CN205808654U - 一种模拟农田软路面对农机的振动影响的实验台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种模拟农田软路面对农机的振动影响的实验台，其包括：激振平台，其包括：下支撑台，其固定于地面上；中支撑台，其通过若干个下层弹簧架设于下支撑台上；上支撑台，其通过若干个上层弹簧架设于中支撑台上；以及固定架，其以能够前后摆动的方式设于上支撑台上，其设有振动检测装置；偏心轴，其是一质心偏离轴线的轴，偏心轴以能够转动的方式设于中支撑台上；弹性联轴器，其一端与偏心轴的一端连接；传动轴，其架设于地面上，且其一端与弹性联轴器的另一端连接；以及驱动机构，其用于驱动传动轴转动。本实用新型通过低频激振信号来模拟农田软路面对农机的振动影响的实验，以缩短研制时间和难度，并降低研制成本。

Description

一种模拟农田软路面对农机的振动影响的实验台

技术领域

本实用新型涉及对农机进行模拟实验的领域，特别涉及一种模拟农田软路面对农机的振动影响的实验台。

背景技术

振动实验台是模拟产品在于制造，组装运输及使用执行阶段中所遭遇的各种环境，用以鉴定产品是否忍受环境振动的能力，适用于电子、机电、光电、汽机车、玩具……等各行各业的研究、开发、品管、制造。

目前我国的农业综合竞争力相对较低，其主要原因是农业的机械化水平低，目前，我国农业生产主要还是依靠传统的人工收割方式，效率低、成本高，这直接影响到农业生产的成本。实现农业机械化生产是国内迫切需要解决的重要问题。现阶段已有众多院校以及企业在加紧研制开发各种农业机械，例如水稻收获机、甘蔗收获机等。在对农业机械进行研发的过程中，分析农田软路面对农机的振动影响具有重要的意义。例如，甘蔗收获机的刀盘振动与甘蔗宿根切割质量关系成正比例关系，即刀盘振动越大，甘蔗宿根切割质量越差，甘蔗收获机工作时，农田软路面对刀盘振动的影响很大，收获机振动会导致刀盘也随之发生较大振动，进而影响到甘蔗的宿根切割质量、收获机的使用寿命和主要零部件的工作质量。采集并分析路面不平度信号，然后利用路面激振实验台对农机模拟路谱激振，研究其动态响应，能够为提高农机刚性、减弱农机振动和农机作业质量提供可靠的技术支持。

目前市场上多见的为模拟标准路面的激振器，能实现多个方向复杂的振动，但是价格昂贵。其次，市场上也存在着一些小型机械式振动实验台，但激振信号多为高频激振信号。农田软路面的路谱频率较低，且农用设备质量较大，现有的振动实验台并不适用于模拟农田软路面对农机的影响的振动实验，而把农机频繁移动到农田上进行实验，会大大增加研发成本和研发时间。所以研制出能实现给大质量试件低频激振信号以模拟农田软路面对农机的影响的振动实验台是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种模拟农田软路面对农机的振动影响的实验台，从而克服现有的振动实验台并不适用于模拟农田软路面对农机的影响的振动实验的缺点。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种模拟农田软路面对农机的振动影响的实验台，其中，包括：激振平台，其包括：下支撑台，其固定于地面上；中支撑台，其通过若干个下层弹簧架设于所述下支撑台上；所述下层弹簧用于模拟农田软路面的弹性作用；上支撑台，其通过若干个上层弹簧架设于所述中支撑台上；所述上层弹簧用于模拟轮胎的弹性作用；以及固定架，其以能够前后摆动的方式铰接于所述上支撑台上，且该固定架上设置有振动检测装置；偏心轴，其是一质心偏离轴线的轴，该偏心轴以能够转动的方式设置于所述中支撑台上；弹性联轴器，其一端与所述偏心轴的一端连接；传动轴，其以能够转动的方式架设于地面上，且该传动轴的一端与所述弹性联轴器的另一端连接；以及驱动机构，其用于驱动所述传动轴进行转动。

优选地，上述技术方案中，所述中支撑台通过四个呈长方形状分布的下层弹簧架设于所述下支撑台上；所述上支撑台也通过四个呈长方形状分布的上层弹簧架设于所述中支撑台上。

优选地，上述技术方案中，所述下层弹簧的下端通过销轴与所述下支撑台通过螺纹连接，且所述下层弹簧的上端通过销轴与所述中支撑台通过螺纹连接；所述上层弹簧的下端通过销轴与所述中支撑台通过螺纹连接，且所述上层弹簧的上端通过销轴与所述上支撑台通过螺纹连接。

优选地，上述技术方案中，所述振动检测装置为位移传感器。

优选地，上述技术方案中，所述偏心轴包括：轴体，其以能够转动的方式设置于所述中支撑台上；圆盘，所述轴体的两端各固定套设有一个该圆盘；以及偏心配重块，每个所述圆盘上偏心设置有该偏心配重块。

