CN215894021U

CN215894021U - 微型土槽试验台

Info

Publication number: CN215894021U
Application number: CN202120699069.3U
Authority: CN
Inventors: 张祥彩; 宋成友; 王宪良; 魏忠彩; 周华; 李润涛; 吕玉春; 李永岗
Original assignee: Shandong University of Technology
Current assignee: Shandong University of Technology
Priority date: 2021-04-07
Filing date: 2021-04-07
Publication date: 2022-02-22
Anticipated expiration: 2031-04-07

Abstract

本发明属于农业机械技术领域，特别涉及一种微型土槽试验台。一种新型的微型土槽试验台，其特征在于，土槽试验台调节位移的机构主要是由安装在主机架上的水平移动机构和竖直移动机构构成，水平移动机构由移动机架、主电机、连接轴、传动轴、传动机构、导轨以及齿条组成，竖直移动机构由竖直固定架、提升器、提升器电机和夹持装置组成，利用Arduino调节好主电机和提升器电机的转速，把移动机架推至主机架的后处，让移动机架能够运行整个行程，再用Arduino控制提升器的深度，来调节好夹持装置的深度。本发明结构简单，操作方便，优化了移动机构，适用于大量微型农机具的试验。

Description

微型土槽试验台

技术领域

本发明属于农业机械技术领域，特别涉及一种微型土槽试验台。

背景技术

农机具土槽试验台是对田间农业机械或者部分工作部件进行试验的有效平台。土槽试验台可以模拟田间的土壤状况，控制农机具的各项工作参数，同时还能得到农机具所需的数据，以得出数据之间的关系，继而对农机具进行优化。与田间试验相比，土槽试验台的条件可控，可以及时获取所需的各项数据和参数，且能全天候的工作，以缩短研究周期。

目前的土槽试验台的外形尺寸都比较固定，不能随意的变换，这对于在进行一些长度较长的实验时，较为复杂，且实验台上的行走装置的结构都较为复杂，行走装置不能很好的实现农机具的行走及调节农机具的耕深，为了解决这问题，通常在试验台上安置导轨，让水平移动机构放置在导轨上，实现机构的移动。此外，还有其他装置，如专利号为CN201922293103.2的“一种可替换式综合性能土槽试验台”所设计的托板装置，但由于结构复杂，且托板上的实验机具复杂多样，在更换的过程中易发生误差，且不易调节农机具的位移。专利号为 CN201620880947.0的“一种土槽试验台”所设计的台车行走支架，在竖直方向的调节机构结构复杂，且上下移动的位移受限制，不能大幅度的实现竖直方向的位移。

为了解决农机具行走装置的问题，使在对试验农机具进行调节时，更加方便，特设计了一种微型土槽试验台。

发明内容

本发明的目的为，解决上述现有土槽试验台的不足，提供一种新型的微型土槽试验台，其特征在于，微型土槽试验台调节位移的机构主要是由安装在主机架3上的水平移动机构和竖直移动机构构成。

所述主机架3是由机架上梁303、机架中梁306、机架下梁307、机架前立梁301、机架后立梁304、机架前下梁308、机架后下梁309，机架前上梁302和机架后上梁305组成的“口”字框型结构，机架中梁306、机架前上梁302和机架后上梁305在同一个水平面上，机架上梁303高于机架中梁306，机架后上梁305、机架后下梁309与机架后立梁304组成的“口”字框型结构，把挡板2固定在内部，机架后立梁304、机架前立梁301、机架下梁307和机架中梁306组成的“口”字框型结构，把透明板12固定在内部，两个导轨5左右对称的固接在机架中梁306上，两个齿条4左右对称的固接在机架上梁303上，行程开关25前后对称的固接在机架后上梁305上和机架前上梁302上，机架后上梁305上通过螺栓固接有土壤温湿度传感器11。

