CN109668751A - 一种多功能组合试验台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多功能组合试验台,包括有安装平台、多种类型的动力及传动机构,所述的安装平台包括有三维工作台、方箱、角度调节器、角形支撑及定位件。本发明的多功能组合试验台通过预先配置在试验过程中所需要常用到的各部件,经过合理巧妙的结构设计及组合,可实现采用有限的装备就能实现多种农业机械装备的试验。
Description
技术领域
本发明涉及一种试验台,特别是一种多功能组合试验台。
背景技术
由于农产品丰富多样,需要农业机械完成的工作也是种类繁多,但农产品的物理特性受地域、环境、品种、种植方式等因素而有较大差异,因此在农业机械研发中,需进行工作装置的试验验证。但由于农业机械工作装置复杂多样,而现有试验台功能较为单一,难以利用现有试验台完成试验验证。因此,农业机械基本以实物样机形式在生产现场进行试验验证,造成研发周期长、研发成本高、样机工作参数不易调整、试验数据不易收集等不足。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处,而提供一种为农机产品工作装置或关键部件的试验提供试验的多功能组合式试验台。
一种多功能组合试验台,包括有安装平台、多种类型的动力及传动机构,所述的安装平台包括有三维工作台、方箱、角度调节器、角形支撑及定位件;
所述的三维工作台的上表面及四周侧面均设置有孔径统一的安装圆孔,安装孔横向间距、纵向间距均相等,以方便与其它构件的安装孔与工作台的安装圆孔对齐后锁紧固定;
所述的方箱呈长方体结构,所述的方箱的一侧为敞口,在方箱的壁面设置有孔径统一的安装圆孔,圆孔横向间距、纵向间距均相等且与工作台的安装孔距相同,当方箱与工作台或其它构件联接时,使安装孔与工作台或其它构件安装孔对齐实现锁紧连接;
所述的角度调节器为一绞轴上绞接固定两个可相对转动的部件,在两个部件上均设置有孔径统一、间距相等的安装圆孔或宽度与孔径相等的长槽,安装圆孔的孔间距为工作台孔间距的整数等分值,两个活动部件分别与不同构件实现锁紧连接;
所述的角形支撑正面呈“C”形,其断面呈“L”形,在其正面及侧面均设置有孔径统一、间距相等的安装圆孔或宽度与孔径相等的长槽,安装圆孔的孔间距为工作台孔间距的整数等分值,角形支撑作为过渡配件使用;
所述的定位件用于安装平台与试验装置的联接,其结构主要有“平面直线型”、“平面L型”和“侧面L型”,在其主表面上均设置有孔径统一、间距相等的安装圆孔或宽度与孔径相等的长槽,安装圆孔的孔间距为工作台孔间距的整数等分值;
所述的动力与传动机构采用以下四种组合形式,
(1)定轴传动机构模拟
由控制器通过变频器对变频电机转速进行调节,相当于定轴传动的速比变化,再配备少量减速机进行速比扩展;
(2)周期性规律变化传动机构模拟
由伺服定位模块或运动控制卡控制伺服驱动器驱动伺服电机的转角,由伺服电机输出轴的摆动或通过滚珠丝杆的移动模拟实现连杆传动机构或凸轮传动机构的运动;
(3)传动机构组合模拟
采用多个伺服电机的多轴联动实现实现多个传动机构的并联运行。
(4)液压传动机构模拟
试验台的液压动力源采用变频电机驱动液压泵,并在输出回路中装设流量传感器和压力传感器,在动力输出时,采集的流量及压力信号由控制器运算后经变频器调节电机转速,实现输出流量、压力及功率的调节。
本发明的多功能组合式试验台,通过预先设置三维工作台、方箱、角度调节器、角形支撑及定位件等多种部件,并在这些部件上设置特殊的结构,使得在使用时可根据试验的需要灵活进行装配,并根据试验选用相应的动力与传动系统组合,从而可实现多种农业机械研发试验的需要,无需要重复投资建设试验平台。
所述的安装平台的各部件之间的锁紧采用快速锁紧销进行锁紧。
所述的多功能组合式试验台还包括有控制系统,所述的控制系统根据试验需求对动力进行参数化调节及执行部件的运动逻辑控制,包括有上位PC机、下位PLC、及人机界面。
所述的多功能组合式试验台还包括有数据采集及分析模块,包括有各传感器、模拟量输入模块及上位PC机,所述的数据采集及分析模块用于试验过程中的转矩、转速、拉压力、温度各物理量的采集并与试验状态同步记录;当进行数据分析时,可对记录的参数及试验状态按分析需求进行数据整理和重现。
综上所述的,本发明相比现有技术如下优点:
