CN204069687U - 一种播种机开沟器性能测试系统 - Google Patents

Abstract

一种播种机开沟器性能测试系统，包括：机架；行走地轮，安装在所述机架上并设置在所述机架下方；液压泵站，安装在所述机架上；电控装置，安装在所述机架上并与所述液压泵站连接；参数测量装置，安装在所述机架的后梁上，并与所述电控装置连接；开沟深度控制装置，包括：四连杆机构，安装在所述参数测量装置上；地表高度检测机构，安装在所述机架上并与所述电控装置连接；开沟深度控制机构，安装在所述四连杆机构上，并分别于所述电控装置及所述液压泵站连接；以及待测开沟器连接装置，安装在所述四连杆机构上。本实用新型实现了播种机开沟器性能参数测试和开沟深度的实时控制，保证了开沟深度的稳定性，提高了播种机开沟器性能参数的测试精度。

Description

一种播种机开沟器性能测试系统

技术领域

本实用新型涉及一种土壤耕作部件的性能测试系统，特别是一种用于播种机开沟器的性能测试系统。

背景技术

我国是农业大国，也是主要的干旱国家之一。在旱地农业生产过程中，播种是最重要的环节之一，随着农业现代化的发展，大马力高性能的播种机械已在农业生产中广泛应用。开沟器是播种机的关键部件之一，类型较多，可供选择的范围较多，但关于开沟器的量化参数较少，又因我国地域较为广阔，土壤类型较为复杂，为设计人员设计播种机时选择开沟器增加了很大的难度。不同土壤类型及耕作制度所需要的开沟器类型不同，如何根据当地种植模式和农艺要求选择适合的开沟器，成为现阶段播种机优化设计时的障碍之一。因此播种机开沟器性能测试系统成为解决该问题的有效手段，本领域亟需能实现不同类型、不同参数开沟器的性能测试的开沟器性能测试系统。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种播种机开沟器性能测试系统，以实现不同类型及不同参数开沟器的性能测试。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种播种机开沟器性能测试系统，其中，包括：

机架；

行走地轮，安装在所述机架上并设置在所述机架下方；

液压泵站，安装在所述机架上；

电控装置，安装在所述机架上并与所述液压泵站连接；

参数测量装置，安装在所述机架的后梁上，并与所述电控装置连接；

开沟深度控制装置，包括：

四连杆机构，与所述参数测量装置连接；

地表高度检测机构，安装在所述机架上并与所述电控装置连接；

开沟深度控制机构，安装在所述四连杆机构上，并分别与所述电控装置及所述液压泵站连接；

待测开沟器连接装置，安装在所述四连杆机构上。

上述的播种机开沟器性能测试系统，其中，所述参数测量装置为六分力机构，包括：

六分力前板，通过U型螺栓与所述机架的后梁连接；

六分力后板，与所述六分力前板相对设置；

多个拉压传感器，设置在所述六分力前板与所述六分力后板之间，并通过杆端关节轴承分别与所述六分力前板及所述六分力后板连接。

上述的播种机开沟器性能测试系统，其中，所述多个拉压传感器包括：

设置于播种机前进方向的3个第一拉压传感器，所述3个第一拉压传感器的测量数值之和为开沟器牵引阻力；

设置于竖直方向的2个第二拉压传感器，所述2个第二拉压传感器的测量数值之和为开沟器垂直反力；

设置于播种机侧向的1个第三拉压传感器，所述第三拉压传感器的测量数值为开沟器侧向力。

上述的播种机开沟器性能测试系统，其中，所述地表高度检测机构包括仿形地轮、仿形支臂、仿形机构和限深位移传感器，所述仿形支臂一端铰接在所述机架上，所述仿形地轮安装在所述仿形支臂的另一端，所述仿形机构分别与所述仿形支臂及所述机架连接，所述限深位移传感器分别与所述仿形地轮及所述参数测量装置连接。

