CN101629873B - 插秧机综合性能检测试验台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种插秧机综合性能检测装置。该装置由安装底座、行走轮模拟加载装置、机架起降仿形机构、插秧针运动一致性测量装置、发动机转速测量装置、升降时间检测装置和工控机组成。其特点是，采用2台磁粉制动器独立施加工作负载，整个系统有2套扭矩\转速传感器，4套光纤或激光检测仪表，2套光电检测仪表，1套霍尔检测仪表，所有检测信号通讯传输至计算机中，能够实时显示并记录储存；可以检测秧爪一致性误差、测量升降时间，分析发动机转速对插秧机工作性能的影响；磁粉制动器控制电压由模拟量输出卡所提供，通过在控制软件中编程，用函数分别控制2路输出电压，可以实现复杂工况的模拟，也可以进行疲劳试验。

Description

插秧机综合性能检测试验台

技术领域

本发明涉及一种插秧机综合性能检测试验装置，主要用于对插秧机技术指标进行综合评价。

背景技术

目前，对插秧机综合性能和作业质量的试验主要是利用样机在田间进行。这种试验方法存在很多限制，也使得某些参数无法实时测量。主要表现在以下几个方面：

1.无法测量插秧针运动一致性误差。

2.无法测量发动机在不同转速下，机架的起降时间。

3.无法模拟不同工作环境下对插秧机作业性能的影响。

4.无法对插秧机进行疲劳试验。

总之，进行田间试验只是对插秧机整机的性能和作业质量进行评价和检测。而要准确分析各种工况对插秧机作业性能的影响，仅仅依靠田间试验是不够的，必须依靠可靠的室内台架试验装置进行大量的试验来进行，现在还没有检索到相关试验装置的专利。

发明内容

本发明是为了克服现有田间试验存在的上述缺点而提供的一种插秧机综合性能试验装置，具有成本低、使用安全、监测全面、操作简便的特点，能消除现有试验方法存在的缺点。

本发明的技术方案是：该装置由安装底座、行走轮模拟加载装置、机架起降仿形机构、插秧针运动一致性测量装置、发动机转速测量装置、升降时间检测装置和工控机组成；其中插秧机试验台安装底座呈“T”型，是由横向大平台(2)和纵向小平台(12)固定连接而构成；行走轮模拟加载装置由左右对称的两套磁粉制动器(3)、减速器(5)、扭矩\转速传感器(7)、轴承座(9)和凸缘式半联轴器(10)组成，其中磁粉制动器(3)、减速器(5)、扭矩\转速传感器(7)、轴承座(9)分别通过支架与大平台(2)固定连接，并且轴线处于同一水平面；磁粉制动器(3)、减速器(5)、扭矩\转速传感器(7)、轴承座(9)间依次通过轴联器相连，轴承座(9)的输出轴与半联轴器(10)相连接；机架起降仿形机构固定在小平台(12)上，由摆杆(11)、仿形凸轮(13)、直动推杆(14)和剪叉升降机构(18)依次串联组成；剪叉升降机构(18)的上部设置有支撑板(19)；插秧针运动一致性测量装置用于检测秧爪通过秧门的时间差，并根据秧爪转速及其几何尺寸计算得到秧爪一致性误差；发动机转速测量装置用于检测发动机转速；升降时间检测装置用于检测检测机架升降到极限位置所需时间；工控机通过模拟量输入输出卡控制磁粉制动器加载扭矩的大小；插秧针运动一致性测量装置、发动机转速测量装置和升降时间检测装置通过通讯卡将信号传输至工控机，在显示器上显示，并将测量信息储存的硬盘上。

工作过程中，插秧机左右车轮轴分别对称地与左右两侧的凸缘式半联轴器相连，轴承座用以支撑插秧机机身，插秧机头部自由地置于机身起降仿形机构的上支撑板上。插秧机车轮轴摆动臂与摆杆的铰接相连，并带动摆杆作摆动，摆杆通过凸轮轴驱动仿形凸轮转动，推动直动推杆水平移动，并驱动剪叉升降机构作垂直运动。磁粉制动器的输出轴输出的扭矩依次经过联轴器一、减速器、联轴器二、扭矩\转速传感器、联轴器三、轴承座和凸缘式半联轴器加载到插秧机行走轮上。插秧针运动一致性测量装置由光纤或激光检测传感器和智能仪表组成，光纤或激光检测传感器安装在插秧机秧门位置，并保证检测位置处于同一直线上；发动机转速测量装置由霍尔检测传感器和智能仪表组成，霍尔检测传感器安装在发动机输出轴外侧，相互之间空气间隙小于5mm；升降时间检测装置由2套光电传感器和智能仪表组成，光电传感器分别安装在插秧机机架上升和下降的极限位置；电气检测控制柜配置工控机以及模拟量输入\输出卡。