本发明的多功能组合试验台通过预先配置在试验过程中所需要常用到的各部件,经过合理巧妙的结构设计及组合,可实现采用有限的装备就能实现多种农业机械装备的试验。安装平台由三维工作台、方箱、支撑角铁、定位件及快速锁紧销等组成,可实现“搭积木式”组合,为动力、传动机构、工作装置或关键部件等提供安装支持面;动力由变频电机、伺服电机、液压站、压缩空气站组成,为工作装置或关键部件的试验提供不同类型的动力源;传动机构由数量较少的减速机与动力及控制系统配合组成,实现传动速比可在较大范围内的调节变化;控制系统根据试验需求对动力进行参数化调节及执行部件的运动逻辑控制;数据采集模块用于试验过程中的转速、拉压力、转矩、温度等物理量的采集并与试验状态同步记录;数据分析模块对记录的参数及试验状态按分析需求进行数据整理和重现。
附图说明
图1是本发明的三维工作台结构示意图。
图2是本发明的方箱结构示意图。
图3是本发明的角度调节器的结构示意图。
图4是本发明的角形支撑的结构示意图。
图5是本发明的“平面直线型”的结构示意图。
图6是本发明的 “平面L型”的结构示意图。
图7是本发明的 “侧面L型”的结构示意图。
图8是快速锁紧销的结构示意图。
图9是本发明的控制系统示意图。
标号说明 1 安装孔 2长槽。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行更详细的描述。
实施例1
一种多功能组合试验台包括有三维工作台、方箱、角度调节器、角形支撑、定位件及快速锁紧销,根据安装支持面的空间位置,先选用方箱或角形支撑或角度调节器等配件,而后用快速锁紧销穿过配件和工作台的连接孔,将配件固定锁紧在工作台上表面或工作台侧面。若采用一个配件还不能达到安装支持面位置,还可以再选用不同的配件并用快速锁紧销联接完成扩展延伸。若空间位置介于两个安装孔1之间,可以通过安装带长槽2的定位件进行过渡连接。通过这种“搭积木”组合各配件的方式,即可形成所需的空间结构,为动力、传动机构、工作装置或关键部件等提供三维空间的安装支持面;三维工作台
三维工作台结构:三维工作台的上表面及四周侧面均设置有孔径统一的安装圆孔,安装孔横向间距、纵向间距均相等,以便其它构件的安装孔与工作台的安装圆孔对齐后通过快速锁紧销联接固定。
方箱结构:方箱呈长方体结构,除开口表面外的其余表面均设置有孔径统一的安装圆孔,圆孔横向间距、纵向间距均相等且与工作台的安装孔距相同,当方箱与工作台或其它构件联接时,根据结构需要将方箱调整至适当位置,并使安装孔与工作台或其它构件安装孔对齐,再通过快速锁紧销联接固定。
角度调节器
角度器:角度调节器为一绞轴上绞接固定两个可相对转动的部件,在两个部件上均设置有孔径统一、间距相等的安装圆孔或宽度与孔径相等的长槽,安装圆孔的孔间距为工作台孔间距的整数等分值。使用时,两个活动部件分别与不同构件通过快速锁紧销联接后,即可通过调整角度器两部件的夹角调节与之相联接构件的夹角。
角形支撑
角形支撑:角形支撑正面呈“C”形,其断面呈“L”形,在其正面及侧面均设置有孔径统一、间距相等的安装圆孔或宽度与孔径相等的长槽,安装圆孔的孔间距为工作台孔间距的整数等分值。角形支撑一般作为过渡配件使用,其一端或一侧与工作台或方箱等通过快速锁紧销联接固定,再将定位件通过快速锁紧销联接固定后作为安装支撑点。
定位件
定位件:定位件用于安装平台与试验装置的联接,其结构主要有“平面直线型”、“平面L型”和“侧面L型”,在其主表面上均设置有孔径统一、间距相等的安装圆孔或宽度与孔径相等的长槽,安装圆孔的孔间距为工作台孔间距的整数等分值。使用时,根据安装位置及定位尺寸的需要,选用安装圆孔或长槽作为固定点,并用快速锁紧销联接固定在方箱或支撑角铁上,其余孔或长槽即可作为试验装置的安装固定位置。
快速锁紧销
快速锁紧销:快速锁紧销用于不同构件间的联接固定。锁紧销本体直径与安装孔径相同,锁紧销一端设置有多个处于同一平面的圆孔,圆孔内装有钢球,另一端为直径大于锁紧销本体直径的锁紧旋钮,锁紧旋钮通过转轴再与锁紧销本体相联,转轴一端与锁紧旋钮固定联接,中部带有螺纹部分与锁紧销本体活动联接,另一端为锥体结构。当锁紧旋钮反时针旋转时,转轴在螺纹作用下旋转退出,使端部锥体在钢球平面处直径变小,当钢球退入本体直径范围时,快速锁紧销即可通过安装圆孔,再将锁紧旋钮反向旋入,钢球在锥体作用下伸出并超过本体直径,使钢球成为受力承载点,当锁紧旋钮贴合到需锁紧结构件表面时,即可在锁紧旋钮的旋入压力作用下将两个结构件锁紧固定。
试验台动力及传动机构
