CN108716993A - 一种马铃薯生产机具综合性能试验台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种马铃薯生产机具综合性能试验台，包括：土槽、试验台车、机具部件和测控装置；试验台车设置在土槽上，测控装置固定安装在土槽一端，机具部件为播种部件、中耕部件和挖掘部件三种，三种部件均可单独安装在试验台车上。本发明的优点在于：集成了马铃薯播种、中耕、收获三个重要环节的机具部件，能够模拟机具部件在田间作业时工作状态并测试其性能参数，验证机具之间性能参数的匹配性，有利于马铃薯机械化生产机具成套开发。

Description

一种马铃薯生产机具综合性能试验台

技术领域

本发明涉及农业机械技术领域，特别涉及一种马铃薯生产机具综合性能试验台。

背景技术

我国南方丘陵山区(如川、渝、贵、云)具有中亚热带季风湿润性气候特征，耕地土壤具有多重性，其中粘壤土居多，马铃薯生产采用大垄双行密植生产模式，国内外马铃薯生产机具很难适应丘陵山区的这种马铃薯生产模式，经常性的在现有机具基础上进行马铃薯生产机具改进和开发。

目前丘陵山区的马铃薯播种、中耕和收获是马铃薯生产中最重要的三个环节，都存在不同的技术难点。播种装置的开沟、排种和施肥部件的形式、布局及其组合研究，中耕机的开沟培土部件的结构形式和效果研究，收获机的挖掘铲形状及其挖掘方式研究，这些都需要专门的测试技术和实验手段进行性能试验，而目前还没有这种针对丘陵山区马铃薯生产机具综合性能试验的现有技术和试验平台。相关现有技术主要有两类：(1)一种为土槽试验系统或试验台，即在土槽中利用试验台车进行试验，控制农机具的牵引速度、耕深和旋转部件的转速，测试农机具扭矩和在土槽中所受土壤在前进方向、侧向及机具重力方向的反力等参数。(2)一种为土壤耕作部件负荷测试试验台，通过调整耕作部件刀具布局、耕作深度和速度，测试旋转耕作部件作业时的动态负荷。相关现有技术仅限于对通用农机具或土壤耕作部件常用性能参数测试，不能满足马铃薯生产主要环节机械化生产机具的关键部件的专门和综合的性能试验。

现有技术一：

中国发明专利，专利号：201610568710.3，专利名称：一种土槽试验测试平台。

结构：一种土槽试验测试平台，安装在沿土槽轨道2移动的行走台车上，包括基板8、动力输出机构、耕深测量装置、三维测力传感装置等组成部分。

工作过程：基板安装在行走台车的车架上，通过沿车架宽度方向延伸的燕尾滑槽与车架连接。测试平台通过电机和丝杠控制基板左右移动，基板的尾部通过拖拉机液压三点悬挂装置与三维测力传感装置连接，用于感知被测机具在试验行程中的水平纵向受力(前进方向土壤阻力或台车牵引力)、竖直向受力(被测机具重力与土壤反力的合力)以及水平横向受力(土壤侧向反力)。基板上安装有一套由独立的电机和油泵组成的液压供油系统，实现对被测机具的挂接和起落，并模拟拖拉机配挂机具对耕深的浮动控制和位置控制。

现有技术一的缺点

1、可实现对通用农机具前进方向、侧向及机具重力方向的反力等参数测试，但这些测试参数还不能满足马铃薯生产成套机具综合性能测试需要。

2、虽然采用拖拉机三点悬挂装置连接机具，互换性和通用性较高，但是缺少马铃薯生产机具的播种、中耕和收获装置的特定性能试验机构和测试技术。

现有技术二：

中国发明专利，专利号：201510040642.9，专利名称：一种农业机械旋转耕作部件动态负荷测试试验台。

结构：农业机械旋转耕作部件动态负荷测试试验台，包括土槽和台车，台车包括台车机架、旋耕系统、土壤压实系统、土壤平整系统和行走系统，所述旋耕系统安装在台车机架的前端，土壤压实系统3安装在台车机架的后端，土壤平整系统安装在台车机架上、且位于旋耕系统与土壤压实系统之间，行走系统安装在台车机架上。

工作过程：土槽为直线型，在土槽的两侧设置有供行走轮行走的轨道，轨道61的外侧上方安装有齿条，每隔一定距离设置有齿条支撑装置。行走系统为台车移动提供动力并驱动台车在土槽上移动。旋耕系统包括旋耕机架、耕深调节装置、旋耕驱动电机、冲击缓冲装置等，旋耕部件可以对土壤进行耕作，耕深调节装置可实现0-300mm范围内的耕作深度调节。旋耕驱动电机为旋耕部件对土壤进行耕作提供动力。冲击缓冲装置减小旋耕作业时的冲击振动。土壤平整系统对旋耕系统耕作后的土壤进行平整处理，再由土壤压实系统对表层及深层土壤进行压实处理，以达到试验要求的土壤坚实度。

