叶柄拉伸力学性能测试装置

1.本发明属于植物检测领域，涉及一种植物力学性能测试装置，具体的说是涉及一种叶柄拉伸力学性能测试装置。


背景技术：

2.叶类作物在我国分布广泛、资源丰富，叶类作物在日常生活中有着重要的作用，叶类采摘后对其深加工后可广泛用于食材方面的制作、日用品的制作、畜牧养殖、作为基肥等；另外作物叶还可用于药品加工领域，比如枫叶、芭蕉叶、松树叶等等均具有较好的药用价值。农业工程中，为了利于叶类采摘装置对植物叶柄进行采摘与剪切，需要收集一定的力学基础数据，而叶柄的拉伸强度是叶柄的重要力学参数。
3.现有的拉伸力学装置只能测量单个方向上的拉伸强度，拉伸角度的调整是通过人工操作完成的，角度调节不仅繁琐，且拉伸角度难以控制，相同角度所测力学性能参数误差较大，影响测试效果。因此，有必要设计一种能自动调节拉伸角度的叶柄拉伸力学性能测试装置，以实现叶柄不同角度拉伸力学性能的测量。


技术实现要素：

4.本发明目的是针对目前力学性能测试装置无法对叶柄不同角度进行拉伸力学性能试验，提出一种叶柄拉伸力学性能测试装置，可自动调节拉伸角度，实现多个方向上拉伸力学性能的测试，方便了叶柄力学性能基础数据的收集，为后期采摘装置的设计提供了依据。
5.本技术提供的叶柄拉伸力学性能实验测试装置采用如下技术方案：叶柄拉伸力学性能测试测试装置，其特征在于：所述测试装置包括夹持座、拉伸机构、滑轨和安装平台，所述夹持座上连接设有夹爪，所述滑轨连接固定在安装平台上，所述拉伸机构由安装板、驱动电机、推杆、拉力传感器、安装座、齿轮和夹指气缸连接构成，所述驱动电机和推杆连接设置在安装板的一侧，所述安装座与所述推杆相连接，所述拉力传感器设置在安装座与推杆之间，所述夹指气缸连接固定在安装座上，所述齿轮设置在安装板的另一侧，并由所述驱动电机驱动连接，所述拉伸机构通过安装板与所述滑轨连接，以实现拉伸角度的调节。
6.通过采用上述技术方案，通过拉伸机构中的安装板相对滑轨进行滑动，从而调节拉伸机构中夹指气缸相对叶柄的拉伸角度，实现了叶柄多个角度的拉伸测试。
7.可选的，所述夹爪在夹持座上的数量至少有两对，每对夹爪由左夹爪和右夹爪组成，左夹爪、右夹爪与夹持座上的插槽插接连接，左夹爪和右夹爪与夹持座插接连接，并通过螺栓与夹持座紧固，左夹爪和右夹爪的相对面上均设有半圆夹持孔。
8.通过采用上述技术方案，在夹持座的上下两端分别设置左右夹爪，利于对枝干形成稳定夹持，左右夹爪与夹持座形成插接连接，可使夹持更为快速夹持后通过螺栓对左右夹爪进行位置固定，夹爪上的半圆形夹持孔结构，可以更好的与枝干形状形成匹配，使夹持
更为准确和稳定。
9.可选的，所述左夹爪为双耳夹爪，右夹爪为单耳夹爪，右夹爪的上的单耳可与左夹爪上的双耳形成凹凸配合。
10.通过采用上述技术方案，通过设置单耳夹爪和双耳夹爪结构，使得枝干直径小于夹爪上夹持孔的直径时，单耳夹爪和双耳夹爪形成一定的嵌合，利于夹爪对小直径枝干形成更为稳定的夹持。
11.可选的所述滑轨为扇形滑轨，滑轨的圆心角不大于120
°
。
12.通过采用上述技术方案，通过设置扇形滑轨，可使拉伸机构围绕滑轨做拉伸角度的旋转调节，实现对叶柄多角度的拉伸。
13.可选的，所述滑轨的一侧面上设有第一轨道，另一侧侧面上设有与滑轨等弧长的齿条，滑轨的外圆弧面上设有第二轨道，第一轨道外侧的滑轨面上设有通槽，滑轨顶部的端面上连接设有限位块。
14.通过采用上述技术方案，通过第一轨道和第二轨道的设置，使整个拉伸机构利用扇形滑轨的几何形状进行滑动调节；通槽的设置利于驱动电机的电机输出轴穿出，并与滑轨另一侧的齿轮进行连接；限位块对第一轨道、通槽、第二轨道的端部进行封闭，可对拉伸机构的行程进行限位，拆除限位块利于拉伸机构的拆装。
15.可选的，所述安装板的顶部设有插块，安装板的中部设有滑块，插块挂置于第二轨道内并与第二轨道形成滑动连接，滑块卡接于第一轨道内并与第一轨道形成滑动连接。
16.通过采用上述技术方案，通过滑块与第一轨道的连接、插块与第二轨道的连接使整个拉伸机构稳定的与滑轨滑动连接。
17.可选的，所述滑块带有弧度，其弧度的曲率半径小于滑轨的曲率半径。
18.通过采用上述技术方案，通过设置小曲率半径的滑块，利于滑块与第一轨道进行较好的匹配，避免滑动时滑块与第一轨道形成干涉。