试验台为满足不同试验的需要,需具备在较大范围的数字化参数调节能力,本发明采用数量较少的减速器与动力及控制系统配合组成“传动模拟机构”以实现传动机构的简化,其主要实现方式有三种:
a.定轴传动机构模拟
根据试验需要,由控制器通过变频器对变频电机转速进行调节,相当于定轴传动的速比变化。再配备少量减速机进行速比扩展。
b.周期性规律变化传动机构模拟
根据连杆传动或凸轮传动机构的运动规律,由伺服定位模块或运动控制卡控制伺服驱动器驱动伺服电机的转角,可由伺服电机输出轴的摆动或通过滚珠丝杆的移动模拟实现连杆传动机构或凸轮传动机构的运动。
c.传动机构组合模拟
当需要实现多个传动机构的并联运行时,采用多个伺服电机的多轴联动实现。
d.液压传动机构模拟
试验台的液压动力源采用变频电机驱动液压泵,并在输出回路中装设流量传感器和压力传感器。在动力输出时,采集的流量及压力信号由控制器运算后经变频器调节电机转速,实现输出流量、压力及功率的调节。
3.控制系统
控制系统根据试验需求对动力进行参数化调节及执行部件的运动逻辑控制,由上位PC机、下位PLC、人机界面等组成。
4.数据采集及分析模块
用于试验过程中的转矩、转速、拉压力、温度等物理量的采集并与试验状态同步记录;当进行数据分析时,可对记录的参数及试验状态按分析需求进行数据整理和重现。
本实施例未述部分与现有技术相同。
Claims (4)
1.一种多功能组合试验台,其特征在于:包括有安装平台、多种类型的动力及传动机构,所述的安装平台包括有三维工作台、方箱、角度调节器、角形支撑及定位件;
所述的三维工作台的上表面及四周侧面均设置有孔径统一的安装圆孔,安装孔横向间距、纵向间距均相等,以方便与其它构件的安装孔与工作台的安装圆孔对齐后锁紧固定;
所述的方箱呈长方体结构,所述的方箱的一侧为敞口,在方箱的壁面设置有孔径统一的安装圆孔,圆孔横向间距、纵向间距均相等且与工作台的安装孔距相同,当方箱与工作台或其它构件联接时,使安装孔与工作台或其它构件安装孔对齐实现锁紧连接;
所述的角度调节器为一绞轴上绞接固定两个可相对转动的部件,在两个部件上均设置有孔径统一、间距相等的安装圆孔或宽度与孔径相等的长槽,安装圆孔的孔间距为工作台孔间距的整数等分值,两个活动部件分别与不同构件实现锁紧连接;
所述的角形支撑正面呈“C”形,其断面呈“L”形,在其正面及侧面均设置有孔径统一、间距相等的安装圆孔或宽度与孔径相等的长槽,安装圆孔的孔间距为工作台孔间距的整数等分值,角形支撑作为过渡配件使用;
所述的定位件用于安装平台与试验装置的联接,其结构主要有“平面直线型”、“平面L型”和“侧面L型”,在其主表面上均设置有孔径统一、间距相等的安装圆孔或宽度与孔径相等的长槽,安装圆孔的孔间距为工作台孔间距的整数等分值;
所述的动力与传动机构采用以下四种组合形式,
(1)定轴传动机构模拟
由控制器通过变频器对变频电机转速进行调节,相当于定轴传动的速比变化,再配备少量减速机进行速比扩展;
(2)周期性规律变化传动机构模拟
由伺服定位模块或运动控制卡控制伺服驱动器驱动伺服电机的转角,由伺服电机输出轴的摆动或通过滚珠丝杆的移动模拟实现连杆传动机构或凸轮传动机构的运动;
(3)传动机构组合模拟
采用多个伺服电机的多轴联动实现实现多个传动机构的并联运行;
(4)液压传动机构模拟
试验台的液压动力源采用变频电机驱动液压泵,并在输出回路中装设流量传感器和压力传感器,在动力输出时,采集的流量及压力信号由控制器运算后经变频器调节电机转速,实现输出流量、压力及功率的调节。
2.根据权利要求1所述的多功能组合试验台,其特征在于:所述的安装平台的各部件之间的锁紧采用快速锁紧销进行锁紧。
3.根据权利要求1所述的多功能组合试验台,其特征在于:所述的多功能组合式试验台还包括有控制系统,所述的控制系统根据试验需求对动力进行参数化调节及执行部件的运动逻辑控制,包括有上位PC机、下位PLC、及人机界面。
4.根据权利要求1所述的多功能组合试验台,其特征在于:所述的多功能组合式试验台还包括有数据采集及分析模块,包括有各传感器、模拟量输入模块及上位PC机,所述的数据采集及分析模块用于试验过程中的转矩、转速、拉压力、温度各物理量的采集并与试验状态同步记录;当进行数据分析时,可对记录的参数及试验状态按分析需求进行数据整理和重现。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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