CN201007686Y - 一种农具作业阻力测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种以测量开沟、松土等破土作业的农机具作业阻力的测量装置。技术方案包括可安装在机具立柱上的机具安装架(1)，其特征在于，在该机具安装架(1)内设有前后两个传感器安装板(2)和(5)，该传感器安装前板(2)固定在机具安装架(1)的前部内侧，传感器安装后板(5)悬空设置，即与机具安装架(1)不接触，它通过几个传感器与传感器安装前板(2)相连接，它的上下部分别设有连接机构，可分别与拖拉机的上下拉杆连接；所述传感器通过接线与计算机连接。本测量装置结构简单、合理，操作方便，可在作业中完成机具作业阻力的测量。

Description

一种农具作业阻力测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种以测量开沟、松土等农机具作业阻力，尤其是以测量机具移动方向平面内的水平和垂直阻力为主的测量装置，属于农业机械及测量仪器领域。

背景技术

拖拉机牵引机具在土壤里移动作业，土壤对农具的阻力消耗了拖拉机太部分的动力。阻力值大小影响拖拉机牵引机具的数量、耕作深度等参数，是机具设计、合理配置机组的重要依据。目前，对悬挂式农机具作业阻力的测量有多种方法，主要的测力方式有测力传感器和电阻应变片两种。悬挂杆测力法是把测力传感器安装在拖拉机悬挂杆件的中间，靠销子与被断开的杆件相铰接。这种测力方法结构比较简单，但破坏了拖拉机悬挂杆件的整体性，测量结果易受杆件角度的影响；框架式悬挂测力装置位于拖拉机悬挂杆与农机具的连接之间，它的优点是不需要对农具作任何改动，但缺点是该装置体积较大、较重，且使农具悬挂位置后移一小段，对机组的正常工作情况有所改变。

发明内容

本实用新型的目的是要提供一种农具作业阻力测量装置，在不破坏拖拉机悬挂机构的前提下，它就可以进行机具作业阻力的测量，方便实用、测量成本低。

为了达到本实用新型的目的所采取的技术方案包括：可安装在机具立柱上的机具安装架(1)，其特征在于，在该机具安装架(1)内设有前后两个传感器安装板(2)和(5)，该传感器安装前板(2)固定在机具安装架(1)的前部内侧，传感器安装后板(5)悬空设置，即与机具安装架(1)不接触，它通过几个传感器与传感器安装前板(2)相连接，它的上下部分别设有连接机构，可分别与拖拉机的上下拉杆连接；所述传感器通过接线与计算机连接。

上述的农具作业阻力测量装置中，所述的传感器包括水平设置的水平上传感器(4)和水平下传感器(9)，以及垂直设置的垂直传感器(6)。

上述的农具作业阻力测量装置中，传感器安装前板(2)、传感器安装后板(5)、水平上传感器(4)和水平下传感器(9)组成平行四边形机构。

上述的农具作业阻力测量装置中，传感器安装前板(2)的上部刚性伸出一水平悬臂杆，传感器安装后板(5)的下部刚性伸出一水平悬臂杆，垂直传感器(6)通过销轴或螺栓垂直安装在所述两水平悬臂杆之间。

上述的农具作业阻力测量装置中，水平上传感器(4)和水平下传感器(9)通过销轴或螺栓平行地安装在传感器安装前板(2)和传感器安装后板(5)之间。

上述的农具作业阻力测量装置中，机具安装架(1)通过螺栓安装在机具立柱上部。

本实用新型农具作业阻力测量装置，结构简单，使用方便，能够满足各种开沟器、松土器等切土机具的作业阻力的测量要求，为机具的设计和改进提供了重要的依据。

附图说明

图1是本农具作业阻力测量装置的结构示意图；

图2是本农具作业阻力测量装置作业时测量作业阻力的受力分析示意图。

具体实施方式  实施

如图1所示，1为机具安装架；2为传感器安装前板；3为拖拉机悬挂机构上拉杆；4为水平上传感器；5为传感器安装后板；6为垂直传感器；7为机具安装卡夹；8为开沟器；9为水平下传感器；10为拖拉机悬挂机构下拉杆。本开沟器作业阻力测量装置中，三个传感器4、6和9一端通过销轴与传感器安装前板2连接，另一端通过销轴与传感器安装后板5连接，此时，传感器安装前板2、传感器安装后板5、水平上传感器4和水平下传感器9组成平行四边形机构。传感器安装后板5的上下部分别与拖拉机悬挂机构上拉杆3和下拉杆10连接，开沟器8的上部通过两个机具安装卡夹7用螺栓固定在机具安装架1的后板上，整个测量装置由拖拉机悬挂机构牵引。

