CN210579924U - 一种电动耕作试验平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动耕作试验平台，包括土槽、土槽台架、导向轨道、电动前进小车，所述土槽台架设置在土槽两侧并向上架起，所述导向轨设置在土槽台架的上端并位于土槽的正上方且与土槽平行，所述电动前进小车可滑动地设置在导向轨道上并可在导向轨道的延伸方向上前后移动，所述电动前进小车包括前进机构和旋耕机构，所述前进机构与导向轨道连接，所述旋耕机构悬挂设置在前进机构的前下方。本实用新型的试验台解决了机构行走直线度、不同前进速度、不同旋耕刀具、耕深、旋耕转速影响旋耕效果的因素在田间难以控制的问题。

Description

一种电动耕作试验平台

技术领域

本实用新型涉及农业机械试验设备技术领域，特别涉及一种电动耕作试验平台。

背景技术

目前我国的农业机械经过一定时间的发展，农业机械水平有了长足的发展，电动农业机械和电动培土机械也有了一定的发展，为我国的机械化程度作出了贡献，也促进了农民经济的收入，这为丘陵山区农业机械化水平提升，以及农村经济增长、农民收入增加和农业增效做出了积极的贡献。但在广西、贵州等丘陵山区的农业机械化水平在全国的农业化机械化水平之下，其最大的原因在于适合丘陵山区使用的农业机械产品种类少，引进的培土作业机械大都是适用于北方平原的大型机械，与此同时，农业机械的技术质量水平低，大多数农机产品的研发依靠经验数据，导致了农业机械产品的性能和可靠性不高。作为在山地作业代表的旋耕开沟培土机，缺乏较为完整的理论体系，性能和可靠性有待进一步改善。

因此，从测试试验的角度出发，建立电动旋耕试验平台，测试在不同工作参数及不同作业刀具种类下，土壤抛起的高度和其开沟培土效果，对于以微耕机为代表的山地农机产品研发、性能评价及改进具有重要的意义，对农田机械整机或类似旋耕等土壤耕作部件进行试验在试验装置的改进上具有重要意义。因此，设计一套满足试验要求的室内土槽试验系统对探索农业机械设计理论和方法具有重要的意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供了一种电动耕作试验平台，该试验台解决了机构行走直线度、不同前进速度、不同旋耕刀具、耕深、旋耕转速影响旋耕效果的因素在田间难以控制的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种电动耕作试验平台，包括土槽、土槽台架、导向轨道、电动前进小车，所述土槽台架设置在土槽两侧并向上架起，所述导向轨设置在土槽台架的上端并位于土槽的正上方且与土槽平行，所述电动前进小车可滑动地设置在导向轨道上并可在导向轨道的延伸方向上前后移动，所述电动前进小车包括前进机构和旋耕机构，所述前进机构与导向轨道连接，所述旋耕机构悬挂设置在前进机构的前下方。

进一步地，土槽为上端开口的方形槽，所述土槽台架的横截面呈梯形，该土槽台架的上底面设置有若干条与土槽横截面平行的横梁，所述导向轨道由横梁的中部向下悬挂固定，该导向轨道位于土槽中线位置上方，所述导向轨道的底面设有刚齿条。

进一步地，前进机构包括第一驱动电机、第一传动链条、第一转轴、驱动齿轮、从动齿轮、驱动支架、导向轮和辅助导向轮，所述驱动支架上设置第一驱动电机，所述第一驱动电机通过第一传动链条与第一转轴的一端连接，所述第一转轴横跨在驱动支架上，所述驱动齿轮设置在第一转轴的中间并与导向轨道底面的刚齿条适配，所述从动齿轮和驱动齿轮位于同一水平位置并可转动地固定在驱动支架上，所述导向轮和辅助导向轮位于驱动支架上部。

