，所述遮光片与激光位移传感器B相互配合。
优选的，所述高速摄像机安装在在压缩腔室右侧，实现籽棉压后回弹过程的实时记录。
优选的，所述压头通过螺纹与万能材料试验台连接在一起，所述压缩底面通过螺纹与万能材料试验台连接在一起，所述压头、压缩腔室、压缩底面一起相互配合完成同轴压缩工作。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明通过电磁铁通电实现前侧压缩腔室及后侧压缩腔室锁紧，电磁铁断电时前侧压缩腔室及后侧压缩腔室快速沿滑块轨道向两侧弹开，同时采用激光位移传感器测量和高速摄像机两种方式实时记录籽棉回弹过程的位移变化情况，能够同时完成两种测量方式的对比试验，整体结构简单，体积较小，操作便捷，解决了籽棉压后瞬时回弹难以准确测量的问题；
2.本发明设计试验台与万能材料试验台固定连接在一起，压头、压缩腔室、压缩底面一起相互配合完成同轴压缩工作，可实现完成多种压缩力学特性测试后回弹特征的对比及测取。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明总体框架示意图。
图2为本发明锁紧状态侧视结构示意图。
图3为本发明弹开状态侧视结构示意图。
图4为本发明侧上视图结构示意图。
图5为本发明弹开状态前视图结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1-万能材料试验台，2-螺纹，3-压头，4-遮光条，5-压缩腔室，6-高速摄像机，7-压缩底面，8-激光位移传感器A，9-激光位移传感器B，10-电磁铁A，11-前侧压缩腔室，12-螺栓A，13-滑块轨道，14-测试槽A，15-电磁铁B，16-通孔，17-后侧压缩腔室，18-测试槽B，19-支架，20-遮光片，21-连接块，22-电磁铁固定架A，23-电磁铁固定架B，24-螺栓B。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：
一种籽棉压缩快速回弹装置，包括压头(3）、压缩腔室（5）、万能材料试验台（1）、激光位移传感器A（8）、激光位移传感器B（9）和高速摄像机（6），压头（3）顶部攻有螺纹（2），压头（3）与万能材料试验台（1）通过螺纹（2）连接固定，压缩腔室（5）安装在滑块轨道（13）上，滑块轨道（13）与压缩底面（7）通过螺栓A（12）固定连接，压缩底面（7）底部攻有螺纹（2），压缩底面（7）与万能材料试验台（1）通过螺纹（2）连接固定，激光位移传感器A（8）安装于焊接在压缩底面（7）下方的支架（19）上，激光位移传感器B（9）安装在压缩腔室（5）左侧，所述高速摄像机（6）安装在压缩腔室（5）右侧。
其中，压缩腔室（5）由前侧压缩腔室（11）和后侧压缩腔室（17）组成，所述前侧压缩腔室（11）通过电磁铁固定架A（22）与电磁铁A（10）固定连接，所述前侧压缩腔室（11）上通过电磁铁固定架B（23）与电磁铁B（15）固定连接，通电时电磁铁A（10）和电磁铁B（15）同时产生磁力，使得前侧压缩腔室（11）后侧压缩腔室（17）锁紧，断电时电磁铁A（10）和电磁铁B（15）磁力消失，前侧压缩腔室（11）和后侧压缩腔室（17）可快速沿滑块轨道（13）向两侧弹开。
压缩腔室（5）设有测试槽A（14）和测试槽B（18），测试槽A（14）和测试槽B（18）上放有遮光条（4），当前侧压缩腔室（11）和后侧压缩腔室（17）分别快速沿滑块轨道（13）向两侧弹开后，激光位移传感器A（8）发射出激光，激光穿过通孔（16）触碰到遮光条（4）后记录位移数据，压缩腔室（5）内部设有遮光片（20），当前侧压缩腔室（11）和后侧压缩腔室（17）分别快速沿滑块轨道（13）向两侧弹开后，激光位移传感器B（9）发射出激光触碰到遮光片（20）后记录位移数据，激光位移传感器A（8）和激光位移传感器B（9）分别实现籽棉压后回弹过程中轴向位移和径向位移的检测。
高速摄像机（6）设置在压缩腔室（5）右侧，待前侧压缩腔室（11）和后侧压缩腔室（17）快速沿滑块轨道（13）向两侧弹开后，开始实时拍照记录籽棉回弹过程中像素点变化，便于后续获得全方位籽棉压后回弹情况。
