一种农业物料休止角测量装置的制作方法

本发明涉及农业工程技术领域，尤其涉及一种农业物料休止角测量装置。

背景技术：

谷物自然休止角，也称为谷物静止角或静止摩擦角，是指谷物在水平面堆放时，由于谷物自身的松散性而形成锥状谷堆，该锥状谷堆的斜面与底边之间的夹角。谷物自然休止角是谷物重要的物理特性之一，综合反映了谷物本身硬度、粒型、品质、籽粒表面光滑程度、成熟度、水分含量等物理特征，是影响谷物储藏、运输及播种作业的重要参数，特别是针对谷物在播种作业之前的筛分选种。休止角的大小也可以反映出谷物自身的摩擦性质，以此来表示谷物颗粒的流动性。流动性好的谷物由于在较小坡度的坡面上都不能保持平衡，因此形成的休止角较小，流动性较差的谷物能够形成较大的休止角。

目前，谷物自然休止角的测定一般采用下述方法：将漏斗固定于一定高度，谷物自漏斗落下，堆积成一定角度的圆锥体，再测量锥体的高度和底面半径，通过计算求出休止角数值。这种方法会使已堆积成锥体的谷物受到冲击，导致出现削峰，并且谷物空间不均匀，紧密度不同，影响休止角测量的准确性，同时，这种方法操作不方便，测量谷物种类单一，又容易在计算过程和测量过程中出现误差，故改进和创新势在必行，为此我们提出一种农业物料休止角测量装置。

技术实现要素：

(一)发明目的

针对上述问题，为克服现有技术缺陷，本发明提供了一种农业物料休止角测量装置，可以有效解决休止角测定装置操作不方便，易出现误差等问题，准确而便捷地测量不同谷物自然休止角。

(二)技术方案

本发明提供了一种农业物料休止角测量装置，包括底座，所述底座一侧壳体设有支撑壁，所述支撑壁的一侧壳体安装有滑动导轨，且底座的上表面安装有u形收集器和圆形平台，所述圆形平台的上方设有一升降筒，所述升降筒连接有升降机构，所述升降筒通过升降机构实现竖直运动，且升降筒的上方设有往复筛，所述往复筛通过往复运动机构在支撑壁上的滑动导轨实现往复运动，支撑壁的后部为传动机构，传动机构由电动机、齿轮、齿条、皮带轮式离合器、凸轮、往复运动机构、升降机构组成，且均与支撑壁连接，所述电动机的输出轴与皮带轮式离合器连接，所述皮带轮式离合器的一端与齿轮连接，所述往复运动机构的一端连接有皮带轮，所述皮带轮通过皮带与皮带轮式离合器连接，所述支撑壁的壳体设有支撑齿轮，所述齿条与支撑齿轮和齿轮啮合传动。

优选的，所述u形收集器有斜坡，用于收集由于筛子运动导致掉落在升降筒外部的谷物。

优选的，所述圆形平台通过螺纹与u形收集器连接。

优选的，所述升降机构的前端呈爪型，夹持不同直径大小的升降筒，所述升降机构的后端通过焊接与齿条连接。

优选的，所述往复运动机构的前端与往复筛连接，可实现上下90度弯折，所述往复运动机构的后端通过销与轴上的凸轮连接，整个往复运动机构与支撑壁上的滑动导轨配合。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

通过采用“落雨法”进行待测物料的制备，可以较好地模拟自然散落的谷物，其成型试样与实际的自然谷物层更为接近。采用往复机构以实现往复筛往复振动落料落料，减小人工操作的误差，制备试样均匀性和可重复性较好，制备试样的相对密实度和自然散落情形下相近，可满足实验要求。同时升降筒的升降速度在一定速度范围可根据需要进行设置，实现匀速提升，可减小升降筒的运动波动对谷物集料均匀性的影响；

仪器操作简单，可根据待测谷物的尺寸更换不同筛孔的筛子、不同规格的升降筒；

本装置可根据不同要求实现对休止角的直观和精确测量。对于粗略计算，可以在圆形平台中心安装一个有刻度的竖向数值读取细标杆，读出高度h，在根据升降筒的直径d，通过公式可直接计算出休止角a；若想获得精确值，则可以在圆形平台前端安装相机进行拍照并上传至计算机，通过计算机拟合得出较精确的休止角。

