CN103712801A - 一种履带式联合收割机动力分配测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明为一种履带式联合收割机动力分配测试系统，涉及联合收获机制造及检测技术领域。本发明由割台载荷测试系统、输送槽载荷测试系统、第I脱粒滚筒载荷测试系统、第II脱粒滚筒载荷测试系统、清选装置载荷测试系统、行走底盘载荷测试系统、发动机动力输出载荷测试系统以及信号接收与处理系统组成，可以对联合收割机在田间作业时主要工作部件的载荷进行测试，并由信号接收与处理系统对采集数据进行处理与分析。本发明可用于履带式联合收割机田间稻麦收获时各工作部件的动力分配检测，检测设备制造成本低、安装拆卸方便、检测方法及结果处理智能化程度高。

Description

一种履带式联合收割机动力分配测试系统

技术领域

本发明涉及农业收获机械制造与检测技术领域，具体讲是一种履带式联合收割机动力分配测试系统，可广泛应用于稻麦农业收获机械的动力分配检测与分析。

背景技术

联合收割机上发动机的动力主要分配到行走底盘、割台、输送槽、脱粒分离滚筒、清选装置等工作部件，其动力传动结构复杂，但传动结构的设计直接影响到联合收割机的作业性能。我国联合收割机从结构设计与动力分配到零部件乃至整机的设计制造和装配主要参考国内外已有机型或部分室内台架试验；也未对联合收割机整机田间工作时各工作部件的载荷进行测定，单凭经验或台架试验结果进行设计的联合收割机在田间使用中存在可靠性差故障率高等问题，严重影响着整机的收获性能；目前未见对联合收割机整机田间工作时各工作部件的载荷进行测定的成套设备报道，但急需对联合收割机的主要工作部件的载荷进行检测，对联合收割机各工作部件的动力分配进行分析，为联合收割机的研制提供依据，以提高收割机的可靠性。《农业机械动力学参数田间试验遥测系统的研究》【农机化研究，2010（9）：146-149】公布了一种田间试验遥测系统，该系统可以用于收获机底盘田间试验中变速箱输出扭矩测试与水稻整株秸秆还田机参数设计试验；《YC一1型遥测应变仪的研究与试验分析》【农业机械学报，1981（3）：86-95】公布了遥测应变仪的工作原理,和遥测系统电路设计方法；专利CN102147319公布了商用车前桥载荷测试方法，通过在前桥左侧粘贴电阻应变片的方法，利用加载设备和载荷传感器分别对车桥施加纵向力、侧向力、垂向力和制动扭矩进行单向载荷测定试验；专利CN103048033A公布了一种履带式车辆负重轮载荷测试装置，采用负重轮、多分力传感器和滑环定向系统对履带式车辆负重轮载荷进行了测试；以上对工程车辆的履带、前后桥以及变速箱等的载荷进行了测试，但测试方法复杂，测试范围有限，很难适应于田间多工况复杂的工作环境，因此现有技术很难用于对联合收割机田间工作动力分配的精确测试与分析。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服上述对联合收割机田间工作动力分配测试的不足和技术缺陷，同时提供一种适应于田间多工况复杂工作环境下履带式联合收割机田间稻麦收获各工作部件的动力分配检测设备及方法；本发明可用于履带式联合收割机田间稻麦收获时各工作部件的动力分配检测，检测设备制造成本低、安装拆卸方便、检测方法及结果处理智能化程度高。

本发明所采取的技术方案是，首先对联合收割机上各传动轴和零部件进行相应的改造，将需要测量载荷的传动轴断开并设计两根短轴，用法兰盘或者联轴器将短轴和传感器联接；再将履带上驱动轮挡圈改造设计为双模块安装支架，并使用经过改造的螺栓（有中心通孔）将其紧固到驱动半轴上，则该支架既可发挥挡圈的作用又可作为电源模块和扭矩采集模块的安装支架，使电源模块和扭矩采集模块与驱动半轴一起以相同的速度转动；同时应变片引线从螺栓的中心孔穿出并与扭矩采集模块上的接线柱相连接；由传感器负责采集各参数的动态信号，数据采集显示装置负责完成对数据的采集、处理和显示；整机装配完成后，进行传感器的布线和连接，为了避免线的抖动可能带来的信号误差和事故，所有传输线均沿着收割机机壁布置，并用扎丝固定；所有传输线最终均从驾驶室后方进入，与驾驶室内的XSR30数据记录仪相连接；确定所有连接无误后开机检测，各通道数值显示正常，在收割机各传动轴没有载荷的情况下对各通道进行置零。

本发明具体技术方案为，一种履带式联合收割机动力分配测试系统包括割台载荷测试系统、输送槽载荷测试系统、第I脱粒滚筒载荷测试系统、第II脱粒滚筒载荷测试系统、清选装置载荷测试系统、行走底盘载荷测试系统、发动机动力输出载荷测试系统、信号接收与处理系统。