进一步地，驱动支架包括四根竖向轴杆、电机固定架、驱动齿轮固定架、从动齿轮固定架、导向轮固定架和辅助导向轮固定架，所述竖向轴杆的上端设置导向轮固定架，该竖向轴杆的下端固定设置旋耕机构，所述从动齿轮固定架呈三角形固定在竖向轴杆的前端且上端呈水平，所述电机固定架为方形固定在竖向轴杆的后端并与从动齿轮固定架位于同一水平线上，所述第一驱动电机固定在电机固定架内，所述驱动齿轮固定架呈三角形固定在竖向轴杆的后端，且上部与电机固定架在同一水平线上，所述第一转轴可转动地固定在驱动齿轮固定架上，所述从动齿轮通过中间设置转动轴可转动地设置在从动齿轮固定架上，所述导向轮固定架设置在竖向轴杆的上端，所述导向轮设置在导向轮固定架上，所述辅助导向轮设置在辅助导向轮固定架上。

进一步地，所述导向轮固定架为长条状，导向轮呈两排均匀排列在导向轮固定架上，并由两边呈V型向中间朝向，所述辅助导向轮固定架位于竖向轴杆的外侧并有驱动齿轮固定架所在水平线上呈V型倾斜向外设置，所述驱动齿轮向两侧倾斜向上。

进一步地，所述旋耕机构包括作业支架、第二驱动电机、第二链条、第二转轴和旋耕刀辊，所述作业支架可拆卸地固定在竖向轴杆的下端，该作业支架向前延伸并在前端转动设置第二转轴，所述第二驱动电机设置在作业支架上方固定在驱动支架上，所述第二驱动电机和第二转轴通过第二链条连接，所述旋耕刀辊设置固定在第二转轴上。

进一步地，所述作业支架包括旋耕固定架和旋耕前杠，所述旋耕固定架通过螺栓可调节地固定在竖向轴杆的下端，竖向轴杆的中下部设有若干个螺栓孔用于固定旋耕固定架，所述旋耕前杠呈直角水平向前延伸，旋耕前杠的末端横向穿孔并设置第二转轴。

进一步地，所述旋耕刀辊共有两个并分别设置在第二转轴的两端。

本实用新型通过使用上述技术方案的到的有益效果是：

(1)本实用新型可以为研究农业机械产品和作业部件提供有效准确的数据，同时对于农机减阻降耗、结构简化和成本节约等设计有着重要的现实意义；

(2)本实用新型设计并搭建的试验平台，用以研究不同工作参数下开沟培土作业的效果，为耕作类农机的研发提供大量的理论数据；

(3)本实用新型能够在一定的前进速度、一定的耕深、一定的旋耕速度、一定的行走直线度的情况下测量不同的旋耕刀具的旋耕效果；

(4)本平台易于控制、易于操作，主要结构采用钢架结构焊接而成，成本低，采用电力驱动，试验因变量容易控制，对于测量农业旋耕刀的效果有很大意义；

(5)利用本试验平台可进行多种耕作类实验，例如旋耕类机械的结构优化(尤其是旋耕刀具的优化)、犁与土壤之间的作用实验、耕作机具的与拖拉机构之间的动力匹配问题以及通过实验确定耕作机械的功耗与效率之间的关系等等，都可以通过本试验台进行试验而得出结果；

(6)本实用新型的实验平台结构简单牢固，制作方便，成本较低，利用齿轮与齿条配合，可以确保整机的直线性，同时采用电子测量，以获得精确的相关数据，通过调节螺栓，可以改变耕作深度的同时也可以通过螺栓将旋耕机构卸下，将其更换为其他耕作机构，利用V型槽轮与方钢啮合，使机构行走得更加平稳，同时整机采用分布驱动的方式对行走小车与执行机构进行驱动，以确保获得二者准确的试验数据；

(7)可进行多种耕作类实验，例如旋耕类机械的结构优化(尤其是旋耕刀具的优化)、犁与土壤之间的作用实验、耕作机具的与拖拉机构之间的动力匹配问题以及通过实验确定耕作机械的功耗与效率之间的关系等。

