一種球形果蔬堅(jiān)實(shí)度的測(cè)量方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種球形果蔬堅(jiān)實(shí)度的測(cè)量方法。該方法利用結(jié)球類蔬菜堅(jiān)實(shí)度的測(cè)量裝置，主要包括以下步驟：將球形果蔬放置于該裝置的載物臺(tái)圓形凹槽處，啟動(dòng)裝置，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)滑塊做直線運(yùn)動(dòng)，使皮帶壓實(shí)球形果蔬表面至預(yù)緊狀態(tài)；對(duì)預(yù)緊力清零，根據(jù)預(yù)緊狀態(tài)下的滑塊位移讀數(shù)L計(jì)算出球形果蔬的直徑d和相應(yīng)的加載拉伸位移量x；繼續(xù)控制步進(jìn)電機(jī)加載該拉伸位移x后，記錄此時(shí)拉力傳感器的示數(shù)N；該示數(shù)N即可表示球形果蔬的堅(jiān)實(shí)度。本發(fā)明設(shè)計(jì)巧妙，步驟簡(jiǎn)單，可以快速準(zhǔn)確地測(cè)量不同品種、不同尺寸的各類球形果蔬的堅(jiān)實(shí)度。
【專利說(shuō)明】一種球形果蔬堅(jiān)實(shí)度的測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種球形果蔬堅(jiān)實(shí)度的測(cè)量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]球形果蔬包括蘋果、洋蔥、番茄等蔬菜，其特征在于果蔬外形呈球形或類球形，該類果蔬種類品種多、種植范圍廣、種植面積大，為水果和蔬菜的重要組成部分。在球形果蔬品質(zhì)的評(píng)價(jià)體系中，堅(jiān)實(shí)度是關(guān)鍵的評(píng)價(jià)指標(biāo)之一。目前，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，一般采用手觸測(cè)量法，通過(guò)用手直接擠壓球形果蔬進(jìn)行堅(jiān)實(shí)度的判定，這種方法簡(jiǎn)單實(shí)用，但非常粗略，且受主觀成分影響較大；另有采用實(shí)驗(yàn)儀器如質(zhì)構(gòu)儀、萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)等，通過(guò)穿刺、擠壓等試驗(yàn)測(cè)量球形果蔬的硬度、彈性模量等，以期獲得堅(jiān)實(shí)度數(shù)據(jù)，雖然實(shí)驗(yàn)儀器精度高，操作簡(jiǎn)便，但只能測(cè)量球形果蔬單點(diǎn)或者單向的數(shù)據(jù)，無(wú)法測(cè)得均布載荷下的真實(shí)堅(jiān)實(shí)度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種球形果蔬堅(jiān)實(shí)度的測(cè)量方法，采用模擬用手?jǐn)D壓果蔬的方法，果蔬四周受力均勻，快速準(zhǔn)確無(wú)損地測(cè)量各類球形果蔬的堅(jiān)實(shí)度。
[0004]本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是:
一種球形果蔬堅(jiān)實(shí)度的測(cè)量方法，該方法在球形果蔬堅(jiān)實(shí)度測(cè)量裝置上實(shí)現(xiàn)，所述裝置包括底座、左雙排滑輪、載物臺(tái)、右雙排滑輪、導(dǎo)軌、標(biāo)尺、螺桿、滑塊、步進(jìn)電機(jī)、拉力傳感器、螺紋掛鉤、皮帶；左雙排滑輪、載物臺(tái)、右雙排滑輪依次安裝于底座左側(cè)高臺(tái)；導(dǎo)軌、標(biāo)尺安裝于底座右側(cè)；滑塊與螺桿構(gòu)成螺紋副，安裝于導(dǎo)軌滑道上，步進(jìn)電機(jī)安裝于導(dǎo)軌右端，步進(jìn)電機(jī)輸出軸與螺桿相連；拉力傳感器固定于滑塊上；螺紋掛鉤通過(guò)螺紋連接在拉力傳感器上；皮帶依次繞過(guò)右雙排滑輪、球形果蔬表面、左雙排滑輪，皮帶的兩端均與螺紋掛鉤鉤端相連；所述載物臺(tái)上端開(kāi)有一圓形凹槽，下端開(kāi)有一矩形通孔。
[0005]該方法包括以下步驟:
(1)初始化:步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)滑塊向左直線運(yùn)動(dòng)至初始狀態(tài)，拉力傳感器示數(shù)清零；
(2)放入樣品:將球形果蔬放置于載物臺(tái)圓形凹槽處；
(3 )預(yù)緊行程:步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)滑塊做向右直線運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)滑塊通過(guò)拉力傳感器和螺紋掛鉤拉緊皮帶，使皮帶壓實(shí)球形果蔬表面；當(dāng)拉力傳感器上的示數(shù)為IN時(shí)，裝置達(dá)到預(yù)緊狀態(tài)；記錄滑塊在預(yù)緊狀態(tài)下的位置Z ；
(4)對(duì)預(yù)緊力清零；將拉力傳感器上的示數(shù)清零，根據(jù)預(yù)緊狀態(tài)下滑塊的位移Z，計(jì)算得球形果蔬的直徑V及拉伸位移量Z ;
其中，球形果蔬的直徑:rf=i/2ir;
拉伸位移量
(5)加載行程:步進(jìn)電機(jī)繼續(xù)驅(qū)動(dòng)滑塊向右運(yùn)動(dòng)；當(dāng)拉伸位移量為z時(shí)，裝置完成加
載;(6)讀取此時(shí)拉力傳感器的拉力示數(shù)見(jiàn)即為球形果蔬堅(jiān)實(shí)度見(jiàn)
[0006]本發(fā)明模擬用手?jǐn)D壓果蔬的方法，果蔬四周受力均勻，能快速準(zhǔn)確無(wú)損地測(cè)量各類球形果蔬的堅(jiān)實(shí)度。將球形果蔬放置于載物臺(tái)圓形凹槽處，皮帶隨滑塊做直線運(yùn)動(dòng)后張緊，對(duì)果蔬表面施加均布載荷并通過(guò)拉力傳感器獲得球形果蔬堅(jiān)實(shí)度的測(cè)量數(shù)據(jù)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明；
圖1是球形果蔬堅(jiān)實(shí)度的測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是球形果蔬堅(jiān)實(shí)度的測(cè)量方法流程圖；
圖中:底座1、左雙排滑輪2、載物臺(tái)3、右雙排滑輪4、導(dǎo)軌5、標(biāo)尺6、螺桿7、滑塊8、步進(jìn)電機(jī)9、拉力傳感器10、螺紋掛鉤11、皮帶12、球形果蔬13。
【具體實(shí)施方式】
[0008]下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0009]如圖1所示，一種球形果蔬堅(jiān)實(shí)度的測(cè)量方法，該測(cè)量方法的測(cè)量裝置包括底座1、左雙排滑輪2、載物臺(tái)3、右雙排滑輪4、導(dǎo)軌5、標(biāo)尺6、螺桿7、滑塊8、步進(jìn)電機(jī)9、拉力傳感器10、螺紋掛鉤11、皮帶12 ；
左雙排滑輪2、載物臺(tái)3、右雙排滑輪4依次安裝于底座I左側(cè)高臺(tái)；導(dǎo)軌5、標(biāo)尺6安裝于底座I右側(cè)，標(biāo)尺6用于指示滑塊8的位置；螺桿7安裝于導(dǎo)軌5上，滑塊8與螺桿7構(gòu)成螺紋副，安裝于導(dǎo)軌5滑道上，可以沿導(dǎo)軌5滑道做直線運(yùn)動(dòng)；步進(jìn)電機(jī)9安裝于導(dǎo)軌5右端，步進(jìn)電機(jī)9輸出軸與螺桿7相連，帶動(dòng)螺桿7做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；拉力傳感器10固定于滑塊8上，隨滑塊8 一起做直線運(yùn)動(dòng)；螺紋掛鉤11通過(guò)螺紋連接在拉力傳感器10上，用于鉤住皮帶12兩端；皮帶12依次繞過(guò)右雙排滑輪4、球形果蔬13表面、左雙排滑輪2，皮帶12的兩端均打有圓孔，兩端的圓孔均與螺紋掛鉤11鉤端相連。
[0010]如圖2所示，一種球形果蔬堅(jiān)實(shí)度的測(cè)量方法，包括以下步驟: (1)初始化:步進(jìn)電機(jī)9驅(qū)動(dòng)滑塊8向左直線運(yùn)動(dòng)至初始狀態(tài)，拉力傳感器10示數(shù)清零，為Sll ；
(2)放入樣品:將球形果蔬13放置于載物臺(tái)3圓形凹槽處，位于皮帶12之下，為S12；