割台载荷测试系统由割台传动轴I、割台传动链轮、割台轴承I、割台轴承II、割台传动带轮、割台传动轴II、割台传感器连接法兰I、割台盘式扭矩转速传感器、割台传感器连接法兰II组成；输送槽载荷测试系统由输送槽传动轴I、输送槽传动带轮、输送槽传感器连接法兰I、输送槽盘式扭矩转速传感器、输送槽传感器连接法兰II、输送槽传动链轮、输送槽动力输入轴II组成；第I脱粒滚筒载荷测试系统由第I脱粒滚筒传动轴I、第I脱粒滚筒传感器连接法兰I、第I脱粒滚筒盘式扭矩转速传感器、第I脱粒滚筒传感器连接法兰II、第I脱粒滚筒传动轴II、第I脱粒滚筒传动链轮组成；第II脱粒滚筒载荷测试系统由第II脱粒滚筒传动轴I、第II脱粒滚筒传感器连接法兰I、第II脱粒滚筒盘式扭矩转速传感器、第II脱粒滚筒传感器连接法兰II、第II脱粒滚筒传动链轮、第II脱粒滚筒传动轴II组成；清选装置载荷测试系统由清选传动轴I、清选传动带轮I、清选轴承I、清选轴承II、清选传动带轮II、清选传动轴II、清选传感器连接法兰I、清选盘式扭矩转速传感器、清选传感器连接法兰II组成；行走底盘载荷测试系统由电阻应变片、底盘驱动轴、扭矩采集模块、空心螺栓、双模块安装支架、电源模块、应变片信号线组成；发动机动力输出载荷测试系统由发动机动力输出带轮、中间轴支撑轴承I、中间轴支撑轴承II、中间轴传感器联轴器I、中间轴传感器联轴器II、中间轴支撑轴承IV、中间轴传动带轮、发动机动力输出轴、轴式扭矩转速传感器联轴器I、中间轴轴式扭矩转速传感器、轴式扭矩转速传感器联轴器II、中间轴支撑轴承III、中间轴传动轴、中间轴传动链轮组成；信号接收与处理系统由数据采集器、信号处理显示器、信号转换器、无线信号接收器组成。

割台传感器连接法兰I固定在割台传动轴I端头，割台传感器连接法兰II固定在割台传动轴II端头，割台传感器连接法兰I与割台传感器连接法兰II位于割台盘式扭矩转速传感器两侧并通过螺栓相连；割台传动链轮固定在割台传动轴I中部，割台轴承I用于支撑割台传动轴I，位于割台传动链轮与割台传感器连接法兰I之间；割台传动带轮固定在割台传动轴II端头，割台轴承II用于支撑割台传动轴II，位于在割台传动带轮与割台传感器连接法兰II之间。

输送槽传感器连接法兰I固定在输送槽传动轴I端头，输送槽传感器连接法兰II固定在输送槽动力输入轴II端头，输送槽传感器连接法兰I与输送槽传感器连接法兰II位于输送槽盘式扭矩转速传感器两侧并通过螺栓与相连，输送槽传动带轮安装在输送槽传动轴I上，位于输送槽传感器连接法兰I一侧，输送槽传动链轮安装在输送槽动力输入轴II端头，位于输送槽传感器连接法兰II一侧。

第I脱粒滚筒传感器连接法兰I固定在第I脱粒滚筒传动轴I端头，第I脱粒滚筒传感器连接法兰II固定在第I脱粒滚筒传动轴II端头，第I脱粒滚筒传感器连接法兰I与第I脱粒滚筒传感器连接法兰II位于第I脱粒滚筒盘式扭矩转速传感器两侧并通过螺栓相连，第I脱粒滚筒传动链轮安装在第I脱粒滚筒传动轴II上，位于第I脱粒滚筒传感器连接法兰II一侧。

第II脱粒滚筒传感器连接法兰I固定在第II脱粒滚筒传动轴I端头，第II脱粒滚筒传感器连接法兰II固定在第II脱粒滚筒传动轴II端头，第II脱粒滚筒传感器连接法兰I与第II脱粒滚筒传感器连接法兰II位于第II脱粒滚筒盘式扭矩转速传感器两侧并通过螺栓相连，第II脱粒滚筒传动链轮安装在第II脱粒滚筒传动轴II端头，位于第II脱粒滚筒传感器连接法兰II的一侧。

清选传感器连接法兰I固定在清选传动轴I端头，清选传感器连接法兰II固定在清选传动轴II端头，清选传感器连接法兰I与清选传感器连接法兰II位于清选盘式扭矩转速传感器两侧并通过螺栓相连，清选传动带轮I安装在清选传动轴I上，清选轴承I支撑清选传动轴I位于清选轴承I和清选传感器连接法兰I之间，清选传动带轮II安装在清选传动轴II端头，清选轴承II支撑清选传动轴II位于清选传感器连接法兰II和清选传动带轮II之间。

电阻应变片安装在底盘驱动轴上，双模块安装支架位于底盘驱动轴一端，扭矩采集模块和电源模块位于双模块安装支架内，应变片信号线通过空心螺栓内部与阻应变片、扭矩采集模块和电源模块相连。

中间轴传感器联轴器I固定在发动机动力输出轴端头，发动机动力输出带轮安装在发动机动力输出轴另一端头，中间轴支撑轴承I和中间轴支撑轴承II共同支撑发动机动力输出轴；中间轴传感器联轴器II固定在中间轴传动轴端头，中间轴传动链轮安装在中间轴传动轴另一端，中间轴传动带轮位于中间轴传动链轮一侧，中间轴支撑轴承IV和中间轴支撑轴承III共同支撑中间轴传动轴并位于中间轴传感器联轴器II和中间轴传动带轮之间；轴式扭矩转速传感器联轴器I固定在中间轴轴式扭矩转速传感器一端的轴上，轴式扭矩转速传感器联轴器II固定在中间轴轴式扭矩转速传感器另一端的轴上；中间轴传感器联轴器I与轴式扭矩转速传感器联轴器I通过螺栓相连，轴式扭矩转速传感器联轴器II与中间轴传感器联轴器II通过螺栓相连。

