(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211091890.2 (22)申请日 2022.09.07 (71)申请人 石河子大 学 地址 832003 新疆维吾尔自治区石河子市 北四路221号石河子大学机械电气工 程学院 (72)发明人 张宏文　魏喜梅　杜欣田　王蒙　 李海洋　王磊　姚思雨　扶学文　 韩秉东　李坤宇　 (51)Int.Cl. G01N 3/52(2006.01) G01N 3/02(2006.01) G01N 3/06(2006.01) (54)发明名称 一种籽棉压缩快速回弹检测装置 (57)摘要 本发明公开了棉花收获及加工机械领域的 一种籽棉压缩快速回弹检测装置， 包括压头、 压 缩腔室、 压缩底面、 万能材料试验台、 遮光片、 激 光位移传感器A、 激光位移传感器B和高速摄像 机； 压缩腔室由前侧压缩腔室和后侧压缩腔室组 成， 前侧压缩腔室上固定有电磁铁， 与安装在压 缩底面上的滑 块轨道相配合， 可实现压缩腔室的 夹紧与快速弹开； 压缩腔室设有测试槽， 测试槽 上放有遮光条， 与激光位移传感器A相配合， 激光 位移传感器B与遮光片相配合， 高速摄像机设置 在压缩腔室右侧。 本发明采用电磁铁控制压缩腔 室的锁紧与快速弹开， 可一次完成两种测量方式 下回弹对比试验， 解决了籽棉压后瞬时回弹难以 准确测量的问题， 可优化籽棉压缩工艺及参数， 降低能耗。 权利要求书1页 说明书3页 附图3页 CN 115436205 A 2022.12.06 CN 115436205 A 1.一种籽棉 压缩快速回弹检测装置， 包括压头 （3） 、 压缩腔 室 （5） 、 万能材料试验台 （1） 、 激光位移传感器A （8） 、 激光位移传感器B （9） 和高速摄像机 （6） ， 所述压头 （3） 顶部攻有螺纹 （2） ， 所述压头 （3） 与万能材料试验台 （1） 通过螺纹 （2） 连接固定， 所述压缩腔室 （5） 内部设有 遮光片 （20） ， 所述压缩腔室 （5） 由前侧压缩腔室 （11） 和后侧压缩腔室 （17） 组成， 所述前侧压 缩腔室 （11） 通过电磁铁固定架A （22） 与电磁铁A （10） 固定连接， 所述前侧压缩腔室 （11） 上通 过电磁铁固定架B （23） 与电磁铁B （15） 固定连接， 所述压缩腔室 （5） 安装在滑块轨道 （13） 上， 所述滑块轨道 （13） 与压缩腔室 （5） 通过连接块 （21） 用螺栓A （12） 固定连接， 所述滑块轨道 （13） 与压缩底面 （7） 通过螺栓B （24） 连接， 所述压缩底面 （7） 底部攻有螺纹 （2） ， 所述压缩底 面 （7） 与万能材料试验台 （1） 通过螺纹 （2） 连接固定， 所述前侧压缩腔室 （11） 设有测试槽A （14） ， 所述后侧压缩腔室 （17） 设有测试槽B （18） ， 所述测试槽A （14） 和测试槽B （18） 上放有遮 光条 （4） ， 所述激光位移传感器A （8） 安装于焊接在压缩底面 （7） 下方的支架 （19） 上， 所述激 光位移传感器B （9） 安装在压缩腔室 （5） 左侧， 所述高速摄 像机 （6） 设置在压缩腔室 （5） 右侧。 2.根据权利要求1所述的一种籽棉压缩快速回弹检测装置， 其特征在于： 所述前侧压缩 腔室 （11） 上设有电磁铁A （10） 和电磁铁B （15） ， 在通电时电磁铁A （10） 和电磁铁B （15） 锁紧压 缩腔室 （5） 完成压缩工作， 压缩结束后电磁铁A （10） 和电磁铁B （15） 断电， 和压缩底面 （7） 上 的滑块轨道 （13） 相互配合工作， 使 得前侧压缩腔室 （11） 和后侧压缩腔室 （17） 分别快速沿滑 块轨道 （13） 向两侧弹开。 3.根据权利要求1所述的一种籽棉压缩快速回弹检测装置， 其特征在于： 所述压缩底面 （7） 上设有通孔 （16） ， 下方焊接有支架 （19） ， 激光位移传感器A （8） 安装在支架 （19） 上， 当前 侧压缩腔室 （11） 和 后侧压缩腔室 （17） 分别快速沿滑 块轨道 （13） 向两侧弹开后， 激光位移传 感器A （8） 发射出激光， 激光穿过通孔 （16） 触碰到遮光条 （4） 后记录位移数据， 实现籽棉回弹 过程中轴向位移的检测。 