附图说明

图1为本发明提出的一种农业物料休止角测量装置立体结构示意图；

图2为本发明提出的一种农业物料休止角测量装置主动齿轮和齿条立体结构示意图。

图中：1u形收集器、2圆形平台、3升降筒、4往复筛、5往复运动机构、6滑动导轨、7主动齿轮、8支撑齿轮、9齿条、10升降机构、11底座、12皮带轮、13电动机、14皮带轮式离合器、15凸轮、16支撑壁。

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1-2所示，本发明提出的一种农业物料休止角测量装置，包括底座11，所述底座11一侧壳体设有支撑壁16，所述支撑壁16的一侧壳体安装有滑动导轨6，且底座11的上表面安装有u形收集器1和圆形平台2，所述圆形平台2的上方设有一升降筒3，所述升降筒3连接有升降机构10，所述升降筒3通过升降机构10实现竖直运动，且升降筒3的上方设有往复筛4，所述往复筛4通过往复运动机构5在支撑壁16上的滑动导轨6实现往复运动，支撑壁16的后部为传动机构，传动机构由电动机13、齿轮7、齿条9、皮带轮式离合器14、凸轮15、往复运动机构5、升降机构10组成，且均与支撑壁16连接，所述电动机13的输出轴与皮带轮式离合器14连接，所述皮带轮式离合器14的一端与齿轮7连接，所述往复运动机构5的一端连接有皮带轮12，所述皮带轮12通过皮带与皮带轮式离合器14连接，所述支撑壁16的壳体设有支撑齿轮8，所述齿条9与支撑齿轮8和齿轮7啮合传动。

在一个可选的实施例中，所述u形收集器1有斜坡，用于收集由于筛子运动导致掉落在升降筒3外部的谷物。

在一个可选的实施例中，所述圆形平台2通过螺纹与u形收集器1连接。

需要说明的是，可根据情况在圆形平台2中部安装一个有刻度的竖向数值读取细标杆，测出高度h，根据公式可以直观计算休止角。

在一个可选的实施例中，所述升降机构10的前端呈爪型，夹持不同直径大小的升降筒3，所述升降机构10的后端通过焊接与齿条9连接。

在一个可选的实施例中，所述往复运动机构5的前端与往复筛4连接，可实现上下90度弯折，所述往复运动机构5的后端通过销与轴上的凸轮15连接，整个往复运动机构5与支撑壁16上的滑动导轨6配合。

工作原理：本发明采用“落雨法”进行谷物试样的制备，可以较好地模拟自然散落的谷物，制备试样均匀性和可重复性较好，相对密实度范围较大，其成型试样与实际的自然谷物层更为接近。启动电动机13工作前，控制皮带轮式离合器14使皮带轮12转动，而主动齿轮7不转动，启动电动机13，此时与皮带轮12同轴的凸轮15带动往复运动机构5运动，此时谷物从往复筛4内均匀落下，待谷物均匀充填后，停止电动机13工作，使得皮带轮12停止转动，与皮带轮12同轴的凸轮15停止转动，与凸轮15连接的往复运动机构5停止工作，把往复筛4绕销子向上90度旋转，以避免升降筒3提升与筛子发生干涉。为了使升降筒3上移，再一次启动电动机13工作，在启动电动机13之前，控制皮带轮式离合器14使皮带轮12不转动，而主动齿轮7转动，启动电动机13工作，此时与主动齿轮7啮合的齿条9向上移动，与齿条9焊接的升降机构10向上运动，同时升降机构10所夹持的升降筒3以一定速度均匀提升，提升一定高度后，断开电源，停止整个装置的工作，此时圆形平台2上谷物呈现出锥形，多余的谷物流入u形收集器1。测量休止角时有两种方法，第一种通过安装在圆形平台中心的一个有刻度的竖向数值读取细标杆来读出高度，圆形平台直径已知，通过公式计算得出；第二种方法是通过在升降筒前部安装相机，拍照传至计算机端进行拟合计算得出。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。