割台盘式扭矩转速传感器由割台信号传输线与信号转换器相连，输送槽盘式扭矩转速传感器由输送槽信号传输线与信号转换器相连，第I脱粒滚筒盘式扭矩转速传感器由第I脱粒滚筒信号传输线与信号转换器相连，第II脱粒滚筒盘式扭矩转速传感器由第II脱粒滚筒信号传输线与信号转换器相连，清选盘式扭矩转速传感器由清选装置信号传输线与信号转换器相连，中间轴轴式扭矩转速传感器由中间轴信号传输线与信号转换器相连；信号转换器与数据采集器相连，数据采集器与信号处理显示器相连。

数据采集器、信号处理显示器、信号转换器、无线信号接收器均位于联合收割机驾驶室内；无线信号接收器接收扭矩采集模块通过无线信号发射的信号，并传输到信号处理显示器内。

本发明的有益效果是，提供一种适应于田间多工况复杂工作环境下履带式联合收割机田间稻麦收获各工作部件的动力分配检测设备及方法，可用于履带式联合收割机田间稻麦收获时各工作部件的动力分配检测，检测设备制造成本低、安装拆卸方便、检测方法及结果处理智能化程度高。

附图说明

图1 履带式联合收割机动力分布及载荷测试点。

图2 割台载荷测试系统。

图3 输送槽载荷测试系统。

图4 第I脱粒滚筒载荷测试系统。

图5 第II脱粒滚筒载荷测试系统。

图6 清选装置载荷测试系统。

图7 行走底盘载荷测试系统。

图8 发动机动力输出载荷测试系统。

图9无线信号接收与处理。

图10 有线信号接收与处理。

图中，1. 割台载荷测试系统，101. 割台传动轴I，102. 割台传动链轮，103. 割台轴承I，104. 割台轴承II，105. 割台传动带轮，106. 割台传动轴II，107. 割台传感器连接法兰I，108. 割台盘式扭矩转速传感器，109. 割台传感器连接法兰II，2. 输送槽载荷测试系统，201. 输送槽传动轴I，202. 输送槽传动带轮，203. 输送槽传感器连接法兰I，204. 输送槽盘式扭矩转速传感器，205. 输送槽传感器连接法兰II，206. 输送槽传动链轮，207. 输送槽动力输入轴II，3. 第I脱粒滚筒载荷测试系统，301. 第I脱粒滚筒传动轴I，302. 第I脱粒滚筒传感器连接法兰I，303. 第I脱粒滚筒盘式扭矩转速传感器，304. 第I脱粒滚筒传感器连接法兰II，305. 第I脱粒滚筒传动轴II，306. 第I脱粒滚筒传动链轮，4. 第II脱粒滚筒载荷测试系统，401. 第II脱粒滚筒传动轴I，402. 第II脱粒滚筒传感器连接法兰I，403. 第II脱粒滚筒盘式扭矩转速传感器，404. 第II脱粒滚筒传感器连接法兰II，405. 第II脱粒滚筒传动链轮，406. 第II脱粒滚筒传动轴II，5. 清选装置载荷测试系统，501. 清选传动轴I，502. 清选传动带轮I，503. 清选轴承I，504. 清选轴承II，505. 清选传动带轮II，506. 清选传动轴II，507. 清选传感器连接法兰I，508. 清选盘式扭矩转速传感器，509. 清选传感器连接法兰II，6. 行走底盘载荷测试系统，601. 电阻应变片，602. 底盘驱动轴，603. 扭矩采集模块，604. 空心螺栓，605. 双模块安装支架，606. 电源模块，607. 应变片信号线，7. 发动机动力输出载荷测试系统，701. 发动机动力输出带轮，702. 中间轴支撑轴承I，703. 中间轴支撑轴承II，704. 中间轴传感器联轴器I，705. 中间轴传感器联轴器II，706. 中间轴支撑轴承IV，707. 中间轴传动带轮，708. 发动机动力输出轴，709. 轴式扭矩转速传感器联轴器I，7010. 中间轴轴式扭矩转速传感器，7011. 轴式扭矩转速传感器联轴器II，7012. 中间轴支撑轴承III，7013. 中间轴传动轴，7014. 中间轴传动链轮，8. 信号接收与处理系统，801. 数据采集器，802. 信号处理器，803. 信号转换器，804. 无线信号接收器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

本发明包括割台载荷测试系统1、输送槽载荷测试系统2、第I脱粒滚筒载荷测试系统3、第II脱粒滚筒载荷测试系统4、清选装置载荷测试系统5、行走底盘载荷测试系统6、发动机动力输出载荷测试系统7、信号接收与处理系统8。

割台载荷测试系统1由割台传动轴I 101、割台传动链轮102、割台轴承I103、割台轴承II104、割台传动带轮105、割台传动轴II106、割台传感器连接法兰I107、割台盘式扭矩转速传感器108、割台传感器连接法兰II109组成。

输送槽载荷测试系统2由输送槽传动轴I201、输送槽传动带轮202、输送槽传感器连接法兰I203、输送槽盘式扭矩转速传感器204、输送槽传感器连接法兰II205、输送槽传动链轮206、输送槽动力输入轴II207组成。

