CN108956177A - 一种拖拉机驱动农机具的动力学性能匹配测试装置 - Google Patents

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兰洪星
叶可
刘艺
陈坤
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Abstract

本发明属于机械测试技术领域，涉及一种拖拉机驱动农机具的动力学性能匹配测试装置。所有传感器通过微机系统和控制单元连接；所述的微机系统采集传感器数据，处理后输出给控制单元。农机具通过三点悬挂连接在拖拉机左提升架、右提升架和上悬挂点上，拖拉机的动力输出轴连接到上悬挂点。拖拉机后轮安装转速传感器A，拖拉机机身上安装位移传感器和高度传感器，可实现对拖拉机行驶状态滑移率进行检测，当滑移率超过预设值，微机系统发出行驶挡位换挡信号。本装置可对拖拉机驱动农机具作业时的动力学性能进行测试，并根据测试结果进行拖拉机动力输出的调整使之与农机具动力需求匹配。

Description

一种拖拉机驱动农机具的动力学性能匹配测试装置
技术领域
本发明属于机械测试技术领域，涉及一种拖拉机驱动农机具的动力学性能匹配测试装置。
背景技术
随着农业机械化程度的普及，通过拖拉机驱动农机具作业成为重要的农业生产过程，但面对日益繁多的农机具及农机具多变的工作环境,导致拖拉机的工作参数处于动态变化中,加大了对拖拉机性能实时监测的难度,应用传统测试技术无法及时准确的对参数进行测试，对拖拉机的动力学性能需求越来越复杂和精确，针对特定农机具特定工况下需要匹配相应的动力学输出性能，
动力输出轴是将拖拉机发动机的动力以旋转动力方式传递给机具，为作业机具提供动力。动力输出轴按输出的转速，分标准转速式动力输出轴和侧置动力输出轴。标准转速式动力输出轴的转速与拖拉机使用挡位无关，其动力由发动机直接传递。侧置动力输出轴与拖拉机行驶速度“同步”，其动力由变速箱第二轴传出，其转速与使用挡位有关。因此，对拖拉机驱动农机具作业时进行动力学性能测试并进行动力学匹配调整十分必要。
中国公开发明专利CN107878217A，公开了一种电动拖拉机能量管理系统及控制方法，介绍了其主体内容是通过控制开关的信号决定电动拖拉机的工作模式，包括道路行驶、田间行驶、田间作业这三种模式。该发明只有三种模式，不能无法及时准确的对各个不同路况参数进行调节，不够智能化。
中国公开发明专利CN107882975A，公开了拖拉机及用于拖拉机的自适应电控换档系统。该电控换档系统用于根据拖拉机的驾驶员对刹车装置和加速装置的直接操作确定拖拉机的驾驶员的换档意图，所述换档意图包括升档加速意图、降档减速意图和降档紧急减速意图；档位确定装置，根据当前拖拉机状态信息和所述换档意图，确定适应于当前工作环境的可调节到的档位，但是该发明依托于驾驶员的意图去更改档位，对某些复杂的情况并不能完全自动控制，不能够实现智能化。
中国公开发明专利CN107884593A，公开了以拖拉机为动力的农业机具速度监测系统与方法，包括用于采集拖拉机前轮轮速的轮速信号采集模块、用于采集农业机具加速度的加速度传感器、用于接收卫星定位系统测量的农用机具速度信号的信号接收器以及无线收发终端和车载终端，车载终端包括协调器和工控机，无线收发终端用于接收轮速信号采集模块传递的信号以及加速度传感器传递的信号并通过协调器传递至工控机，工控机基于信号接收器与协调器上传的信号，采用农用机具速度监测方法，推算农用机具的当前实际速度，主要检测其空转、打滑的速度特性，但是该专利不能根据各部分检测数据对农业机具的行动进行精确操作，不能满足农机具的动力学性能匹配。
发明内容
本发明专利针对现有拖拉机驱动农机具作业时，不能实现拖拉机动力学性能的实时监测及根据农机具种类及工况调整拖拉机动力输出的问题，提供了一种拖拉机驱动农机具的动力学性能匹配测试装置。
本发明的技术方案：
一种拖拉机驱动农机具的动力学性能匹配测试装置，包括应力传感器A1、角度传感器A2、转速传感器A3、转速传感器B4、应力传感器B5、扭矩传感器B6、应力传感器C7、角度传感器C8、高度传感器9、位移传感器10、微机系统11和控制单元12。
所有传感器通过微机系统11和控制单元12连接，微机系统11采集传感器数据处理后输出给控制单元12。
农机具通过三点悬挂连接在拖拉机左提升架13、右提升架14和上悬挂点15上，拖拉机的动力输出轴16连接到上悬挂点15。
拖拉机后轮安装转速传感器A3，拖拉机机身上安装位移传感器10和高度传感器9，可实现对拖拉机行驶状态滑移率进行检测，当滑移率超过预设值，微机系统11发出行驶挡位换挡信号。
所述左提升架13的上下左右分别安装四个应力传感器A1，其根部连接角度传感器A2；所述右提升架14的上下左右分别安装四个应力传感器C7，其根部连接角度传感器C8；角度传感器A2和角度传感器C8对农机具下降高度进行检测，结合拖拉机机身上安装的高度传感器9可对农机具入土深度进行检测，当监测值不满足预设值时，微机系统11通过控制单元12调整左、右提升架14位置，调整农机具入土深度。
四个应力传感器B5分别固定在动力输出轴16的上下左右四面；转速传感器B4和扭矩传感器B6固定在动力输出轴16与拖拉机根部连接处，实时监测动力输出轴16的应力、转速和扭矩；当监测到的应力值偏离预设值，说明农机具姿态不正确，微机系统11通过控制单元12调整左、右提升架14位置；当动力输出轴16转速、扭矩不符合农机具工作需求，微机系统11通过控制单元12调整输出动力挡位。
本发明的装置可对拖拉机驱动农机具作业时的动力学性能进行测试，并根据测试结果进行拖拉机动力输出的调整使之与农机具动力需求匹配。
附图说明
图1是本发明的示意图。
图中：1应力传感器A；2角度传感器A；3转速传感器A；4转速传感器B；5应力传感器B；6扭矩传感器B；7应力传感器C；8角度传感器C；9高度传感器；10位移传感器；11微机系统；12控制单元；13左提升架；14右提升架；15上悬挂点；16动力输出轴。
具体实施方式
下面结合技术方案和附图对本发明的具体实施例详细说明。
如图1所示，本发明的拖拉机驱动农机具的动力学性能匹配测试装置，主要由传感器A、角度传感器A2、转速传感器A3、转速传感器B4、应力传感器B5、扭矩传感器B6、应力传感器C7、角度传感器C8、高度传感器9、位移传感器10、微机系统11和控制单元12组成。
农机具与拖拉机通过三点悬挂连接，三点分别为拖拉机的左提升架13、右提升架14和上悬挂点15。动力输出轴16将拖拉机动力传递给工作机具，当作业机具工作环境发生变化，则拖拉机预设动力学输出参数需要改变以适应匹配农机具需求。所述左提升架13的上下左右分别安装四个应力传感器A1，其根部连接角度传感器A2；所述右提升架14的上下左右分别安装四个应力传感器C7，对左、右提升架14所受应力进行实时监测，当发现某一应力值超过预设安全应力值，微机系统11发出动力重新匹配信号；四个应力传感器B5分别固定在动力输出轴16的上下左右四面；转速传感器B4和扭矩传感器B6固定在动力输出轴16与拖拉机根部连接处，实时监测动力输出轴16的应力、转速和扭矩，当监测到的应力值偏离预设值，说明农机具姿态不正确，微机系统11通过控制单元12调整左、右提升架14位置；当动力输出轴16转速、扭矩不符合农机具工作需求，微机系统11通过控制单元12调整输出动力挡位。
拖拉机后轮安装转速传感器A3，拖拉机机身上安装位移传感器10和高度传感器9，可实现对拖拉机行驶状态滑移率进行检测，当滑移率超过预设值，微机系统11发出行驶挡位换挡信号；
左提升架13和右提升架14连接拖拉机根部安装的角度传感器A2对农机具下降高度进行检测，结合拖拉机机身上安装的高度传感器9可对农机具入土深度进行检测，当监测值不满足预设值时，微机系统11通过控制单元12调整左、右提升架14位置，调整农机具入土深度。通过以上对拖拉机驱动农机具动力学性能测试及调整，保证了拖拉机动力学输出参数与农机具需求相匹配。