4.根据权利要求1所述的一种籽棉压缩快速回弹检测装置， 其特征在于： 所述压缩腔室 （5） 内部装有遮光片 （20） ， 当前侧压缩腔室 （11） 和后侧压缩腔室 （17） 分别快速沿滑块轨道 （13） 向两侧弹开后， 激光位移传感器B （9） 发射出激光触碰到遮光片 （20） 后记录位移数据， 实现籽棉回弹过程中径向位移的检测。 5.根据权利要求1所述的一种籽棉压缩快速回弹检测装置， 其特征在于： 所述高速摄像 机 （6） 设置在压缩腔室 （5） 右侧， 在前侧压缩腔室 （11） 和后侧压缩腔室 （17） 分别快速沿滑块 轨道 （13） 向两侧弹开后， 高速摄像机 （6） 开始实时拍照记录压后籽棉回弹过程中像素点变 化， 实现全方位的籽棉回弹情况记录 。 6.根据权利要求1所述的一种籽棉压缩快速回弹检测装置， 其特征在于： 所述压头 （3） 与压缩底面 （7） 都通过螺纹 （2） 与万能材料试验台 （1） 固定连接在一起， 压头 （3） 、 压缩腔室 （5） 、 压缩底 面 （7） 一起相互配合完成同轴压缩工作， 可实现电脑控制其压缩 过程， 完成多种 力学特性测试后回弹特 征的对比及测取。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115436205 A 2一种籽棉压缩快速回弹检测装 置 技术领域 [0001]本发明涉及棉花收获及加工 机械领域， 具体为 一种籽棉压缩快速回弹检测装置 。 背景技术 [0002]棉花机械化收获已然成为大势所趋， 为便于对棉花的存储、 运输及轧花等后续加 工， 需在运输前对棉花进 行打包， 而压缩过程中棉花的力学特性及压后棉花回弹特性， 直接 影响到棉花打包及成型质量。 目前， 现有机载打包装置在完成打包作业后存在可靠性、 稳定 性等问题， 会出现包膜开裂、 散包、 甚至不成形 的现象， 究其原因是对籽棉压缩过程中的力 学特性及回弹特性等基础科学问题认识不清， 因此， 对籽棉压缩过程中力学特性及回弹特 性进行研究， 对于棉花打包机构得设计、 改进， 及籽棉成型机理等基础科学问题有重要的意 义。 [0003]基于此， 本发明设计了一种籽棉压缩快速回弹检测装置， 用于对籽棉压缩及回弹 过程力学 特性的研究， 以解决上述问题。 发明内容 [0004]本发明的目的在于提供一种籽棉压缩快速回弹检测装置， 以解决上述背景技术中 提出的问题。 [0005]一种籽棉压缩快速回弹检测装置， 包括压头、 压缩腔室、 万能材料试验台、 激光位 移传感器A、 激光位移传感器B和高速摄像机， 压头顶部攻有螺纹， 压头与万能材料试验台通 过螺纹连接固定， 压缩腔室内部设有遮光片， 压缩腔室由前侧压缩腔室和后侧压缩腔室组 成， 前侧压缩腔室通过电磁铁固定架A与电磁铁A固定连接， 前侧压缩腔室上通过电磁铁固 定架B与电磁铁B固定连接， 压缩腔室安装在滑块轨道上， 滑块轨道与压缩腔室通过连接块 用螺栓A固定连接， 滑 块轨道与压缩底面通过螺栓B连接， 压缩底 面底部攻有螺纹， 压缩底 面 与万能材料试验台通过螺纹连接固定， 前侧压缩腔室设有测试槽A， 后侧压缩腔室设有测试 槽B， 测试槽A和测试槽B上放有遮光条， 激光位移传感器A安装于焊接在压缩底面下方的支 架上， 激光 位移传感器B安装在压缩腔室左侧， 高速摄 像机设置在压缩腔室右侧。 [0006]优选的， 所述前侧压缩腔室上设有电磁铁A和电磁铁B， 所述压缩腔室下面设有滑 块轨道， 所述滑块轨道安装在压缩底面上。 [0007]优选的， 所述压缩底面上设有通孔， 所述压缩底面下方设有支架， 所述激光位移传 感器A安装在支 架上。 [0008]优选的， 所述压缩腔室内部设有遮光片， 所述遮光片与激光位移传感器B相互配 合。 [0009]优选的， 所述高速摄像机安装在在压缩腔室右侧， 实现籽棉压后回弹过程的实时 记录。 [0010]优选的， 所述压头通过螺纹与万能材料试验台连接在一起， 所述压缩底面通过螺 纹与万能材料试验台连接在一起， 所述压头、 压缩腔室、 压缩底面一起相互配合完成同轴压说　明　书 1/3 页 3 CN 115436205 A 3