一种离散饲料颗粒接触参数标定装置

1.本实用新型涉及离散元仿真技术领域，特别是一种离散饲料颗粒接触参数标定装置。


背景技术：

2.在离散元仿真中，如何确定仿真颗粒与其他接触材料之间的接触参数(包括动摩擦系数、静摩擦系数)是确保仿真顺利、正确进行的关键环节，但颗粒物体通常具有体积小、形状不定等特点，采用传统的牛顿力学中规则块状物体与接触面之间摩擦系数测算的方法误差较大，不适用于离散饲料颗粒物体。目前在离散元仿真技术领域中通常结合edem仿真软件结合斜面滑移实验和斜面滚动实验，利用能量守恒，即颗粒在相同材质的接触面上从指定高度和倾角的斜面上滑移或滚动后停留在水平面上的距离一定，来反向标定颗粒与接触面之间的接触参数。
3.目前针对上述离散饲料颗粒接触参数标定方法没有比较完善的实验装置，在进行参数标定实验时，通常需要操作者自行搭建实验装置，不方便更换不同材质的接触面，无法广泛用于固体颗粒与不同材质接触面之间接触参数的快速准确的标定实验。


技术实现要素：

4.本部分的目的在于概述本实用新型的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和实用新型名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和实用新型名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本实用新型的范围。
5.鉴于上述和/或现有的液压系统中存在的问题，提出了本实用新型。
6.因此，本实用新型的目的是提供一种离散饲料颗粒接触参数标定装置，其能够完成颗粒从不同倾斜角度和高度位置下滑或滚动的接触参数标定实验。
7.为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种离散饲料颗粒接触参数标定装置，其包括，
8.支撑组件，所述支撑组件包括水平底座，所述水平底座的上端连接有斜板，水平底座在长度方向上的一端连接有水平承载座，所述水平承载座上开有容纳槽；
9.实验板夹持组件，所述实验板夹持组件至少设置有三组，所述实验板夹持组件包括固定连接在斜板上的夹持座，所述夹持座的上端螺纹连接有夹持丝杠，所述夹持丝杠的下端连接有能沿着夹持座滑动且相对斜板设置的夹持块。
10.作为本实用新型所述离散饲料颗粒接触参数标定装置的一种优选方案，其中：所述斜板的角度可调，所述斜板可转动地连接在水平底座上。
11.作为本实用新型所述离散饲料颗粒接触参数标定装置的一种优选方案，其中：所述水平底座上连接有用于调节斜板角度的角度调节组件。
12.作为本实用新型所述离散饲料颗粒接触参数标定装置的一种优选方案，其中：所
述角度调节组件包括固定在水平底座上侧的固定块，所述固定块上螺纹连接有角度调节丝杠，所述角度调节丝杠朝向斜板的一端连接有能沿着水平底座滑动的角度调节块，所述角度调节块上铰接有角度调节杆，所述角度调节杆向上伸出的一端与斜板朝下的一侧铰接。
13.作为本实用新型所述离散饲料颗粒接触参数标定装置的一种优选方案，其中：所述斜板在前后方向上的一侧固定连接有两个沿着斜板的长度方向间隔设置的连接座，一个连接座上可转动地连接有主动轮，另一个连接座上可转动地连接有从动轮，所述主动轮经同步带与从动轮连接，所述同步带上连接有同步滑块，所述同步滑块上连接有在斜板上方的挡板。
14.作为本实用新型所述离散饲料颗粒接触参数标定装置的一种优选方案，其中：所述同步滑块上连接有两个沿着斜板长度方向间隔设置的限位条，两个限位条之间形成用于插接挡板的插槽。
15.作为本实用新型所述离散饲料颗粒接触参数标定装置的一种优选方案，其中：一个连接座上固定连接有传动电机，所述传动电机与主动轮连接。
16.作为本实用新型所述离散饲料颗粒接触参数标定装置的一种优选方案，其中：所述容纳槽前后两端的水平承载座上可转动地连接有第一转动丝杠和第二转动丝杠，所述第一转动丝杠上螺纹连接有第一移动块，所述第二转动丝杠上螺纹连接有第二移动块，所述第一移动块上连接有激光发射器，所述第二移动块上连接有相对激光发射器设置的激光接收器。
17.作为本实用新型所述离散饲料颗粒接触参数标定装置的一种优选方案，其中：所述水平承载座在长度方向上的一端固定连接有第一驱动电机和第二驱动电机，所述第一驱动电机与第一转动丝杠连接，所述第二驱动电机与第二转动丝杠连接。
18.作为本实用新型所述离散饲料颗粒接触参数标定装置的一种优选方案，其中：伸出所述水平承载座的第一转动丝杠上连接有第一光电编码器，伸出所述水平承载座的第二转动丝杠上连接有第二光电编码器。
