CN209311109U - 仿生触土试件挖掘阻力测试系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种仿生触土试件挖掘阻力测试系统，其包括外部框架、土槽、移动工作台、样件夹具、仿生触土试件、驱动机构及控制采集单元；在外部框架内安装土槽，在外部框架上部对称安装同步带直线滑轨模组，同步带直线滑轨模组的同步带与移动工作台连接，驱动机构驱动同步带直线滑轨模组中的同步带进而带动移动工作台在土槽上方移动；在移动工作台上表面安装样件夹具，该样件夹具包括夹具主体、扭矩传感器安装组件，夹具主体连接安装扭矩传感器安装组件，扭矩传感器安装组件连接仿生触土试件。本实用新型可以实时测量与记录仿生触土试件触土及挖掘过程阻力数值，从而准确测量试件所受触土阻力、扭矩等参数，为农机、施工机械发展提供理论依据。
Description
技术领域
本实用新型属于挖掘力测试技术领域，特别是一种用于测量仿生触土试件及其他类型触土试件挖掘阻力的测试系统。
背景技术
随着新型触土、挖掘机械的不断开发，针对其试件的实验设备需求量不断加大。由于现有实验条件限制，满足真实的复杂多变工作条件非常困难，造成实验成本高、耗时长，实验效率得不到提高。因此，需采用新型触土阻力测试实验，用于弥补田间试验的不足，有针对性的进行阻力实验，避免季节、温度等复杂环境因素对试验结果的不确定影响等，对于各类可应用阻力测试实验台进行试验分析的机械设备的设计研发都有很大的帮助。
目前，仿生触土结构逐渐应用于各种触土及挖掘机械，但是，针对仿生触土试件的阻力测试结构还鲜有研究。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种仿生触土试件挖掘阻力测试系统，可以实时测量与记录仿生触土试件触土及挖掘过程阻力数值。
本实用新型解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：
一种仿生触土试件挖掘阻力测试系统，其特征在于：包括外部框架、土槽、移动工作台、样件夹具、仿生触土试件、驱动机构及控制采集单元；在外部框架内安装土槽，在外部框架上部对称安装同步带直线滑轨模组，同步带直线滑轨模组的同步带与移动工作台连接安装，驱动机构驱动同步带直线滑轨模组进而带动移动工作台在土槽上方移动；在移动工作台上表面安装样件夹具，该样件夹具包括夹具主体、扭矩传感器安装组件，夹具主体连接安装扭矩传感器安装组件，扭矩传感器安装组件连接仿生触土试件；该仿生触土试件伸至所述土槽中一定深度；控制采集单元控制连接驱动机构。
而且，所述扭矩传感器安装组件包括转接件、上连接板、扭矩传感器及下连接板，转接件一端与夹具主体固装，转接件另一端与上连接板固定安装，上连接板下部安装扭矩传感器一端，扭矩传感器另一端与下连接板上部连接，下连接板的下部固定安装所述仿生触土试件，扭矩传感器输出信号至控制采集单元。
而且，所述上连接板的上端的两侧均制有两排调节孔，每侧的两排调节孔为交错布置，上连接板通过该调节孔以螺栓连接方式与转接件连接安装。
而且，所述扭矩传感器与所述控制采集单元信号连接。
而且，所述夹具主体为可倾平口钳。
本实用新型的优点和有益效果为：
1、本实用新型的仿生触土试件挖掘阻力测试系统，将试件通过螺栓固定在夹具上，准备好槽中实验用土壤，然后运行系统，驱动机构通过同步带传动机构带动移动工作台进而带动试件以一定速度模拟触土过程；可以模拟田间土壤含水率、坚实度，控制试件牵引速度、耕深，从而准确测量试件在触土过程中所受的触土阻力、扭矩等参数。
2、本实用新型的仿生触土试件挖掘阻力测试系统，扭矩传感器安装组件包括转接件、上连接板、扭矩传感器及下连接板，扭矩传感器分别与上、下连接板通过螺栓固定安装，仅保留扭矩传感器转轴方向的转动自由度，用来检测试件受到的土壤阻力大小，通过测量试件触土过程中产生扭矩大小，计算得到试件所受阻力大小，选择传感器量程为0-100NM。
3、本实用新型的仿生触土试件挖掘阻力测试系统，夹具主体为可倾平口钳，可以从水平位置到垂直位置即可以作0°～90°旋转，并且可在任意位置锁紧，调节角度时需转动平口钳，通过调节平口钳钳口角度，改变所连接转接件角度，在角度调节过程中为了使挖掘深度满足实验要求，需将上连接板位置进行上下移动，重新固定。
4、本实用新型的仿生触土试件挖掘阻力测试系统，上连接板的上端的两侧均制有两排调节孔，每侧的两排调节孔为交错布置，上连接板通过该调节孔以螺栓连接方式与转接件连接安装，两排孔交错布置使连接板角度可微调。
5、本实用新型的仿生触土试件挖掘阻力测试系统，结构设计科学合理，可以实时测量与记录仿生触土试件触土及挖掘过程阻力数值，从而准确测量试件在触土过程中所受的触土阻力、扭矩等参数，为缩短机具的研制和投产时间，加快试验和定型以及农机、施工机械的发展提供理论依据。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的样件夹具的结构示意图。
图中：1-外部框架、2-驱动机构、3-同步带直线滑轨模组、4-土槽、5-移动工作台、6-样件夹具、7-行程开关、8-夹具主体、9-转接件、10-上连接板、11-调节孔、12-扭矩传感器、13-下连接板、14-仿生触土试件。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。