第I脱粒滚筒载荷测试系统3由第I脱粒滚筒传动轴I301、第I脱粒滚筒传感器连接法兰I302、第I脱粒滚筒盘式扭矩转速传感器303、第I脱粒滚筒传感器连接法兰II304、第I脱粒滚筒传动轴II305、第I脱粒滚筒传动链轮306组成。

第II脱粒滚筒载荷测试系统4由第II脱粒滚筒传动轴I401、第II脱粒滚筒传感器连接法兰I402、第II脱粒滚筒盘式扭矩转速传感器403、第II脱粒滚筒传感器连接法兰II404、第II脱粒滚筒传动链轮405、第II脱粒滚筒传动轴II406组成。

清选装置载荷测试系统5由清选传动轴I501、清选传动带轮I502、清选轴承I503、清选轴承II504、清选传动带轮II505、清选传动轴II506、清选传感器连接法兰I507、清选盘式扭矩转速传感器508、清选传感器连接法兰II509组成。

行走底盘载荷测试系统6由电阻应变片601、底盘驱动轴602、扭矩采集模块603、空心螺栓604、双模块安装支架605、电源模块606、应变片信号线607组成。

发动机动力输出载荷测试系统7由发动机动力输出带轮701、中间轴支撑轴承I702、中间轴支撑轴承II703、中间轴传感器联轴器I704、中间轴传感器联轴器II705、中间轴支撑轴承IV706、中间轴传动带轮707、发动机动力输出轴708、轴式扭矩转速传感器联轴器I709、中间轴轴式扭矩转速传感器7010、轴式扭矩转速传感器联轴器II7011、中间轴支撑轴承III7012、中间轴传动轴7013、中间轴传动链轮7014组成。

信号接收与处理系统8由数据采集器801、信号处理显示器802、信号转换器803、无线信号接收器804组成；数据采集器801、信号处理显示器802、信号转换器803、无线信号接收器804均位于联合收割机驾驶室内。

割台传感器连接法兰I107固定在割台传动轴I101端头，割台传感器连接法兰II109固定在割台传动轴II106端头，割台传感器连接法兰I107与割台传感器连接法兰II109位于割台盘式扭矩转速传感器108两侧并通过螺栓相连；割台传动链轮102固定在割台传动轴I101中部，割台轴承I103用于支撑割台传动轴I101，位于割台传动链轮102与割台传感器连接法兰I107之间；割台传动带轮105固定在割台传动轴II106端头，割台轴承II104用于支撑割台传动轴II106，位于在割台传动带轮105与割台传感器连接法兰II109之间。

输送槽传感器连接法兰I203固定在输送槽传动轴I201端头，输送槽传感器连接法兰II205固定在输送槽动力输入轴II207端头，输送槽传感器连接法兰I203与输送槽传感器连接法兰II205位于输送槽盘式扭矩转速传感器204两侧并通过螺栓与相连，输送槽传动带轮202安装在输送槽传动轴I201上，位于输送槽传感器连接法兰I203一侧，输送槽传动链轮206安装在输送槽动力输入轴II207端头，位于输送槽传感器连接法兰II205一侧。

第I脱粒滚筒传感器连接法兰I302固定在第I脱粒滚筒传动轴I301端头，第I脱粒滚筒传感器连接法兰II304固定在第I脱粒滚筒传动轴II305端头，第I脱粒滚筒传感器连接法兰I302与第I脱粒滚筒传感器连接法兰II304位于第I脱粒滚筒盘式扭矩转速传感器303两侧并通过螺栓相连，第I脱粒滚筒传动链轮306安装在第I脱粒滚筒传动轴II305上，位于第I脱粒滚筒传感器连接法兰II304一侧。

第II脱粒滚筒传感器连接法兰I402固定在第II脱粒滚筒传动轴I401端头，第II脱粒滚筒传感器连接法兰II404固定在第II脱粒滚筒传动轴II406端头，第II脱粒滚筒传感器连接法兰I402与第II脱粒滚筒传感器连接法兰II404位于第II脱粒滚筒盘式扭矩转速传感器403两侧并通过螺栓相连，第II脱粒滚筒传动链轮405安装在第II脱粒滚筒传动轴II406端头，位于第II脱粒滚筒传感器连接法兰II404的一侧。

清选传感器连接法兰I507固定在清选传动轴I501端头，清选传感器连接法兰II509固定在清选传动轴II506端头，清选传感器连接法兰I507与清选传感器连接法兰II509位于清选盘式扭矩转速传感器508两侧并通过螺栓相连，清选传动带轮I502安装在清选传动轴I501上，清选轴承I503支撑清选传动轴I501位于清选轴承I503和清选传感器连接法兰I507之间，清选传动带轮II505安装在清选传动轴II506端头，清选轴承II504支撑清选传动轴II506位于清选传感器连接法兰II509和清选传动带轮II505之间。

电阻应变片601安装在底盘驱动轴602上，双模块安装支架605位于底盘驱动轴602一端，扭矩采集模块603和电源模块606位于双模块安装支架605内，应变片信号线607通过空心螺栓604内部与阻应变片601、扭矩采集模块603和电源模块606相连。

