CN106017966A - 一种适用于土槽试验台的行走台车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于土槽试验台的行走台车，包括车轮、车架、驱动装置、传动与制动机构，其特征在于，所述驱动装置设有一变频调速双向电机，所述变频调速双向电机的动力输出轴通过一双离合器变速箱与传动机构连接。本发明行走台车通过设置两档离合器和改进传动路径，增大车体的速度调整范围，使车体既可用于对开沟等低速重载作业的土槽试验模拟，也可用于播种等高速轻载作业的土槽试验模拟，且本发明行走台车传动稳定，结构设计新颖，规划合理，节省空间且易于实现。

Description

一种适用于土槽试验台的行走台车

技术领域

本发明涉及一种农业机械技术领域，具体为一种适用于土槽试验台的行走台车。

背景技术

农机具土槽试验是对农田作业机械整机或工作部件进行试验的有效手段，对于农业装备新产品的研究开发具有重要的意义。土槽试验台主要用于耕耘机械、播种机械、移栽机械、挖掘式收获机械等整机或工作部件的试验研究和性能测试，具有前进速度、水平阻力、垂直受力、侧向受力、转速、扭矩、耕深（以及播种深、施肥深）等性能或状态参数基于虚拟仪器系统的多路信号采集与实时数据处理功能。与田间试验相比，土槽试验台具有费用少，条件可控，能缩短研究周期等优点。现有土槽试验台的形式基本有二种：一种是土槽移动，试验部件相对固定；另一种是土槽不动，试验部件沿土槽移动，它与田间作业情况较相似，相对而言，前者多为小型土槽，后者大多为大型土槽。

发明内容

本发明的技术目的是提供一种适用于带动试验部件沿土槽移动的土槽试验台的行走台车，可满足土槽试验对不同载重作业形式的动力模拟需求。

为实现上述技术目的，本发明提供的技术方案为：

一种适用于土槽试验台的行走台车，包括车轮、车架、驱动装置、传动与制动机构，其特征在于，所述驱动装置设有一变频调速双向电机，所述变频调速双向电机的动力输出轴通过一双离合器变速箱与传动机构连接；

所述双离合器变速箱的箱体内设有传动齿轮组以及以相背的方式串接在双离合器变速箱输入轴上的第一离合器和第二离合器，所述第一离合器、第二离合器均为电磁离合器；

所述传动齿轮组包括固定在第一离合器从动盘上的第一齿轮，固定在第二离合器从动盘上的第二齿轮，固定在第一过渡轴上的第三齿轮、第四齿轮和第五齿轮，固定在双离合器变速箱输出轴上的第十齿轮，所述第一齿轮与第三齿轮啮合，第二齿轮与第四齿轮啮合，所述第一齿轮分度圆直径大于第二齿轮，第四齿轮的分度圆直径大于所述第三齿轮与第四齿轮，所述第一过渡轴与输出轴之间还设有一个以上的中间过渡轴，每个中间过渡轴上均设有两个齿轮，包括一动力输入端齿轮和一动力输出端齿轮，且在同一中间过渡轴上和相邻中间过渡轴间，动力输入端的齿轮分度圆直径均大于动力输出端齿轮的分度圆直径；所述第五齿轮与一中间过渡轴上的动力输入端齿轮啮合，且分度圆直径小于该齿轮；所述第十齿轮与一中间过渡轴上的动力输出端齿轮啮合，且分度圆直径大于该齿轮。

在上述方案的基础上，进一步改进或优选的技术方案还包括：

设所述第十齿轮和与其啮合的中间过渡轴齿轮的模数为M1，所述第五齿轮和其余中间过渡轴上的齿轮的模数为M2，第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮的模数为M3，则M1>M2>M3。

所述第一离合器、第二离合器的主动盘之间通过隔套隔开。

本发明行走台车采用四轮驱动，以增加台车对轨道的附着力。所述传动机构包括连接两前轮的前轮轴、连接两后轮的后轮轴以及连接前轮轴与后轮轴的万向传动轴，所述万向传动轴两端分别设有铰链连接结构，并通过双锥齿轮与前轮轴、后轮轴传动连接，所述双离合器变速箱输出轴与所述前轮轴连接，驱动前轮轴转动，所述前轮轴通过双锥齿轮带动万向传动轴转动，并由万向传动轴带动后轮轴转动。

所述制动机构包括制动盘和电磁钳盘式制动器，所述制动盘固定安装在所述前轮轴上，其外侧盘体位于电磁钳盘式制动器的钳口处，所述电磁钳盘式制动器得电时钳口释放，失电时钳口夹紧，以策行驶中意外断电时安全制动。