一种仿生触土试件挖掘阻力测试系统，其包括外部框架1、土槽4、移动工作台5、样件夹具6、仿生触土试件14、驱动机构2及控制采集单元；在外部框架内安装土槽，在外部框架上部对称安装同步带直线滑轨模组3，同步带直线滑轨模组的同步带与移动工作台连接安装，驱动机构驱动同步带直线滑轨模组的同步带进而带动移动工作台在土槽上方移动。驱动机构采用伺服电机及减速机，同步驱动位于外部框架一侧端部的主动同步带轮，并通过传动轴驱动另一侧的主动同步带轮，进而驱动外部框架两侧的同步带进行传动。控制采集单元控制连接驱动机构。
在移动工作台上表面安装样件夹具，该样件夹具包括夹具主体8、扭矩传感器安装组件，夹具主体连接安装扭矩传感器安装组件，扭矩传感器安装组件连接仿生触土试件14；该仿生触土试件伸至土槽中一定深度。夹具主体为可倾平口钳。可以从水平位置到垂直位置即可以作0°～90°旋转，并且可在任意位置锁紧，调节角度时需转动平口钳，通过调节平口钳钳口角度，改变所连接转接件角度，在角度调节过程中为了使挖掘深度满足实验要求，需将上连接板位置进行上下移动，重新固定。
扭矩传感器安装组件包括转接件9、上连接板10、扭矩传感器12及下连接板13，转接件一端与夹具主体固装，转接件另一端与上连接板固定安装，上连接板下部安装扭矩传感器一端，扭矩传感器另一端与下连接板上部连接，下连接板的下部固定安装仿生触土试件。仅保留扭矩传感器转轴方向的转动自由度，用来检测试件受到的土壤阻力大小，通过测量试件触土过程中产生扭矩大小，计算得到试件所受阻力大小。扭矩传感器输出信号至控制采集单元。
在外部框架上部的直线滑轨端部安装有行程开关7。对直线滑轨进行移动限位功能。
上连接板的上端的两侧均制有两排调节孔11，每侧的两排调节孔为交错布置，上连接板通过该调节孔以螺栓连接方式与转接件连接安装。两排孔交错布置使连接板角度可微调。从而实现对仿蝼蛄试件挖掘角度的微调。
将试件通过螺栓固定在夹具上，准备好槽中实验用土壤，然后运行系统，驱动机构通过同步带传动机构带动移动工作台进而带动试件以一定速度模拟触土过程；可以模拟田间土壤含水率、坚实度，控制试件牵引速度、耕深，从而准确测量试件在触土过程中所受的触土阻力、扭矩等参数，为缩短机具的研制和投产时间，加快试验和定型以及农机、施工机械的发展提供理论依据。
尽管为说明目的公开了本实用新型的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本实用新型及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本实用新型的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。
Claims (5)
1.一种仿生触土试件挖掘阻力测试系统，其特征在于：包括外部框架、土槽、移动工作台、样件夹具、仿生触土试件、驱动机构及控制采集单元；在外部框架内安装土槽，在外部框架上部对称安装同步带直线滑轨模组，同步带直线滑轨模组的同步带与移动工作台连接安装，驱动机构驱动同步带直线滑轨模组进而带动移动工作台在土槽上方移动；在移动工作台上表面安装样件夹具，该样件夹具包括夹具主体、扭矩传感器安装组件，夹具主体连接安装扭矩传感器安装组件，扭矩传感器安装组件连接仿生触土试件；该仿生触土试件伸至所述土槽中一定深度；控制采集单元控制连接驱动机构。
2.根据权利要求1所述的一种仿生触土试件挖掘阻力测试系统，其特征在于：所述扭矩传感器安装组件包括转接件、上连接板、扭矩传感器及下连接板，转接件一端与夹具主体固装，转接件另一端与上连接板固定安装，上连接板下部安装扭矩传感器一端，扭矩传感器另一端与下连接板上部连接，下连接板的下部固定安装所述仿生触土试件，扭矩传感器输出信号至控制采集单元。
3.根据权利要求2所述的一种仿生触土试件挖掘阻力测试系统，其特征在于：所述上连接板的上端的两侧均制有两排调节孔，每侧的两排调节孔为交错布置，上连接板通过该调节孔以螺栓连接方式与转接件连接安装。
4.根据权利要求2所述的一种仿生触土试件挖掘阻力测试系统，其特征在于：所述扭矩传感器与所述控制采集单元信号连接。
5.根据权利要求1或2所述的一种仿生触土试件挖掘阻力测试系统，其特征在于：所述夹具主体为可倾平口钳。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113567165A (zh) * | 2021-07-22 | 2021-10-29 | 徐州徐工挖掘机械有限公司 | 一种挖掘机挖掘阻力试验装置 |
| CN114252253A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-03-29 | 甘肃奥凯农产品干燥装备工程研究院有限公司 | 一种环形触土试验装置 |
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2018
- 2018-11-29 CN CN201821985694.9U patent/CN209311109U/zh not_active Expired - Fee Related
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