19.本实用新型的有益效果：本实用新型中实验板夹持组件能用于夹持住不同材质的实验板，水平承载座能经容纳槽放置不同材质的水平板；能够完成颗粒从不同倾斜角度和高度位置下滑或滚动的接触参数标定实验；通过激光发射传感器和激光接收传感器确定颗粒物体经滑移后停止在水平板上的水平位置，并通过第一光电编码器和第二光电编码器的设置，实现激光发射传感器和激光接收传感器位移量的测算，从而获得颗粒物体水平滑移距离的精确读数，能够广泛用于固体颗粒与不同材质接触面之间接触参数的快速、准确标定实验的工作中。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
21.图1为本实用新型的主视图。
22.图2为本实用新型的立体结构图一。
23.图3为图2中a处的局部放大图。
24.图4为图2中b处的局部放大图。
25.图5为图2中c处的局部放大图。
26.图6为本实用新型的立体结构图二。
27.图7为本实用新型的立体结构图三。
28.图8为图7中d处的局部放大图。
29.图9为图7中e处的局部放大图。
30.图10为本实用新型中隐藏掉水平底座后的立体结构图。
31.图11为图10中f处的局部放大图。
32.图12为图10中g处的局部放大图。
33.其中，100支撑组件，101水平底座，102水平承载座，102a容纳槽，103斜板，104水平板，200电子角度尺，201转动杆，202固定杆，300角度调节组件，301角度调节块，302角度调节丝杠，303角度调节手柄，304角度调节杆，305固定块，400实验板夹持组件，401夹持块，402夹持转动手柄，403夹持座，404夹持丝杠，500高度调节组件，501传动电机，502主动轮，503同步带，504从动轮，505连接座，506限位条，507同步滑块，508导轨，509挡板，510插槽，600实验板，700位置测量组件，701第一光电编码器，702第二光电编码器，703第二转动丝杠，704第二移动块，705激光接收器，706第一转动丝杠，707第一移动块，708激光发射器，709第一驱动电机，710第二驱动电机。
具体实施方式
34.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。
35.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
36.其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
37.实施例1
38.参照图1～图6，为本实用新型的第一个实施例，该实施例提供了一种离散饲料颗粒接触参数标定装置，其能够完成颗粒从不同倾斜角度和高度位置下滑或滚动的接触参数标定实验。
39.一种离散饲料颗粒接触参数标定装置，包括支撑组件100，支撑组件100包括水平底座101，水平底座101的上端连接有斜板103，水平底座101在长度方向上的一端连接有水平承载座102，水平承载座102上开有容纳槽102a；
40.实验板夹持组件400，实验板夹持组件400至少设置有三组，实验板夹持组件400包括固定连接在斜板103上的夹持座403，夹持座403的上端螺纹连接有夹持丝杠404，夹持丝杠404的上端连接有夹持转动手柄402，夹持丝杠404的下端连接有能沿着夹持座403滑动且相对斜板103设置的夹持块401，夹持丝杠404的下端可转动地连接在夹持块401上。
41.进一步的，斜板103的角度可调，斜板103可转动地连接在水平底座101上，水平底座101和斜板103之间连接有用于测量斜板103相对水平底座101转动角度的电子角度尺200，电子角度尺200包括固定连接在水平底座101外侧的固定杆202，固定杆202可转动地连接有带有数字显示屏的转动杆201，斜板103转动时，转动杆201随着斜板103转动，数字显示屏上显示转动杆201转动的角度，水平底座101上连接有用于调节斜板103角度的角度调节组件300。
42.进一步的，角度调节组件300包括固定在水平底座101上侧的固定块305，固定块305上螺纹连接有角度调节丝杠302，角度调节丝杠302的外端固定有角度调节手柄303，角度调节丝杠302朝向斜板103的一端连接有能沿着水平底座101滑动的角度调节块301，角度调节丝杠302朝下斜板103的一端可转动地连接在角度调节块301上，角度调节块301上铰接有角度调节杆304，角度调节杆304向上伸出的一端与斜板103朝下的一侧铰接。
43.需要调节斜板103角度时，转动角度调节手柄303，角度调节手柄303带动角度调节丝杠302转动，角度调节丝杠302旋转移动，角度调节丝杠302带动角度调节块301移动，角度调节块301带动角度调节杆304转动，角度调节杆304带动斜板103转动，当斜板103转动至需要的角度，停止转动角度调节手柄303。