所述变频调速双向电机安装在车架上，位于一侧前轮的上方，所述双离合器变速箱的输入轴、第一过渡轴、中间过渡轴与输出轴由上至下依次排列，且轴心位于同一竖向线上。

所述双离合器变速箱的箱体顶部设有通过吊环螺栓固定的端盖，所述端盖上设有透气塞。

有益效果：

本发明行走台车通过设置两档离合器和改进传动路径，增大车体的速度调整范围，使车体既可用于对开沟等低速重载作业的土槽试验模拟，也可用于播种等高速轻载作业的土槽试验模拟。本发明行走台车结构设计新颖，规划合理，节省空间，易于实现，且传动稳定。

附图说明

图1为双离合器变速箱的结构示意图；

图2为双离合器变速箱的剖面结构示意图；

图3为传动与制动机构的俯视结构示意图；

图4为传动与制动机构的侧视结构示意图；

图5为本发明行走台车的结构示意图；

图6为土槽试验台的结构示意图。

具体实施方式

为了进一步阐明本发明的技术方案与技术目的，下面结合附图与具体实施例对本发明做进一步的介绍。

如图1至图5所示，一种适用于土槽试验台的行走台车，设计为四轮驱动，包括车轮、车架、驱动装置、传动与制动机构等组成部分，设计行驶速度为0.13～2.5米/秒，相当于0.468～9km/h，牵引力≥2500N。

所述驱动装置为一7.5KW的变频调速双向电机1，所述变频调速双向电机1的动力输出轴通过一双离合器变速箱2与传动机构连接，如图5所示。

所述双离合器变速箱2设计为两档变速，分高速档和低速档。双离合器变速箱2的箱体内设有第一离合器201、第二离合器202和传动齿轮组，所述第一离合器201、第二离合器202均采用电磁离合器，以相背的方式串接在双离合器变速箱输入轴215上，即两电磁离合器的主动盘相近，从动盘相远，所述第一离合器201、第二离合器202的主动盘之间通过隔套隔开。

所述传动齿轮组包括固定在第一离合器201从动盘上的第一齿轮217，固定在第二离合器202从动盘上的第二齿轮203，固定在第一过渡轴214上的第三齿轮216、第四齿轮204和第五齿轮205，固定在双离合器变速箱输出轴211上的第十齿轮210。所述第一齿轮217与第三齿轮216啮合，第二齿轮203与第四齿轮204啮合，所述第一齿轮217的分度圆直径大于第二齿轮203，第四齿轮204的分度圆直径大于所述第三齿轮216与第五齿轮205。所述第一过渡轴214与输出轴211之间还设有第二过渡轴213和第三过渡轴212两个中间过渡轴，所述第二过渡轴213上固定安装有第六齿轮206和第七齿轮207，第三过渡轴212上固定安装有第八齿轮208和第九齿轮209，所述第五齿轮205与第六齿轮206啮合，第七齿轮207与第八齿轮208啮合，第九齿轮209与第十齿轮210啮合。且在同一中间过渡轴上和不同中间过渡轴间，第二过渡轴213和第三过渡轴212上作为动力输入端的齿轮分度圆直径均大于作为动力输出端的齿轮的分度圆直径，使传动速度递减，如图1所示。

本发明用两个电磁离合器分别联接高速档和低速档，在通过土槽试验台测试零部件时，需要模拟快速作业时，选高速档，控制第一离合器201的从动盘与主动盘结合，第二离合器202处于分开的状态；需要模拟慢速作业时选低速档，控制第二离合器202的从动盘与主动盘结合，第一离合器201处于分开的状态，再配合电动机的变频调节，可实现高、低速两档的无级调速。另外，通过变速箱变速，在速度变慢的同时，扭矩会变大，故变速箱的轴径从高速轴到低速轴，会越变越大，齿轮的模数也会越来越大，设所述第十齿轮210和与其啮合的第九齿轮209的模数为M1，所述第五齿轮205和其余中间过渡轴上的齿轮（第六、第七和第八齿轮） 的模数为M2，第一齿轮217、第二齿轮203、第三齿轮216和第四齿轮204的模数为M3，则M1>M2>M3。

所述传动机构3包括连接两前轮301的前轮轴306、连接两后轮的后轮轴303以及连接前轮轴与后轮轴的万向传动轴307，所述前轮轴306、后轮轴303通过传动轴固定座302安装在车架上。所述万向传动轴307两端分别设有铰链连接结构，所述铰链连接结构通过过渡轴、双锥齿轮与前轮轴306、后轮轴303传动连接，使传动力改变方向。

所述制动机构包括对称设置在前轮轴306左右两侧的制动盘304和电磁钳盘式制动器305，所述制动盘304固定安装在所述前轮轴306上，其外侧盘体位于电磁钳盘式制动器305的钳口处。所述电磁钳盘式制动器305得电时钳口释放，失电时钳口夹紧，以保障车体在断电时的行车安全。行走小车在行走过程中，需要随时能够制动，因为实验室用土槽使用频率低，且不是高速长距离运行，故选用电磁钳盘式制动器，通过弹簧制动，电力释放，结构简单安装方便，更换快捷，制动衬垫磨损后调整也简单。

