[实用新型]一种精准测定碰撞恢复系数的装置

说明书

本实用新型公开了一种精准测定碰撞恢复系数的装置，属于材料性能测试技术领域。它包括主体机构、释放机构和信号采集处理机构，所述主体机构包括基座、调节杆和斜梁，基座设有调节杆，调节杆端部通过斜梁安装释放机构。信号采集处理机构包括设于释放机构上的第一应变片、设于基座上的第二应变片、数据采集卡和计算机，应变片均分别与数据采集卡连接后再与计算机电连接，依次用于对信号进行采集、处理并计算。本实用新型结构简单，成本低廉，满足了不同层次人员的使用需求，并且实验时能有效避免环境因素的干扰，采集的数据精确，数据处理简单，可高效，精准的测定物体碰撞恢复系数。

技术领域

本实用新型属于材料性能测试技术领域，更具体地说，涉及一种精准测定碰撞恢复系数的装置。

背景技术

碰撞恢复系数是用于表征碰撞过程中由于碰撞体法向相对运动所带来的能量耗散效应，它只与碰撞物体的材料有关，其定义为碰撞前后两物体接触点的法向相对分离速度与法向相对接近速度的比值。而测定物体碰撞的碰撞恢复系数的难点在于，物体下落后的碰撞过程是非常快的，总时间跨度只有几秒钟，相邻的两次碰撞间隔则以毫秒计，难以准确获得物体反弹上升阶段的最高点及落下碰撞的初始点位置。为了能够精确地捕捉到物体的位姿，普通相机帧频显然难以满足该实验，传统上测量时一般使用高速相机。

如，中国专利申请号为：201710556066.2，申请日为：2017年7月10号，发明创造名称为：一种物体碰撞恢复系数的非接触式测量方法。该申请案的方法包括以下步骤：1)构建高速相机摄影测量网络，包括高速相机的布设、照明光源的布设、高速相机参数的标定、平面标志的安放以及控制点测量；2)同步获取在碰撞试验中待测物体的实时序列影像；3)采用椭圆识别与定位方法确定目标点的初始影像坐标，同时通过跟踪匹配获取目标点的序列影像坐标；4)基于标定后的高速相机参数和控制点坐标，采用基于序列影像的整体光束法平差获取目标点的序列三维空间坐标；5)根据目标点的序列三维空间坐标获取待测物体在碰撞试验中的位移数据，并计算获取待测物体的碰撞恢复系数。虽然能够有效提高测量精度，但是基于高速相机的实验造价过于昂贵，不适用于大面积推广，难以满足各个行业的需求。同时，该申请案的操作也较为繁琐。

为进一步降低测量成本，也有人采用声波传感器测定碰撞恢复系数，如中国专利申请号为：201610887586.7，申请日为：2016年10月12日，发明创造名称为：一种基于声波传感测定材料碰撞恢复系数的装置。该申请案的装置包括底座、支架、横梁、碰撞球、碰撞板、声音传感器、采集卡和计算机；所述碰撞板和支架固定在底座上，横梁安装在支架上，且横梁位于碰撞板上方，碰撞球嵌在横梁上，声音传感器设置在碰撞板旁边且靠近碰撞球下落的位置，所述声音传感器、采集卡与计算机依次连接；所述碰撞球与碰撞板分别采用不同的碰撞材料制成。虽然该申请案在其说明书部分提及可以精确获得碰撞恢复系数，但是其不可避免地仍存在以下弊端：

(1)对测量环境有一定的要求，较大的噪声会生成干扰数据；

(2)该方法无法计算第一次碰撞时的碰撞恢复系数；

(3)若下一次碰撞与上次碰撞的时间间隔极短，则两次碰撞的声波会有重叠区域，使声音的强度加大，进而收集到无效数据。

因此，设计一种成本经济，且能够在相对复杂环境下精确测定物体碰撞恢复系数的测量装置尤为重要。

实用新型内容

1.要解决的问题

本实用新型的目的在于克服现有对物体碰撞恢复系数进行测量时，收集数据不精准、实验成本昂贵、操作步骤繁琐等不足，提供了一种精准测定碰撞恢复系数的装置。采用本实用新型的技术方案能够有效解决上述问题，成本经济，能够在相对复杂的环境下精确测定碰撞恢复系数。

2.技术方案

为了解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案如下：