所述水平移动机构由移动机架14、主电机9、连接轴17、传动轴10、传动机构19、导轨5以及齿条4组成。移动机架14是由移动机架右梁1401、移动机架后梁1402、移动机架左梁1403、移动机架中梁1404、移动机架前梁1405组成的“日”字框形结构，移动机架前梁1405、移动机架中梁1404和移动机架后梁1402在同一个水平面上，移动机架右梁1401和移动机架左梁1403在同一个水平面上，且低于移动机架中梁1404，移动机架前梁1405、移动机架中梁1404和移动机架后梁1402在左右两端分别通过移动机架连接孔1406与移动机架左梁1403以及移动机架右梁1401进行固接，滑块6与移动机架左梁1403和移动机架右梁1401通过螺栓固定连接，滑块6安置在导轨5上，移动机架后梁1402上安装有主电机9，主电机9通过联轴器16与连接轴17配合，轴承座18通过螺栓与连接轴17固接，轴承座18通过螺栓固定在支撑梁24上，支撑梁24与移动机架后梁1402通过螺栓固接，连接轴17与传动机构19相互配合控制传动轴10的转动，左传动轴承座15和右传动轴承座21分别与固定梁23用螺栓固接，固定梁23左右对称的固接在竖直固定架20上，传动轴10分别与左传动轴承座15和右传动轴承座21固定配合，传动轴10与齿轮13通过螺栓固接，齿轮13与齿条4相互啮合，齿轮13通过固定件固定在机架上梁303上。

所述竖直移动机构由竖直固定架20、提升器7、提升器电机8和夹持装置26组成。竖直固定架20由竖直机架左梁2005、竖直机架右梁2003、竖直机架上梁2004、竖直机架下梁2009，竖直机架中梁2008、水平左梁2007、水平右梁2001、支撑左梁2006和支撑右梁2002组成，竖直机架左梁2005、竖直机架右梁2003、竖直机架上梁2004、竖直机架中梁2008和竖直机架下梁2009构成“日”字框型结构，水平右梁（2001）、支撑右梁（2002）和竖直机架右梁（2003）构成直角三角形结构，水平左梁（2007）、支撑左梁（2006）和竖直机架左梁（2005）构成直角三角形结构，水平右梁2001和支撑右梁2002与水平左梁2007和支撑左梁2006分别都通过角件2010固接，角件2010通过角件安装孔2011安装螺栓固接在梁上，提升器7通过螺栓固接在竖直机架下梁2009上，提升器电机8与提升器7通过螺栓固接，下固定板27通过螺栓固接在提升器7上，上固定板28与下固定板27之间通过螺栓进行固接，夹持装置26与上固定板28之间通过螺栓固接。

4个脚轮1分别在主机架3的前后两端固接在脚轮机架22上，脚轮机架22由脚轮连接梁2201、脚轮机架中梁2202、脚轮固定梁2203、脚轮机架下梁2204和脚轮机架上梁2205构成“凹”字框型结构，脚轮固定梁2203通过连接件固接在脚轮机架下梁2204上，脚轮连接梁2201固定在脚轮固定梁2203的内部，脚轮连接梁2201固接在脚轮机架中梁2202上，脚轮机架中梁2202通过连接件固接在脚轮机架上梁2205上，脚轮机架中梁2202和脚轮机架上梁2205分别都固接在主机架3上。

所述传动机构19由主动轮1903、链条1902和从动轮1901组成，主动轮1903通过螺栓与连接轴17固接，主动轮1903通过链条1902与从动轮1901相互配合，从动轮1901通过螺栓与传动轴10固接。

本发明的工作原理：利用Arduino调节主电机9的转速，主电机9转动的动力通过联轴器16传到连接轴17，轴承座18保证连接轴17在转动的情况下不会发生偏转，连接轴17带动主动轮1903转动，主动轮1903通过链条1902带动从动轮1901转动，从动轮1901带动传动轴10转动，左传动轴承座15和右传动轴承座21固接在固定梁23上，以保证传动轴10在转动的情况下不会发生偏转，传动轴10将动力带到齿轮13来使齿轮13在齿条4上开始走动，同时动力也将带动滑块6在导轨5上开始滑行，以此来带动整个移动机架14的运动，Arduino调节提升器电机8的转速，来控制提升器7升降的速度与深度，竖直固定架20中的竖直机架左梁2005、竖直机架右梁2003、竖直机架上梁2004、竖直机架中梁2008和竖直机架下梁2009起到固定提升器7的作用，防止提升器7在工作的情况下发生误差，夹持装置26夹持着农机具实现垂直方向的位移，主机架3前后两侧的挡板2固定在主机架3内部，防止土壤泄漏，左右两侧的透明板12固定在主机架3内部，防止土壤泄漏，同时也能观察农机具在实验时的状态，固接在主机架3上的行程开关25起到限制移动机构14位移的作用，当移动机构14接触行程开关25时，停止运作，土壤温湿度传感器11即时测量土壤的温湿度条件。在试验台开始工作之前，先用Arduino调节好主电机9和提升器电机8的转速，以满足实验的需求，把移动机架14推至主机架3的后处，让移动机架14能够运行整个行程，便于更好地测量数据，用Arduino控制提升器7的深度，来调节好夹持装置26的深度，便于进行试验。

