CN105675308A - 一种海底履带式作业车行走牵引通过性能评价测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海底履带式作业车行走牵引通过性能评价测试系统，包括机架、土槽、履带系统、悬挂位移系统和传感测量系统，所述的土槽内设有模拟海底稀软土质，土槽安装于机架下部，悬挂位移系统设于机架上部，履带系统设于土槽内并通过悬挂位移系统沿土槽内行走，所述的传感测量系统安装于机架及履带系统上。

Description

一种海底履带式作业车行走牵引通过性能评价测试系统

技术领域

本发明涉及一种海底履带式作业车行走牵引通过性能的评价测试系统。

背景技术

海底履带式作业车由于其牵引力大、接地比压小、承载能力强、操控性能良好，特别适合于海底等稀软底质上的大范围自由行走作业，可应用于海底探测、海底电缆铺设、海底疏浚以及海底矿产资源开采等海底或水下工程作业领域，具有重要的应用价值与广泛的应用前景。海底履带式作业车的行走牵引通过性能是衡量其综合作业性能与评价其设计优劣的最重要指标之一，并直接决定了其海底行走作业的安全性能。由于海上原位物理实验难度大、投资高、风险大，海底履带式作业车的行走牵引通过性能难以通过原位实验进行测试与评价。

发明内容

为了解决目前难以对海底履带式作业车牵引通过性能进行海底原位实验的技术问题，本发明提供一种可方便有效的对海底履带式作业车牵引通过性能进行全面测试与评价的实验室模拟实验系统。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案是，一种海底履带式作业车行走牵引通过性能评价测试系统，包括机架、土槽、履带系统、悬挂位移系统和传感测量系统，所述的土槽内设有模拟海底稀软土质，土槽安装于机架下部，悬挂位移系统设于机架上部，履带系统设于土槽内并通过悬挂位移系统沿土槽内行走，所述的传感测量系统安装于机架及履带系统上；

所述的履带系统包括履带板、传动带装置、驱动电机、活动支架、活动板、两根导杆和连接件，所述的连接件一端连接设于机架上部的悬挂位移系统，另一端分别连接两根竖直设置的导杆，履带板固定悬吊于活动支架的底部，活动支架设有两个通孔，分别穿套于两根导杆上，导杆底部设有用于防止活动支架脱出的限位环，活动板设置于活动支架上，驱动电机固定于活动板上并通过传动带装置连接以驱动履带板；

所述的悬挂位移系统包括两根导轨、导向滑块和连接杆，所述的两根导轨平行架设于机架上，导向滑块卡装于导轨上，连接杆的一端固定于导向滑块的底端，另一端连接连接件；

所述的传感测量系统包括沉陷位移传感器、压力传感器、扭矩传感器和激光位移传感器，所述的沉陷位移传感器水平设置于履带系统的一侧，压力传感器设置于活动板与活动支架之间，扭矩传感器设置于履带板与传动带装置的连接处，激光位移传感器设置于机架顶部并监测导向滑块的运动。

所述的一种海底履带式作业车行走牵引通过性能评价测试系统，所述的土槽底部设有坡度调整装置以改变土槽的倾斜角度，所述的坡度调整装置包括液压油缸、角度传感器和铰接件，所述的铰接件设置于土槽底部且将土槽分为水平段和可调坡度段，所述的液压油缸设置于可调坡度段下方且一端固定于机架上，另一端固定于可调坡度段的底部以顶起可调坡度段绕铰接件转动，所述的角度传感器设置于铰接件处以测量可调坡度段与水平面间的角度。

