一种冰状雪赛道硬度探测装置的制作方法

本发明属于赛道检测技术领域，特别涉及一种冰状雪赛道硬度探测装置。

背景技术：

高山滑雪比赛项目中，为了保证最高130-140公里/小时的滑行速度，对雪道硬度有苛刻的要求，雪道表面必须保持结晶状态，近似于冰面，被称为冰状雪。冰状雪可以减小雪板和雪道之间的摩擦力，这样的雪道不易被破坏，在运动员高速转弯的情况下保证雪道表面平整光滑，让选手不论第几个出场，雪道的状态都是一样相对完美的。因此，冰状雪赛道是确保冬季滑雪赛事公平性和安全性的重要支撑。目前制作冰状雪赛道最关键的一个步骤是均匀连续地向不同雪层中注水，使雪质硬化。但注水多少，雪层硬度是否合格，更多的依靠人工经验，而不能对冰状雪赛道表面硬度进行定量分析，这严重影响了赛道制作过程中硬度这一关键参数的科学性和可控性。

目前，虽然硬度测量仪器的种类比较繁杂，但这些硬度检测设备一般适用于金属合金、塑料、橡胶等传统材料的硬度测量，通常是采用压痕法测量压痕对角线来计算金属等材料的维氏硬度。这些传统的硬度检测方法只适用于表面硬度测量，不适合不同深度下冰雪的硬度测量。目前国内还未有针对冰状雪赛道硬度检测的装置。

技术实现要素：

为了克服现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种冰状雪赛道硬度探测装置，以解决现有技术中存在的还没有针对冰状雪赛道进行硬度检测装置的问题。

为解决现有技术问题，本发明采取的技术方案为：

一种冰上雪赛道硬度探测装置，包括滑轨、云台、压力传感器、探针；

所述滑轨上安装有云台；

所述云台的上端安装有压力传感器，所述云台用于携带压力传感器在滑轨上做上下垂直活动；

所述云台的下端设置有云台导向孔；

所述探针活动套接在云台导向孔中。

所述压力传感器通过螺丝安装在云台上

进一步的，所述滑轨的顶端安装有减速机；

所述减速机上安装有直流电机；

所述滑轨上设置有滑轨丝杆；

所述云台安装在滑轨丝杆上；

所述减速机通过联轴器与滑轨丝杆相连。

所述直流电机安装在减速机上与外部电源有电气连接。

所述直流电机和减速机在不同环境下可更换不同减速型号，模块化良好。直流电机连接外部电源实现正反转；所述减速机利用联轴器与滑轨丝杆相连，带动云台上下移动。

进一步的，所述滑轨的底端固定有固定架，所述固定架上安装有防偏导引板；所述防偏导引板上设置有防偏导引板圆孔；所述探针的底端穿过防偏导引板圆孔。

探针通过云台导向孔和防偏导引板圆孔，垂直固定在固定架上，使探针能垂直于冰状雪赛道表面上下移动，准确测量轴向的压力值。

所述滑轨竖直安装在固定架上；

进一步的，所述固定架的两端安装有底座。

进一步的，所述滑轨与固定架之间还设置有支撑杆；所述滑轨、固定架和支撑杆形成三角结构。

所述支撑杆包括两个相同结构的长方块，在进行测量时用于对滑轨进行支撑防止偏移。

进一步的，所述探针的顶端设置有固定片，所述固定片用于防止探针从云台导向孔中脱落；所述压力传感器的下端安装有顶片；所述固定片与顶片在同一直线上。

所述压力传感器拆解方便可在实际应用中更换型号；压力传感器的顶片在正常情况下与探针的固定片不接触，没有外部力量作用在压力传感器上，减小误差；当工作时云台向下移动带动顶片和固定片接触，并将探针顶向冰状雪赛道，赛道的硬度不同，顶片和固定片之间的压力就发生变化，通过压力传感器将压力数据采集出来。

进一步的，所述装置还包括压力表；所述压力表与压力传感器电气连接。

进一步的，所述滑轨的上部还设置有平衡杆。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明设计了一套冰状雪赛道硬度检测装置，该装置通过滑动云台运动，将探针垂直压入冰状雪赛道中，通过提取压入过程中的受力曲线，利用数值方法提取压力传感器承受的负荷力作为硬度值，这样就将测量冰状雪赛道硬度的问题转换为依据受压曲线，提取压力曲线的某几点作为赛道不同雪层的硬度值；

该装置结构坚固、拆解方便、安装简单、便于雪地携带和测量，可以对不同厚度的冰状雪赛道进行测量，大大保证赛事公平性和安全性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1的左视图；

图4为图1的前视图；

图5为云台细节剖析图。

附图标记：1-直流电机，2-减速机，3-平衡架，4-滑轨，5-支撑杆，6-底座，7-云台，8-压力传感器，9-探针，10-防偏导引板，11-固定架；12-顶片，13-固定片，14-云台导向孔。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1、图2、图3、图4、图5所示，一种冰上雪赛道硬度探测装置，包括滑轨4、云台7、压力传感器8、探针9；所述滑轨4上安装有云台7；云台7的上端安装有压力传感器8，云台7用于携带压力传感器8在滑轨4上做上下垂直活动；云台7的下端设置有云台导向孔14；探针9活动套接在云台导向孔14中。

滑轨4的顶端安装有减速机2；减速机2上安装有直流电机；滑轨4上设置有滑轨丝杆；云台7套接在滑轨丝杆上；减速机2通过联轴器与滑轨丝杆相连。

滑轨4的底端固定有固定架11；固定架11上安装有防偏导引板10；防偏导引板10上设置有防偏导引板圆孔；探针9的底端穿过防偏导引板圆孔。

固定架11的两端安装有底座6。

滑轨4与固定架11之间还设置有支撑杆5；滑轨4、固定架11和支撑杆5形成三角结构。

探针9的顶端设置有固定片13，固定片13用于防止探针9从云台导向孔14中脱落；压力传感器8的下端安装有顶片12；所述固定片13与顶片12在同一直线上。

装置还包括压力表；压力表与压力传感器8电气连接；滑轨4的上部还设置有平衡杆3。

在对雪地进行测量时，将装置平方在雪面上使底座6完全接触雪地表面，为直流电机1接上12v电源，同时压力传感器8与压力表相连，启动电源，云台7带动探针9打入雪地进行测量，压力表实时测量数据，记录压力曲线。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种冰上雪赛道硬度探测装置，属于赛道检测技术领域。所述装置包括滑轨、云台、压力传感器、探针；所述滑轨上安装有云台；所述云台的上端安装有压力传感器，所述云台用于携带压力传感器在滑轨上做上下垂直活动；所述云台的下端设置有云台导向孔；所述探针活动套接在云台导向孔中。本发明拆解方便，方便携带，安装便捷，可移动性强，弥补了市场空缺。

技术研发人员：王志豪;魏欣;刘凡
受保护的技术使用者：南京信息职业技术学院
技术研发日：2019.04.09
技术公布日：2019.08.16