优选地，上述技术方案中，所述驱动机构为一电机，该电机通过带传动机构与所述传动轴进行连接。

优选地，上述技术方案中，所述电机由一变频器控制工作。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型的下层弹簧用于模拟农田软路面的弹性作用，且上层弹簧用于模拟轮胎的弹性作用，在农机的每个车轮下放置一个本实用新型的实验台，便可模拟农田软路面对农机的振动影响，其适用于通过低频激振信号来模拟农田的软路面对甘蔗收获机等农业机械的激振的振动实验，以缩短研制时间和难度，并降低相应的研制成本。

2、本实用新型的上层弹簧与下层弹簧的上下两端各通过销轴与对应的支撑台通过螺纹连接，从而提高结构稳定性，保证弹簧不会弹出。

3、本实用新型的偏心轴的由轴体、圆盘以及偏心配重块组成，其结构简单，制作方便，成本较低。

附图说明

图1是根据本实用新型模拟农田软路面对农机的振动影响的实验台的结构示意图。

主要附图标记说明：

1-激振平台，11-下支撑台，12-中支撑台，13-下支撑台，14-下层弹簧，15-上层弹簧，16-铰接支座，17-固定架，18-销轴；2-偏心轴，21-轴体，22-圆盘，23-偏心配重块；3-弹性联轴器；4-传动轴；5-电机；6-变频器；7-电源。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

图1显示了根据本实用新型优选实施方式的一种模拟农田软路面对农机的振动影响的实验台的结构示意图，该模拟农田软路面对农机的振动影响的实验台包括激振平台1、偏心轴2、弹性联轴器3、传动轴4以及驱动机构。参考图1，激振平台1包括下支撑台11、中支撑台12、上支撑台13以及固定架17，下支撑台11固定于地面上，中支撑台12通过若干个下层弹簧14架设于下支撑台11上，下层弹簧14用于建立中支撑台12与下支撑台11的柔性连接，其刚度值的设定根据采集到的路面不平度幅值和负载来设定，以通过下层弹簧14来模拟农田软路面的弹性作用，上支撑台13通过若干个上层弹簧15架设于中支撑台12上，上层弹簧15用于建立上支撑台13与中支撑台12的柔性连接，上层弹簧15的刚度根据轮胎的刚度值设定，以通过上层弹簧15模拟轮胎的弹性作用。优选地，中支撑台12通过四个呈长方形状分布的下层弹簧14架设于下支撑台11上，上支撑台13也通过四个呈长方形状分布的上层弹簧15架设于中支撑台12上，且还可以使四个上层弹簧15的位置与四个下层弹簧14的位置一一对应。进一步优选地，下层弹簧14的下端通过销轴18与下支撑台11通过螺纹连接，且下层弹簧14的上端通过销轴18与中支撑台12通过螺纹连接；上层弹簧15的下端通过销轴18与中支撑台12通过螺纹连接，且上层弹簧15的上端通过销轴18与上支撑台13通过螺纹连接。销轴18分为光杆部分和外螺纹部分，每个销轴18的光杆部分套设于对应的弹簧上，且每个销轴18的外螺纹部分通过双螺母固定于对应的支撑台上。本实用新型的上层弹簧15与下层弹簧14的上下两端各通过销轴18与对应的支撑台通过螺纹连接，从而提高结构稳定性，保证弹簧不会弹出。

继续参考图1，上支撑台13的中间设置有一个铰接支座16，固定架17以能够前后摆动的方式铰接于上支撑台13的铰接支座16上，且固定架17上设置有振动检测装置，固定架17用于支撑农机的车轮，以使农机托设于激振平台1上，且由于固定架17能够前后摆动，从而在激振过程中能够模拟农机的前后晃动，以使实验过程更贴近农机的实际工况。振动检测装置用于检测激振平台1输出的振动信号。优选地，振动检测装置为位移传感器，其可以为激光位移传感器，位移传感器设于固定架17与车轮连接处的监测点上，通过数采卡转换后，与计算机连接，用于检测激振平台1输出的振动信号，并根据检测得到的农田软路面路谱信号进行校正。

继续参考图1，偏心轴2是一质心偏离轴线的轴，偏心轴2以能够转动的方式设置于中支撑台12上，弹性联轴器3的一端与偏心轴2的一端连接，传动轴4以能够转动的方式架设于地面上，且传动轴4的一端与弹性联轴器3的另一端连接。驱动机构用于驱动传动轴4进行转动。优选地，驱动机构为一电机5，电机5通过带传动机构与传动轴4进行连接，即电机5的输出轴设置有一主动带轮，传动轴4的另一端设置有一从动带轮，主动带轮和从动带轮通过皮带连接。优选地，电机5由一变频器6控制工作，电机5和变频器6通过电源7进行供电。