本实施例的一个具体应用为：本发明使用时，将试验台安装在万能材料试验台（1）上，电磁铁A（10）和电磁铁B（15）通电同时产生磁力，使得前侧压缩腔室（11）后侧压缩腔室（17）锁紧，压缩腔室（5）与压头（3）同轴，将棉花喂入压缩腔室（5），压头（3）升降到标定位置后，启动程序，压头（3）和压缩腔室（5）配合完成籽棉压缩试验，待压缩结束后，压头（3）快速复位，此时，电磁铁A（10）和电磁铁B（15）断电，磁力消失，前侧压缩腔室（11）和后侧压缩腔室（17）快速沿滑块轨道（13）向两侧弹开后定位，同时，激光位移传感器A（8）发射出激光，激光穿过通孔（16）触碰到遮光条（4）后记录位移数据，实现籽棉回弹过程中轴向位移的检测；激光位移传感器B（9）发射出激光触碰到遮光片（20）后记录位移数据，实现籽棉回弹过程中径向位移的检测；高速摄像机（6）实时拍照记录籽棉回弹过程中像素点变化，得到全方位的籽棉回弹情况。待回弹结束后，取出压缩-回弹后籽棉，视为一次压缩回弹试验完全结束。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (6)
1.一种籽棉压缩快速回弹检测装置，包括压头（3）、压缩腔室（5）、万能材料试验台（1）、激光位移传感器A（8）、激光位移传感器B（9）和高速摄像机（6），所述压头（3）顶部攻有螺纹（2），所述压头（3）与万能材料试验台（1）通过螺纹（2）连接固定，所述压缩腔室（5）内部设有遮光片（20），所述压缩腔室（5）由前侧压缩腔室（11）和后侧压缩腔室（17）组成，所述前侧压缩腔室（11）通过电磁铁固定架A（22）与电磁铁A（10）固定连接，所述前侧压缩腔室（11）上通过电磁铁固定架B（23）与电磁铁B（15）固定连接，所述压缩腔室（5）安装在滑块轨道（13）上，所述滑块轨道（13）与压缩腔室（5）通过连接块（21）用螺栓A（12）固定连接，所述滑块轨道（13）与压缩底面（7）通过螺栓B（24）连接，所述压缩底面（7）底部攻有螺纹（2），所述压缩底面（7）与万能材料试验台（1）通过螺纹（2）连接固定，所述前侧压缩腔室（11）设有测试槽A（14），所述后侧压缩腔室（17）设有测试槽B（18），所述测试槽A（14）和测试槽B（18）上放有遮光条（4），所述激光位移传感器A（8）安装于焊接在压缩底面（7）下方的支架（19）上，所述激光位移传感器B（9）安装在压缩腔室（5）左侧，所述高速摄像机（6）设置在压缩腔室（5）右侧。
2.根据权利要求1所述的一种籽棉压缩快速回弹检测装置，其特征在于：所述前侧压缩腔室（11）上设有电磁铁A（10）和电磁铁B（15），在通电时电磁铁A（10）和电磁铁B（15）锁紧压缩腔室（5）完成压缩工作，压缩结束后电磁铁A（10）和电磁铁B（15）断电，和压缩底面（7）上的滑块轨道（13）相互配合工作，使得前侧压缩腔室（11）和后侧压缩腔室（17）分别快速沿滑块轨道（13）向两侧弹开。
3.根据权利要求1所述的一种籽棉压缩快速回弹检测装置，其特征在于：所述压缩底面（7）上设有通孔（16），下方焊接有支架（19），激光位移传感器A（8）安装在支架（19）上，当前侧压缩腔室（11）和后侧压缩腔室（17）分别快速沿滑块轨道（13）向两侧弹开后，激光位移传感器A（8）发射出激光，激光穿过通孔（16）触碰到遮光条（4）后记录位移数据，实现籽棉回弹过程中轴向位移的检测。
4.根据权利要求1所述的一种籽棉压缩快速回弹检测装置，其特征在于：所述压缩腔室（5）内部装有遮光片（20），当前侧压缩腔室（11）和后侧压缩腔室（17）分别快速沿滑块轨道（13）向两侧弹开后，激光位移传感器B（9）发射出激光触碰到遮光片（20）后记录位移数据，实现籽棉回弹过程中径向位移的检测。
5.根据权利要求1所述的一种籽棉压缩快速回弹检测装置，其特征在于：所述高速摄像机（6）设置在压缩腔室（5）右侧，在前侧压缩腔室（11）和后侧压缩腔室（17）分别快速沿滑块轨道（13）向两侧弹开后，高速摄像机（6）开始实时拍照记录压后籽棉回弹过程中像素点变化，实现全方位的籽棉回弹情况记录。
6.根据权利要求1所述的一种籽棉压缩快速回弹检测装置，其特征在于：所述压头（3）与压缩底面（7）都通过螺纹（2）与万能材料试验台（1）固定连接在一起，压头（3）、压缩腔室（5）、压缩底面（7）一起相互配合完成同轴压缩工作，可实现电脑控制其压缩过程，完成多种力学特性测试后回弹特征的对比及测取。
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