附图说明

图1是本实用新型的电动前进小车的结构示意图；

图2是本实用新型中实验平台的结构示意图；

图3是本实用新型实验平台横截面的结构示意图；

图4是本实用新型电动前进小车的后视图；

图5是本实用新型电动前进小车的右视图。

在附图中，土槽1、土槽台架2、横梁21、导向轨道3、电动前进小车4、前进机构5、第一驱动电机51、第一传动链条52、第一转轴53、驱动齿轮54、从动齿轮55、驱动支架56、导向轮57、竖向轴杆561、电机固定架562、驱动齿轮固定架563、从动齿轮固定架564、导向轮固定架565、辅助导向轮固定架566、辅助导向轮58、旋耕机构6、作业支架61、旋耕固定架611、旋耕前杠612、第二驱动电机62、第二链条63、第二转轴64、旋耕刀辊65。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，对本实用新型进一步详细说明。然而，需要说明的是，提供这些实施方式只是为了使本实用新型更加透彻和完整，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本实用新型的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本实用新型的这些方面。

如图2所示，一种电动耕作试验平台，包括土槽1、土槽台架2、导向轨道3、电动前进小车4，所述土槽台架2设置在土槽1两侧并向上架起，所述导向轨道3设置在土槽台架2的上端并位于土槽1的正上方且与土槽1平行，所述电动前进小车4可滑动地设置在导向轨道3上并可在导向轨道3的延伸方向上前后移动，所述电动前进小车4包括前进机构5和旋耕机构6，所述前进机构5与导向轨道3连接，所述旋耕机构6悬挂设置在前进机构5的前下方。

土槽1为上端开口的方形槽，所述土槽台架2的横截面呈梯形，该土槽台架2的上底面设置有若干条与土槽1横截面平行的横梁21，所述导向轨道 3由横梁21的中部向下悬挂固定，该导向轨道3位于土槽1中线位置上方，所述导向轨道3的底面设有刚齿条，土槽采用木板、水泥或钢板结构围成，内部填满泥土，旋耕机构高处泥土一定高度，试验台土槽长为900cm，宽为 70cm，高为60cm，考虑到试验台土槽里面装着大量的土壤，因此需要在土槽的两边搭建三角固定架，其中三角固定架总共有14段，三角固定架的斜边为 140cm，底边直角边为50cm，靠近土槽试验台的直角边为130cm，以达到固定试验台土槽的目的。

本试验平台的导向轨道距离水平地面1.5米，其由两条9米长的方钢焊接而成，齿条作为导向导轨，焊接在方钢的一面，然后由7根15cm长的方钢，将两条焊接有齿条的的方钢轨道以焊接的形式隔开，再以7条长为70厘米方钢与上述7条15厘米的方钢焊接，以形成轨道架杆，最后导向轨道架杆与土槽三脚架焊接，从而搭建形成一个倒立的导向轨道。

如图1所示，前进机构5包括第一驱动电机51、第一传动链条52、第一转轴53、驱动齿轮54、从动齿轮55、驱动支架56、导向轮57和辅助导向轮 58，所述驱动支架56上设置第一驱动电机51，所述第一驱动电机51通过第一传动链条52与第一转轴53的一端连接，所述第一转轴53横跨在驱动支架 56上，所述驱动齿轮54设置在第一转轴53的中间并与导向轨道3底面的刚齿条适配，所述从动齿轮55和驱动齿轮54位于同一水平位置并可转动地固定在驱动支架56上，所述导向轮57和辅助导向轮58位于驱动支架56上部。

如图1所示，驱动支架56包括四根竖向轴杆561、电机固定架562、驱动齿轮固定架563、从动齿轮固定架564、导向轮固定架565和辅助导向轮固定架566，所述竖向轴杆561的上端设置导向轮固定架565，该竖向轴杆561 的下端固定设置旋耕机构6，所述从动齿轮固定架564呈三角形固定在竖向轴杆561的前端且上端呈水平，所述电机固定架562为方形固定在竖向轴杆561 的后端并与从动齿轮固定架564位于同一水平线上，所述第一驱动电机51固定在电机固定架562内，所述驱动齿轮固定架563呈三角形固定在竖向轴杆 561的后端，且上部与电机固定架562在同一水平线上，所述第一转轴53可转动地固定在驱动齿轮固定架563上，所述从动齿轮55通过中间设置转动轴可转动地设置在从动齿轮固定架564上，所述导向轮57固定架设置在竖向轴杆561的上端，所述导向轮57设置在导向轮固定架565上，所述辅助导向轮 58设置在辅助导向轮固定架566上，驱动齿轮54和从动齿轮55分别由两个且分别对应位于同一直线上。