现有技术二的缺点

1、基于土槽模拟再现旋转耕作部件作业，并对其动态负荷进行测试，属于旋耕部件的通用测试，不能满足马铃薯生产成套机具综合性能测试需要。

2、现有技术二仅用于旋转耕作部件作业性能测试，缺少马铃薯生产机具的播种、中耕和收获装置的特定性能试验机构和测试技术。

发明内容

本发明针对现有技术的缺陷，提供了一种马铃薯生产机具综合性能试验台，能有效的解决上述现有技术存在的问题。

为了实现以上发明目的，本发明采取的技术方案如下：

一种马铃薯生产机具综合性能试验台，包括：土槽1、试验台车2、机具部件和测控装置6；试验台车2设置在土槽1上，测控装置6固定安装在土槽1一端，机具部件为播种部件3、中耕部件4和挖掘部件5三种，三种部件均可单独安装在试验台车2上，试验时任意选择三种机具部件中任意一种进行测试。

土槽1用于盛装试验土壤，能模拟农机具在田间工作的不同耕地状态，并提供试验台车2的运行轨道，支撑试验台车2行走。

试验台车2用于安装播种部件3、中耕部件4和挖掘部件5的其中一种，并为上述部件试验时提供动力，模拟各部件在田间作业时的不同工作状态。

播种部件3用于模拟马铃薯播种机具在田间作业时工作状态，用以验证马铃薯播种部件在不同形式和位置下的播种性能，测试开沟、播种和施肥的不同组合效果。

中耕部件4用于模拟马铃薯中耕机具在田间作业时工作状态，用于检验不同形式的中耕刀和中耕作业参数对马铃薯中耕作业的性能，测试中耕部件4的培土、碎土性能以及土壤流动情况。

挖掘部件5用于模拟马铃薯收获机具在田间作业时工作状态，用于试验不同马铃薯挖掘方式、不同挖掘铲结构和作业参数的挖掘性能及挖掘作业的阻力和功耗。

测控装置6用于控制测试机具部件的工作总阻力、工作总扭矩或功耗，机具部件的运动构件的转速和频率，并控制试验台车2在土槽1中前后往返的行程和速度。

进一步地，试验台车2包括：电机201、平台202、下支架203、下滚轮204、上支架205、上滚轮206、链轮支架207、链轮轴承座208、台车行走动力轴209、链轮210、动力链轮211、减速器212、台车驱动电机213、部件动力轴214和部件动力带轮215；

电机201安装在平台202上，下支架203有四个，分两组分别设置在平台202两侧，下支架203上端与平台202固定连接，每个下支架203下端分别安装有两个下滚轮204，下滚轮204与下轨道103接触且可以沿下轨道103滚动，在每个下支架203内侧设置有两个上支架205，上支架205上端与平台202固定连接，下端安装上滚轮206，且上滚轮206的径向截面呈V字形凹槽，跨骑在U形上导轨104的内侧边上且能够滚动；

平台202两侧的链轮支架207上端与平台202固定连接，下端安装链轮轴承座208，在两链轮轴承座208之间安装台车行走动力轴209，台车行走动力轴209的两端分别固定安装一个链轮210，链轮210位于两个下支架203之间，且与链条105啮合，动力链轮211安装在台车行走动力轴209上，位于两个链轮210之间；

在台车行走动力轴209的外侧安装减速器212，该减速器212上端与平台202连接，侧面安装台车驱动电机213，台车驱动电机213与减速器212动力连接，部件动力轴214通过支架和轴承安装在平台202上，在部件动力轴214端部安装部件动力带轮215，部件动力带轮215的外端面上设置有螺纹孔。试验时，当启动台车驱动电机213，通过减速器212变速后，传递动力给台车行走动力轴209，驱动链轮210和动力链轮211旋转，链轮210与链条105啮合，下滚轮204与下轨道103接触并滚动，从而驱动试验台车2向前平稳移动；电机201为中耕部件4和挖掘部件5试验时提供动力，动力链轮211为播种部件3试验时传递动力，部件动力带轮215为挖掘部件5试验时传递动力。

进一步地，所述播种部件3包括播种部件机架301、开沟器302、播种器303、施肥管304、排肥器305、肥料箱306、种箱307、过渡链轮308、种箱链轮309和肥箱链轮310；