上述行走轮模拟加载装置中，可以实现行走轮负载扭矩和转速的实施测量；左右轮磁粉制动器输出扭矩由两通道模拟量输出独立控制，通过电脑软件编程，由函数控制电压模拟量输出的大小和形式，以实现模拟插秧机田间作业工况，也可以进行疲劳台架试验。

上述机架起降仿形机构可以实现插秧机机架整体作垂直升降运动，通过光电传感器检测机架升降到极限位置所需时间。

上述插秧针运动一致性测量装置中，可以使用光纤或激光检测传感器，传感器安装在试验台架上，使得传感器检测保持在秧门直线位置，根据检测秧针通过检测位置的时间差，检测误差小于1ms，并根据秧爪转速以及秧爪几何参数计算秧针运动一致性误差。

本发明插秧机综合性能检测装置可以再现插秧机田间工作过程。包括机械系统和电气测控系统。其特点是，采用2台磁粉制动器独立施加工作负载，整个系统有2套扭矩\转速传感器，4套光纤或激光检测仪表，2套光电检测仪表，1套霍尔检测仪表，所有检测信号通讯传输至计算机中，能够实时显示并记录储存；可以检测秧爪一致性误差、测量升降时间，分析发动机转速对插秧机工作性能的影响；磁粉制动器控制电压由模拟量输出卡所提供，通过在控制软件中编程，用函数分别控制2路输出电压，可以实现复杂工况的模拟，也可以进行疲劳试验。由于本试验台能够实施检测插秧机各工作参数，并且使用函数程序控制负载，不仅可以真实的模拟田作业情况，而且可以对插秧机工作性能进行全面检测和分析，具有投资少、简便实用、方便制造、模拟效果好、检测精度高的优点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是插秧机综合性能检测试验台俯视图。

图2是大平台结构示意图。

图3是机架起降仿形机构主视图。

图4是电气检测控制柜示意图。

图5是电气原理图。

图中：1插秧机2大平台3磁粉制动器4联轴器一5减速器6联轴器二7扭

矩\转速传感器8联轴器三9轴承座10凸缘式半联轴器11摆杆12小平台13仿形凸轮14直动推杆15轴承座支架16扭矩\转速传感器支架17减速器支架18剪叉升降机构19支撑板21显示器22智能仪表23急停按钮24电源按钮25风扇电源26秧爪计时器触发按钮27升降抓换按钮28磁粉制动器控制器29工控机

具体实施方式

装置布置及传动请参阅图1、图2、图3。插秧机试验台安装底座由大平台2和小平台12组成，小平台12中心垂直于大平台2，相互之间用螺栓连接，呈“T”型。行走轮模拟加载装置由左右对称的两套磁粉制动器3、减速器5、扭矩\转速传感器7、轴承座9和凸缘式半联轴器10组成，分别通过磁粉制动器支架、减速器支架18、扭矩\转速传感器支架16和轴承座支架15与大平台2螺栓连接，并调整高度使轴线处于同一水平面。机架起降仿形机构由摆杆11、仿形凸轮13、直动推杆14和剪叉升降机构18依次串联组成。试验过程中，插秧机1左右车轮轴分别对称地与左右两侧的凸缘式半联轴器10相连，轴承座9用以支撑插秧机机身，插秧机头部自由地置于机身起降仿形机构的上支撑板19上。插秧机车轮轴摆动臂与摆杆11的铰接相连，并带动摆杆11作摆动，摆杆11通过凸轮轴驱动仿形凸轮13转动，推动直动推杆14水平移动，并驱动剪叉升降机构18作垂直运动。磁粉制动器3的输出轴输出的扭矩依次经过联轴器一4、减速器5、联轴器二6、扭矩\转速传感器7、联轴器三8、轴承座9和凸缘式半联轴器10加载到插秧机行走轮上。插秧针运动一致性测量装置由光纤或激光检测传感器和智能仪表组成，光纤或激光检测传感器安装在插秧机秧门位置，并保证检测位置处于同一直线上；发动机转速测量装置由霍尔检测传感器和智能仪表组成，霍尔检测传感器安装在发动机输出轴外侧，相互之间空气间隙小于5mm；升降时间检测装置由2套光电传感器和智能仪表组成，光电传感器分别安装在插秧机机架上升和下降的极限位置；电气检测控制柜配置工控机以及模拟量输入\输出卡。

