1.本发明涉及自动化检测技术，特别涉及一种棒状物料堆积角侧壁坍塌试验装置及方法。
背景技术：2.物料自然堆积时料堆的坡度(即料堆与地面夹角)称堆积角,又称安息角、休止角。堆积角与物料密度、表面积、形状以及该物料的摩擦系数有关。测得的物料堆积角数据可用于离散元分析软件中的物料运动特性仿真。
3.目前的物料堆积角测试方法和测试设备大多只适用于颗粒状物料的堆积角测定。
4.对诸如卷烟、滤棒、秸秆等棒状或条状物料堆积角，通常采用“侧壁坍塌”的方法，侧壁坍塌，就是将物料按一定方向四面靠墙壁堆好，然后将一侧的墙壁抽离，让物料通过这个出口塌落，然后测定与地面形成的坡度。一种棒状物料堆积角的测定，需要一定数量的物料进行反复多次试验后，通过正交试验设计等方法处理得到所需要的数据。但现有的棒状物料堆积角侧壁坍塌试验装置相对比较简单，自动化程度不高，人工介入过多，费时费力，而且因为人工的介入对结果的准确性会造成或多或少的影响，比如在用人手抽离一侧墙壁时，速度、角度、力度每次都会不相同，造成物料在坍塌时的状态每次都有差异，对最终形成的堆积角的准确性就会造成影响。同时，现有的棒状物料堆积角侧壁坍塌试验装置只能对单种长度规格的物料做试验，在物料长度发生变化时不可调，更换物料测定时需要重新定制试验装置零部件和组装，成本高，周期长。
技术实现要素：5.本发明要解决的技术问题是可以快捷方便地实现棒状物料的自然堆积及形成堆积角，提高棒状物料运动特性仿真分析的准确性。
6.为解决上述技术问题，本发明提供的棒状物料堆积角侧壁坍塌试验装置，其包括左墙板23、前墙板24，后墙板3、右门板11、底板13、左支撑柱1、右支撑柱15、后支撑座4、前支撑座8、驱动机构6及气缸9；
7.所述左墙板23固定安装在底板13左侧；
8.所述前墙板24固定安装在底板13前侧；
9.所述左支撑柱1、右支撑柱15固定安装在底板13后侧；
10.所述左墙板23在左支撑柱1右侧，所述右支撑柱15在所述左墙板23右方；
11.所述后支撑座4固定安装在左支撑柱1及右支撑柱15上部；
12.所述前支撑座8固定安装在前墙板24上部；
13.所述驱动机构6安装在后支撑座4、前支撑座8之间，并与所述后墙板3相连；
14.所述驱动机构6，用于驱动所述后墙板3做前后向水平直线运动；
15.所述右门板11上端通过前后向转轴25枢转连接在前墙板24上部和右支撑柱15上部之间；
16.所述右门板11上部前侧面同气缸9顶杆连接；
17.所述气缸9安装固定在前墙板24上，其顶杆92的伸缩带动右门板11绕所述转轴25实现摆动；
18.所述左墙板23、前墙板24，后墙板3、右门板11及底板13共同围成一棒状物料放置空间。
19.较佳的，所述驱动机构6为滚珠丝杠结构，其滚珠螺母61与悬臂2连接，其滚珠螺杆62两端通过轴承分别和后支撑座4和前支撑座8连接在一起；
20.所述后墙板3固定连接于所述悬臂2下端。
21.较佳的，所述后支撑座上8安装有一个标尺安装座17；
22.所述标尺安装座17用于安装前后方向标尺7；
23.所述滚珠螺母61上安装有指针18，指针18顶端与标尺7下端齐平，用于指示后墙板3相对前墙板24的距离；
24.所述滚珠螺杆62一端安装手轮5；
25.通过转动手轮5能控制悬臂2沿滚珠螺杆62前后水平移动。
26.较佳的，所述指针18为红色三角型；
27.所述标尺7上有以毫米为基本单位的长度方向刻度，刻度线及数字涂红漆。
28.较佳的，所述后墙板3，其中部开有一安装透明门36的窗口，其右侧中部安装有铁块34；
29.所述透明门36左端与后墙板3通过铰链31连接，能向后拉开；
30.所述透明门36右端安装一竖向连接条32；
31.所述连接条32上安装手柄33；