上述的播种机开沟器性能测试系统，其中，所述仿形机构包括仿形杆、仿形弹簧、连接头和连接板，所述连接板安装在所述机架上，所述连接头固定在所述连接板上，所述仿形弹簧套装在所述仿形杆上，所述仿形杆的一端通过销轴与所述仿形支臂连接，所述仿形杆的另一端通过螺母限位在所述连接头上。

上述的播种机开沟器性能测试系统，其中，所述四连杆机构包括前板、后板、上支臂和下支臂，所述前板通过螺栓与所述六分力后板连接，所述上支臂的两端和所述下支臂的两端分别与所述前板及所述后板连接，所述待测开沟器连接装置固定在所述后板上。

上述的播种机开沟器性能测试系统，其中，所述开沟深度控制机构包括液压缸和控制位移传感器，所述液压缸与所述液压泵站连接，所述液压缸的两端分别通过油缸销轴安装在所述上支臂和所述下支臂上，所述控制位移传感器安装在所述液压缸上并与所述电控装置连接。

上述的播种机开沟器性能测试系统，其中，所述控制位移传感器包括位移传感器导轨、位移传感器滑块、位移传感器拉杆和位移传感器卡板，所述位移传感器导轨固定在所述位移传感器卡板上，所述位移传感器卡板固定在所述液压缸上，所述位移传感器滑块滑动连接在所述位移传感器导轨上，所述位移传感器拉杆的一端与所述位移传感器滑块连接，所述位移传感器拉杆的另一端通过杆端轴承固定在所述液压缸的缸杆端部。

上述的播种机开沟器性能测试系统，其中，所述位位移传感器卡板通过第一固定块固定在所述液压缸的缸体上，所述杆端轴承与一第二固定块连接，所述第二固定块固定在所述液压缸的缸杆端部。

上述的播种机开沟器性能测试系统，其中，所述机架包括悬挂架、前梁、后梁、纵梁、地轮支臂和仿形臂，所述前梁与所述悬挂架连接，所述纵梁分别与所述前梁和所述后梁连接，所述地轮支臂位于所述纵梁中部并与所述纵梁连接，所述仿形臂与所述前梁连接。

本实用新型的有益功效在于：

1)完成了农业机械种植系统中开沟器工作部件工作时数据量化工作，实现了开沟深度的闭环控制，提高了量化数据的精度；

2)实现了不同类型开沟器工作时所受牵引阻力、土壤垂直反力及侧向力等量化工作的精确测量；

3)可以实现播种系统检测量化工作，为设计新型播种机、开沟器提供理论依据；

4)该测试系统还可以完成其它土壤工作部件的测试工作。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为本实用新型一实施例的开沟深度控制装置结构示意图；图4为本实用新型一实施例的开沟深度控制机构结构示意图；图5为图4的俯视图；