为便于操作，可将工控机、智能仪表、控制按钮等设置在电气检测控制柜上请参阅图4，电气原理如图5，驱动轮扭矩\转速传感器信号、秧爪计时器信号、上升计时器、下降计时器和发动机转速信号可以实时显示于智能仪表22，同时由通讯卡将信号传输至工控机26，在显示器21上显示，并将测量信息储存的硬盘上。工控电脑通过模拟量输入输出卡控制磁粉制动器加载扭矩的大小。在控制台上的电源按钮24用来控制电气控制柜21的起停，当出现异常现象时使用急停按钮23防止出现意外，风扇电源25用于控制电气控制柜的冷却风扇。

(1)秧爪一致性测量

插秧机启动后怠速运行秧爪，在任意时刻按下秧爪计时器触发按钮26，当秧爪第一次通过秧门时，计时停止，面板计时器及软件中能够显示记录时间，在控制软件中，根据秧爪转速以及秧爪几何参数计算秧针运动一致性误差。

(2)升降时间测量

插秧机降至底位后，将升降抓换按钮27转至上升测量，进行插秧机上升操作，上升至顶位后，将升降抓换按钮27转至下降测量，进行插秧机下降操作，下降至底位后，完成一次测量。此时，面板显示仪表及软件中能够显示秧机的上升、下降时间。

(3)扭矩加载试验

进行驱动轮模拟加载试验时，应将插秧机头部与升降支座19固定，以防插秧机在反力矩的作用下绕车轮轴反转。点击显示器21软件界面中“扭矩加载”按钮，可以进行模拟加载，加载的方式通过函数控制。

Claims (6)

1.一种插秧机综合性能检测试验装置，其特征在于：该装置由安装底座、行走轮模拟加载装置、机架起降仿形机构、插秧针运动一致性测量装置、发动机转速测量装置、升降时间检测装置和工控机组成；其中

插秧机试验台安装底座呈“T”型，是由横向大平台(2)和纵向小平台(12)固定连接而构成；

行走轮模拟加载装置由左右对称的两套磁粉制动器(3)、减速器(5)、扭矩\转速传感器(7)、轴承座(9)和凸缘式半联轴器(10)组成，其中磁粉制动器(3)、减速器(5)、扭矩\转速传感器(7)、轴承座(9)分别通过支架与大平台(2)固定连接，并且轴线处于同一水平面；磁粉制动器(3)、减速器(5)、扭矩\转速传感器(7)、轴承座(9)间依次通过轴联器相连，轴承座(9)的输出轴与半联轴器(10)相连接；

机架起降仿形机构固定在小平台(12)上，由摆杆(11)、仿形凸轮(13)、直动推杆(14)和剪叉升降机构(18)依次串联组成；剪叉升降机构(18)的上部设置有支撑板(19)；

插秧针运动一致性测量装置用于检测秧爪通过秧门的时间差，并根据秧爪转速及其几何尺寸计算得到秧爪一致性误差；

发动机转速测量装置用于检测发动机转速；

升降时间检测装置用于检测检测机架升降到极限位置所需时间，

工控机通过模拟量输入输出卡控制磁粉制动器加载扭矩的大小；插秧针运动一致性测量装置、发动机转速测量装置和升降时间检测装置通过通讯卡将信号传输至工控机，在显示器上显示，并将测量信息储存在硬盘上。

2.根据权利要求1所述的一种插秧机综合性能检测试验装置，其特征在于，磁粉制动器(3)扭矩加载采用计算机程序控制，通过函数设定可以改变扭矩加载方式，以模拟田间实际作业工况或进行疲劳试验。

3.根据权利要求1所述的一种插秧机综合性能检测试验装置，其特征在于，所述插秧针运动一致性测量装置由光纤或激光检测传感器和智能仪表组成，在秧门位置安装光纤或激光检测传感器，以检测秧爪通过秧门的时间差，并根据秧爪转速及其几何尺寸计算得到秧爪一致性误差。

4.根据权利要求1所述的一种插秧机综合性能检测试验装置，其特征在于，所述发动机转速测量装置由霍尔检测传感器和智能仪表组成，霍尔检测传感器安装在发动机输出轴外侧。

5.根据权利要求1所述的一种插秧机综合性能检测试验装置，其特征在于，所述的升降时间检测装置由2套光电传感器和智能仪表组成，2套光电传感器分别安装在插秧机机架上升和下降的极限位置；用于检测机架升降到极限位置所需时间。

6.根据权利要求1所述的一种插秧机综合性能检测试验装置，发动机转速、驱动轮扭矩\转速、秧爪一致性误差、机架起降时间能够在工控机显示器实时显示，并通过输送控制软件进行数据存储，以分析发动机转速对插秧机工作性能的影响。

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