CN106226109A - 一种山地果园双轨运输机爬坡测试台及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种山地果园双轨运输机爬坡测试台，包括驱动装置、载物车、轨道、试验台和立柱，其特征在于：所述试验台一端固定在地面上且另一端与立柱连接，所述试验台上安装有可拆装的轨道和能沿轨道两侧作上下往复运动的载物车，所述试验台底部外侧安装有驱动装置，所述驱动装置包括卷绳机支撑架和卷绳机，所述卷绳机包括电动机、减速箱、钢丝绳、驱动滚筒和制动器，所述钢丝绳一端缠绕在驱动滚筒上且另一端固定在载物车上，同时公开了对平均速度和使用有效度的测试方法。本发明所提供的测试台，其坡度可设置为40°，能模拟平常作业中的最大爬坡度，且采用可拆装的轨道进行组装，具有搬移便利、多处使用和使用范围广等特点。

Description

一种山地果园双轨运输机爬坡测试台及其测试方法

技术领域

本发明涉及一种果园运输机械，尤其是一种山地果园双轨运输机爬坡测试台及其测试方法。

背景技术

山地水果产业是典型的山地农业，而山地果园的机械化运输已成为山地果园作业的核心需求。近几年，为了解决山地果园运输困难的问题，国内外学者对山地果园的运输机械进行了相关研究并取得了一定的研究成果，研发出了山地果园双轨运输机。然而，山地果园双轨运输机的研究与开发，离不开测试与改良阶段。为了提高山地果园双轨运输机爬坡能力的测试效率，因此，亟需设计一种适应复杂地形变化且高效便利的山地果园双轨运输爬坡测试台。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种山地果园双轨运输机爬坡测试台，该爬坡测试台具有效率高和适用范围广等特点。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种山地果园双轨运输机爬坡测试台，包括驱动装置、载物车、轨道、试验台和立柱，其特征在于：所述试验台一端固定在地面上且另一端与立柱连接，所述试验台上安装有可拆装的轨道和能沿轨道两侧作上下往复运动的载物车，所述试验台底部外侧安装有驱动装置，所述驱动装置包括卷绳机支撑架和卷绳机，所述卷绳机支撑架上方安装有卷绳机且侧面安装有控制装置，所述卷绳机包括电动机、减速箱、钢丝绳和驱动滚筒，所述电动机的输出轴连接减速箱，所述驱动滚筒通过旋转轴和固定式轴承座安装在卷绳机支撑架上，所述减速箱的输出端与旋转轴连接，所述钢丝绳一端缠绕在驱动滚筒上且另一端固定在载物车上，所述卷绳机支撑架上方还安装有通过固定电动机的输出轴来使载物车停止在轨道上的制动器。

作为本发明的进一步实施方案，所述卷绳机支撑架内设置有固定架，所述固定架为矩形框架结构，所述电动机、减速箱和驱动滚筒组装为一体结构且活动安装在固定架的导轨上，所述固定架两侧分别设置有前配重机构和后配重机构，所述前配重机构包括防超载触发件和前回位弹性件，所述后配重机构包括防松脱触发件和后回位弹性件，所述卷绳机支撑架底部安装有移动轮，所述卷绳机支撑架能带动安装在卷绳机支撑架上的驱动滚筒、电动机和减速箱沿固定架的导轨进行前后运动，所述卷绳机支撑架向前运动则能克服前回位弹性件作用力并通过防超载触发件触发防超载传感器，所述卷绳机支撑架向后运动则能克服后回位弹性件作用力并通过防松脱触发件触发防松脱传感器，所述防超载传感器和防松脱传感器安装在固定架或卷绳机支撑架上；所述前回位弹性件和后回位弹性件采用弹簧或弹性软胶制成；所述控制装置内安装有控制系统，所述控制系统包括与防松脱传感器、防超载传感器、制动器以及减速箱中的变频器连接的主控制模块。

作为本发明的进一步实施方案，所述控制系统包括由PLC组成的主控制模块、输入控制模块、信号输入模块、警示模块和显示模块，所述输入控制模块包括手动控制装置、遥控收发装置和限位设置装置，其中手动控制装置和限位设置装置与PLC连接，所述信号输入模块包括与PLC连接的旋转编码器和防松脱传感器、防超载传感器，所述警示模块包括与PLC连接的报警灯和爆闪灯，所述显示模块包括与PLC连接的触摸显示屏，所述PLC根据输入控制模块和信号输入模块传来的信息进行处理，然后再控制通过减速箱中的变频器以及制动器能实现电动机的正反转、停止及变速功能，以及控制警示模块和显示模块执行相应的功能。