本发明通过水平移动机构和垂直移动机构来控制农机具的耕深和前进的速度，结构简单且易安装，避免在进行试验时，因农机具位移调节的问题而不能很好的进行实验，解决了农机具位移的问题。

本发明的有益效果：本发明能够实现微型农机具的试验，结构简单，工作原理清晰。主机架底部与地面直接接触，可以节省一个地面挡板的支撑，同时在试验台两侧安装脚轮，方便机架的移动与土壤的更换；本发明还可以通过提升器来控制农机具的耕深，这样就可以实现不同农机具所需要到达的耕深，满足不同农机具的实验要求；本发明为拼接结构，可以自由调节试验台的长度和宽度，来更好地进行实验。

附图说明

图1为微型土槽试验台的主视图；

图2为微型土槽试验台的左视图；

图3为微型土槽试验台的俯视图；

图4A为主机架的左视图；

图4B为主机架的俯视图；

图4C为主机架的结构示意图；

图5A为移动机架的左视图；

图5B为移动机架的俯视图；

图6A为竖直移动机架的主视图；

图6B为竖直移动机架的左视图；

图7A为脚轮机架的主视图；

图7B为脚轮机架的左视图；

图8为传动机构的示意图。

图中：1—脚轮、2—挡板、3—主机架、301—机架前立梁、302—机架前上梁、303—机架上梁、304—机架后立梁、305—机架后上梁、306—机架中梁、307—机架下梁、308—机架前下梁、309—机架后下梁、4—齿条、5—导轨、6—滑块、7—提升器、8—提升器电机、9—主电机、10—传动轴、11—土壤温湿度传感器、12—透明板、13—齿轮、14—移动机架、1401—移动机架右梁、1402—移动机架后梁、1403—移动机架左梁、1404—移动机架中梁、1405—移动机架前梁、1406—移动机架连接孔、15—左传动轴承座、16—联轴器、17—连接轴、18—轴承座、19—传动机构、1901—从动轮、1902—链条、1903—主动轮、20—竖直固定架、2001—水平右梁、2002—支撑右梁、2003—竖直机架右梁、2004—竖直机架上梁、2005—竖直机架左梁、2006—支撑左梁、2007—水平左梁、2008—竖直机架中梁、2009—竖直机架下梁、2010—角件、2011—角件安装孔、21—右传动轴承座、22—脚轮机架、2201—脚轮连接梁、2202—脚轮机架中梁、2203—脚轮固定梁、2204—脚轮机架下梁、2205—脚轮机架上梁、23—固定梁、24—支撑梁、25—行程开关、26—夹持装置、27—下固定板、28—上固定板。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细描述。如图1、图2和图3分别所示的微型土槽试验台的主视图、左视图和俯视图。控制农机具的机构主要是由安装在主机架上的水平移动机构和垂直移动机构构成。

如图4A、图4B和图4C所示的主机架左视图、主机架俯视图和主机架结构示意图，主机架3是由机架上梁303、机架中梁306、机架下梁307、机架前立梁301、机架后立梁304、机架前下梁308、机架后下梁309，机架前上梁302和机架后上梁305组成的“口”字框型结构，机架中梁306、机架前上梁302和机架后上梁305在同一个水平面上，机架上梁303高于机架中梁306，机架后上梁305、机架后下梁309与机架后立梁304组成的“口”字框型结构，把挡板2固定在内部，机架后立梁304、机架前立梁301、机架下梁307和机架中梁306组成的“口”字框型结构，把透明板12固定在内部，两个导轨5左右对称的固接在机架中梁306上，两个齿条4左右对称的固接在机架上梁303上，行程开关25前后对称的固接在机架后上梁305上和机架前上梁302上，机架后上梁305上通过螺栓固接有土壤温湿度传感器11。