播种机部件机架301与平台202螺栓连接，开沟器302安装在播种部件机架301上，开沟器302在整个播种机部件3前后方向的最前方，用于刨土开沟。两个播种器303位于开沟器302后面且两侧分布，并安装在播种部件机架301上，播种器303后面设有种管直接与种箱307相连接，种子从种箱307排出通过种管到播种器303，再下到土里面；两个施肥管304下端出口汇集在开沟器302正后方，施肥管304上端与排肥器305连接，排肥器305固定安装在肥料箱306下面，种箱307位于肥料箱306后方，肥料箱306和种箱307均固定安装在播种部件机架301上，过渡链轮308通过轴和轴承安装在播种部件机架301上，同样地，种箱链轮309安装在种箱307上，肥箱链轮310安装在肥料箱306上。播种试验时，动力从动力链轮211传递给过渡链轮308，再分别传递到种箱链轮309和肥箱链轮310，实现播种部件3播种和施肥。

进一步地，中耕部件4包括：中耕部件支架401、中耕轴402、轴承座、中耕带轮403、刀盘404、中耕刀405和刀座406；

中耕部件支架401与平台202螺栓连接，中耕轴402通过轴承座安装在中耕部件支架401上，中耕带轮403固定安装在中耕轴402端部，两个刀盘404固定安装在中耕轴402中部，两个刀盘404之间间距为200mm，刀盘404的表面边沿固定若干刀座406，中耕刀405通过螺栓固定在刀座406上；中耕试验时，电机201通过带传动驱动中耕带轮403，从而驱动中耕部件4工作。

进一步地，挖掘部件5包括：连接盘501、带偏心轴的圆盘502、连杆503、摆动杆504、滑块505、滑块支架506、挖掘铲固定盘507、挖掘铲调节盘508和挖掘铲509；

连接盘501固定安装在部件动力轴214端部，与部件动力带轮215相对，连接盘501的轴心偏心设置，且以其轴心为中心在盘上均匀分布设置了不少于六个的螺栓连接孔，两个圆盘502分别与连接盘501和部件动力带轮215螺纹连接；

圆盘502的螺栓连接孔和部件动力带轮215的螺纹孔分别与连接盘501螺栓连接孔的位置一样，且圆盘502外端面设置一偏心轴；

连杆503两端分别与圆盘502的偏心轴轴端和摆动杆504一端铰接，摆动杆504通过支架铰接支撑在平台202上，滑块505上端与摆动杆504另一端铰接，滑块支架506上设有轨道，滑块505安装在滑块支架506的轨道中，滑块支架506固定安装在平台202上，滑块505下端与挖掘铲固定盘507焊接，挖掘铲调节盘508与挖掘铲固定盘507螺栓连接，挖掘铲509两端与挖掘铲调节盘508焊接；

挖掘铲调节盘508表面以中心为轴的圆环轨迹上均匀开设四个长圆形状的螺栓连接孔510。

挖掘试验时，台车驱动电机213驱动试验台车2向前移动，从而实现挖掘铲509固定式挖掘运动；同时电机201通过带传动驱动部件动力带轮215和部件动力轴214转动，将动力传递给圆盘502，分别调整带偏心轴的圆盘502与连接盘501和部件动力带轮215连接的角度，即设定不同的偏心距，再通过连杆503使摆动杆504绕其铰接点摆动，从而使滑块505在滑块支架506的轨道中上下往复运动，带动挖掘铲509振动，实现不同振幅的振动挖掘；挖掘铲调节盘508还可以调节挖掘铲509倾角。

进一步地，测控装置6包括力传感器601、信号线602、控制柜603、扭矩传感器A604、扭矩传感器B 605、限位开关A 606和限位开关B 607；

力传感器601一端固定在上导轨104上，另一端与链条105连接，并通过信号线602与控制柜603连接，扭矩传感器A 604安装在部件动力轴214上，扭矩传感器B 605安装在台车行走动力轴209上，扭矩传感器A 604和扭矩传感器B 605分别与控制柜603通过通信线路进行连接。

控制柜603包括电源、控制电路、工业触摸屏，用于实现对试验过程的控制和试验数据收集和处理；

限位开关A 606和限位开关B 607安装在下导轨103下方的两端，且都与控制柜603通过通信线路进行连接，用以控制试验台车2来回移动的行程。

与现有技术相比本发明的优点在于：

1、本发明马铃薯生产机具综合性能试验台，包括土槽、试验台车、机具部件和测控装置，机具部件包括播种部件、中耕部件、挖掘部件，是马铃薯机械化生产中的三个重要环节的机具部件，通过对这几个生产环节机具的性能综合测试，用以验证这几种机具之间性能参数的匹配性，有利于马铃薯机械化生产机具成套开发；