(3)預(yù)緊行程:步進(jìn)電機(jī)9驅(qū)動(dòng)滑塊8做向右直線運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)滑塊8通過(guò)拉力傳感器10和螺紋掛鉤11拉緊皮帶12，使皮帶12壓實(shí)球形果蔬13表面，為S13 ;當(dāng)拉力傳感器10上的示數(shù)為IN時(shí)，裝置達(dá)到預(yù)緊狀態(tài)；記錄滑塊8在預(yù)緊狀態(tài)下的位置Z，為S14 ；
(4)對(duì)預(yù)緊力清零；將拉力傳感器10上的示數(shù)清零，根據(jù)預(yù)緊狀態(tài)下滑塊8的位移Z，計(jì)算得球形果蔬13的直徑V及拉伸位移量X，為S15 ；
其中，球形果蔬13的直徑4:112κ ；
拉伸位移量oc=tf^%;
(5)加載行程:步進(jìn)電機(jī)9繼續(xù)驅(qū)動(dòng)滑塊8向右運(yùn)動(dòng)，為S16;當(dāng)拉伸位移量為Z時(shí)，裝置完成加載，為S17 ；
(6)讀取此時(shí)拉力傳感器10的拉力示數(shù)見(jiàn)即為球形果蔬13堅(jiān)實(shí)度見(jiàn)為S18。
【權(quán)利要求】
1.一種球形果蔬堅(jiān)實(shí)度的測(cè)量方法，該方法在球形果蔬堅(jiān)實(shí)度測(cè)量裝置上實(shí)現(xiàn)，所述球形果蔬堅(jiān)實(shí)度測(cè)量裝置包括底座(I)、左雙排滑輪(2)、載物臺(tái)(3)、右雙排滑輪(4)、導(dǎo)軌(5)、標(biāo)尺(6)、螺桿(7)、滑塊(8)、步進(jìn)電機(jī)(9)、拉力傳感器(10)、螺紋掛鉤(11)、皮帶(12);左雙排滑輪(2)、載物臺(tái)(3)、右雙排滑輪(4)依次安裝于底座(I)左側(cè)高臺(tái)；導(dǎo)軌(5)、標(biāo)尺(6)安裝于底座(I)右側(cè)；滑塊(8)與螺桿(7)構(gòu)成螺紋副，安裝于導(dǎo)軌(5)滑道上，步進(jìn)電機(jī)(9)安裝于導(dǎo)軌(5)右端，步進(jìn)電機(jī)(9)輸出軸與螺桿(7)相連；拉力傳感器(10)固定于滑塊(8)上；螺紋掛鉤(11)通過(guò)螺紋連接在拉力傳感器(10)上；皮帶(12)依次繞過(guò)右雙排滑輪(4)、球形果蔬(13)表面、左雙排滑輪(2)，皮帶(12)的兩端均與螺紋掛鉤(11)鉤端相連；所述載物臺(tái)(3)上端開(kāi)有一圓形凹槽，下端開(kāi)有一矩形通孔；其特征在于，該方法包括以下步驟: (1)初始化:步進(jìn)電機(jī)(9)驅(qū)動(dòng)滑塊(8)向左直線運(yùn)動(dòng)至初始狀態(tài)，拉力傳感器(10)示數(shù)清零； (2)放入樣品:將球形果蔬(13)放置于載物臺(tái)(3)圓形凹槽處； (3)預(yù)緊行程:步進(jìn)電機(jī)(9)驅(qū)動(dòng)滑塊(8)做向右直線運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)滑塊(8)通過(guò)拉力傳感器(10)和螺紋掛鉤(11)拉緊皮帶(12)，使皮帶(12)壓實(shí)球形果蔬(13)表面；當(dāng)拉力傳感器(10)上的示數(shù)為IN時(shí)，裝置達(dá)到預(yù)緊狀態(tài)；記錄滑塊(8)在預(yù)緊狀態(tài)下的位置Z ； (4)對(duì)預(yù)緊力清零；將拉力傳感器(10)上的示數(shù)清零，根據(jù)預(yù)緊狀態(tài)下滑塊(8)的位移h計(jì)算得球形果蔬(13)的直徑V及拉伸位移量z ； 其中，球形果蔬(13)的直徑:d = LI2l[ ’ 拉伸位移量 (5)加載行程:步進(jìn)電機(jī)(9)繼續(xù)驅(qū)動(dòng)滑塊(8)向右運(yùn)動(dòng)；當(dāng)拉伸位移量為z時(shí)，裝置完成加載； (6)讀取此時(shí)拉力傳感器(10)的拉力示數(shù)見(jiàn)即為球形果蔬(13)堅(jiān)實(shí)度見(jiàn)
【文檔編號(hào)】G01N3/08GK104034587SQ201410269384
【公開(kāi)日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月17日
【發(fā)明者】王俊, 杜冬冬 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)