图6为本实用新型一实施例的参数测量装置结构示意图；

图7为图6的左视图；

图8为本实用新型一实施例的电控系统工作原理图。

其中，附图标记

1  机架

11  悬挂架

12  前梁

13  后梁

14  纵梁

15  地轮支臂

16  仿形臂

17  加强杆

2  行走地轮

3  液压泵站

31  电机

32  液压泵

33  电磁阀

34  油箱

4  U型螺栓

5  油管

6  参数测量装置

61  六分力前板

62  拉压传感器

621  第一拉压传感器

622  第二拉压传感器

623  第三拉压传感器

63  六分力后板

7  开沟深度控制装置

71  四连杆机构

711  前板

712  后板

713  上支臂

714  下支臂

72  地表高度检测机构

721  仿形地轮

722  限深位移传感器

723  仿形支臂

724  仿形机构

7241  仿形杆

7242  弹簧挡圈

7243  仿形弹簧

7244  连接板

7245  连接头

73  开沟深度控制机构

731  液压缸

732  控制位移传感器

7321  位移传感器导轨

7322  位移传感器滑块

7323  位移传感器拉杆

7324  位移传感器卡板

733  油缸销轴

734  第一固定块

735  第二固定块

736  第三固定块

8  电控装置

81  PLC可编程控制器

82  交互界面

9  U型螺栓

10  待测开沟器连接装置

100  待测开沟器

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

参见图1及图2，图1为本实用新型一实施例的结构示意图，图2为图1的俯视图。本实用新型的播种机开沟器性能测试系统，包括：机架1，所述机架1包括悬挂架11、前梁12、后梁13、纵梁14、地轮支臂15和仿形臂16，所述前梁12与所述悬挂架11连接，所述纵梁14分别与所述前梁12和所述后梁13连接，所述地轮支臂15位于所述纵梁14中部并与所述纵梁14连接，所述仿形臂16与所述前梁12连接，还包括加强杆17，所述加强杆17连接机架1前后两端，以上各结构件均可通过焊接连接；行走地轮2，安装在所述机架1上并设置在所述机架1下方，通过地轮轴与所述地轮支臂15连接；液压泵站3，通过螺栓安装在所述机架1上方，包括电机31、液压泵32、电磁阀33和油箱34等；电控装置8，通过螺栓安装在所述机架1上方并与所述液压泵站3连接；参数测量装置6，安装在所述机架1的后梁13上，并与所述电控装置8连接；开沟深度控制装置7，包括：四连杆机构71，与所述参数测量装置6连接；地表高度检测机构72，安装在所述机架1上并与所述电控装置8连接；开沟深度控制机构73，安装在所述四连杆机构71上，并分别与所述电控装置8及所述液压泵站3连接；以及待测开沟器连接装置10，安装在所述四连杆机构71上，用于安装待测开沟器100。

参见图3，图3为本实用新型一实施例的开沟深度控制装置结构示意图。本实施例中，所述地表高度检测机构72设置于机架1的下方、待测开沟器100的正前方，包括仿形地轮721、仿形支臂723、仿形机构724和限深位移传感器722，所述仿形支臂723一端铰接在所述机架1上，所述仿形地轮721安装在所述仿形支臂723的另一端，所述仿形机构724分别与所述仿形支臂723及所述机架1连接，所述限深位移传感器722分别与所述仿形地轮721及所述参数测量装置6连接。其中，所述仿形机构724包括仿形杆7241、仿形弹簧7243、连接头7245和连接板7244，所述连接板7244安装在所述机架1上，所述连接头7245固定在所述连接板7244上，所述仿形弹簧7243套装在所述仿形杆7241上，其下端抵靠在固定于仿形杆7241下部的弹簧挡圈7242上，上端抵靠在连接头7245上，所述仿形杆7241的一端通过销轴与所述仿形支臂723连接，所述仿形杆7241的另一端通过螺母限位在所述连接头7245上。

所述四连杆机构71包括前板711、后板712、上支臂713和下支臂714，所述前板711通过螺栓与所述六分力后板63连接固定，所述上支臂713的两端和所述下支臂714的两端分别与所述前板711及所述后板712连接，所述上支臂713和所述下支臂714通过销轴与前板711连接，所述销轴分别设置于所述上支臂713和所述下支臂714的圆管内，所述上支臂713和所述下支臂714通过螺栓与所述后板712连接，所述待测开沟器连接装置10安装在所述后板712上。

参见图4、图5，图4为本实用新型一实施例的开沟深度控制机构结构示意图，图5为图4的俯视图。所述开沟深度控制机构73包括液压缸731和控制位移传感器732，所述液压缸731与所述液压泵站3连接，油箱34通过油管5与液压缸731连通，所述液压缸731的两端分别通过油缸销轴733安装在所述上支臂713和所述下支臂714上，所述控制位移传感器732安装在所述液压缸731上并与所述电控装置8连接。其中，所述控制位移传感器732包括位移传感器导轨7321、位移传感器滑块7322、位移传感器拉杆7323和位移传感器卡板7324，所述位移传感器导轨7321固定在所述位移传感器卡板7324上，所述位移传感器卡板7324通过第一固定块734固定在所述液压缸731上，所述位移传感器滑块7322滑动连接在所述位移传感器导轨7321上，所述位移传感器拉杆7323的一端与所述位移传感器滑块7322连接，所述位移传感器拉杆7323的另一端通过杆端轴承固定在所述液压缸731的缸杆端部。所述杆端轴承与一第二固定块735连接，所述第二固定块735固定在所述液压缸731的缸杆端部。所述第二固定块735与第三固定块736设置于所述液压缸731的缸杆一端。