2、本发明的播种部件能够模拟马铃薯播种机具在田间作业时工作状态，用以验证马铃薯播种部件的开沟器、播种器和施肥管在不同形式和位置下的播种性能，发现在马铃薯单垄双行播种过程中土壤堵塞、肥料分布及均匀、马铃薯种子分布及均匀等问题，有利于改进设计马铃薯播种部件；

3、本发明的中耕部件能够模拟马铃薯中耕机具在田间作业时工作状态，用于检验不同形式的中耕刀和中耕作业参数对马铃薯中耕作业的性能，测试中耕部件的培土、碎土性能以及土壤流动情况，为马铃薯中耕部件的选用、设计及其失效形式分析提供重要的测试数据与技术手段；

4、本发明的挖掘部件能够模拟马铃薯收获机具在田间作业时工作状态，用于检验马铃薯挖掘方式、挖掘作业参数及挖掘作业的阻力和功耗等，为马铃薯挖掘铲设计、挖掘方式选择及挖掘参数优化设计与分析提供重要的测试数据和技术手段。

附图说明

图1是本发明的安装播种部件后的整体结构示意图；

图2是本发明的试验台车的主视图；

图3是本发明的试验台车的左视图；

图4是本发明的播种装置的结构示意图；

图5是本发明的安装中耕部件的整体结构主视图；

图6是本发明的中耕部件的结构示意图；

图7是本发明的安装挖掘部件的整体结构俯视图；

图8是本发明的挖掘部件的结构示意图；

图9是本发明的挖掘铲调节盘的结构示意图。

附图标记说明：

图1：1土槽、101框架、102墙板、103下导轨、104上导轨、105链条、2试验台车、212减速器、213台车驱动电机、3播种部件、6测控装置、601力传感器、602信号线、603控制柜、606限位开关A；

图2：103下导轨、104上导轨、201电机、202平台、203下支架、204下滚轮、205上支架、206上滚轮、207链轮支架、208链轮轴承座、209台车行走动力轴、210链轮、213台车驱动电机、215部件动力带轮、401中耕部件支架；

图3：103下导轨、104上导轨、105链条、201电机、202平台、203下支架、204下滚轮、205上支架、206上滚轮、207链轮支架、208链轮轴承座、209台车行走动力轴、210链轮、211动力链轮、212减速器、213台车驱动电机、214部件动力轴、215部件动力带轮、501连接盘、604扭矩传感器A、605扭矩传感器B；

图4：207链轮支架、208链轮轴承座、209台车行走动力轴、210链轮、211动力链轮、212减速器、213台车驱动电机、301播种部件机架、302开沟器、303播种器、304施肥管、305排肥器、306肥料箱、307种箱、308过渡链轮、309种箱链轮、310肥箱链轮、605扭矩传感器B；

图5：1土槽、103下导轨、104上导轨、2试验台车、201电机、203下支架、212减速器、213台车驱动电机、4中耕部件、401中耕部件支架、6测控装置、601力传感器、602信号线、606限位开关A、607限位开关B；

图6：401中耕部件支架、402中耕轴、403中耕带轮、404刀盘、405中耕刀、406刀座；

图7：101框架、105链条、201电机、202平台、212减速器、213台车驱动电机、5挖掘部件、6测控装置、601力传感器、603控制柜、604扭矩传感器A、606限位开关A；

图8：202平台、214部件动力轴、215部件动力带轮、501连接盘、502带偏心轴的圆盘、503连杆、504摆动杆、505滑块、506滑块支架、507挖掘铲固定盘、508挖掘铲调节盘、509挖掘铲、604扭矩传感器A；

图9：510螺栓连接孔。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图并列举实施例，对本发明做进一步详细说明。

实施例1

如图1所示，一种马铃薯生产机具综合性能试验台，包括土槽1、试验台车2、播种部件3和测控装置6，试验台车2设置在土槽1上，播种部件3安装在试验台车2上，测控装置6固定安装在土槽1一端；

土槽1包括框架101、墙板102、下导轨103、上导轨104和链条105，框架101呈长方体形，采用型钢焊接而成，墙板102为冷轧钢板，焊接在框架101四周侧面和底面；

两根下轨道103为矩形钢，固定焊接在框架101两长边侧面的边沿，两根上导轨104呈“U”形，固定设置在下导轨103上面，两根链条105分别安装在两根上导轨104中，链条105一端固定在上导轨104上，另一端与测控装置6连接，土槽1总体长度不小于6米，宽度在1米以内，高不低于0.5米。

如图2、3所示，试验台车2包括电机201、平台202、下支架203、下滚轮204、上支架205、上滚轮206、链轮支架207、链轮轴承座208、台车行走动力轴209、链轮210、动力链轮211、减速器212、台车驱动电机213、部件动力轴214和部件动力带轮215；