中间轴传感器联轴器I704固定在发动机动力输出轴708端头，发动机动力输出带轮701安装在发动机动力输出轴708另一端头，中间轴支撑轴承I702和中间轴支撑轴承II703共同支撑发动机动力输出轴708；中间轴传感器联轴器II705固定在中间轴传动轴7013端头，中间轴传动链轮7014安装在中间轴传动轴7013另一端，中间轴传动带轮707位于中间轴传动链轮7014一侧，中间轴支撑轴承IV706和中间轴支撑轴承III7012共同支撑中间轴传动轴7013并位于中间轴传感器联轴器II705和中间轴传动带轮707之间；轴式扭矩转速传感器联轴器I709固定在中间轴轴式扭矩转速传感器7010一端的轴上，轴式扭矩转速传感器联轴器II7011固定在中间轴轴式扭矩转速传感器7010另一端的轴上；中间轴传感器联轴器I704与轴式扭矩转速传感器联轴器I709通过螺栓相连，轴式扭矩转速传感器联轴器II7011与中间轴传感器联轴器II705通过螺栓相连。

数据采集器801、信号处理显示器802、信号转换器803、无线信号接收器804均位于联合收割机驾驶室内；无线信号接收器804接收扭矩采集模块603通过无线信号发射的信号，并传输到信号处理显示器802内。

割台盘式扭矩转速传感器108由割台信号传输线与信号转换器803相连，输送槽盘式扭矩转速传感器204由输送槽信号传输线与信号转换器803相连，第I脱粒滚筒盘式扭矩转速传感器303由第I脱粒滚筒信号传输线与信号转换器803相连，第II脱粒滚筒盘式扭矩转速传感器403由第II脱粒滚筒信号传输线与信号转换器803相连，清选盘式扭矩转速传感器508由清选装置信号传输线与信号转换器803相连，中间轴轴式扭矩转速传感器7010由中间轴信号传输线与信号转换器803相连；信号转换器803与数据采集器801相连，数据采集器801与信号处理显示器802相连。

下面结合附图对本发明具体型号的一种履带式联合收割机动力分配测试系统具体实施过程作进一步说明。

如图1所示，一种履带式联合收割机动力分配测试系统包括割台载荷测试系统、输送槽载荷测试系统、第I脱粒滚筒载荷测试系统、第II脱粒滚筒载荷测试系统、清选装置载荷测试系统、行走底盘载荷测试系统、发动机动力输出载荷测试系统、信号接收与处理系统。

如图2所示，割台载荷测试系统由割台传动轴I、割台传动链轮、割台轴承I、割台轴承II、割台传动带轮、割台传动轴II、割台传感器连接法兰I、割台盘式扭矩转速传感器、割台传感器连接法兰II、割台信号传输线组成；割台传感器连接法兰I固定在割台传动轴I端头，割台传感器连接法兰II固定在割台传动轴II端头，割台传感器连接法兰I与割台传感器连接法兰II位于割台盘式扭矩转速传感器两侧并通过螺栓相连；割台传动链轮固定在割台传动轴I中部，割台轴承I用于支撑割台传动轴I，位于割台传动链轮与割台传感器连接法兰I之间；割台传动带轮固定在割台传动轴II端头，割台轴承II用于支撑割台传动轴II，位于在割台传动带轮与割台传感器连接法兰II之间。

如图3所示，输送槽载荷测试系统由输送槽传动轴I、输送槽传动带轮、输送槽传感器连接法兰I、输送槽盘式扭矩转速传感器、输送槽传感器连接法兰II、输送槽传动链轮、输送槽动力输入轴II、输送槽信号传输线组成；输送槽传感器连接法兰I固定在输送槽传动轴I端头，输送槽传感器连接法兰II固定在输送槽动力输入轴II端头，输送槽传感器连接法兰I与输送槽传感器连接法兰II位于输送槽盘式扭矩转速传感器两侧并通过螺栓与相连，输送槽传动带轮安装在输送槽传动轴I上，位于输送槽传感器连接法兰I一侧，输送槽传动链轮安装在输送槽动力输入轴II端头，位于输送槽传感器连接法兰II一侧。

如图4所示，第I脱粒滚筒载荷测试系统由第I脱粒滚筒传动轴I、第I脱粒滚筒传感器连接法兰I、第I脱粒滚筒盘式扭矩转速传感器、第I脱粒滚筒传感器连接法兰II、第I脱粒滚筒传动轴II、第I脱粒滚筒传动链轮、第I脱粒滚筒信号传输线；第I脱粒滚筒传感器连接法兰I固定在第I脱粒滚筒传动轴I端头，第I脱粒滚筒传感器连接法兰II固定在第I脱粒滚筒传动轴II端头，第I脱粒滚筒传感器连接法兰I与第I脱粒滚筒传感器连接法兰II位于第I脱粒滚筒盘式扭矩转速传感器两侧并通过螺栓相连，第I脱粒滚筒传动链轮安装在第I脱粒滚筒传动轴II上，位于第I脱粒滚筒传感器连接法兰II一侧。

如图5所示，第II脱粒滚筒载荷测试系统由第II脱粒滚筒传动轴I、第II脱粒滚筒传感器连接法兰I、第II脱粒滚筒盘式扭矩转速传感器、第II脱粒滚筒传感器连接法兰II、第II脱粒滚筒传动链轮、第II脱粒滚筒传动轴II、第II脱粒滚筒信号传输线组成；第II脱粒滚筒传感器连接法兰I固定在第II脱粒滚筒传动轴I端头，第II脱粒滚筒传感器连接法兰II固定在第II脱粒滚筒传动轴II端头，第II脱粒滚筒传感器连接法兰I与第II脱粒滚筒传感器连接法兰II位于第II脱粒滚筒盘式扭矩转速传感器两侧并通过螺栓相连，第II脱粒滚筒传动链轮安装在第II脱粒滚筒传动轴II端头，位于第II脱粒滚筒传感器连接法兰II的一侧。