所述的一种海底履带式作业车行走牵引通过性能评价测试系统，所述的连接件为三角状的铰接架，铰接架的一个端点铰接连接连接杆，另两个端点分别连接两根导轨。

所述的一种海底履带式作业车行走牵引通过性能评价测试系统，还包括配重加载台，配重加载台罩于驱动电机上。

所述的一种海底履带式作业车行走牵引通过性能评价测试系统，所述的驱动电机为步进电机。

本发明的技术效果在于，通过该实验系统参数化调节海底履带式作业车履带驱动系统结构及法向加载载荷以及地面坡度等，全面测量与评价不同边界条件下履带式作业车在海底稀软底质上的行走牵引力、牵引系数与牵引效率等，分析海底履带式作业车结构参数及外界载荷对其行走牵引通过性能的影响规律，提出海底履带式作业车结构优化设计方案，为实际海底履带式作业车设计与性能评估优化提供参考。

下面结合附图对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明水平测试主视图；

图2为本发明坡度测试主视图；

图3为本发明履带系统牵引行走部分局部视图；

其中101为机架、102为土槽、103为模拟海底稀软土质、104为履带板、105为扭矩传感器、106为沉陷位移传感器、107为压力传感器、108为步进电机、109为同步带、110为配重加载台、111为导杆、112为铰接架、113为导向滑块、114为导轨、115为激光位移传感器、201为角度传感器、202为液压油缸、302为活动支架、303为同步带轮、304为活动板

具体实施方式

参见图1、图2、图3，本实施例包括机架、土槽、履带系统、悬挂位移系统和传感测量系统，土槽内设有模拟海底稀软土质，土槽安装于机架下部，悬挂位移系统设于机架上部，履带系统设于土槽内并通过悬挂位移系统沿土槽内行走，传感测量系统安装于机架及履带系统上；

履带系统包括履带板、传动带装置、驱动电机、活动支架、活动板、两根导杆和连接件，连接件一端连接设于机架上部的悬挂位移系统，另一端分别连接两根竖直设置的导杆，履带板固定悬吊于活动支架的底部，活动支架设有两个通孔，分别穿套于两根导杆上，导杆底部设有用于防止活动支架脱出的限位环，活动板设置于活动支架上，驱动电机固定于活动板上并通过传动带装置连接以驱动履带板；

悬挂位移系统包括两根导轨、导向滑块和连接杆，两根导轨平行架设于机架上，导向滑块卡装于导轨上，连接杆的一端固定于导向滑块的底端，另一端连接连接件；

传感测量系统包括沉陷位移传感器、压力传感器、扭矩传感器和激光位移传感器，沉陷位移传感器水平设置于履带系统的一侧，压力传感器设置于活动板与活动支架之间，扭矩传感器设置于履带板与传动带装置的连接处，激光位移传感器设置于机架顶部并监测导向滑块的运动。

为了实现不同坡度的测试，土槽底部设有坡度调整装置以改变土槽的倾斜角度，坡度调整装置包括液压油缸、角度传感器和铰接件，铰接件设置于土槽底部且将土槽分为水平段和可调坡度段，液压油缸设置于可调坡度段下方且一端固定于机架上，另一端固定于可调坡度段的底部以顶起可调坡度段绕铰接件转动，角度传感器设置于铰接件处以测量可调坡度段与水平面间的角度。

为了便于履带板在不同坡度情况下行走时，也能稳定的连接在悬挂位移系统上，本实施例的连接件为三角状的铰接架，铰接架的一个端点铰接连接连接杆，另两个端点分别连接两根导轨，这样能够使履带板在爬坡时，也能稳定的连接在悬挂位移系统上。

为了模拟不同的配重情况下的行走状态，本实施例还包括配重加载台，配重加载台罩于驱动电机上，在需要进行负重测试时，将配重块放入至配重加载台中，即可实现不同负重情况下的测试。

为了便于准确控制履带板的移动，驱动电机为步进电机

在进行测试时，土槽102安装于机架101上，并装有适量模拟稀软土质103，履带板104由步进电机108连接同步带109通过扭矩传感器105牵引驱动，沉陷位移传感器106置于履带系统一侧，压力传感器107连接履带系统及系统上部机构并通过配重台110改变履带系统受力，导向滑块113通过铰接架112带动系统沿导轨114运动，激光位移传感器115用以测试系统水平位移，激光位移传感器的发射端固定在机架顶部的一侧，在导向滑块上装有反射件，通过激光位移传感器照射反射件来对履带系统进行位移监测。