电机201安装在平台202上，下支架203有四个，分两组分别设置在平台202两侧，下支架203上端与平台202固定连接，每个下支架203下端分别安装有两个下滚轮204，下滚轮204与下轨道103接触且可以沿下轨道103滚动，在每个下支架203内侧设置有两个上支架205，上支架205上端与平台202固定连接，下端安装上滚轮206，且上滚轮206的径向截面呈V字形凹槽，跨骑在U形上导轨104的内侧边上且能够滚动；

平台202两侧的链轮支架207上端与平台202固定连接，下端安装链轮轴承座208，在两链轮轴承座208之间安装台车行走动力轴209，台车行走动力轴209的两端分别固定安装一个链轮210，链轮210位于两个下支架203之间，且与链条105啮合，动力链轮211安装在台车行走动力轴209上，位于两个链轮210之间；

在台车行走动力轴209的外侧安装减速器212，该减速器212上端与平台202连接，侧面安装台车驱动电机213，台车驱动电机213与减速器212动力连接，部件动力轴214通过支架和轴承安装在平台202上，在部件动力轴214端部安装部件动力带轮215，部件动力带轮215的外端面上设置有螺纹孔。试验时，当启动台车驱动电机213，通过减速器212变速后，传递动力给台车行走动力轴209，驱动链轮210和动力链轮211旋转，链轮210与链条105啮合，下滚轮204与下轨道103接触并滚动，从而驱动试验台车2向前平稳移动；电机201为中耕部件4和挖掘部件5试验时提供动力，动力链轮211为播种部件3试验时传递动力，部件动力带轮215为挖掘部件5试验时传递动力。

如图4所示，所述播种部件3包括播种部件机架301、开沟器302、播种器303、施肥管304、排肥器305、肥料箱306、种箱307、过渡链轮308、种箱链轮309和肥箱链轮310；

播种机部件机架301与平台202螺栓连接，开沟器302安装在播种部件机架301上，开沟器302在整个播种机部件3前后方向的最前方，用于刨土开沟。两个播种器303位于开沟器302后面且两侧分布，并安装在播种部件机架301上，播种器303后面设有种管直接与种箱307相连接，种子从种箱307排出通过种管到播种器303，再下到土里面；两个施肥管304下端出口汇集在开沟器302正后方，施肥管304上端与排肥器305连接，排肥器305固定安装在肥料箱306下面，种箱307位于肥料箱306后方，肥料箱306和种箱307均固定安装在播种部件机架301上，过渡链轮308通过轴和轴承安装在播种部件机架301上，同样地，种箱链轮309安装在种箱307上，肥箱链轮310安装在肥料箱306上。播种试验时，动力从动力链轮211传递给过渡链轮308，再分别传递到种箱链轮309和肥箱链轮310，实现播种部件3播种和施肥。

如图1、3、5所示，测控装置6包括力传感器601、信号线602、控制柜603、扭矩传感器A 604、扭矩传感器B 605、限位开关A 606和限位开关B 607；

力传感器601一端固定在上导轨104上，另一端与链条105连接，并通过信号线602与控制柜603连接，扭矩传感器A 604安装在部件动力轴214上，扭矩传感器B 605安装在台车行走动力轴209上，扭矩传感器A 604和扭矩传感器B 605分别与控制柜603通过通信线路进行连接。

控制柜603包括电源、控制电路、工业触摸屏，用于实现对试验过程的控制和试验数据收集和处理；

限位开关A 606和限位开关B 607安装在下导轨103下方的两端，且都与控制柜603通过通信线路进行连接，用以控制试验台车2来回移动的行程。

实施例2

本实施例只描述与实施例1的不同之处，相同之处不再阐述；

如图5、6所示，中耕部件4替换播种部件3，中耕部件4包括：中耕部件支架401、中耕轴402、轴承座、中耕带轮403、刀盘404、中耕刀405和刀座406；

中耕部件支架401与平台202螺栓连接，中耕轴402通过轴承座安装在中耕部件支架401上，中耕带轮403固定安装在中耕轴402端部，两个刀盘404固定安装在中耕轴402中部，两个刀盘404之间间距为200mm，刀盘404的表面边沿固定若干刀座406，中耕刀405通过螺栓固定在刀座406上；中耕试验时，电机201通过带传动驱动中耕带轮403，从而驱动中耕部件4工作。

实施例3

本实施例只描述与实施例1和2的不同之处，相同之处不再阐述；

如图7、8所示，挖掘部件5替换中耕部件4和播种部件3，挖掘部件5包括：连接盘501、带偏心轴的圆盘502、连杆503、摆动杆504、滑块505、滑块支架506、挖掘铲固定盘507、挖掘铲调节盘508和挖掘铲509；