32.所述手柄33上安装永磁体35；
33.透明门36关闭时，永磁体35吸住在后墙板3对应位置安装的铁块34，从而锁定透明门36。
34.较佳的，所述前墙板24顶部左侧同所述左支撑柱1之间安装有一前后向左导轨块10a；
35.所述前墙板24顶部右侧同所述右支撑柱15之间安装有一前后向右导轨块10b；
36.该两前后向导轨块相对侧分别挖有u型导槽101；u型导槽101后端安装挡块102；u型导槽101前端安装有挡板103；
37.所述后墙板3最上部左右两侧边分别形成有凸耳37；
38.左右两侧边的凸耳37分别安装在该两前后向导轨块相对侧的u型导槽101内，在后墙板3前后水平移动时起到导向和支撑的作用；
39.挡块102和挡板103用于限定后墙板3极限位置。
40.较佳的，所述右支撑柱15下部开有一长方形通孔151。
41.较佳的，所述右门板11上部前后两侧开有盲孔；
42.所述右门板11，通过前侧盲孔及转轴25枢接前墙板24，通过后侧盲孔及转轴25枢接连接块26；
43.所述连接块26安装在右支撑柱15上；
44.所述右门板11前侧面通过第一螺柱19和气缸9顶杆92连接。
45.较佳的，所述右门板11前侧有凸台111；
46.所述凸台111上开有螺孔；
47.所述第一螺柱19一端通过螺纹与右门板11前侧有凸台111的螺孔连接，另一端与关节轴承93连接；
48.所述关节轴承93与气缸9的顶杆92连接；
49.所述气缸9的缸体91底部安装有底座94；
50.该底座94与前墙板24通过第二螺柱20连接；
51.所述前墙板24右侧开有凹槽242；
52.在右门板11关闭时，所述第一螺柱19及凸块111嵌入所述凹槽242；
53.所述底板13的前侧安装有弧形墙板12；
54.所述弧形墙板12上端到底板13的距离从左到右逐渐减小；
55.所述底板13的右端侧安装有右挡墙板14；
56.所述底板13左侧与左墙板23间通过l型连接块22连接；
57.所述弧形墙板12和前墙板24的后侧面都涂黑色漆；
58.所述后支撑座4、前支撑座8内部均安装有轴承和孔用弹性挡圈，用于支承驱动机构6及限定其前后向位置；
59.所述左支撑柱1与左侧导轨块10a通过固定块16连接；
60.右支撑柱15与右侧导轨块10b通过固定块16连接。
61.为解决上述技术问题，本发明提供的所述棒状物料堆积角侧壁坍塌试验装置的试验方法，包括以下步骤：
62.一.测量并记录被测棒状物料21的基本长度；使右门板11关闭；使后墙板3移动至最后侧；打开透明门36；
63.二.将棒状物料21按与前墙板24垂直方向从下往上堆放至设定高度并理齐前后错位物料；
64.三.转动手轮5使后墙板3向前移动，并观察指针18相对于标尺7的位置，当指针18相对于标尺7上的刻度读数同被测棒状物料长度差值小于5mm时，放缓转动手轮5的速度，直至后墙板3离棒状物料距离为d在1～2mm时停止；
65.四.气缸9开启气源，气缸顶杆92伸出打开右门板11，棒状物料21沿打开方向倒出；
66.五.对棒状物料21和底板13间形成的坡度进行测量，并在多次重复操作后将所得数据处理后用于计算机仿真分析。
67.本发明的棒状物料堆积角侧壁坍塌试验装置及方法，右门板11由一气缸9驱动来打开和关闭，后墙板3由驱动机构6驱动做前后水平直线运动，用于调节棒状物料长度方向规格，棒状物料按垂直于前墙板24方向堆放在由各墙板和关闭状态的右门板所形成的空间内，调节驱动机构6带动前墙板24沿棒状物料长度方向前后水平移动使后墙板3同前墙板24的间距略大于棒状物料21长度。在确认棒状物料堆积完毕并处于稳定状态后，接通气路启动气缸9，打开连接其上的右门板11，使原静止状态的堆积的棒状物料瞬间倾倒在底板13上。该棒状物料堆积角侧壁坍塌试验装置，只需一人就能完成全部操作，操作方便，可以快捷方便地实现棒状物料的自然堆积，尤其适用于烟草物料(卷烟或滤棒)的堆积角的形成，可根据不同长度规格的棒状物料灵活调整堆放空间，自动化程度高；通过气缸9控制开门，