水平移动机构由移动机架14、主电机9、连接轴17、传动轴10、传动机构19、导轨5以及齿条4组成。

如图5A和图5B所示的移动机架左视图和移动机架俯视图，移动机架14是由移动机架右梁1401、移动机架后梁1402、移动机架左梁1403、移动机架中梁1404、移动机架前梁1405组成的“日”字框形结构，移动机架前梁1405、移动机架中梁1404和移动机架后梁1402在同一个水平面上，移动机架右梁1401和移动机架左梁1403在同一个水平面上，且低于移动机架中梁1404，移动机架前梁1405、移动机架中梁1404和移动机架后梁1402在左右两端分别通过移动机架连接孔1406与移动机架左梁1403以及移动机架右梁1401进行固接，滑块6与移动机架左梁1403和移动机架右梁1401通过螺栓固定连接，滑块6安置在导轨5上，移动机架后梁1402上安装有主电机9，主电机9通过联轴器16与连接轴17配合，轴承座18通过螺栓与连接轴17固接，轴承座18通过螺栓固定在支撑梁24上，支撑梁24与移动机架后梁1402通过螺栓固接，连接轴17与传动机构19相互配合控制传动轴10的转动，左传动轴承座15和右传动轴承座21分别与固定梁23用螺栓固接，固定梁23左右对称的固接在竖直固定架20上，传动轴10分别与左传动轴承座15和右传动轴承座21固定配合，传动轴10与齿轮13通过螺栓固接，齿轮13与齿条4相互啮合，齿轮13通过固定件固定在机架上梁303上。

竖直移动机构由竖直固定架20、提升器7、提升器电机8和夹持装置26组成。

如图6A和图6B所示竖直移动机架主视图和竖直移动机架左视图，竖直固定架20由竖直机架左梁2005、竖直机架右梁2003、竖直机架上梁2004、竖直机架下梁2009，竖直机架中梁2008、水平左梁2007、水平右梁2001、支撑左梁2006和支撑右梁2002组成，竖直机架左梁2005、竖直机架右梁2003、竖直机架上梁2004、竖直机架中梁2008和竖直机架下梁2009构成“日”字框型结构，水平右梁（2001）、支撑右梁（2002）和竖直机架右梁（2003）构成直角三角形结构，水平左梁（2007）、支撑左梁（2006）和竖直机架左梁（2005）构成直角三角形结构，水平右梁2001和支撑右梁2002与水平左梁2007和支撑左梁2006分别都通过角件2010固接，角件2010通过角件安装孔2011安装螺栓固接在梁上，提升器7通过螺栓固接在竖直机架下梁2009上，提升器电机8与提升器7通过螺栓固接，下固定板27通过螺栓固接在提升器7上，上固定板28与下固定板27之间通过螺栓进行固接，夹持装置26与上固定板28之间通过螺栓固接。

如图7A和图7B所示脚轮机架主视图和脚轮机架左视图，4个脚轮1分别在主机架3的前后两端固接在脚轮机架22上，脚轮机架22由脚轮连接梁2201、脚轮机架中梁2202、脚轮固定梁2203、脚轮机架下梁2204和脚轮机架上梁2205构成“凹”字框型结构，脚轮固定梁2203通过连接件固接在脚轮机架下梁2204上，脚轮连接梁2201固定在脚轮固定梁2203的内部，脚轮连接梁2201固接在脚轮机架中梁2202上，脚轮机架中梁2202通过连接件固接在脚轮机架上梁2205上，脚轮机架中梁2202和脚轮机架上梁2205分别都固接在主机架3上。

图8为传动机构的示意图，所述传动机构19由主动轮1903、链条1902和从动轮1901组成，主动轮1903通过螺栓与连接轴17固接，主动轮1903通过链条1902与从动轮1901相互配合，从动轮1901通过螺栓与传动轴10固接。