连接盘501固定安装在部件动力轴214端部，与部件动力带轮215相对，连接盘501的轴心偏心设置，且以其轴心为中心在盘上均匀分布设置了不少于六个的螺栓连接孔，两个圆盘502分别与连接盘501和部件动力带轮215螺纹连接；

圆盘502的螺栓连接孔和部件动力带轮215的螺纹孔分别与连接盘501螺栓连接孔的位置一样，且圆盘502外端面设置一偏心轴；

连杆503两端分别与圆盘502的偏心轴轴端和摆动杆504一端铰接，摆动杆504通过支架铰接支撑在平台202上，滑块505上端与摆动杆504另一端铰接，滑块支架506上设有轨道，滑块505安装在滑块支架506的轨道中，滑块支架506固定安装在平台202上，滑块505下端与挖掘铲固定盘507焊接，挖掘铲调节盘508与挖掘铲固定盘507螺栓连接，挖掘铲509两端与挖掘铲调节盘508焊接；

如图9所示，挖掘铲调节盘508表面以中心为轴的圆环轨迹上均匀开设四个长圆形状的螺栓连接孔510。

挖掘试验时，台车驱动电机213驱动试验台车2向前移动，从而实现挖掘铲509固定式挖掘运动；同时电机201通过带传动驱动部件动力带轮215和部件动力轴214转动，将动力传递给圆盘502，分别调整带偏心轴的圆盘502与连接盘501和部件动力带轮215连接的角度，即设定不同的偏心距，再通过连杆503使摆动杆504绕其铰接点摆动，从而使滑块505在滑块支架506的轨道中上下往复运动，带动挖掘铲509振动，实现不同振幅的振动挖掘；挖掘铲调节盘508还可以调节挖掘铲509倾角。

上述实施例1-3设备的工作过程如下：

试验台车2试验工作过程为：操作控制柜603的电源开关接通电源，通过工业触摸屏设置台车运动速度，点击台车前行按钮，台车驱动电机213启动，将动力传递给减速器212，从而驱动台车行走动力轴209、链轮210和动力链轮211转动，由链轮210与链条105啮合，驱动试验台车2向前移动，当移动到限位开关A 606位置时，试验台车2自动停车；通过工业触摸屏点击台车回位按钮，则台车驱动电机213反转启动，从而驱动试验台车2后退，当到达后端限位开关B 607位置时，台车自动停车。

播种部件3试验工作过程为：将播种部件3安装在试验台车2的平台202上，启动试验台车2前行，台车驱动电机213的动力经减速器212变速后，从动力链轮211传递给过渡链轮308，再分别传递到种箱链轮309和肥箱链轮310，实现播种部件3播种和施肥；通过更换不同形式的开沟器302和播种器303，调整开沟器302、播种器303和施肥管304下端出口汇集的位置，改变土壤特性(含水率、粘性、紧实度等)，测试开沟器302、播种器303和施肥管304不同组合的播种性能。

中耕部件4试验工作过程为：将中耕部件4安装在试验台车2的平台202上，启动试验台车2前行，设定电机201转速并启动，通过带传动驱动中耕带轮403，从而驱动中耕部件4工作；通过改变土壤特性(含水率、粘性、紧实度等)，更换不同形式的中耕刀405，设置不同的中耕转速和行走速度，测试中耕部件的培土、碎土性能以及土壤流动情况。

挖掘部件5试验工作过程为：将挖掘部件5安装在试验台车2的平台202上，启动试验台车2前行，实现挖掘铲509固定式挖掘运动；同时设定电机201转速并启动，电机201通过带传动驱动部件动力带轮215和部件动力轴214转动，将动力传递给圆盘502和连接盘501，再通过连杆503使摆动杆504绕其铰接点摆动，从而使滑块505在滑块支架506的轨道中上下往复运动，带动挖掘铲509振动，实现挖掘铲509振动挖掘；在振动式挖掘中，分别调整带偏心轴的圆盘502与连接盘501、部件动力带轮215连接的角度，即设定不同的偏心距，可以改变振动挖掘的振幅，调整电机201的转速，可改变振动挖掘的频率，挖掘铲调节盘508可以调节挖掘铲509倾角，还可以更换挖掘铲509的形式，从而测试不同马铃薯挖掘方式、不同挖掘铲结构和作业参数的挖掘性能。

此外，在机具部件试验时，利用力传感器601、扭矩传感器A 604和扭矩传感器B605测试机具部件的工作总阻力、工作总扭矩或功耗，利用限位开关A 606和限位开关B 607控制试验台车2在土槽1中前后往返的行程。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的实施方法，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种马铃薯生产机具综合性能试验台，其特征在于，包括：土槽(1)、试验台车(2)、机具部件和测控装置(6)；试验台车(2)设置在土槽(1)上，测控装置(6)固定安装在土槽(1)一端，机具部件为播种部件(3)、中耕部件(4)和挖掘部件(5)三种，三种部件均可单独安装在试验台车(2)上，试验时任意选择三种机具部件中任意一种进行测试；

