一种果实-刚性面水平碰撞数据采集仪

1.本实用新型属于农业用品技术领域，具体涉及一种果实-刚性面水平碰撞数据采集仪。


背景技术：

2.整个农产品生产过程中，尤其是收获、包装、运输、销售过程中，常常发生果实与包装箱、车体等刚性物体的水平碰撞损伤，加速了水果的衰老、腐败，造成极大的资源浪费。目前国内常见的碰撞技术设备多为研究竖直向下自由落体碰撞损伤，而水平方向上的技术设备还未有所突破，难以解决果实-刚性面水平碰撞时动态数据的采集问题。采集果实-刚性面水平碰撞时的动态数据不仅有利于选择与设计果实在收获、包装、运输、销售过程的容器缓冲材料，还可以用于验证果实-刚性面碰撞实验的有限元模型。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种果实-刚性面水平碰撞数据采集仪，其目的是解决现有技术中存在的缺点，提供操作简单、效率较高的一种果实-刚性面水平碰撞数据采集仪。
4.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
5.一种果实-刚性面水平碰撞数据采集仪，其特征在于：
6.弹射管固定在支座上，支座固定在底板上；
7.弹射管开设有由前端的大直径通孔和后端的小直径通孔构成的轴向二阶通孔；
8.弹射杆穿过二阶通孔，弹射杆前端的凸垣可滑动地配合嵌设在大直径通孔中，位于大直径通孔中的弹簧套设在弹射杆上，弹簧的一端顶抵在凸垣上，另一端顶抵在大直径通孔的底面上；
9.固定架的固定架弹射口固定端插入上述大直径通孔中，固定架弹射口固定端与弹射杆的前端接触；
10.固定架的固定架果实固定端插入果实；
11.数码相机固定在相机支架上，相机支架固定在底板上，数码相机与数据采集卡相接通；
12.刚性面和安装在刚性面上的力传感器安装在支撑板上，刚性面朝向固定架，力传感器与数据采集卡相接通；
13.直尺固定在支撑板上，直尺从支撑板向固定架方向延伸；
14.支撑板固定在底板上；
15.数据采集卡与上位机相连接。
16.弹射管的前端是一个弹射口，弹射口前端面为一个弧形的凹陷，固定架上固定安装有弧形的固定架弯板，固定架果实固定端固定在固定架弯板的中部；弧形的固定架弯板位于弹射口的弧形的凹陷中。
17.固定架果实固定端从果实的果蒂端插入果实后，顶在果核上。
18.弹射杆伸出弹射管之外的后端设有挡块，挡块顶住弹射管的后端面；按键手柄铰接在支座上，铰轴与弹射杆平行；弹射杆向后拉出后，挡块与弹射管的后端面之间出现间隙，按键手柄的上部插入该间隙中；
19.挡块与弹射管的后端面之间设有橡胶垫圈，橡胶垫圈顶住弹射管的后端面；弹射杆向后拉出后，橡胶垫圈与弹射管的后端面之间出现间隙，按键手柄的上部插入该间隙中；
20.支撑板下端以垂直于弹射管的方向横向延伸的滑槽滑轨配合而安装在移动平台上，移动平台固定在底板上；
21.本实用新型的有益效果在于：
22.本实用新型所给出的一种果实-刚性面水平碰撞数据采集仪操作简单，仅通过弹射装置将果实平动射出，通过数据采集装置和数码相机实现了采集果实-刚性面水平碰撞动态数据的目的。同时该果实-刚性面水平碰撞数据采集仪设计合理、体积小、成本低、拆装方便、使用方便、数据采集效率高。不仅弥补了果实-刚性面水平碰撞方面技术的缺失，还可以为果实收获、包装、运输、销售过程容器缓冲材料的选择与设计、果实-刚性面碰撞实验有限元模型的验证提供数据与技术支撑。
附图说明
23.图1为本实用新型果实-刚性面水平碰撞数据采集仪的系统结构示意图；
24.图2为图1所示结构中弹射装置结构示意图；
25.图3为图1所示结构中内部装置结构示意图；
26.图4为图1所示结构中固定架固定果实时的结构示意图；
27.图5为图2所示弹射装置弹射前剖视示意图；
28.图6为图2所示弹射装置将弹射时剖视示意图。
29.图中标记：
30.1：移动平台、2：支撑板、3：力传感器、4：刚性面、5：直尺、6：弹射平台、7：弹射装置、8：数码相机、9：相机支架、10：固定架、11：支架固定板、12：亚克力底板、13：内部装置；
31.71：弹射杆、72：橡胶垫圈、73：弹射管后座、74：弹射管螺钉、75：弹射管、76：弹射口、77：按键手柄螺钉、78：按键手柄定位件、79：按键手柄、710：支座；
32.101：固定架弹射口固定端、102：固定架弯板、103：固定架果实固定端、104：果实果核、105：果实；
33.131：箱体、132：开关、133：数据采集卡安装导轨、134：放大器、135：数据采集卡、136：变压器。
具体实施方式
34.为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对描述中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实用新型的一些实施例，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实施例。为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进行更详细的说明。
35.需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、
或者其间 可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连 接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“上”、
