[發明專利]一種水稻種子物料力學特性檢測試驗臺

在審

• 申請號: 202210565899.6
• 申請日: 2022-05-23
• 公開（公告）號: CN114910414A
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 臧英;秦偉;王在滿;張明華;何思禹;王緒國;姜有聰;黃子順;肖明;馬一帆
• 申請（專利權）人: 華南農業大學
• 主分類號: G01N19/00
• 分類號: G01N19/00;G01L5/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 付茵茵

本發明涉及一種水稻種子物料力學特性檢測試驗臺，包括試驗儀器操作臺、氣力系統、高速攝像機構、物料力學特性測量系統、試驗數據處理終端；氣力系統提供正負壓氣流，高速攝像機構實時記錄種子吸附或吹送瞬間的運動特征，物料力學特性測量系統實時記錄種子在吸附或吹送瞬間的數值力，高速攝像機構與物料力學特性測量系統的數據均通過試驗數據處理終端進行試驗后的數據處理操作；物料力學特性測量系統采用轉動式杠桿結構。本發明可以實現不同品種水稻種子在不同結構參數氣力式排種器作業時，負壓吸附力與正壓吹送力等物料力學特性的直接測量，以減少數值模擬試驗的仿真結果誤差，屬于農業物料學領域。

技術領域

本發明屬于農業物料學領域，具體涉及一種水稻種子物料力學特性檢測試驗臺。

背景技術

水稻是我國的三大主糧之一，現今隨著農村適齡勞動人口的轉移、土地流轉政策的推行和水稻直播栽培技術的發展，機械化種植已成為了水稻規模化生產的主要模式，氣力式排種器是實現水稻機械化種植的重要載體，與機械式的排種器的直播作業過程相比，其負壓吸種、正壓吹種作業模式和傷種率低的特點，成為了目前實現水稻精播種植的主要研究內容。

由于不同地區水稻種植品種的差異，在進行水稻氣力式精量排種器的設計前，對水稻種子進行物料特性的研究是必不可少的。在傳統的研究方法中，研究人員將水稻種子的懸浮速度作為研究的重要依據，可以通過理論公式計算出氣力式排種器負壓吸種、正壓吹種所需負壓吸附力和清種氣流清種力的臨界值，但是在排種器實際作業時，攜種過程中種子的負壓吸附力及排種器圓盤負壓吸孔不同位置處的具體吸附力值、清種過程中的具體的吹種力數值，仍未有統一的標準去衡量認定。現有研究中實際數值的確定往往是基于數值模擬軟件的耦合數據，模型標定的不同往往也造成了各類數值的差異，與實際數值的具體誤差標準也往往因缺乏具體的測量工具而無法給出。

針對上述實際的技術問題，本發明基于杠桿力學放大原理，提供了一種水稻種子物料力學特性檢測試驗臺，以實現對不同品種水稻種子在不同結構參數的氣力式排種器作業時，負壓吸附力與正壓吹送力的直接測量，以節約試驗成本與數值模擬試驗的仿真結果誤差、縮短試驗周期并提高試驗精準程度，方便后續排種器的結構設計優化。

發明內容

針對現有技術中存在的技術問題，本發明的目的是：提供一種仿真程度高、可對數值進行校正從而準確率更高的水稻種子物料力學特性檢測試驗臺。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種水稻種子物料力學特性檢測試驗臺，包括試驗儀器操作臺、氣力系統、高速攝像機構、物料力學特性測量系統、試驗數據處理終端。氣力系統提供正負壓氣流，高速攝像機構實時記錄種子吸附或吹送瞬間的運動特征，物料力學特性測量系統實時記錄種子在吸附或吹送瞬間的數值力，高速攝像機構與物料力學特性測量系統的數據均通過試驗數據處理終端進行試驗后的數據處理操作。物料力學特性測量系統包括排種器負壓吸種模擬腔室、排種器負壓吸種模擬腔室工作端、排種器正壓吹種模擬腔室、排種器正壓吹種模擬腔室工作端、杠桿固定架、軸承、長臂杠桿、短臂杠桿、十字支架、水稻種子姿態調整固定架、壓力傳感器；長臂杠桿安裝在十字支架的上端，短臂杠桿安裝在十字支架的下端，十字支架的左右兩端通過軸承與杠桿固定架轉動式連接，杠桿固定架安裝在試驗儀器操作臺上，長臂杠桿的上端和短臂杠桿的下端均設有水稻種子姿態調整固定架；短臂杠桿的下端的一側設有壓力傳感器；氣力系統的末端接排種器負壓吸種模擬腔室或排種器正壓吹種模擬腔室，排種器負壓吸種模擬腔室的末端為排種器負壓吸種模擬腔室工作端，排種器負壓吸種模擬腔室工作端與長臂杠桿上端正對且留有間隙，排種器正壓吹種模擬腔室的末端為排種器正壓吹種模擬腔室工作端，排種器正壓吹種模擬腔室工作端與長臂杠桿上端正對且留有間隙。

作為一種優選，物料力學特性測量系統中，杠桿固定架上設有圓柱缺口，軸承外圈內嵌于圓柱缺口中，軸承內圈套接在十字支架上；十字支架的上端和下端均為圓管形，上端套接在長臂杠桿的下端，下端套接在短臂杠桿的上端；杠桿固定架包括一中間板，壓力傳感器安裝在中間板的內側。