土槽(1)用于盛装试验土壤，能模拟农机具在田间工作的不同耕地状态，并提供试验台车(2)的运行轨道，支撑试验台车(2)行走；

试验台车(2)用于安装播种部件(3)、中耕部件(4)和挖掘部件(5)的其中一种，并为上述部件试验时提供动力，模拟各部件在田间作业时的不同工作状态；

播种部件(3)用于模拟马铃薯播种机具在田间作业时工作状态，用以验证马铃薯播种部件在不同形式和位置下的播种性能，测试开沟、播种和施肥的不同组合效果；

中耕部件(4)用于模拟马铃薯中耕机具在田间作业时工作状态，用于检验不同形式的中耕刀和中耕作业参数对马铃薯中耕作业的性能，测试中耕部件(4)的培土、碎土性能以及土壤流动情况；

挖掘部件(5)用于模拟马铃薯收获机具在田间作业时工作状态，用于试验不同马铃薯挖掘方式、不同挖掘铲结构和作业参数的挖掘性能及挖掘作业的阻力和功耗；

测控装置(6)用于控制测试机具部件的工作总阻力、工作总扭矩或功耗，机具部件的运动构件的转速和频率，并控制试验台车(2)在土槽(1)中前后往返的行程和速度。

2.根据权利要求1所述的一种马铃薯生产机具综合性能试验台，其特征在于：试验台车(2)包括：电机(201)、平台(202)、下支架(203)、下滚轮(204)、上支架(205)、上滚轮(206)、链轮支架(207)、链轮轴承座(208)、台车行走动力轴(209)、链轮(210)、动力链轮(211)、减速器(212)、台车驱动电机(213)、部件动力轴(214)和部件动力带轮(215)；

电机(201)安装在平台(202)上，下支架(203)有四个，分两组分别设置在平台(202)两侧，下支架(203)上端与平台(202)固定连接，每个下支架(203)下端分别安装有两个下滚轮(204)，下滚轮(204)与下轨道(103)接触且可以沿下轨道(103)滚动，在每个下支架(203)内侧设置有两个上支架(205)，上支架(205)上端与平台(202)固定连接，下端安装上滚轮(206)，且上滚轮(206)的径向截面呈V字形凹槽，跨骑在U形上导轨(104)的内侧边上且能够滚动；

平台(202)两侧的链轮支架(207)上端与平台(202)固定连接，下端安装链轮轴承座(208)，在两链轮轴承座(208)之间安装台车行走动力轴(209)，台车行走动力轴(209)的两端分别固定安装一个链轮(210)，链轮(210)位于两个下支架(203)之间，且与链条(105)啮合，动力链轮(211)安装在台车行走动力轴(209)上，位于两个链轮(210)之间；

在台车行走动力轴(209)的外侧安装减速器(212)，该减速器(212)上端与平台(202)连接，侧面安装台车驱动电机(213)，台车驱动电机(213)与减速器(212)动力连接，部件动力轴(214)通过支架和轴承安装在平台(202)上，在部件动力轴(214)端部安装部件动力带轮(215)，部件动力带轮(215)的外端面上设置有螺纹孔；试验时，当启动台车驱动电机(213)，通过减速器(212)变速后，传递动力给台车行走动力轴(209)，驱动链轮(210)和动力链轮(211)旋转，链轮(210)与链条(105)啮合，下滚轮(204)与下轨道(103)接触并滚动，从而驱动试验台车(2)向前平稳移动；电机(201)为中耕部件(4)和挖掘部件(5)试验时提供动力，动力链轮(211)为播种部件(3)试验时传递动力，部件动力带轮(215)为中耕部件(3)试验时传递动力。

3.根据权利要求2所述的一种马铃薯生产机具综合性能试验台，其特征在于：所述播种部件(3)包括播种部件机架(301)、开沟器(302)、播种器(303)、施肥管(304)、排肥器(305)、肥料箱(306)、种箱(307)、过渡链轮(308)、种箱链轮(309)和肥箱链轮(310)；