导向轮固定架565为长条状，导向轮57呈两排均匀排列在导向轮固定架 565上，并由两边呈V型向中间朝向，所述辅助导向轮固定架566位于竖向轴杆561的外侧并有驱动齿轮固定架563所在水平线上呈V型倾斜向外设置，所述驱动齿轮54向两侧倾斜向上，电动前进小车4通过驱动齿轮54和从动齿轮55贴合在轨道上的钢齿条，并在轨道上限制电动前进小车4的运动方向，使其只能在一个方向上做前进后退移动。

旋耕机构6包括作业支架61、第二驱动电机62、第二链条63、第二转轴 64和旋耕刀辊65，所述作业支架61固定在竖向轴杆561的下端，该作业支架61向前延伸并在前端转动设置第二转轴64，所述第二驱动电机62设置在作业支架61上方固定在驱动支架56上，所述第二驱动电机62和第二转轴64 通过第二链条63连接，所述旋耕刀辊65设置固定在第二转轴64上，旋耕机构6通过螺栓方式与前进机构连接，调节螺栓连接位置可以调整旋耕机构高度，通过调节螺栓位置控制旋耕深度。

作业支架61包括旋耕固定架611和旋耕前杠612，所述旋耕固定架611 通过螺栓可拆卸地固定在竖向轴杆561的下端，所述旋耕前杠612呈直角水平向前延伸，旋耕前杠612的末端横向穿孔并设置第二转轴64，竖向轴杆的中下部设有若干个螺栓孔用于固定旋耕固定架；旋耕刀辊65共有两个并分别设置在第二转轴64的两端，第二转轴64为六棱轴。

本实用新型的实验平台还配套设置有控制系统和遥控器(图中未示出)，控制系统设置在驱动支架上与第一驱动电机和第二驱动电机连接，遥控器可以远程控制控制系统达到控制第一驱动电机和第二驱动电机转动的目的，从而控制整个、电动前进小车的前进、后退和旋耕，传动机构间通过链轮和链条传动以及齿轮间的啮合直接接触传动，耕作机具通过螺栓与电动前进小车连接，实现两者的同步运动，电动前进小车通过齿轮与轨道齿条啮合及防脱金属轮配合，实现了电动前进小车在轨道上的稳定直线运动。

本试验平台的电动前进小车需要完成开沟、碎土、抛土这三种需要完成作业方式的工作，所以为了达到提高工作效率的目的，对执行机构进行设计使旋耕刀辊的耕深为12cm,耕宽为30cm,小车的前进速度为5km每小时。

本试验平台可在一长为9米的土槽中进行开沟、培土及碎土等作业，通过对实验结果进行分析与研究，为耕作机械的改进提供大量的理论依据。运用本试验平台进行过如下实验，电动前进小车以5千米每小时的速度拖拽旋耕刀辊前行，旋耕刀辊分别以300r/min、400r/min、500r/min、600r/min进行实验，得出当前进速度一定时，旋耕刀辊速度越大，电机功耗越大，旋耕抛土效果越明显，当转速为600r/min时，土壤抛高可达1.4m以上，可以给深沟作业带来一定的指导作用。同时，将刀辊转速定为500r/min,电动直行小车的速度分别定为3km/h、4km/h、5km/h进行实验，得出，当电动直行小车速度越大，旋耕作业效果越差，速度越小，作业效果越明显，但工作效率变低，当前进速度为4km/h时，旋耕效果明显，效率较高；同时本实验平台还可以进行碎土实验的研究，以及研究犁与土壤作用时的阻力分析等等。

工作原理：通过控制系统控制前进第一驱动电机和第二驱动电机，当第一驱动电机51启动时，通过第一传动链条52带动装载在小车后第一转轴53 和驱动齿轮54，驱动齿轮54转动时，通过和试验台导向轨道3下表面的钢齿条啮合，当轨道齿轮转动时，带动电动前进小车沿轨道直线运动，同时悬挂装置上的8个V型设置的导向轮57及辅助导向轮58同时转动，确保了电动前进小车行走的稳定性。在作业支架61上的第二驱动电机62通过第二链条63传动，带动旋耕刀辊65转动，进行旋耕作业，并且可以通过作业支架61 与竖向轴杆561的连接调节来实现旋耕作业耕深的调节来达到试验目的的研究。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种电动耕作试验平台，其特征在于：包括土槽、土槽台架、导向轨道、电动前进小车，所述土槽台架设置在土槽两侧并向上架起，所述导向轨设置在土槽台架的上端并位于土槽的正上方且与土槽平行，所述电动前进小车可滑动地设置在导向轨道上并可在导向轨道的延伸方向上前后移动，所述电动前进小车包括前进机构和旋耕机构，所述前进机构与导向轨道连接，所述旋耕机构悬挂设置在前进机构的前下方。