ꢀ“
下”、“内”、“外”、“底部”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 是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
36.如图1、图4所示：
37.内部装置13包括箱体131。
38.箱体131上表面安装有亚克力底板12作为箱盖。
39.箱体131内安装有相互连接的放大器134和数据采集卡135作为数据采集设备，放大器134与上位机（既计算机）连接，还安装有变压器136与外接电源连接，变压器136连接其他各用电设备以供电，变压器136连接箱体131外表面安装的开关132。
40.如图2、图5、图6所示：
41.支座710顶部是弹射管后座73，弹射管75穿过弹射管后座73的通孔，一个弹射管螺钉74螺设在弹射管后座73所开设的竖螺孔中，弹射管螺钉74穿过竖螺孔后紧抵在弹射管75上从而将弹射管75固定在弹射管后座73中。
42.弹射管75的前端是一个弹射口76，弹射口76前端面为一个弧形的凹陷761，弹射管75开设有由前端的大直径通孔和后端的小直径通孔构成的轴向二阶通孔751，大直径通孔与凹陷761联通。
43.一根弹射杆71穿过二阶通孔751，弹射杆71前端的凸垣711可滑动地配合嵌设在大直径通孔中，一根位于大直径通孔中的弹簧752套设在弹射杆71上，弹簧752的一端顶抵在凸垣711上，另一端顶抵在大直径通孔的底面上。
44.弹射杆71伸出弹射管75之外的后端具有把手714，弹射杆71在把手714与弹射管75的后端面之间的位置设有环形挡块712，环形挡块712与弹射管75的后端面之间设有套设在弹射杆71上的环形的橡胶垫圈72，橡胶垫圈72顶住弹射管75 的后端面。
45.在支座710上螺设有一根平行于弹射杆71的按键手柄螺钉77，按键手柄螺钉77上套设有一个按键手柄定位件78，按键手柄螺钉77穿过一个按键手柄79的中部所设的通孔，从而按键手柄79以按键手柄螺钉77为铰轴铰接在支座710上。
46.如图3所示：
47.固定架10的固定架弹射口固定端101上固定安装有弧形的固定架弯板102，固定架弯板102的中部固定安装有固定架果实固定端103。
48.如图1所示：
49.弹射装置7的支座710固定在弹射平台6上，弹射平台6再固定在亚克力底板12上。
50.数码相机8固定在相机支架9上，相机支架9通过支架固定板11固定在亚克力底板12上。数码相机8与内部装置13的数据采集卡135相接通。
51.刚性面4和安装在刚性面4上的力传感器3安装在支撑板2上，刚性面4朝向固定架10。
52.直尺5固定在支撑板2上，直尺5从支撑板2向固定架10方向延伸，并且直尺5与弹射
管75平行。
53.支撑板2下端以垂直于弹射管75的方向横向延伸的滑槽滑轨配合而安装在移动平台1上，支撑板2可以垂直于弹射管75的方向横向移动从而调整刚性面4的位置使之对应于弹射口76。
54.移动平台1再安置在亚克力底板12上，并将力传感器3与内部装置13的数据采集卡135相接通。
55.实际使用时：
56.如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示：
57.固定架10安装到弹射口76中，将固定架弹射口固定端101插入弹射管75开设的轴向二阶通孔751的大直径通孔中，固定架弹射口固定端101与弹射杆71的前端接触。
58.弧形的固定架弯板102位于弹射口76的弧形的凹陷761中，为防止果实平动射出时的翻转须将固定器10与果实果蒂端固定在一起，也即固定架果实固定端103从果实105的果蒂端插入果实105后，顶在果核104上。
59.如图5所示：
60.抓住把手714向后拉出弹射杆71，凸垣711压缩弹簧752，这样，弹射杆71的前端就与固定架弹射口固定端101之间出现间隙715，而橡胶垫圈72与弹射管75 的后端面之间出现间隙713。
61.转动按键手柄79，按键手柄79的上部就插入间隙713中，从而保持住此状态，可进行其他操作。
62.如图6所示：
63.放开按键手柄79，由于弹簧752的复位左右产生弹力，弹射杆71向右运动，弹射杆71的前端就冲击固定架弹射口固定端101，从而把固定器10向右射出。
64.此时橡胶垫圈72冲击弹射管75 的后端面，降低冲击力及噪声。
65.弹射杆71的冲击力将会直接传给固定架10，而非果实105的表面。当果实105的另一面撞击到连接了力传感器3的刚性面4上时，不但增大了水平碰撞时的接触面积，还避免了果实105两面受力造成力在果实105内部缓冲的影响。
66.力传感器3将数据传给内部装置13的数据采集卡135，放大器134将数据传给上位机，最终以电学信号的形式在上位机数据采集软件显示出力学数据。
67.数码相机8拍摄果实105平动射出画面，结合直尺5可得出果实105平动射出时的速度数据，数码相机8将数据传给内部装置13的数据采集卡135，放大器134将数据传给上位机。
68.将力学数据和速度速记二者结合就采集到了果实105的果面与刚性面4水平碰撞的的果实变形历程、速度变化历程、以及短暂碰撞过程果实应力变化动态数据，上位机中的计算程序以现有技术编制。
69.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本
文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。