44.进一步的，斜板103在前后方向上的一侧连接有高度调节组件500，高度调节组件500包括两个沿着斜板103的长度方向间隔设置且固定在斜板103外侧的连接座505，一个连接座505相对斜板103的一侧固定连接有传动电机501，传动电机501上连接有主动轮502，另一个连接座505上可转动地连接有从动轮504，主动轮502经同步带503与从动轮504连接，同步带503上连接有同步滑块507，两个连接座505之间固定连接有导轨508，同步滑块507可滑动地连接在导轨508上，同步滑块507上连接有在斜板103上方的挡板509，同步滑块507上连接有两个沿着斜板103长度方向间隔设置的限位条506，两个限位条506之间形成用于插接挡板509的插槽510。
45.需要调节挡板509的位置时，传动电机501动作，主动轮502转动，主动轮502经同步带503带动从动轮504转动，同步带503带动同步滑块507沿着导轨508滑动，同步滑块507带动限位条506移动，当限位条506移动至需要的位置时，传动电机501停止动作，挡板509运动到指定高度，抽出挡板509，即可使挡板509后方的颗粒物体沿着斜面滑移或滚动向下；便于实现颗粒物体从不同高度滑落的标定实验。
46.结合鹅饲料和树脂材料之间接触参数的确定对本实用新型进行说明，
47.静摩擦系数的确定：
48.用实验板夹持组件400将树脂材料实验板600夹紧在斜板103上，将饲料颗粒放于实验板600上，旋转角度调节手柄303，使斜板103倾角缓慢增大，当饲料颗粒开始滑移时停止转动角度调节手柄303，从数字显示屏上读出并记录此时斜板103的倾斜角度，重复实验并计算其平均值，得到使饲料颗粒开始滑移的斜板103倾斜角度的实验值，再根据物料静摩擦因素与静摩擦角的数值关系式得到饲料颗粒与实验板600之间的静摩擦系数；
49.滚动摩擦系数的确定：
50.旋转角度调节手柄303，使斜板103倾角增大至某一角度，停止转动角度调节手柄303，传动电机501工作，使限位条506运动到某一高度，将饲料颗粒放置于树脂材料实验板600上，抽出限位条506间的挡板509，使其以初速度为0沿斜面向下滚动，饲料颗粒最终静止
在树脂材料水平板104上，得到饲料颗粒在水平板104上滑移或滚动的距离，重复实验计算其平均值；
51.建立斜面滚动实验的等效模型，使用edem进行模拟仿真标定滚动摩擦系数，由于该实验测量的是单颗饲料颗粒的水平滚动距离以及实验中饲料颗粒是静止无初速度放置在斜面上且只有无滑动的纯滚动运动，所以饲料颗粒与颗粒、斜面之间的碰撞恢复系数和静摩擦系数对实验结果没有影响，为避免干扰，在edem仿真实验中，将上述参数均设置为0；经过预仿真实验，可以得到饲料颗粒与树脂材料之间的滚动摩擦系数范围，再经过对滚动摩擦系数分组仿真实验得到水平滚动距离和滚动摩擦系数之间的关系式，进一步得到饲料颗粒与树脂材料之间的滚动摩擦系数。
52.实施例2
53.参照图7～图12，为本实用新型的第二个实施例，与第一个实施例的不同之处在于，其能实现颗粒物体滚动的距离测量。
54.一种离散饲料颗粒接触参数标定装置，还包括连接在水平承载座102上的位置测量组件700，位置测量组件700包括可转动地连接在水平承载座102上的第一转动丝杠706和第二转动丝杠703，第一转动丝杠706和第二转动丝杠703分别在容纳槽102a的前后两端，第一转动丝杠706上螺纹连接有第一移动块707，第二转动丝杠703上螺纹连接有第二移动块704，第一移动块707上连接有激光发射器708，第二移动块704上连接有相对激光发射器708设置的激光接收器705。
55.进一步的，水平承载座102在长度方向上的一端固定连接有第一驱动电机709和第二驱动电机710，第一驱动电机709与第一转动丝杠706连接，第二驱动电机710与第二转动丝杠703连接，伸出水平承载座102的第一转动丝杠706上连接有第一光电编码器701，伸出水平承载座102的第二转动丝杠703上连接有第二光电编码器702。
56.激光发射器708和激光接收器705对准；第一驱动电机709和第二驱动电机710同时动作，第一转动丝杠706和第二转动丝杠703同时转动，第一转动丝杠706带动第一移动块707移动，第二转动丝杠703带动第二移动块704移动，激光发射器708和激光接收器705同步直线移动，激光发射器708发射的激光能被激光接收器705接收，当第一移动块707或第二移动块704移动至颗粒物体在水平面上停留位置处时，激光束被挡住，激光接收器705无法接收到激光，从而准确快速确定颗粒物体滑移或滚动后停留在水平板104上的位置。
57.确定饲料颗粒在水平板104上滑移或滚动的距离时，第一驱动电机709和第二驱动电机710动作，第一移动块707和第二移动块704同步运动，激光发射器708发射的激光能够被激光接收器705接收，当第一移动块707和第二移动块704移动至颗粒物体在水平板104上停留位置处时，激光束被挡住，激光接收器705无法接收到激光，通过第一光电编码器701和第二光电编码器702获得颗粒物体水平滑移或滚动距离的精确读数。
58.应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。