进一步地，所述轨道为长方形框架结构，轨道左右两侧为平行设置的两根圆柱，两根圆柱构成直线式滑轨，轨道的上下为向上弯曲的U形结构。

进一步地，所述试验台顶端固定在若干组高度依次递增的立柱上面，使试验台与地面所成的角度为30-40°。

进一步地，所述立柱以地脚螺栓固定在地面上且立柱与地面连接处安装有肋板，立柱侧部安装有固定在地面上的斜梁。

一种山地果园双轨运输机爬坡测试台的平均速度测试方法，其特征在于，具有如下测试过程：分别进行载物车的上、下运行速度测试，单程测试长度为10-20m，每组试验载物车来回运行三次，取三组测试数据的平均值，平均运行速度的计算公式为V＝L/t，式中V为平均运行速度，m/s；t为测试时间，s；L为运输机有效运行距离，m。

一种山地果园双轨运输机爬坡测试台的使用有效度测试方法，其特征在于，具有如下测试过程：将装载有超载物品的载物车分别进行上、下连续运行一段时间，记录运输机故障发生的时间、故障排除修复的时间，使用有效度计算公式如下，

$K=\frac{{\mathrm{\ΣT}}_z}{{\mathrm{\ΣT}}_z+{\mathrm{\ΣT}}_g}\×100\%$

式中，K为使用有效度，％；∑T_z为试验期间正常工作累计时间，h；∑T_g为试验期间故障排除修复的累计时间，h。

总的来说，本发明具有如下优点：1、测试台的坡度可设置为40°，可模拟平常作业中的最大爬坡度。2、采用可拆装的轨道进行组装，具有搬移便利和多处使用的特点。3、该测试台可以测平均速度和使用有效度，具有使用范围广特点。

附图说明

图1为本发明的侧视示意图；

图2为本发明的俯视示意图；

图3为本发明驱动装置的结构示意图；

图4为本发明控制部分的结构示意图；

图中，1-立柱，2-肋板，3-地面，4-坡面，5-轨道，6-载物车，7-减速箱，8-电动机，9-驱动滚筒，10-钢丝绳，11-前配重机构，12-制动器，14-防超载传感器，15-防松脱传感器，16-控制装置，17-卷绳机支撑架，18-横梁，19-卷绳机，20-旋转轴，21-固定式轴承座，22-移动轮。

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说明：

如图1和图2所示，一种山地果园双轨运输机爬坡测试台，包括驱动装置、载物车6、轨道5、试验台和立柱1，其特征在于：所述试验台一端固定在地面3上且另一端与立柱1连接，所述试验台上安装有轨道5和能沿轨道5两侧作上下往复运动的载物车6，所述试验台底部外侧的地面3上安装有驱动装置，所述驱动装置包括卷绳机支撑架17和卷绳机19，所述卷绳机支撑架17上方安装有卷绳机19且侧面安装有控制装置16，所述卷绳机19包括电动机8、减速箱7、钢丝绳10和驱动滚筒9，其中电动机8和减速箱7通过固定装置固定在地面3上，所述电动机8的输出端连接减速箱7，所述驱动滚筒9通过旋转轴20和固定式轴承座21安装在卷绳机支撑架17上，所述减速箱7的输出端与旋转轴20连接，所述钢丝绳10一端缠绕在驱动滚筒9上且另一端固定在载物车6上，所述卷绳机支撑架17上方还安装有通过固定电动机8的输出轴来使载物车6停止在轨道5上的制动器12。

作为本发明的进一步实施方案，所述卷绳机支撑架17内设置有固定架，所述固定架为矩形框架结构，所述电动机8、减速箱7和驱动滚筒9组装为一体结构且活动安装在固定架的导轨上，所述固定架两侧分别设置有前配重机构11和后配重机构，所述前配重机构11包括防超载触发件和前回位弹性件，所述后配重机构包括防松脱触发件和后回位弹性件，所述卷绳机支撑架17端部安装有横梁18且底部安装有移动轮22，所述卷绳机支撑架17能带动安装在卷绳机支撑架17上的驱动滚筒9、电动机8和减速箱7沿固定架的导轨进行前后运动，所述卷绳机支撑架17向前运动则能克服前回位弹性件作用力并通过防超载触发件触发防超载传感器14，所述卷绳机支撑架向后运动则能克服后回位弹性件作用力并通过防松脱触发件触发防松脱传感器15，所述防超载传感器14和防松脱传感器15安装在固定架或卷绳机支撑架17上；所述前回位弹性件和后回位弹性件采用弹簧或弹性软胶制成；所述控制装置16内安装有控制系统，所述控制系统包括与防松脱传感器15、防超载传感器14、制动器12以及减速箱7中的变频器连接的主控制模块。