播种机部件机架(301)与平台(202)螺栓连接，开沟器(302)安装在播种部件机架(301)上，开沟器(302)在整个播种机部件(3)前后方向的最前方，用于刨土开沟；两个播种器(303)位于开沟器(302)后面且两侧分布，并安装在播种部件机架(301)上，播种器(303)后面设有种管直接与种箱(307)相连接，种子从种箱(307)排出通过种管到播种器(303)，再下到土里面；两个施肥管(304)下端出口汇集在开沟器(302)正后方，施肥管(304)上端与排肥器(305)连接，排肥器(305)固定安装在肥料箱(306)下面，种箱(307)位于肥料箱(306)后方，肥料箱(306)和种箱(307)均固定安装在播种部件机架(301)上，过渡链轮(308)通过轴和轴承安装在播种部件机架(301)上，同样地，种箱链轮(309)安装在种箱(307)上，肥箱链轮(310)安装在肥料箱(306)上；播种试验时，动力从动力链轮(211)传递给过渡链轮(308)，再分别传递到种箱链轮(309)和肥箱链轮(310)，实现播种部件(3)播种和施肥。

4.根据权利要求2所述的一种马铃薯生产机具综合性能试验台，其特征在于：中耕部件(4)包括：中耕部件支架(401)、中耕轴(402)、轴承座、中耕带轮(403)、刀盘(404)、中耕刀(405)和刀座(406)；

中耕部件支架(401)与平台(202)螺栓连接，中耕轴(402)通过轴承座安装在中耕部件支架(401)上，中耕带轮(403)固定安装在中耕轴(402)端部，两个刀盘(404)固定安装在中耕轴(402)中部，两个刀盘(404)之间间距为(200)mm，刀盘(404)的表面边沿固定若干刀座(406)，中耕刀(405)通过螺栓固定在刀座(406)上；中耕试验时，电机(201)通过带传动驱动中耕带轮(403)，从而驱动中耕部件(4)工作。

5.根据权利要求2所述的一种马铃薯生产机具综合性能试验台，其特征在于：挖掘部件(5)包括：连接盘(501)、带偏心轴的圆盘(502)、连杆(503)、摆动杆(504)、滑块(505)、滑块支架(506)、挖掘铲固定盘(507)、挖掘铲调节盘(508)和挖掘铲(509)；

连接盘(501)固定安装在部件动力轴(214)端部，与部件动力带轮(215)相对，连接盘(501)的轴心偏心设置，且以其轴心为中心在盘上均匀分布设置了不少于六个的螺栓连接孔，两个圆盘(502)分别与连接盘(501)和部件动力带轮(215)螺纹连接；

圆盘(502)的螺栓连接孔和部件动力带轮(215)的螺纹孔分别与连接盘(501)螺栓连接孔的位置一样，且圆盘(502)外端面设置一偏心轴；

连杆(503)两端分别与圆盘(502)的偏心轴轴端和摆动杆(504)一端铰接，摆动杆(504)通过支架铰接支撑在平台(202)上，滑块(505)上端与摆动杆(504)另一端铰接，滑块支架(506)上设有轨道，滑块(505)安装在滑块支架(506)的轨道中，滑块支架(506)固定安装在平台(202)上，滑块(505)下端与挖掘铲固定盘(507)焊接，挖掘铲调节盘(508)与挖掘铲固定盘(507)螺栓连接，挖掘铲(509)两端与挖掘铲调节盘(508)焊接；

挖掘铲调节盘(508)表面以中心为轴的圆环轨迹上均匀开设四个长圆形状的螺栓连接孔(510)；

挖掘试验时，台车驱动电机(213)驱动试验台车(2)向前移动，从而实现挖掘铲(509)固定式挖掘运动；同时电机(201)通过带传动驱动部件动力带轮(215)和部件动力轴(214)转动，将动力传递给圆盘(502)，分别调整带偏心轴的圆盘(502)与连接盘(501)和部件动力带轮(215)连接的角度，即设定不同的偏心距，再通过连杆(503)使摆动杆(504)绕其铰接点摆动，从而使滑块(505)在滑块支架(506)的轨道中上下往复运动，带动挖掘铲(509)振动，实现不同振幅的振动挖掘；挖掘铲调节盘(508)还可以调节挖掘铲(509)倾角。

6.根据权利要求3-5所述的一种马铃薯生产机具综合性能试验台，其特征在于：测控装置(6)包括力传感器(601)、信号线(602)、控制柜(603)、扭矩传感器A(604)、扭矩传感器B(605)、限位开关A(606)和限位开关B(607)；

力传感器(601)一端固定在上导轨(104)上，另一端与链条(105)连接，并通过信号线(602)与控制柜(603)连接，扭矩传感器A(604)安装在部件动力轴(214)上，扭矩传感器B(605)安装在台车行走动力轴(209)上，扭矩传感器A(604)和扭矩传感器B(605)分别与控制柜(603)通过通信线路进行连接；

控制柜(603)包括电源、控制电路、工业触摸屏，用于实现对试验过程的控制和试验数据收集和处理；

限位开关A(606)和限位开关B(607)安装在下导轨(103)下方的两端，且都与控制柜(603)通过通信线路进行连接，用以控制试验台车(2)来回移动的行程。