如图6所示，清选装置载荷测试系统由清选传动轴I、清选传动带轮I、清选轴承I、清选轴承II、清选传动带轮II、清选传动轴II、清选传感器连接法兰I、清选盘式扭矩转速传感器、清选传感器连接法兰II、清选装置信号传输线组成；清选传感器连接法兰I固定在清选传动轴I端头，清选传感器连接法兰II固定在清选传动轴II端头，清选传感器连接法兰I与清选传感器连接法兰II位于清选盘式扭矩转速传感器两侧并通过螺栓相连，清选传动带轮I安装在清选传动轴I上，清选轴承I支撑清选传动轴I位于清选轴承I和清选传感器连接法兰I之间，清选传动带轮II安装在清选传动轴II端头，清选轴承II支撑清选传动轴II位于清选传感器连接法兰II和清选传动带轮II之间。

如图7所示，行走底盘载荷测试系统由电阻应变片、底盘驱动轴、扭矩采集模块、空心螺栓、双模块安装支架、电源模块、应变片信号线组成；电阻应变片安装在底盘驱动轴上，双模块安装支架位于底盘驱动轴一端，扭矩采集模块和电源模块位于双模块安装支架内，应变片信号线通过空心螺栓内部与阻应变片、扭矩采集模块和电源模块相连。

如图8所示，发动机动力输出载荷测试系统由发动机动力输出带轮、中间轴支撑轴承I、中间轴支撑轴承II、中间轴传感器联轴器I、中间轴传感器联轴器II、中间轴支撑轴承IV、中间轴传动带轮、发动机动力输出轴、轴式扭矩转速传感器联轴器I、中间轴轴式扭矩转速传感器、轴式扭矩转速传感器联轴器II、中间轴支撑轴承III、中间轴传动轴、中间轴传动链轮、中间轴信号传输线组成；中间轴传感器联轴器I固定在发动机动力输出轴端头，发动机动力输出带轮安装在发动机动力输出轴另一端头，中间轴支撑轴承I和中间轴支撑轴承II共同支撑发动机动力输出轴；中间轴传感器联轴器II固定在中间轴传动轴端头，中间轴传动链轮安装在中间轴传动轴另一端，中间轴传动带轮位于中间轴传动链轮一侧，中间轴支撑轴承IV和中间轴支撑轴承III共同支撑中间轴传动轴并位于中间轴传感器联轴器II和中间轴传动带轮之间；轴式扭矩转速传感器联轴器I固定在中间轴轴式扭矩转速传感器一端的轴上，轴式扭矩转速传感器联轴器II固定在中间轴轴式扭矩转速传感器另一端的轴上；中间轴传感器联轴器I与轴式扭矩转速传感器联轴器I通过螺栓相连，轴式扭矩转速传感器联轴器II与中间轴传感器联轴器II通过螺栓相连。

如图9所示，无线信号接收器接收扭矩采集模块通过无线信号发射的信号，并传输到信号处理显示器内。

如图10所示，割台盘式扭矩转速传感器108由割台信号传输线与信号转换器803相连，输送槽盘式扭矩转速传感器204由输送槽信号传输线与信号转换器803相连，第I脱粒滚筒盘式扭矩转速传感器303由第I脱粒滚筒信号传输线与信号转换器803相连，第II脱粒滚筒盘式扭矩转速传感器403由第II脱粒滚筒信号传输线与信号转换器803相连，清选盘式扭矩转速传感器508由清选装置信号传输线与信号转换器803相连，中间轴轴式扭矩转速传感器7010由中间轴信号传输线与信号转换器803相连；信号转换器803与数据采集器801相连，数据采集器801与信号处理显示器802相连。

该型号的一种履带式联合收割机动力分配测试系统具体实施过程为，首先对联合收割机上各传动轴和零部件进行相应的改造，将需要测量载荷的传动轴断开并设计两根短轴，用法兰盘或者联轴器将短轴和传感器联接；再将履带上驱动轮挡圈改造设计为双模块安装支架，并使用经过改造的螺栓（有中心通孔）将其紧固到驱动半轴上，则该支架既可发挥挡圈的作用又可作为电源模块和扭矩采集模块的安装支架，使电源模块和扭矩采集模块与驱动半轴一起以相同的速度转动；同时应变片引线从螺栓的中心孔穿出并与扭矩采集模块上的接线柱相连接；由传感器负责采集各参数的动态信号，数据采集显示装置负责完成对数据的采集、处理和显示；整机装配完成后，进行传感器的布线和连接，为了避免线的抖动可能带来的信号误差和事故，所有传输线均沿着收割机机壁布置，并用扎丝固定；所有传输线最终均从驾驶室后方进入，与驾驶室内的数据记录仪相连接；确定所有连接无误后开机检测，各通道数值显示正常，在收割机各传动轴没有载荷的情况下对各通道进行置零。