参见图6和图7，图6为本实用新型一实施例的参数测量装置结构示意图，图7为图6的左视图。本实施例中，所述参数测量装置6优选为六分力机构，包括：六分力前板61，通过U型螺栓4与所述机架1的后梁13连接；六分力后板63，与所述六分力前板61相对设置；多个拉压传感器62，设置在所述六分力前板61与所述六分力后板63之间，并通过杆端关节轴承分别与所述六分力前板61及所述六分力后板63连接。其中，所述多个拉压传感器62包括：设置于播种机前进方向的3个第一拉压传感器621，所述3个第一拉压传感器621的测量数值之和为开沟器牵引阻力；设置于竖直方向的2个第二拉压传感器622，所述2个第二拉压传感器622的测量数值之和为开沟器垂直反力；以及设置于播种机侧向的1个第三拉压传感器623，所述第三拉压传感器623的测量数值为开沟器侧向力。

参见图8，图8为本实用新型一实施例电控系统的工作原理图。工作过程中，该播种机开沟器性能测试系统通过三点悬挂与动力装置(如拖拉机)连接，待测开沟器100与待测开沟器连接装置10通过U型螺栓9固定，行走地轮2接触地表，在电控装置8的人机交互界面82上设定开沟深度，仿形地轮721沿地表起伏随动仿形，通过设置于仿形地轮721与六分力机构之间的限深位移传感器722和安装于开沟深度控制机构73上的控制位移传感器732的测量值建立开沟深度平衡方程，平衡方程为：

$h=180.1+480\sin (\arccos \frac{2.03\×{10}^5-x^2}{182784}-75.9)-1.26\×{10}^{-14}\×{(-2.88\×{10}^{21}\×y^4+9.75\×{10}^{27}\×y^2-1.02\×{10}^{33})}^{\frac{1}{2}}-3.04\×{10}^{-5}{y}^2+18.15$

式中h为实际开沟深度；x为控制位移传感器732的测量值；y为限深位移传感器722的测量值。

经过运算得到开沟器的实际开沟深度，通过电控装置8中的PLC可编程控制器81比较实际开沟深度与设定开沟深度；不满足设定开沟深度时，电控装置8输出信号调节液压泵站3的输出流量，控制液压缸731的行程，进而调节待测开沟器100的开沟深度，直至满足设定开沟深度要求；当实际开沟深度满足设定开沟深度要求时，六分力机构中前进方向、竖直方向和侧向的拉压传感器的测量数值，分别为开沟的牵引阻力、垂直反力和侧向力，将上述测试的数据和实际的开沟深度记录并保存到电控装置8中，然后进行数据处理和分析。

本实用新型实现了开沟深度的实时控制，保证了开沟深度的稳定性，从而提高了开沟器性能参数的测试精度；采用液压缸与位移传感器外置式连接，提供了一种较为快捷和方便的连接方式；待测开沟器可通过待测开沟器连接装置快速连接，方便试验过程中待测开沟器的更换，节约了大量时间。能满足开沟器测试的技术要求，试验过程操作方便、开沟深度稳定性好、测试精度高。