人为干预少，能消除人手开门时的力度、速度、角度不同所造成的堆积角误差，通过对棒状物料和底板13间形成的坡度进行测量，并在多次重复操作后，测量所得的堆积角可用于离散元分析软件中的棒状物料运动特性仿真，提高棒状物料运动特性仿真分析的准确性。
附图说明
68.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面对本发明所需要使用的附图作简单的介绍，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。
69.图1是本发明的棒状物料堆积角侧壁坍塌试验装置一实施例整体示意图；
70.图2是本发明的棒状物料堆积角侧壁坍塌试验装置一实施例俯视图；
71.图3是本发明的棒状物料堆积角侧壁坍塌试验装置一实施例前侧视图；
72.图4是图3中的i区域局部放大图；
73.图5是本发明的棒状物料堆积角侧壁坍塌试验装置一实施例处于试验准备阶段的示意图；
74.图6是本发明的棒状物料堆积角侧壁坍塌试验装置一实施例右门板打开试验完成后的状态；
75.图7是本发明的棒状物料堆积角侧壁坍塌试验装置一实施例后墙板整体示意图；
76.图8是本发明的棒状物料堆积角侧壁坍塌试验装置一实施例左导轨块整体示意图；
77.图9是本发明的棒状物料堆积角侧壁坍塌试验装置一实施例驱动机构整体示意图；
78.图10是本发明的棒状物料堆积角侧壁坍塌试验装置一实施例右门板连接方式示意图。
79.图中附图标记说明：
80.23左墙板；24前墙板；3后墙板；11右门板；13底板；1左支撑柱；15右支撑柱；4后支撑座；8前支撑座；6驱动机构；9气缸；92顶杆；25转轴；61滚珠螺母；62滚珠螺杆；2悬臂；17标尺安装座；7标尺；18指针；5手轮；36透明门；34铁块；31铰链；32连接条；33手柄；35永磁体；10a左导轨块；10b右导轨块；101u型导槽；102挡块；103挡板；37凸耳；21棒状物料；151长方形通孔；26连接块；19第一螺柱；111凸台；93关节轴承；91缸体；94底座；20第二螺柱连接；242凹槽；12弧形墙板；14右挡墙板；22连接块；16固定块。
具体实施方式
81.下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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做出创造性劳动的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。
82.实施例一
83.如图1、图2、图3、图4所示，棒状物料堆积角侧壁坍塌试验装置包括左墙板23、前墙板24，后墙板3、右门板11、底板13、左支撑柱1、右支撑柱15、后支撑座4、前支撑座8、驱动机
构6及气缸9；
84.所述左墙板23固定安装在底板13左侧；
85.所述前墙板24固定安装在底板13前侧；
86.所述左支撑柱1、右支撑柱15固定安装在底板13后侧；
87.所述左墙板23在左支撑柱1右侧，所述右支撑柱15在所述左墙板23右方；
88.所述后支撑座4固定安装在左支撑柱1及右支撑柱15上部；
89.所述前支撑座8固定安装在前墙板24上部；
90.所述驱动机构6安装在后支撑座4、前支撑座8之间，并与所述后墙板3相连；
91.所述驱动机构6，用于驱动所述后墙板3做前后向水平直线运动；
