CN116481779A - 一种环形土槽试验台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环形土槽试验台，属于农业机械领域。其主要特征在于：由环形土槽、土槽支架、模糊控制器、变频调速电动机、减速器、导轨、滚轮支架、旋转轴、触土部件安装架、应变片和速度传感器等组成。变频器控制变频调速电机以达到设计的电机转速。触土部件安装架可以改变触土部件与土壤的接触深度，进而改变触土部件的最大耕作深度和入土深度。均匀安装在环形土槽上的应变片能够分析研究触土部件工作时不同高度土壤的应力应变特性。本发明采用环形土槽，可循环连续进行土槽试验，有效缩短试验及研究周期。同时本试验台具有结构简单，占地面积小，成本低的特点，可解决现阶段科研院所无试验台可用的局面。
Description
技术领域
本发明涉及一种土槽试验台，具体涉及一种可以进行农业机具和触土部件性能试验的环形土槽试验台，属于农业机械领域。
背景技术
农业生产的数字化、农机装备的智能化改造是“三农”和乡村振兴事业高质量发展的重要支撑。《中国制造2025》将“智能农机装备”列入10大重点推进领域，明确了农机装备“信息化、智能化、绿色化”的发展方向和重点任务。近年来，我国农机装备发展已经取得了一定的成果，实现了农机大国的目标，但由“大”转“强”的突破口还需要从智能农机装备的发展入手，为此我国出台一系列政策支持农机装备转型升级。农业机械性能试验是新型农机具在研发和性能改进中不可少的步骤，通过试验研究可以发现设计中的不足，并加以改进，提高农业机械性能以满足农业生产需求。
农机性能试验分为田间试验和土槽试验两种。农机性能试验多是在田间进行，但受到整机研制、人力物力、气候和整地等诸多因素的限制，导致田间试验可操作性差、可重复性低。土槽试验可以模拟田间试验且不受季节、气候和研制出整机(即只对核心工作部件进行测试)等限制，可以精准控制试验变量，大大缩短研发周期，常用于科研院所的新型农机试验。
传统直线式土槽试验台车不能进行连续试验测试〔因为土槽长度有限，如需连续测试，须返回起始点重新试验)、占地面积大、维护成本高，同时运行平稳性差，不能很好地满足大部分农业机械试验要求。
为解决上述问题，本发明提供一种新的技术方案。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于针对现有直线式土槽试验台的不足，提供一种可连续试验测试的环形上槽试验台。它的特点是占地面积小、可连续试验、运行平稳、农业机具和触土部件入士深度可调的特点。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：
一种环形土槽试验台，其特征在于：
所述环形土槽试验台，由环形土槽、土槽支架、模糊控制器、变频器、变频调速电动机、固定台架、减速器、导轨、滚轮支架、转动轴、固定卡箍、应变片和速度传感器组成。
所述土槽支架、导轨、转动轴均为型钢，便于安装拆卸。
所述减速器固定在固定台架上，与变频调速电动机连接。
所述转动轴通过滚轮支架支撑安装在减速器输出轴上。
所述应变片安装在环形土槽上等间距均匀布置。
所述速度传感器安装在固定卡箍上，与模糊控制器连接。
所述减速器安装在固定台架上，与变频调速电动机连接。
所述变频调速电动机安装在固定台架上，通过连接线与变频器连接。
所述导轨固定在土槽支架上。
所述滚轮支架与旋转轴相连，安装在导轨中。
所述固定卡箍安装在旋转轴上。
所述环形土槽、土槽支架组成环形土槽试验台的土槽装置。
所述导轨、滚轮支架、变频调速电动机、减速器、旋转轴、固定卡箍、变频器、模糊控制器、速度传感器、应变片组成环形土槽试验台的试验测试装置。
进一步地，所述环形土槽试验台占地面积小且便于移动。其中，环形土槽外径为3.8米，内径为3.0米，宽度0.4米，高度0.4米。
进一步地，所述环形土槽试验台能够适应不同工作深度的农业机具和触土部件土槽试验。可以通过调节滚轮支架、固定卡箍、农业机具的安装位置、高度来调节农业机具的入土深度。
进一步地，所述环形土槽试验台能够保证农业机具平稳连续地试验测试。安装在固定卡箍上的速度传感器能够实时测量测试农业机具的运动速度，并能启动模糊控制器控制变频器，通过变频器控制变频调速电动机的转速。
进一步地，所述环形土槽试验台能够研究分析农业机具试验时不同深度土壤的应变特性。均匀安装在环形土槽上的应变片能够实时采集农业机具试验时不同深度土壤的应力应变。
本发明一种环形土槽试验平台的有益效果是：本发明克服了传统中大型直线式土槽试验平台结构、不能连续试验、占地面积大的缺点；环形土槽能够实现农业机具连续试验测试，速度传感器和模糊控制器能够满足不同农业机具对运动速度的测试需求，实现机具平稳可靠地运行工作，进而保证试验结果的可靠性和稳定性；能够通过调节滚轮支架和固定卡箍的位置、高度来改变农业机具入土深度；能够通过分析不同位置应变片的应力应变情况研究不同深度土壤的应变特性，能够较好的满足多种类型农业机具的试验需求。
附图说明
图1是本发明一种环形土槽试验台的结构图。
图2是本发明一种环形土槽试验台的固定卡箍的结构图。