Claims (1)

1.一种拖拉机驱动农机具的动力学性能匹配测试装置，其特征在于，包括应力传感器A(1)、角度传感器A(2)、转速传感器A(3)、转速传感器B(4)、应力传感器B(5)、扭矩传感器B(6)、应力传感器C(7)、角度传感器C(8)、高度传感器(9)、位移传感器(10)、微机系统(11)和控制单元(12)；所有传感器通过微机系统(11)和控制单元(12)连接，微机系统(11)采集传感器数据处理后输出给控制单元(12)；
农机具通过三点悬挂连接在拖拉机左提升架(13)、右提升架(14)和上悬挂点(15)上，拖拉机的动力输出轴(16)连接到上悬挂点(15)；
拖拉机后轮安装转速传感器A(3)，拖拉机机身上安装位移传感器(10)和高度传感器(9)，可实现对拖拉机行驶状态滑移率进行检测，当滑移率超过预设值，微机系统(11)发出行驶挡位换挡信号；
所述左提升架(13)的上下左右分别安装四个应力传感器A(1)，其根部连接角度传感器A(2)；所述右提升架(14)的上下左右分别安装四个应力传感器C(7)，其根部连接角度传感器C(8)；角度传感器A(2)和角度传感器C(8)对农机具下降高度进行检测，结合拖拉机机身上安装的高度传感器(9)可对农机具入土深度进行检测，当监测值不满足预设值时，微机系统(11)通过控制单元(12)调整左、右提升架(14)位置，调整农机具入土深度；
四个应力传感器B(5)分别固定在动力输出轴(16)的上下左右四面；转速传感器B(4)和扭矩传感器B(6)固定在动力输出轴(16)与拖拉机根部连接处，实时监测动力输出轴(16)的应力、转速和扭矩；当监测到的应力值偏离预设值，说明农机具姿态不正确，微机系统(11)通过控制单元(12)调整左、右提升架(14)位置；当动力输出轴(16)转速、扭矩不符合农机具工作需求，微机系统(11)通过控制单元(12)调整输出动力挡位。
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