92.所述右门板11上端通过前后向转轴25枢转连接在前墙板24上部和右支撑柱15上部之间；
93.所述右门板11上部前侧面同气缸9顶杆92连接；
94.所述气缸9安装固定在前墙板24上，通过接通或关闭气源，使气缸9顶杆92伸缩带动右门板11绕所述转轴25实现摆动；
95.所述左墙板23、前墙板24，后墙板3、右门板11及底板13共同围成一棒状物料放置空间。
96.实施例一的棒状物料堆积角侧壁坍塌试验装置，右门板11由一气缸9驱动来打开和关闭，后墙板3由驱动机构6驱动做前后水平直线运动，用于调节棒状物料长度方向规格，棒状物料按垂直于前墙板24方向堆放在由各墙板和关闭状态的右门板所形成的空间内，调节驱动机构6带动前墙板24沿棒状物料长度方向前后水平移动使后墙板3同前墙板24的间距略大于棒状物料21长度。在确认棒状物料堆积完毕并处于稳定状态后，接通气路启动气缸9，打开连接其上的右门板11，使原静止状态的堆积的棒状物料瞬间倾倒在底板13上。该棒状物料堆积角侧壁坍塌试验装置，只需一人就能完成全部操作，操作方便，可以快捷方便地实现棒状物料的自然堆积，尤其适用于烟草物料(卷烟或滤棒)的堆积角的形成，可根据不同长度规格的棒状物料灵活调整堆放空间，自动化程度高；通过气缸9控制开门，人为干预少，能消除人手开门时的力度、速度、角度不同所造成的堆积角误差，通过对棒状物料和底板13间形成的坡度进行测量，并在多次重复操作后，测量所得的堆积角可用于离散元分析软件中的棒状物料运动特性仿真，提高棒状物料运动特性仿真分析的准确性。
97.实施例二
98.基于实施例一的棒状物料堆积角侧壁坍塌试验装置，如图9所示，所述驱动机构6为滚珠丝杠结构，其滚珠螺母61与悬臂2连接，其滚珠螺杆62两端通过轴承分别和后支撑座4和前支撑座8连接在一起；
99.所述后墙板3固定连接于所述悬臂2下端。
100.较佳的，如图5所示，所述后支撑座上8安装有一个标尺安装座17；
101.所述标尺安装座17用于安装前后方向标尺7。
102.较佳的，所述滚珠螺母61上安装有指针18，指针18顶端与标尺7下端齐平，用于指示后墙板3相对前墙板24的距离。
103.较佳的，所述滚珠螺杆62一端安装手轮5；
104.通过转动手轮5能控制悬臂2沿滚珠螺杆62前后水平移动。
105.较佳的，所述指针18为红色三角型；
106.所述标尺7上有以毫米为基本单位的长度方向刻度，刻度线及数字涂红漆，以突出显示。
107.较佳的，所述悬臂2与后墙板3通过螺栓及螺母紧固。
108.较佳的，所述后支撑座4、前支撑座8内部均安装有轴承和孔用弹性挡圈，用于支承驱动机构6及限定其轴向位置。
109.实施例三
110.基于实施例一的棒状物料堆积角侧壁坍塌试验装置，如图7所示，所述后墙板3，其中部开有一安装透明门36的窗口，其右侧中部安装有铁块34；
111.所述透明门36左端与后墙板3通过铰链31连接，能向后拉开；
112.所述透明门36右端安装一竖向连接条32；
113.所述连接条32上安装手柄33；
114.所述手柄33上安装永磁体35，握住手柄33往后拉能打开有透明门36；
115.透明门36关闭时，永磁体35吸住在后墙板3对应位置安装的铁块34，从而锁定透明门36，不会脱开。
116.较佳的，所述透明门36为矩形有机玻璃；
117.所述手柄33为球形；
118.所述铁块34为长方形。
119.实施例四
120.基于实施例一的棒状物料堆积角侧壁坍塌试验装置，所述前墙板24顶部左侧同所述左支撑柱1之间安装有一前后向左导轨块10a；
121.所述前墙板24顶部右侧同所述右支撑柱15之间安装有一前后向右导轨块10b；
122.如图8所示，该两前后向导轨块相对侧分别挖有u型导槽101；u型导槽101后端安装挡块102；u型导槽101前端安装有挡板103；