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种播种机开沟器性能测试系统，其特征在于，包括： 

机架； 

行走地轮，安装在所述机架上并设置在所述机架下方； 

液压泵站，安装在所述机架上； 

电控装置，安装在所述机架上并与所述液压泵站连接； 

参数测量装置，安装在所述机架上并与所述电控装置连接； 

开沟深度控制装置，包括： 

四连杆机构，与所述参数测量装置连接； 

地表高度检测机构，安装在所述机架上并与所述电控装置连接； 

开沟深度控制机构，安装在所述四连杆机构上，并分别与所述电控装置及所述液压泵站连接；以及 

开沟器连接装置，安装在所述四连杆机构后方。 

2.如权利要求1所述的播种机开沟器性能测试系统，其特征在于，所述参数测量装置为六分力机构，包括： 

六分力前板，通过U型螺栓与所述机架的后梁连接； 

六分力后板，与所述六分力前板相对设置；以及 

多个拉压传感器，设置在所述六分力前板与所述六分力后板之间，并通过杆端关节轴承分别与所述六分力前板及所述六分力后板连接。 

3.如权利要求2所述的播种机开沟器性能测试系统，其特征在于，所述多个拉压传感器包括： 

设置于播种机前进方向的3个第一拉压传感器，所述3个第一拉压传感器的测量数值之和为开沟器牵引阻力； 

设置于竖直方向的2个第二拉压传感器，所述2个第二拉压传感器的测量数值之和为开沟器垂直反力；以及 

设置于播种机侧向的1个第三拉压传感器，所述第三拉压传感器的测量数值为开沟器侧向力。 

4.如权利要求1、2或3所述的播种机开沟器性能测试系统，其特征在于，所述地表高度检测机构包括仿形地轮、仿形支臂、仿形机构和限深位移传感器， 所述仿形支臂一端铰接在所述机架上，所述仿形地轮安装在所述仿形支臂的另一端，所述仿形机构分别与所述仿形支臂及所述机架连接，所述限深位移传感器分别与所述仿形地轮及所述参数测量装置连接。 

5.如权利要求4所述的播种机开沟器性能测试系统，其特征在于，所述仿形机构包括仿形杆、仿形弹簧、连接头和连接板，所述连接板安装在所述机架上，所述连接头固定在所述连接板上，所述仿形弹簧套装在所述仿形杆上，所述仿形杆的一端通过销轴与所述仿形支臂连接，所述仿形杆的另一端通过螺母限位在所述连接头上。 

6.如权利要求2或3所述的播种机开沟器性能测试系统，其特征在于，所述四连杆机构包括前板、后板、上支臂和下支臂，所述前板通过螺栓与所述六分力后板连接，所述上支臂的两端和所述下支臂的两端分别与所述前板及所述后板连接，所述待测开沟器连接装置安装在所述后板上。 

7.如权利要求6所述的播种机开沟器性能测试系统，其特征在于，所述开沟深度控制机构包括液压缸和控制位移传感器，所述液压缸与所述液压泵站连接，所述液压缸的两端分别通过油缸销轴安装在所述上支臂和所述下支臂上，所述控制位移传感器安装在所述液压缸上并与所述电控装置连接。 

8.如权利要求7所述的播种机开沟器性能测试系统，其特征在于，所述控制位移传感器包括位移传感器导轨、位移传感器滑块、位移传感器拉杆和位移传感器卡板，所述位移传感器导轨固定在所述位移传感器卡板上，所述位移传感器卡板固定在所述液压缸上，所述位移传感器滑块滑动连接在所述位移传感器导轨上，所述位移传感器拉杆的一端与所述位移传感器滑块连接，所述位移传感器拉杆的另一端通过杆端轴承固定在所述液压缸的缸杆端部。 

9.如权利要求8所述的播种机开沟器性能测试系统，其特征在于，所述位移传感器卡板通过第一固定块固定在所述液压缸的缸体上，所述杆端轴承与一第二固定块连接，所述第二固定块固定在所述液压缸的缸杆端部。 

10.如权利要求1、2或3所述的播种机开沟器性能测试系统，其特征在于，所述机架包括悬挂架、前梁、后梁、纵梁、地轮支臂和仿形臂，所述前梁与所述悬挂架连接，所述纵梁分别与所述前梁和所述后梁连接，所述地轮支臂位于所述纵梁中部并与所述纵梁连接，所述仿形臂与所述前梁连接。