作为本发明的进一步实施方案，所述控制系统包括由PLC组成的主控制模块、输入控制模块、信号输入模块、警示模块和显示模块，所述输入控制模块包括手动控制装置16、遥控收发装置和限位设置装置，其中手动控制装置16和限位设置装置与PLC连接，所述信号输入模块包括与PLC连接的旋转编码器和防松脱传感器15、防超载传感器14，所述警示模块包括与PLC连接的报警灯和爆闪灯，所述显示模块包括与PLC连接的触摸显示屏，所述PLC根据输入控制模块和信号输入模块传来的信息进行处理，然后再控制通过减速箱7中的变频器以及制动器12能实现电动机8的正反转、停止及变速功能，以及控制警示模块和显示模块执行相应的功能。

作为本发明的进一步实施方案，所述轨道5为长方形框架结构，轨道5左右两侧为平行设置的两根圆柱，两根圆柱构成直线式滑轨，轨道5的上下为向上弯曲的U形结构，轨道5的测试长度为12m；所述试验台顶端固定在两组高度依次递增的立柱1上面，每组立柱1由两根立柱1构成，使试验台与地面3形成角度为40°的坡面4；所述立柱1的一端通过地脚螺栓与地面3连接且立柱1与地面3连接处安装有起加强作用的四根肋板2，立柱1中间位置安装有斜梁。

具体实施时，如图3所示，控制系统输出的控制信号传给驱动机构，当PLC传出上行命令时，电动机8正转，然后经过减速箱7再将转速传到卷绳机19从而牵引运输机上行。配重机构11设定运输机的超载载荷，当超载时，安装在可滑动卷绳机19支撑支架的卷绳机19在过大载荷拉力下往前移动，压缩配重机构11的弹簧或软胶(超载设定值为300kg)，然后触发防超载传感器14，传感器将信号传给PLC，PLC便启动防超载保护程序，断电和刹车，同时报警。可通过调节传感器的触发螺栓来调节触发距离，从而调节压缩弹簧或软胶的量来调节超载值。当出现牵引绳松脱时，驱动装置便会在配重机构11的回位弹簧作用下往后移动，从而触发防松脱传感器15，然后传感器将信号传给PLC，PLC经过处理便启动防松脱保护程序；本实施例中的上下限位置控制，是指PLC会根据编码器实时信号与预先设定的上限位置或下限位置信号进行比较，当脉冲信号相等时，则控制变频器及电动机8停止运行，不相等则继续运行。

本发明可以测平均速度和使用有效度。A、平均速度测试方法：分别进行上、下运行速度测试，单程测试长度为12m，其中上行测试由驱动滚筒反向旋转从而通过钢丝绳向上推动载物车6来实现；每组试验载物车6来回运行三次，取三组测试数据的平均值。

B、使用有效度测试方法：载物车6的装载质量为300kg，分别进行上、下连续运行一段时间，记录运输机故障发生的时间、故障排除修复的时间，轻度故障不计、速度及使用有效度计算公式如下：V＝L/t，式中V为平均运行速度，m/s；T为测试时间，s；L为运输机有效运行距离，m；

$K=\frac{{\mathrm{\ΣT}}_z}{{\mathrm{\ΣT}}_z+{\mathrm{\ΣT}}_g}\×100\%$

式中，K为使用有效度，％；∑T_z为试验期间正常工作累计时间，h；∑T_g为试验期间故障排除修复的累计时间，h。

本发明可解决现有技术中存在的因没有山地果园双轨运输机爬坡能力试验装置而导致的需修建较大实际试验场地的问题，大大节省了爬坡试验阶段的成本，降低试验难度，达到了快速便捷试验的效果。

上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理和最佳实施例，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，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (8)