123.所述后墙板3最上部左右两侧边分别形成有凸耳37；
124.左右两侧边的凸耳37分别安装在该两前后向导轨块相对侧的u型导槽101内，在后墙板3前后水平移动时起到导向和支撑的作用。
125.实施例四的棒状物料堆积角侧壁坍塌试验装置，挡块102和挡板103用于限定后墙板3极限位置。挡块102可根据被测棒状物料21的长度变换不同规格。当被测棒状物料21规格范围变化时，可以限定后墙板3的极限位置而不至于将被测棒状物料21挤压变形。
126.实施例五
127.基于实施例一的棒状物料堆积角侧壁坍塌试验装置，所述右支撑柱15下部开有一长方形通孔151。
128.实施例五的棒状物料堆积角侧壁坍塌试验装置，通过右支撑柱15下部的长方形通孔151，可以观察和测量棒状物料21坍塌后的角度。
129.实施例六
130.基于实施例一的棒状物料堆积角侧壁坍塌试验装置，如图10所示，所述右门板11上部前后两侧开有盲孔；
131.所述右门板11，通过前侧盲孔及转轴25枢接前墙板24，通过后侧盲孔及转轴25枢
接连接块26；
132.所述连接块26安装在右支撑柱15上；
133.所述右门板11前侧面通过第一螺柱19和气缸9顶杆92连接。
134.较佳的，所述右门板11前侧有凸台111；
135.所述凸台111上开有螺孔；
136.所述第一螺柱19一端通过螺纹与右门板11前侧有凸台111的螺孔连接，另一端与关节轴承93连接；
137.所述关节轴承93与气缸9的顶杆92连接；
138.所述气缸9的缸体91底部安装有底座94；
139.该底座94与前墙板24通过第二螺柱20连接。
140.较佳的，所述第一螺柱19、第二螺柱20的轴向位置通过轴用挡圈限定。
141.较佳的，所述前墙板24右侧开有凹槽242；
142.凹槽242用于在右门板11关闭时避让第一螺柱19及凸块111，在右门板11关闭时，第一螺柱19及凸块111会嵌入所述凹槽242。
143.较佳的，所述底板13的前侧安装有弧形墙板12；
144.所述弧形墙板12上端到底板13的距离从左到右逐渐减小；
145.所述底板13的右端侧安装有右挡墙板14；
146.所述底板13左侧与左墙板23间通过l型连接块22连接；
147.所述弧形墙板12和前墙板24的后侧面都涂黑色漆，用以在拍摄棒状物料坍塌后形态时作背景板功能。
148.较佳的，所述左支撑柱1与左侧导轨块10a通过固定块16连接；
149.右支撑柱15与右侧导轨块10b通过固定块16连接。
150.实施例七
151.实施例二的棒状物料堆积角侧壁坍塌试验装置的试验方法，包括以下步骤：
152.一.测量并记录被测棒状物料21的基本长度；使右门板11关闭；使后墙板3移动至最后侧；打开透明门36；
153.二.将棒状物料21按与前墙板24垂直方向从下往上堆放至设定高度并理齐前后错位物料；注意极限高度不要超过右门板11的上端；
154.三.如图5所示，检查确认没有错乱摆放并理齐前后错位棒状物料后，转动手轮5使后墙板3向前移动，并观察指针18相对于标尺7的位置，当指针18相对于标尺7上的刻度读数同被测棒状物料长度差值小于5mm时，减小转动手轮5的速度，直至后墙板3离物料距离为d在1～2mm时停止，注意不要使棒状物料21处于前后夹紧状态；
155.四.如图6所示，气缸9开启气源，气缸顶杆92伸出打开右门板11，棒状物料21沿打开方向倒出；
156.五.对棒状物料21和底板13间形成的坡度进行测量，并在多次重复操作后将所得数据处理后用于计算机仿真分析。
157.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。