驱动机构驱动传动轴4进行转动时，传动轴4通过弹性联轴器3带动偏心轴2进行转动，由于偏心轴2的质心是与轴线偏离的，其在转动时会由偏心质量产生离心惯性力，从而使上层弹簧15和下层弹簧14发生弹性变形，起到使固定架17带动车轮进行振动的效果。弹性联轴器3用于补偿偏心轴2在随着中支撑台12跳动时与传动轴4之间发生的径向位移。弹性联轴器3可采用双十字可伸缩万向联轴器。

继续参考图1，优选地，偏心轴2包括轴体21、圆盘22以及偏心配重块23，轴体21以能够转动的方式设置于中支撑台12上，中支撑台12设置有上下两个架板，轴体21的两端各通过一轴承座设置于两个架板之间。轴体21的两端各固定套设有一个圆盘22，圆盘22和轴体21为常规的轴和盘，其质心是在中心线上的。每个圆盘22上偏心设置有偏心配重块23，通过偏心配重块23来使整个偏心轴的质心偏离轴体21的中心线，从而能够在轴体21转动时，产生离心惯性力，使上层弹簧15和下层弹簧14发生弹性变形。本实用新型的偏心轴2的结构简单，制作方便，成本较低。

在对甘蔗收获机等农机进行实验时，在农机的每个车轮下安装一个本实用新型的实验台，每个车轮支撑于一个实验台的固定架17上，然后由利用变频器6控制电机5驱动传动轴4转动，以带动偏心轴2进行转动，从而使上层弹簧15和下层弹簧14发生弹性变形来模拟车轮受到的农田软路面的激振，再通过振动检测装置检测激振平台1的振动情况，并相应的通过调整电机5的转速来调整激振平台1输出的激励信号，从而使农机受到激振平台1的激振与实际农田软路面给与农机的激振情况相同，以进行相关的模拟实验。本实用新型的下层弹簧14用于模拟农田软路面的弹性作用，且上层弹簧15用于模拟轮胎的弹性作用，以可模拟农田软路面对农机的振动影响，其适用于通过低频激振信号来模拟农田的软路面对甘蔗收获机等农业机械的激振的振动实验，其不需要频繁地把农机移到农田上进行实验，以缩短研制时间和难度，并降低相应的研制成本。

前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (7)

1.一种模拟农田软路面对农机的振动影响的实验台，其特征在于，包括：

激振平台，其包括：

下支撑台，其固定于地面上；

中支撑台，其通过若干个下层弹簧架设于所述下支撑台上；所述下层弹簧用于模拟农田软路面的弹性作用；

上支撑台，其通过若干个上层弹簧架设于所述中支撑台上；所述上层弹簧用于模拟轮胎的弹性作用；以及

固定架，其以能够前后摆动的方式铰接于所述上支撑台上，且该固定架上设置有振动检测装置；

偏心轴，其是一质心偏离轴线的轴，该偏心轴以能够转动的方式设置于所述中支撑台上；

弹性联轴器，其一端与所述偏心轴的一端连接；

传动轴，其以能够转动的方式架设于地面上，且该传动轴的一端与所述弹性联轴器的另一端连接；以及

驱动机构，其用于驱动所述传动轴进行转动。

2.根据权利要求1所述的模拟农田软路面对农机的振动影响的实验台，其特征在于，所述中支撑台通过四个呈长方形状分布的下层弹簧架设于所述下支撑台上；所述上支撑台也通过四个呈长方形状分布的上层弹簧架设于所述中支撑台上。

3.根据权利要求1所述的模拟农田软路面对农机的振动影响的实验台，其特征在于，所述下层弹簧的下端通过销轴与所述下支撑台通过螺纹连接，且所述下层弹簧的上端通过销轴与所述中支撑台通过螺纹连接；所述上层弹簧的下端通过销轴与所述中支撑台通过螺纹连接，且所述上层弹簧的上端通过销轴与所述上支撑台通过螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的模拟农田软路面对农机的振动影响的实验台，其特征在于，所述振动检测装置为位移传感器。

5.根据权利要求1所述的模拟农田软路面对农机的振动影响的实验台，其特征在于，所述偏心轴包括：

轴体，其以能够转动的方式设置于所述中支撑台上；

圆盘，所述轴体的两端各固定套设有一个该圆盘；以及

偏心配重块，每个所述圆盘上偏心设置有该偏心配重块。

6.根据权利要求1所述的模拟农田软路面对农机的振动影响的实验台，其特征在于，所述驱动机构为一电机，该电机通过带传动机构与所述传动轴进行连接。

7.根据权利要求6所述的模拟农田软路面对农机的振动影响的实验台，其特征在于，所述电机由一变频器控制工作。