1.一种山地果园双轨运输机爬坡测试台，包括驱动装置、载物车、轨道、试验台和立柱，其特征在于：所述试验台一端固定在地面上且另一端与立柱连接，所述试验台上安装有可拆装的轨道和能沿轨道两侧作上下往复运动的载物车，所述试验台底部外侧安装有驱动装置，所述驱动装置包括卷绳机支撑架和卷绳机，所述卷绳机支撑架上方安装有卷绳机且侧面安装有控制装置，所述卷绳机包括电动机、减速箱、钢丝绳和驱动滚筒，所述电动机的输出轴连接减速箱，所述驱动滚筒通过旋转轴和固定式轴承座安装在卷绳机支撑架上，所述减速箱的输出端与旋转轴连接，所述钢丝绳一端缠绕在驱动滚筒上且另一端固定在载物车上，所述卷绳机支撑架上方还安装有通过固定电动机的输出轴来使载物车停止在轨道上的制动器。

2.根据权利要求1所述的山地果园双轨运输机爬坡测试台，其特征在于：所述卷绳机支撑架内设置有固定架，所述固定架为矩形框架结构，所述电动机、减速箱和驱动滚筒组装为一体结构且活动安装在固定架的导轨上，所述固定架两侧分别设置有前配重机构和后配重机构，所述前配重机构包括防超载触发件和前回位弹性件，所述后配重机构包括防松脱触发件和后回位弹性件，所述卷绳机支撑架底部安装有移动轮，所述卷绳机支撑架能带动安装在卷绳机支撑架上的驱动滚筒、电动机和减速箱沿固定架的导轨进行前后运动，所述卷绳机支撑架向前运动则能克服前回位弹性件作用力并通过防超载触发件触发防超载传感器，所述卷绳机支撑架向后运动则能克服后回位弹性件作用力并通过防松脱触发件触发防松脱传感器，所述防超载传感器和防松脱传感器安装在固定架或卷绳机支撑架上，所述控制装置内安装有控制系统，所述控制系统包括与防松脱传感器、防超载传感器、制动器连接的主控制模块。

3.根据权利要求1所述的山地果园双轨运输机爬坡测试台，其特征在于：所述控制系统包括由PLC组成的主控制模块、输入控制模块、信号输入模块、警示模块和显示模块，所述输入控制模块包括手动控制装置、遥控收发装置和限位设置装置，其中手动控制装置和限位设置装置与PLC连接，所述信号输入模块包括与PLC连接的旋转编码器和防松脱传感器、防超载传感器，所述警示模块包括与PLC连接的报警灯和爆闪灯，所述显示模块包括与PLC连接的触摸显示屏，所述PLC根据输入控制模块和信号输入模块传来的信息进行处理，然后再控制通过减速箱中的变频器以及制动器能实现电动机的正反转、停止及变速功能，以及控制警示模块和显示模块执行相应的功能。

4.根据权利要求1所述的山地果园双轨运输机爬坡测试台，其特征在于：所述轨道为长方形框架结构，轨道左右两侧为平行设置的两根圆柱，两根圆柱构成直线式滑轨，轨道的上下为向上弯曲的U形结构。

5.根据权利要求1所述的山地果园双轨运输机爬坡测试台，其特征在于：所述试验台顶端固定在若干组高度依次递增的立柱上面，使试验台与地面所成的角度为30-40°。

6.根据权利要求1所述的山地果园双轨运输机爬坡测试台，其特征在于：所述立柱以地脚螺栓固定在地面上且立柱与地面连接处安装有肋板。

7.一种山地果园双轨运输机爬坡测试台的平均速度测试方法，其特征在于，具有如下测试过程：分别进行载物车的上、下运行速度测试，单程测试长度为10-20m，每组试验载物车来回运行三次，取三组测试数据的平均值，平均运行速度的计算公式为V＝L/t，式中V为平均运行速度，m/s；t为测试时间，s；L为运输机有效运行距离，m。

8.一种山地果园双轨运输机爬坡测试台的使用有效度测试方法，其特征在于，具有如下测试过程：将装载有超载物品的载物车分别进行上、下连续运行一段时间，记录运输机故障发生的时间、故障排除修复的时间，使用有效度计算公式如下，

$K=\frac{{\mathrm{\ΣT}}_z}{{\mathrm{\ΣT}}_z+{\mathrm{\ΣT}}_g}\×100\%$

式中，K为使用有效度，％；∑T_z为试验期间正常工作累计时间，h；∑T_g为试验期间故障排除修复的累计时间，h。