所述变频调速双向电机1安装在车架上，位于车体一侧前轮的上方，如图5所示，所述双离合器变速箱2的输入轴215、第一过渡轴214、第二过过渡轴213、第三过渡轴212与输出轴211由上至下依次排列，且使其轴心位于同一竖向线上，输出轴211与前轮轴306传动连接，所述前轮轴306通过双锥齿轮带动万向传动轴307转动，再由万向传动轴307带动后轮轴303转动。

所述双离合器变速箱2箱体外部设有安装支架，箱体顶部设有通过吊环螺栓固定的端盖，所述端盖上设有透气塞。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，本发明要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种适用于土槽试验台的行走台车，包括车轮、车架、驱动装置、传动与制动机构，其特征在于，所述驱动装置设有一变频调速双向电机（1），所述变频调速双向电机（1）的动力输出轴通过一双离合器变速箱（2）与传动机构(3)连接；

所述双离合器变速箱（2）的箱体内设有传动齿轮组以及以相背的方式串接在双离合器变速箱输入轴（215）上的第一离合器（201）和第二离合器（202），所述第一离合器（201）、第二离合器（202）均为电磁离合器；

所述传动齿轮组包括固定在第一离合器（201）从动盘上的第一齿轮（217），固定在第二离合器（202）从动盘上的第二齿轮（203），固定在第一过渡轴（214）上的第三齿轮（216）、第四齿轮（204）和第五齿轮（205），固定在双离合器变速箱输出轴（211）上的第十齿轮（210），所述第一齿轮（217）与第三齿轮（216）啮合，第二齿轮（203）与第四齿轮（204）啮合，所述第一齿轮（217）的分度圆直径大于第二齿轮（203），第四齿轮（204）的分度圆直径大于所述第三齿轮（216）与第五齿轮（205），所述第一过渡轴（214）与输出轴（211）之间还设有一个以上的中间过渡轴，每个中间过渡轴上均设有两个齿轮，包括一动力输入端齿轮和一动力输出端齿轮，且在同一中间过渡轴上和相邻中间过渡轴间，动力输入端的齿轮分度圆直径均大于动力输出端齿轮的分度圆直径；所述第五齿轮（205）与一中间过渡轴上的动力输入端齿轮啮合，且分度圆直径小于该齿轮；所述第十齿轮（210）与一中间过渡轴上的动力输出端齿轮啮合，且分度圆直径大于该齿轮。

2.根据权利要求1所述的一种适用于土槽试验台的行走台车，其特征在于，设所述第十齿轮（210）和与其啮合的中间过渡轴齿轮的模数为M1，所述第五齿轮（205）和其余中间过渡轴上的齿轮的模数为M2，第一齿轮（217）、第二齿轮（203）、第三齿轮（216）和第四齿轮（204）的模数为M3，则M1>M2>M3。

3.根据权利要求1所述的一种适用于土槽试验台的行走台车，其特征在于，所述第一离合器（201）、第二离合器（202）的主动盘之间通过隔套隔开。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种适用于土槽试验台的行走台车，其特征在于，设为四轮驱动，所述传动机构(3)包括连接两前轮的前轮轴（306）、连接两后轮的后轮轴（303）以及连接前轮轴与后轮轴的万向传动轴（307），所述万向传动轴（307）两端分别设有铰链连接结构，并通过双锥齿轮与前轮轴（306）、后轮轴（303）传动连接，所述双离合器变速箱输出轴（211）与所述前轮轴（306）连接，驱动前轮轴（306）转动，所述前轮轴（306）通过双锥齿轮带动万向传动轴（307）转动，并由万向传动轴（307）带动后轮轴（303）转动。

5.根据权利要求4所述的一种适用于土槽试验台的行走台车，其特征在于，所述制动机构包括制动盘（304）和电磁钳盘式制动器（305），所述制动盘（304）固定安装在所述前轮轴（306）上，其外侧盘体位于电磁钳盘式制动器（305）的钳口处，所述电磁钳盘式制动器（305）得电时钳口释放，失电时钳口夹紧。

6.根据权利要求4所述的一种适用于土槽试验台的行走台车，其特征在于，所述变频调速双向电机（1）安装在车架上，位于一侧前轮的上方，所述双离合器变速箱（2）的输入轴（215）、第一过渡轴（214）、中间过渡轴与输出轴（211）由上至下依次排列，且轴心位于同一竖向线上。

7.根据权利要求6所述的一种适用于土槽试验台的行走台车，其特征在于，所述双离合器变速箱（2）的箱体顶部设有通过吊环螺栓固定的端盖，所述端盖上设有透气塞。