19.可选的，所述驱动电机的转轴穿过通槽后与齿轮中心连接，同时齿轮与齿条形成外啮合传动连接。
20.通过采用上述技术方案，通过驱动电机驱动齿轮转动，通过齿轮与齿条的相互啮合，带动拉伸机构围绕滑轨转动，以便于拉伸角度的调节。
21.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.能够适应不同直径枝干的夹持，夹持更为准确、快速和稳定；2.可对拉伸角度进行调节，实现多个方向上拉伸力学性能的测试，便于取得多个角度的叶柄力学性能基础数据；3.拉伸角度易于控制且拉伸角度调节后稳定性好，可取得较为准确的力学性能参数。
附图说明
22.图1 为本发明整体第一角度结构示意图。
23.图2 为本发明整体第二角度结构示意图。
24.图3 为图1中a处放大结构示意图。
25.图4 为本发明中滑轨正面结构示意图。
26.图5 为本发明中滑轨背面结构示意图。
27.图6 为本发明中拉伸机构正面结构示意图。
28.图7 为本发明中拉伸机构背面结构示意图。
29.图中：夹持座1、插槽2、左夹爪3、右夹爪4、枝干5、叶柄6、拉伸机构7、滑轨8、安装平台9、第一轨道10、第二轨道11、限位块12、通槽13、齿条14、安装板15、插块15-1、滑块15-2、驱动电机16、推杆17、拉力传感器18、安装座19、齿轮20、夹指气缸21、夹指22。
具体实施方式
30.下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解这些实施方式仅用于说明本发明专利而不用于限制本发明专利的范围，在阅读了本发明专利之后，本领域技术人员对本发明专利的各种等价形式的修改均落于本技术所附权利要求所限定的范围。
31.实施例1参照图1-2所示，叶柄拉伸力学性能测试装置，夹持座1固定在地面上，左夹爪3和右夹爪4通过螺栓设置在夹持座1的插槽2中，枝干5通过左夹爪3和右夹爪4夹紧，叶柄5朝向滑轨8一侧；安装平台9固定在夹持座1的右侧，滑轨8固定设置在安装平台9上。
32.参照图4-5所示，第一导轨10通过焊接固定在滑轨8的一侧面，第二导轨11焊接固定在滑轨的外圆弧面上，限位封闭块12通过螺栓固定在滑轨8的端头部位。
33.参照图1、图6、图7所示，安装板15上的插块15-1和滑块15-2分别与第一导轨10和第二导轨11滑动连接，驱动电机16通过螺栓设置在安装板15上，齿轮20通过键与驱动电机16的输出轴连接，并与滑轨另一侧的齿条14啮合，电动推杆17通过螺栓设置在安装板15上，拉力传感器18固定设置在电动推杆17的末端，安装座19与拉力传感器18连接，夹指气缸21通过螺栓固定设置在安装座19上，夹指22与夹指气缸21的输出轴相连接；左夹爪3与右夹爪4设有螺纹孔，枝干5被夹紧后，通过螺栓固定在夹持座1的插槽中。滑轨8上设有通槽13，便于驱动电机16的输出轴穿过通槽13与齿轮20相连，滑轨8的另一侧有扇形齿条，并与齿轮20啮合，齿轮20在驱动电机16的驱动下调整拉伸机构7的角度；安装板15上设有通孔，便于驱动电机16的输出轴穿过。
34.实施例2与上述实施例1不同的是，参照图1-7所示，在夹持座1上设置两对夹爪，左夹爪3和右夹爪4的相对面上均设有半圆夹持孔，利于对枝干形成稳定夹持，夹爪上的半圆形夹持孔结构，可以更好的与枝干形状形成匹配，使夹持更为准确和稳定。左夹爪3为双耳夹爪，右夹爪4为单耳夹爪，右夹爪4的上的单耳可与左夹爪3上的双耳形成凹凸配合。使得枝干直径小于夹爪上夹持孔的直径时，单耳夹爪和双耳夹爪形成一定的嵌合，利于夹爪对小直径枝干形成更为稳定的夹持。滑轨8为扇形滑轨，滑轨8的圆心角为120
°
，能满足叶柄在水平面
±
60
°
范围内的拉伸测试。
35.本技术实施例叶柄拉伸力学性能测试装置的实施原理为：枝干5通过左夹爪3和右夹爪4夹紧，叶柄6朝向滑轨8，齿轮20在驱动电机16的驱动下沿滑轨8侧面的扇形齿条运动，调整至拉伸所需角度后，夹指22在电动推杆17的驱动下移动至叶柄6的位置，夹指22在夹指气缸21的驱动下夹紧叶柄5，夹指22在电动推杆17的驱动下，对叶柄5进行拉伸，拉力传感器18测量出拉力，完成叶柄拉伸力学性能实验；夹指22在夹指气缸21的驱动下松开叶柄6，电
动推杆17缩短至最小行程位置，完成复位。