2.根据权利要求1所述的一种电动耕作试验平台，其特征在于：所述土槽为上端开口的方形槽，所述土槽台架的横截面呈梯形，该土槽台架的上底面设置有若干条与土槽横截面平行的横梁，所述导向轨道由横梁的中部向下悬挂固定，该导向轨道位于土槽中线位置上方，所述导向轨道的底面设有刚齿条。

3.根据权利要求2所述的一种电动耕作试验平台，其特征在于：所述前进机构包括第一驱动电机、第一传动链条、第一转轴、驱动齿轮、从动齿轮、驱动支架、导向轮和辅助导向轮，所述驱动支架上设置第一驱动电机，所述第一驱动电机通过第一传动链条与第一转轴的一端连接，所述第一转轴横跨在驱动支架上，所述驱动齿轮设置在第一转轴的中间并与导向轨道底面的刚齿条适配，所述从动齿轮和驱动齿轮位于同一水平位置并可转动地固定在驱动支架上，所述导向轮和辅助导向轮位于驱动支架上部。

4.根据权利要求3所述的一种电动耕作试验平台，其特征在于：所述驱动支架包括四根竖向轴杆、电机固定架、驱动齿轮固定架、从动齿轮固定架、导向轮固定架和辅助导向轮固定架，所述竖向轴杆的上端设置导向轮固定架，该竖向轴杆的下端固定设置旋耕机构，所述从动齿轮固定架呈三角形固定在竖向轴杆的前端且上端呈水平，所述电机固定架为方形固定在竖向轴杆的后端并与从动齿轮固定架位于同一水平线上，所述第一驱动电机固定在电机固定架内，所述驱动齿轮固定架呈三角形固定在竖向轴杆的后端，且上部与电机固定架在同一水平线上，所述第一转轴可转动地固定在驱动齿轮固定架上，所述从动齿轮通过中间设置转动轴可转动地设置在从动齿轮固定架上，所述导向轮固定架设置在竖向轴杆的上端，所述导向轮设置在导向轮固定架上，所述辅助导向轮设置在辅助导向轮固定架上。

5.根据权利要求4所述的一种电动耕作试验平台，其特征在于：所述导向轮固定架为长条状，导向轮呈两排均匀排列在导向轮固定架上，并由两边呈V型向中间朝向，所述辅助导向轮固定架位于竖向轴杆的外侧并有驱动齿轮固定架所在水平线上呈V型倾斜向外设置，所述驱动齿轮向两侧倾斜向上。

6.根据权利要求4所述的一种电动耕作试验平台，其特征在于：所述旋耕机构包括作业支架、第二驱动电机、第二链条、第二转轴和旋耕刀辊，所述作业支架可拆卸地固定在竖向轴杆的下端，该作业支架向前延伸并在前端转动设置第二转轴，所述第二驱动电机设置在作业支架上方固定在驱动支架上，所述第二驱动电机和第二转轴通过第二链条连接，所述旋耕刀辊设置固定在第二转轴上。

7.根据权利要求6所述的一种电动耕作试验平台，其特征在于：所述作业支架包括旋耕固定架和旋耕前杠，所述旋耕固定架通过螺栓可调节地固定在竖向轴杆的中下部，竖向轴杆的中下部设有若干个螺栓孔用于固定旋耕固定架，所述旋耕前杠呈直角水平向前延伸，旋耕前杠的末端横向穿孔并设置第二转轴。

8.根据权利要求7所述的一种电动耕作试验平台，其特征在于：所述旋耕刀辊共有两个并分别设置在第二转轴的两端。

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