在履带式联合收割机上割台、输送槽、第I脱粒滚筒、第II脱粒滚筒、发动机中间轴、行走扭矩转速传感器信号线、半轴扭矩转速无线测试系统安装完成之后，打开电源和计算机，在计算机上正确安装与采集模块匹配的信号测试分析软件并进行调试。具体步骤如下：1）按照扭矩/转速采集模块的IP地址重新设置计算机的IP地址；2）打开信号测试分析软件，查找并连接到设备后新建一个项目；3）根据扭矩采集模块和转速采集模块的网络名（SSID）和安装位置将左/右两行走半轴的扭矩和转速通道分别进行配对，确保两行走半轴的扭矩和转速信号准确；4）设置传感器的通道参数和采样参数；5）对扭矩和转速传感器进行无线遥控平衡、清零等设置；6）开始采样，并启动履带式联合收割机进行其行走半轴扭矩和转速信号的测试。

该型号的一种履带式联合收割机动力分配测试系统可用于履带式联合收割机田间稻麦收获时各工作部件的动力分配检测，检测设备制造成本低、安装拆卸方便、检测方法及结果处理智能化程度高。

Claims (10)

1.一种履带式联合收割机动力分配测试系统，其特征在于，包括割台载荷测试系统（1）、输送槽载荷测试系统（2）、第I脱粒滚筒载荷测试系统（3）、第II脱粒滚筒载荷测试系统（4）、清选装置载荷测试系统（5）、行走底盘载荷测试系统（6）、发动机动力输出载荷测试系统（7）、信号接收与处理系统（8）；

割台载荷测试系统（1）由割台传动轴I（101）、割台传动链轮（102）、割台轴承I（103）、割台轴承II（104）、割台传动带轮（105）、割台传动轴II（106）、割台传感器连接法兰I（107）、割台盘式扭矩转速传感器（108）、割台传感器连接法兰II（109）组成；

输送槽载荷测试系统（2）由输送槽传动轴I（201）、输送槽传动带轮（202）、输送槽传感器连接法兰I（203）、输送槽盘式扭矩转速传感器（204）、输送槽传感器连接法兰II（205）、输送槽传动链轮（206）、输送槽动力输入轴II（207）组成；

第I脱粒滚筒载荷测试系统（3）由第I脱粒滚筒传动轴I（301）、第I脱粒滚筒传感器连接法兰I（302）、第I脱粒滚筒盘式扭矩转速传感器（303）、第I脱粒滚筒传感器连接法兰II（304）、第I脱粒滚筒传动轴II（305）、第I脱粒滚筒传动链轮（306）组成；

第II脱粒滚筒载荷测试系统（4）由第II脱粒滚筒传动轴I（401）、第II脱粒滚筒传感器连接法兰I（402）、第II脱粒滚筒盘式扭矩转速传感器（403）、第II脱粒滚筒传感器连接法兰II（404）、第II脱粒滚筒传动链轮（405）、第II脱粒滚筒传动轴II（406）组成；

清选装置载荷测试系统（5）由清选传动轴I（501）、清选传动带轮I（502）、清选轴承I（503）、清选轴承II（504）、清选传动带轮II（505）、清选传动轴II（506）、清选传感器连接法兰I（507）、清选盘式扭矩转速传感器（508）、清选传感器连接法兰II（509）组成；

行走底盘载荷测试系统（6）由电阻应变片（601）、底盘驱动轴（602）、扭矩采集模块（603）、空心螺栓（604）、双模块安装支架（605）、电源模块（606）、应变片信号线（607）组成；

发动机动力输出载荷测试系统（7）由发动机动力输出带轮（701）、中间轴支撑轴承I（702）、中间轴支撑轴承II（703）、中间轴传感器联轴器I（704）、中间轴传感器联轴器II（705）、中间轴支撑轴承IV（706）、中间轴传动带轮（707）、发动机动力输出轴（708）、轴式扭矩转速传感器联轴器I（709）、中间轴轴式扭矩转速传感器（7010）、轴式扭矩转速传感器联轴器II（7011）、中间轴支撑轴承III（7012）、中间轴传动轴（7013）、中间轴传动链轮（7014）组成；

信号接收与处理系统（8）由数据采集器（801）、信号处理显示器（802）、信号转换器（803）、无线信号接收器（804）组成。

2.根据权利要求1所述的一种履带式联合收割机动力分配测试系统，其特征在于，割台传感器连接法兰I（107）固定在割台传动轴I（101）端头，割台传感器连接法兰II（109）固定在割台传动轴II（106）端头，割台传感器连接法兰I（107）与割台传感器连接法兰II（109）位于割台盘式扭矩转速传感器（108）两侧并通过螺栓相连；割台传动链轮（102）固定在割台传动轴I（101）中部，割台轴承I（103）用于支撑割台传动轴I（101），位于割台传动链轮（102）与割台传感器连接法兰I（107）之间；割台传动带轮（105）固定在割台传动轴II（106）端头，割台轴承II（104）用于支撑割台传动轴II（106），位于在割台传动带轮（105）与割台传感器连接法兰II（109）之间。

3.根据权利要求1所述的一种履带式联合收割机动力分配测试系统，其特征在于，输送槽传感器连接法兰I（203）固定在输送槽传动轴I（201）端头，输送槽传感器连接法兰II（205）固定在输送槽动力输入轴II（207）端头，输送槽传感器连接法兰I（203）与输送槽传感器连接法兰II（205）位于输送槽盘式扭矩转速传感器（204）两侧并通过螺栓与相连，输送槽传动带轮（202）安装在输送槽传动轴I（201）上，位于输送槽传感器连接法兰I（203）一侧，输送槽传动链轮（206）安装在输送槽动力输入轴II（207）端头，位于输送槽传感器连接法兰II（205）一侧。