参见图2，所述液压油缸202安装连接于土槽102可调坡度段下方，角度传感器201安装于土槽的铰接件处，测试系统通过铰接架112连接导向滑块113沿导轨114方向运动，其余测试同水平位置一致。

参见图3，所述履带系统104由步进电机108通过同步带轮303及同步带301驱动并连接扭矩传感器105，活动支架302连接履带系统并通过压力传感器107连接支撑其余测试系统，沉陷位移传感器106置于履带系统一侧并与履带系统保持平行，配重加载台110安装于压力传感器107上方的活动板304，导杆111通过铰接架112活动式连接于活动支架。

整个测试系统可实现水平测试及坡度测试，履带系统由固定于履带上方的步进电机直接通过同步带牵引驱动并由连接的扭矩传感器测试扭矩，沉陷位移传感器固定于电机另一侧并与履带系统保持水平以测试相应沉陷量，压力传感器固定于活动支架并支撑连接其以上系统，通过配重加载台添减配重块以测试履带系统所受相应载荷，导杆通过铰接架连接导向滑块带动整个测试系统沿导轨方向运动，并通过固定于机架上的激光位移传感器测试系统位移。

Claims (5)

1.一种海底履带式作业车行走牵引通过性能评价测试系统，其特征在于，包括机架、土槽、履带系统、悬挂位移系统和传感测量系统，所述的土槽内设有模拟海底稀软土质，土槽安装于机架下部，悬挂位移系统设于机架上部，履带系统设于土槽内并通过悬挂位移系统沿土槽内行走，所述的传感测量系统安装于机架及履带系统上；

所述的履带系统包括履带板、传动带装置、驱动电机、活动支架、活动板、导杆和连接件，所述的连接件一端连接设于机架上部的悬挂位移系统，另一端分别连接两根竖直设置的导杆，履带板固定悬吊于活动支架的底部，活动支架设有两个通孔，分别穿套于两根导杆上，导杆底部设有用于防止活动支架脱出的限位环，活动板设置于活动支架上，驱动电机固定于活动板上并通过传动带装置连接以驱动履带板；

所述的悬挂位移系统包括两根导轨、导向滑块和连接杆，所述的两根导轨平行架设于机架上，导向滑块卡装于导轨上，连接杆的一端固定于导向滑块的底端，另一端连接连接件；

所述的传感测量系统包括沉陷位移传感器、压力传感器、扭矩传感器和激光位移传感器，所述的沉陷位移传感器水平设置于履带系统的一侧，压力传感器设置于活动板与活动支架之间，扭矩传感器设置于履带板与传动带装置的连接处，激光位移传感器设置于机架顶部并监测导向滑块的运动。

2.根据权利要求1所述的一种海底履带式作业车行走牵引通过性能评价测试系统，其特征在于，所述的土槽底部设有坡度调整装置以改变土槽的倾斜角度，所述的坡度调整装置包括液压油缸、角度传感器和铰接件，所述的铰接件设于土槽底部且将土槽分为水平段和可调坡度段，所述的液压油缸设置于可调坡度段下方且一端固定于机架上，另一端固定于可调坡度段的底部以顶起可调坡度段绕铰接件转动，所述的角度传感器设置于铰接件处以测量可调坡度段与水平面间的角度。

3.根据权利要求2所述的一种海底履带式作业车行走牵引通过性能评价测试系统，其特征在于，所述的连接件为三角状的铰接架，铰接架的一个端点铰接连接连接杆，另两个端点分别连接两根导轨。

4.根据权利要求1所述的一种海底履带式作业车行走牵引通过性能评价测试系统，其特征在于，还包括配重加载台，配重加载台罩于驱动电机上。

5.根据权利要求1所述的一种海底履带式作业车行走牵引通过性能评价测试系统，其特征在于，所述的驱动电机为步进电机。