如图1所示，传感器安装前板2的上部刚性伸出一水平悬臂杆，传感器安装后板5的下部刚性伸出一水平悬臂杆，垂直传感器6通过销轴或螺栓垂直安装在这两个水平悬臂杆之间。

在实际生产中，传感器安装前板2和传感器安装后板5为板式结构；传感器安装前板2与机具安装架1为一体式结构。

本实施例采用了三个传感器，即水平上传感器4、水平下传感器9和垂直传感器6，它们都为拉压力传感器。

如图1所示，作业时，拖拉机悬挂机构通过机具安装架1使开沟器8下降入土至耕作深度，并牵引开沟器8向前作切土移动。移动中，土壤对开沟器产生阻力，受力分析如图2所示，由于开沟器8和机具安装架1固连为一体，所以开沟器8所受的阻力也反映到与机具安装架1固连在一体的传感器安装前板2上，并使传感器4、6和9产生相应的变形量，这些变形量被转换为电信号后由计算机读取，通过转换计算即可得到土壤对开沟器的作业阻力值。

本实用新型测量开沟器作业阻力(主要是开沟器的水平工作阻力和垂直入土阻力)是以如下方法来实现的。由于开沟器与机具安装架1相连接，所以，作业中，开沟器所受到的作业阻力(水平阻力用F_x表示，垂直阻力用F_z表示)传递到机具安装架1上，也即传递到传感器安装前板2上，与它相连接的水平上传感器4、垂直传感器6和水平下传感器9分别受到拉力或压力的作用(分别用F₁、F₂、F₃表示，受拉值为正，受压值为负)，在测量系统内，有如下关系：

∑F_x＝0即F_x+F₁+F₃＝0

∑F_z＝0即F_z+F₂+mg＝0

所以

F_x＝-(F₁+F₃)

F_z＝-(F₂+mg)

式中，mg为机具安装架及开沟器的总重量。通过计算机读取这些传感器的测量值即可知道F₁、F₂和F₃的变化，从而计算出开沟器的作业阻力(F_x和F_z)。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种农机具作业阻力测量装置，包括可安装在机具立柱上的机具安装架(1)，其特征在于，在该机具安装架(1)内设有前后两个传感器安装板(2)和(5)，该传感器安装前板(2)固定在机具安装架(1)的前部内侧，传感器安装后板(5)悬空设置，即与机具安装架(1)不接触，它通过几个传感器与传感器安装前板(2)相连接，它的上下部分别设有连接机构，可分别与拖拉机的上下拉杆连接；所述传感器通过接线与计算机连接。

2.根据权利要求1所述的农机具作业阻力测量装置，其特征在于，所述的传感器包括水平设置的水平上传感器(4)和水平下传感器(9)，以及垂直设置的垂直传感器(6)。

3.根据权利要求2所述的农机具作业阻力测量装置，其特征在于，传感器安装前板(2)、传感器安装后板(5)、水平上传感器(4)和水平下传感器(9)组成平行四边形机构。

4.根据权利要求1或2或3所述的农机具作业阻力测量装置，其特征在于，传感器安装前板(2)的上部刚性伸出一水平悬臂杆，传感器安装后板(5)的下部刚性伸出一水平悬臂杆，垂直传感器(6)通过销轴或螺栓垂直安装在所述两水平悬臂杆之间。

5.根据权利要求1或2或3所述的农机具作业阻力测量装置，其特征在于，水平上传感器(4)和水平下传感器(9)通过销轴或螺栓平行地安装在传感器安装前板(2)和传感器安装后板(5)之间。

6.根据权利要求1或2或3所述的农机具作业阻力测量装置，其特征在于，所述的传感器安装前板(2)和传感器安装后板(5)为板式结构。

7.根据权利要求1或2或3所述的农机具作业阻力测量装置，其特征在于，所述的传感器安装前板(2)与机具安装架(1)为一体式结构。

8.根据权利要求1或2或3所述的农机具作业阻力测量装置，其特征在于，机具安装架(1)通过螺栓安装在机具立柱上部。

9.根据权利要求2或3所述的农机具作业阻力测量装置，其特征在于，水平上传感器(4)、垂直传感器(6)和水平下传感器(9)采用拉压力传感器。

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