4.根据权利要求1所述的一种履带式联合收割机动力分配测试系统，其特征在于，第I脱粒滚筒传感器连接法兰I（302）固定在第I脱粒滚筒传动轴I（301）端头，第I脱粒滚筒传感器连接法兰II（304）固定在第I脱粒滚筒传动轴II（305）端头，第I脱粒滚筒传感器连接法兰I（302）与第I脱粒滚筒传感器连接法兰II（304）位于第I脱粒滚筒盘式扭矩转速传感器（303）两侧并通过螺栓相连，第I脱粒滚筒传动链轮（306）安装在第I脱粒滚筒传动轴II（305）上，位于第I脱粒滚筒传感器连接法兰II（304）一侧。

5.根据权利要求1所述的一种履带式联合收割机动力分配测试系统，其特征在于，第II脱粒滚筒传感器连接法兰I（402）固定在第II脱粒滚筒传动轴I（401）端头，第II脱粒滚筒传感器连接法兰II（404）固定在第II脱粒滚筒传动轴II（406）端头，第II脱粒滚筒传感器连接法兰I（402）与第II脱粒滚筒传感器连接法兰II（404）位于第II脱粒滚筒盘式扭矩转速传感器（403）两侧并通过螺栓相连，第II脱粒滚筒传动链轮（405）安装在第II脱粒滚筒传动轴II（406）端头，位于第II脱粒滚筒传感器连接法兰II（404）的一侧。

6.根据权利要求1所述的一种履带式联合收割机动力分配测试系统，其特征在于，清选传感器连接法兰I（507）固定在清选传动轴I（501）端头，清选传感器连接法兰II（509）固定在清选传动轴II（506）端头，清选传感器连接法兰I（507）与清选传感器连接法兰II（509）位于清选盘式扭矩转速传感器（508）两侧并通过螺栓相连，清选传动带轮I（502）安装在清选传动轴I（501）上，清选轴承I（503）支撑清选传动轴I（501）位于清选轴承I（503）和清选传感器连接法兰I（507）之间，清选传动带轮II（505）安装在清选传动轴II（506）端头，清选轴承II（504）支撑清选传动轴II（506）位于清选传感器连接法兰II（509）和清选传动带轮II（505）之间。

7.根据权利要求1所述的一种履带式联合收割机动力分配测试系统，其特征在于，电阻应变片（601）安装在底盘驱动轴（602）上，双模块安装支架（605）位于底盘驱动轴（602）一端，扭矩采集模块（603）和电源模块（606）位于双模块安装支架（605）内，应变片信号线（607）通过空心螺栓（604）内部与阻应变片（601）、扭矩采集模块（603）和电源模块（606）相连。

8.根据权利要求1所述的一种履带式联合收割机动力分配测试系统，其特征在于，中间轴传感器联轴器I（704）固定在发动机动力输出轴（708）端头，发动机动力输出带轮（701）安装在发动机动力输出轴（708）另一端头，中间轴支撑轴承I（702）和中间轴支撑轴承II（703）共同支撑发动机动力输出轴（708）；中间轴传感器联轴器II（705）固定在中间轴传动轴（7013）端头，中间轴传动链轮（7014）安装在中间轴传动轴（7013）另一端，中间轴传动带轮（707）位于中间轴传动链轮（7014）一侧，中间轴支撑轴承IV（706）和中间轴支撑轴承III（7012）共同支撑中间轴传动轴（7013）并位于中间轴传感器联轴器II（705）和中间轴传动带轮（707）之间；轴式扭矩转速传感器联轴器I（709）固定在中间轴轴式扭矩转速传感器（7010）一端的轴上，轴式扭矩转速传感器联轴器II（7011）固定在中间轴轴式扭矩转速传感器（7010）另一端的轴上；中间轴传感器联轴器I（704）与轴式扭矩转速传感器联轴器I（709）通过螺栓相连，轴式扭矩转速传感器联轴器II（7011）与中间轴传感器联轴器II（705）通过螺栓相连。

9.根据权利要求1～8所述的任意一种履带式联合收割机动力分配测试系统，其特征在于，割台盘式扭矩转速传感器（108）由割台信号传输线与信号转换器（803）相连，输送槽盘式扭矩转速传感器（204）由输送槽信号传输线与信号转换器（803）相连，第I脱粒滚筒盘式扭矩转速传感器（303）由第I脱粒滚筒信号传输线与信号转换器（803）相连，第II脱粒滚筒盘式扭矩转速传感器（403）由第II脱粒滚筒信号传输线与信号转换器（803）相连，清选盘式扭矩转速传感器（508）由清选装置信号传输线与信号转换器（803）相连，中间轴轴式扭矩转速传感器（7010）由中间轴信号传输线与信号转换器（803）相连；信号转换器（803）与数据采集器（801）相连，数据采集器（801）与信号处理显示器（802）相连。

10.根据权利要求1～9所述的任意一种履带式联合收割机动力分配测试系统，其特征在于，数据采集器（801）、信号处理显示器（802）、信号转换器（803）、无线信号接收器（804）均位于联合收割机驾驶室内；无线信号接收器（804）接收扭矩采集模块（603）通过无线信号发射的信号，并传输到信号处理显示器（802）内。

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