CN101498737A - 双轮测速仪 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双轮测速仪，用于农田不平整条件测量拖拉机、农业机械行进速度。本发明包括两个规格相同的测速轮，两个规格相同的转速传感器分别安装在两个测速轮的轮轴一端，两个测速轮以较大距离对称安装在一个刚性机架上，机架自重均匀分布到两个测速轮作为触地的压力，机架上面有仪器托板，仪器托板上固定了MCU测速系统。程序控制实时连续检测两个轮子的轮轴所装转速传感器的信息，经过统计、比较、优化、计算得出一个测量速度，测量结果直接在MCU系统显示、打印。MCU系统提供一个转速传感器脉冲信号输出端口和一个速度数据串行输出端口，可为上位机或其它电路提供转速脉冲信号和速度数据。

Description

双轮测速仪
技术领域
本发明是一种在线测量直线运动机械或车辆速度的仪器，特别针对拖拉机、农机具在农田中的行进速度测量。
背景技术
在科研和生产中，经常遇到在线测量车辆或机械直线运动速度的问题。目前，直线运动速度除了人工计时、标杆法等粗略测量方法外，精确测量方法有雷达测速法和五轮仪法。雷达测速基于多普勒效应，但是用于拖拉机、农机具等低速运动物体的测量误差较大。五轮仪是目前普遍采用的测速设备，其原理是：在被测车辆上安装附加轮(第五轮)，被测车辆移动时依靠地面摩擦使第五轮转动，这样就把被测车辆的直线运动转化为第五轮的转动，利用转速测量的方法测出第五轮的转速就可以计算出被测车辆的行进速度。显然，五轮仪测速的结果受地面状况影响较大，只适合在平坦实验路面测速，比如测量钢轨上的铁路机车、平整公路上的汽车的速度比较准确。用于农田等不平整地面的时候，测速误差较大。
实用新型专利01278128.7提出了用于田间条件连续测量直线运动物体速度的卷尺钢带式传感装置，主要缺点是测量范围受钢带长度限制，而且随着钢带拉出长度的增加，钢带抖动加剧，影响测量精度。
发明内容
本发明提出一种用于田间条件测量拖拉机、农业机械行进速度的双轮测速仪，与传统五轮仪一样可以连续在线测量，而且可以减少不平整地表引起的测量误差。
本发明的技术方案包括：两个规格相同的测速轮，两个规格相同的转速传感器分别安装在两个测速轮的转轴一端，两个测速轮以较大距离对称安装在一个刚性机架上，机架自重均匀分布到两个测速轮作为触地的压力，机架上面有仪器托板，仪器托板上固定了MCU测速系统。程序控制实时连续检测两个轮子的轮轴所装转速传感器的信息，经过统计、比较、优化、计算得出一个测量速度，测量结果直接在MCU系统显示、打印。MCU系统提供一个转速传感器脉冲信号输出端口和一个速度数据串行输出端口，在进行综合测量的试验系统中为上位机或其它功能电路提供速度参数。
本发明的工作原理：田间测量条件下，地表状态没有规则，在两个测速轮距离较大的情况下，两个轮子滚动的地表条件不会相同。根据试验数据设计出对两个测速轮数据的统计、比较、优化算法，可以得出一个更接近实际的测量速度数据。
本发明的有益效果是：用两个测速轮的数据综合出测量结果比单轮测量的结果准确。
附图说明
图1是双轮测速仪侧视图。
图2是双轮测速仪俯视图。
图中，测速轮1，转速传感器2，测速轮轴承座3，蓄电池托架4，蓄电池5，测速仪支撑腿6，牵引环7，把手横梁8，纵梁9，蓄电池横梁10，MCU系统11，微型打印机12，上位机13，仪器托板14，传感器横梁15，传感器固定架16，下横梁17，地面18，短横梁19，短纵梁20，联轴器21。
具体实施方式
本发明的具体实施方式为：
两个测速轮1采用直径20英寸自行车轮，在轮胎气压标准的条件下直径500mm。由于转速传感器2需要与轮轴连接，所以轮轴必须与测速轮等速转动。为此，单独加工了轮轴与轮子紧固为一体，另外附加轴承支撑轮轴。
两个转速传感器2采用OMRON公司的E6B2-CWZ6C旋转编码器，每周产生360个转速脉冲。利用联轴器21与测速轮1的轮轴连接。
机架用25*25方型材钢管焊接而成，两个测速轮1在机架安装后轮距800mm。机架上面设置了较大面积的仪器托板14，除了本仪器MCU系统11和微型打印机12占用少部分外，较大空间预留安装其它上位机13等设备，便于综合测量。机架专门设置了传感器横梁15以便把两个转速传感器2安装在测速轮内侧，减小仪器总宽度并且避免传感器被磕碰。
MCU控制系统11以AT89C52单片机为核心，控制键盘、数码管显示，两个转速传感器2的转速脉冲分别输入单片机的计数输入端T0和T1。单片机加点以后，按动检测键，程序控制采集两个测速轮的转速信号，转换为行进速度，综合决策，保存、显示、打印速度数据。单片机的串口用于向上位机输出速度数据，一个3针插头用于向外输出转速传感器的脉冲信号。
蓄电池托架4用挂钩与机架的蓄电池横梁10连接。如果被测场合有其他供电条件，可以摘掉蓄电池托架。

Claims (4)

1.一种双轮测速仪，其特征是由两个测速轮、两个测速传感器、机架、MCU系统、蓄电池托架组成。
2.根据权利要求1所述的双轮测速仪，其特征是：两个规格相同的测速轮，以较大距离对称安装在一个刚性机架上，两个测速轮均匀承担机架重量作为触地的压力。
3.根据权利要求1所述的双轮测速仪，其特征是：两个规格相同的转速传感器，分别安装在两个测速轮内侧的轮轴端。
4.根据权利要求1所述的双轮测速仪，其特征是：蓄电池托架与机架是便于装卸的挂钩连接。
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