УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕФОРМАЦИИ И ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КОРНЕПЛОДА

Полезная модель относится к измерительной технике, в частности к устройствам для исследования поверхности и формы корнеплодов с целью определения степени их повреждения при выкапывании. Форма корнеплода представляет собой одну из важнейших характеристик, изучение которой необходимо для конструирования сельскохозяйственных машин.
Известны различные измерительные устройства для определения геометрических параметров корнеплодов, например, прибор для измерения длины корнеплода и диаметра его головки, разработанный ВНИИСС и описанный в журнале «Сахарная свекла», №3 за 2004 год, с.32. Прибор состоит из основания и стойки с верхней перекладиной с нанесенными на них измерительными шкалами, а также движков с упорами, перемещающимися в пазах стойки и верхней перекладины. Такой прибор может определить только максимальные диаметр и длину корнеплода.
Известен также прибор для определения формы семян и корнеклубнеплодов, описанный в журнале «Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства», №12 за 1977 год, с.43. Принцип работы этого прибора основан на получении различных проекций корнеплода с их последующей обработкой при помощи математических методов. Прибор состоит из основания в виде согнутой под углом 90 градусов пластины из непрозрачного материала, на котором смонтированы визиры и установлены две стойки и пластина с накалывающей иглой, которая может поворачиваться вокруг своей оси. Для получения проекции используется луч света, направленный от эпидиаскопа. Прибор позволяет производить геометрические измерения формы корнеплода. Однако указанный прибор является сложным в использовании.
Задачей полезной модели является расширение функциональных возможностей устройства и удешевление его конструкции.
Указанный результат достигается устройством для измерения деформации и геометрических параметров корнеплода, содержащим основание, закрепленную на нем Т-образную стойку и координатник, который состоит из вертикальной стойки и горизонтальной рейки с наконечником с возможностью ее перемещения по стойке и перпендикулярно ей, причем вертикальная стойка и горизонтальная рейка имеют измерительные шкалы, а на основании и верхней перекладине Т-образной стойки закреплены попарно подшипники с осевыми стержнями для установки с возможностью вращения эталон-образца и исследуемого корнеплода, причем в верхней части последнего закреплена круглая пластина с нанесенной на ней градусной шкалой, являющаяся одновременно рукояткой для вращения исследуемого корнеплода.
На чертеже изображен общий вид устройства для измерения деформации и геометрических параметров корнеплода.
Устройство содержит основание 1, установленную на нем Т-образную стойку 2 и координатник, состоящий из вертикальной стойки 3 и горизонтальной рейки 4 с наконечником 5. На верхней перекладине Т-образной стойки и на основании попарно закреплены подшипники 6, насаженные на осевые стержни 7 для установки с возможностью их вращения эталон-образца 8 и исследуемого корнеплода 9. Движение горизонтальной рейки обеспечивается ползуном 10 с рукояткой перемещения ползуна 11, к которому жестко закреплен механизм перемещения горизонтальной рейки 12 с рукояткой перемещения горизонтальной рейки 13, а в верхней части исследуемого корнеплода закреплена круглая пластина 14 с нанесенной на ней градусной шкалой, которая также является рукояткой для его вращения.
Работа устройства основана на методе координатных сеток (Экспериментальные методы исследования деформации и напряжений / Б.С.Касаткин.
- Изд-во «Науководумка», справочное пособие, 1981 г. - с.278-280) и осуществляется следующим образом. Исследуемый корнеплод 9 и эталон-образец 8 крепятся с одной стороны к Т-образной стойке 2 и с другой стороны - к основанию 1 с помощью подшипников 6, установленных посредством болтовых соединений, и могут свободно вращаться на осевых стержнях 7. С помощью координатника, а именно наконечника 5 горизонтальной рейки 4, на исследуемый корнеплод наносится координатная сетка, состоящая из параллельных вертикальных (проходящих по образующим корнеплода через определенные градусы) и горизонтальных линий. Для нанесения горизонтальных линий сетки на поверхность исследуемого корнеплода необходим контакт наконечника 5 с последним таким образом, чтобы на корнеплоде при его вращении оставался след. Для нанесения следующей линии нужно наконечник немного отодвинуть назад и с помощью рукоятки 11 поднять (опустить) горизонтальную рейку 4 на определенную высоту (шаг сетки по вертикали). Повторяя вышеперечисленные действия, наносятся все горизонтальные линии. Вертикальные линии сетки получаются синхронным ручным вращением рукояток 11 и 13 горизонтального и вертикального перемещения шкалы отсчета. Наконечник 5 следует двигать, копируя поверхность исследуемого корнеплода по образующей. Для нанесения следующей вертикальной линии необходимо несколько отодвинуть наконечник 5 назад и с помощью рукоятки 14 повернуть исследуемый корнеплод на определенный угол (шаг сетки по горизонтали). Повторяя эти операции, наносятся все вертикальные линии сетки. В точках пересечения вертикальных и горизонтальных линий будут находиться узлы сетки с определенными координатами. Исследуемый корнеплод с нанесенной сеткой снимается с устройства, помещается в почву и подвергается воздействию выкапывающего рабочего органа сельхозмашины. После воздействия выкапывающего рабочего органа деформированный корнеплод устанавливается на приспособлении, после чего вновь измеряются координаты узлов сетки и измеряется изменение
координат по оси X. Суммируя модули изменений координат сетки по оси X, оценивается характер деформации (чем меньше сумма модулей изменения деформации, тем меньше вероятность повреждения корнеплода).
Таким образом, предложенное устройство имеет достаточно простую и вместе с тем эффективную конструкцию для исследования формы корнеплода и характера деформации при выкапывании, что позволит использовать его для различных целей, в частности, для исследований при проектировании выкапывающих рабочих органов сельскохозяйственных машин.