图中：1、环形土槽，2、土槽支架，3、模糊控制器，4、变频器，5、减速器，6、变频调速电动机，7、导轨，8、滚轮支架，9、转动轴，10、固定卡箍，11、固定台架，12、速度传感器，13、应变片。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清晰明了，结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，以下对本发明做的详尽的描述说明，其目的在于让熟悉此领域技术的相关人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
结合图1和图2对本发明一种环形土槽试验台的结构特征做进行进一步说明。本发明一种环形土槽试验台由环形土槽1、土槽支架2、模糊控制器3、变频器4、减速器5、变频调速电动机6、导轨7、滚轮支架8、转动轴9、固定卡箍10、固定台架11、速度传感器12、应变片13组成。其中，土槽支架2、导轨7、转动轴9均为型钢，便于安装拆卸；减速器5与变频调速电动机6连接；减速器5与变频调速电动机6安装在固定台架11上；转动轴9通过滚轮支架8支撑与减速器5连接；固定卡箍10通过U型螺栓安装在转动轴9上；速度传感器12安装在固定卡箍10上；应变片13安装在环形土槽1上等间距均匀布置；变频调速电动机6通过连接线与变频器4连接；变频器4通过连接线与模糊控制器3连接；环形土槽1和导轨7固定在土槽支架2上；滚轮支架8安装在导轨7上；环形土槽1、土槽支架2组成环形土槽试验台的土槽装置；模糊控制器3、变频器4、减速器5、变频调速电动机6、导轨7、滚轮支架8、转动轴9、固定卡箍10、固定台架11、速度传感器12、应变片13组成环形土槽试验台的试验测试装置。
结合图1对本发明一种环形土槽试验平台的工作原理进行说明。农业机具安装在固定卡箍10上，在变频调速电动机6、减速器5和旋转轴9的带动下作用于环形土槽1中的土壤，农业机具试验测试时的速度由速度传感器12实时测量，农业机具试验测试时的土壤应力大小数据由均匀分布在环形土槽1上的应变片13实时测量。为了保证试验结果的一致性、稳定性和可靠性，农业机具试验过程中的运动速度由速度传感器12实时测量并传递给模糊控制器3，模糊控制器3将实时测定的速度与设定速度进行对比分析差值，模糊控制器3通过控制变频器4的输出改变变频调速电动机6的转速使农业机具运动速度与设定速度保持一致。在土壤体积一定的情况下，通过改变滚轮支架8的高度和固定卡箍10上农业机具的安装位置可以改变农业机具的入土深度。
Claims (5)
1.一种环形土槽试验台，其特征在于：
所述环形土槽试验台，由环形土槽(1)、土槽支架(2)、模糊控制器(3)、变频器(4)、减速器(5)、变频调速电动机(6)、导轨(7)、滚轮支架(8)、转动轴(9)、固定卡箍(10)、固定台架(11)、速度传感器(12)和应变片(13)组成。
所述土槽支架(2)、导轨(7)、转动轴(9)均为型钢，便于安装拆卸。
所述减速器(5)与变频调速电动机(6)连接，均安装在固定台架(11)上。
所述转动轴(9)通过滚轮支架(8)支撑安装在减速器(5)输出轴上。
所述应变片(13)安装在环形土槽(1)上，等间距均匀布置。
所述速度传感器(12)安装在固定卡箍(10)上，与模糊控制器(3)连接。
所述变频调速电动机(6)通过连接线与变频器(4)连接。
所述变频器(4)通过连接线与模糊控制器(3)连接。
所述导轨(7)固定在土槽支架(2)上。
所述滚轮支架(8)与转动轴(9)相连，安装在导轨(7)上。
所述固定卡箍(10)安装在转动轴(9)上。
所述环形土槽(1)、土槽支架(2)组成环形土槽试验台的土槽装置。
所述模糊控制器(3)、变频器(4)、减速器(5)、变频调速电动机(6)、导轨(7)、滚轮支架(8)、转动轴(9)、固定卡箍(10)、固定台架(11)、速度传感器(12)、应变片(13)组成环形土槽试验台的试验测试装置。
2.根据权利要求1所述的环形土槽试验台，其特征在于：占地面积小。其中，环形土槽(1)的外径为3.8米，内径为3.0米，宽度0.4米，高度0.4米；土槽支架(2)的高度为0.8米，旋转轴(9)的长度为2.0米。
3.根据权利要求1所述的环形土槽试验台，其特征在于：能够适应不同试验测试深度要求的农业机具进行土槽试验。通过调节滚轮支架(8)的高度和固定卡箍(10)上农业机具的安装位置可以改变农业机具的入土深度。
4.根据权利要求1所述的环形土槽试验台，其特征在于：能够保证农业机具平稳、可靠地连续进行试验测试。安装在固定卡箍(10)上的速度传感器(12)能够实时测量农业机具的运动速度，将速度信息传到模糊控制器(3)中，并与速度设定值比较，超过设定范围时将触发模糊控制器(3)动作，通过控制变频器(4)进而控制变频调速电动机(6)的转速在设定范围内。
5.根据权利要求1所述的环形土槽试验台，其特征在于：能够研究分析农业机具试验时不同位置、深度土壤的应变特性。均匀安装在环形土槽(1)上的应变片(13)能够实时采集农业机具试验时不同位置、深度土壤的应力应变数据，以供研究人员分析使用。
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