本发明实现于土槽试验台，在试验台开始工作之前，先用Arduino调节好主电机9和提升器电机8的转速，以满足实验的需求，把移动机架14推至主机架3的后处，让移动机架14能够运行整个行程，便于更好地测量数据，用Arduino控制提升器7的深度，来调节好夹持装置26的深度，便于进行试验。本发明结构简单，操作方便，优化了移动机构，适用于大量微型农机具的试验。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种微型土槽试验台，其特征在于：微型土槽试验台调节位移的机构主要是由安装在主机架（3）上的水平移动机构和竖直移动机构构成：所述主机架（3）是由机架上梁（303）、机架中梁（306）、机架下梁（307）、机架前立梁（301）、机架后立梁（304）、机架前下梁（308）、机架后下梁（309），机架前上梁（302）和机架后上梁（305）组成的“口”字框型结构，机架中梁（306）、机架前上梁（302）和机架后上梁（305）在同一个水平面上，机架上梁（303）高于机架中梁（306），机架后上梁（305）、机架后下梁（309）与机架后立梁（304）组成的“口”字框型结构，把挡板（2）固定在内部，机架后立梁（304）、机架前立梁（301）、机架下梁（307）和机架中梁（306）组成的“口”字框型结构，把透明板（12）固定在内部，两个导轨（5）左右对称的固接在机架中梁（306）上，两个齿条（4）左右对称的固接在机架上梁（303）上，行程开关（25）前后对称的固接在机架后上梁（305）上和机架前上梁（302）上，机架后上梁（305）上通过螺栓固接有土壤温湿度传感器（11），所述水平移动机构由移动机架（14）、主电机（9）、连接轴（17）、传动轴（10）、传动机构（19）、导轨（5）以及齿条（4）组成，移动机架（14）是由移动机架右梁（1401）、移动机架后梁（1402）、移动机架左梁（1403）、移动机架中梁（1404）、移动机架前梁（1405）组成的“日”字框形结构，移动机架前梁（1405）、移动机架中梁（1404）和移动机架后梁（1402）在同一个水平面上，移动机架右梁（1401）和移动机架左梁（1403）在同一个水平面上，且低于移动机架中梁（1404），移动机架前梁（1405）、移动机架中梁（1404）和移动机架后梁（1402）在左右两端分别通过移动机架连接孔（1406）与移动机架左梁（1403）以及移动机架右梁（1401）进行固接，滑块（6）与移动机架左梁（1403）和移动机架右梁（1401）通过螺栓固定连接，滑块（6）安置在导轨（5）上，移动机架后梁（1402）上安装有主电机（9），主电机（9）通过联轴器（16）与连接轴（17）配合，轴承座（18）通过螺栓与连接轴（17）固接，轴承座（18）通过螺栓固定在支撑梁（24）上，支撑梁（24）与移动机架后梁（1402）通过螺栓固接，连接轴（17）与传动机构（19）相互配合控制传动轴（10）的转动，左传动轴承座（15）和右传动轴承座（21）分别与固定梁（23）用螺栓固接，固定梁（23）左右对称的固接在竖直固定架（20）上，传动轴（10）分别与左传动轴承座（15）和右传动轴承座（21）固定配合，传动轴（10）与齿轮（13）通过螺栓固接，齿轮（13）与齿条（4）相互啮合，齿轮（13）通过固定件固定在机架上梁（303）上，所述竖直移动机构由竖直固定架（20）、提升器（7）、提升器电机（8）和夹持装置（26）组成，竖直固定架（20）由竖直机架左梁（2005）、竖直机架右梁（2003）、竖直机架上梁（2004）、竖直机架下梁（2009），竖直机架中梁（2008）、水平左梁（2007）、水平右梁（2001）、支撑左梁（2006）和支撑右梁（2002）组成，竖直机架左梁（2005）、竖直机架右梁（2003）、竖直机架上梁（2004）、竖直机架中梁（2008）和竖直机架下梁（2009）构成“日”字框型结构，水平右梁（2001）、支撑右梁（2002）和竖直机架右梁（2003）构成直角三角形结构，水平左梁（2007）、支撑左梁（2006）和竖直机架左梁（2005）构成直角三角形结构，水平右梁（2001）和支撑右梁（2002）与水平左梁（2007）和支撑左梁（2006）分别都通过角件（2010）固接，角件（2010）通过角件安装孔（2011）安装螺栓固接在梁上，提升器（7）通过螺栓固接在竖直机架下梁（2009）上，提升器电机（8）与提升器（7）通过螺栓固接，下固定板（27）通过螺栓固接在提升器（7）上，上固定板（28）与下固定板（27）之间通过螺栓进行固接，夹持装置（26）与上固定板（28）之间通过螺栓固接，4个脚轮（1）分别在主机架（3）的前后两端固接在脚轮机架（22）上，脚轮机架（22）由脚轮连接梁（2201）、脚轮机架中梁（2202）、脚轮固定梁（2203）、脚轮机架下梁（2204）和脚轮机架上梁（2205）构成“凹”字框型结构，脚轮固定梁（2203）通过连接件固接在脚轮机架下梁（2204）上，脚轮连接梁（2201）固定在脚轮固定梁（2203）的内部，脚轮连接梁（2201）固接在脚轮机架中梁（2202）上，脚轮机架中梁（2202）通过连接件固接在脚轮机架上梁（2205）上，脚轮机架中梁（2202）和脚轮机架上梁（2205）分别都固接在主机架（3）上，所述传动机构（19）由主动轮（1903）、链条（1902）和从动轮（1901）组成，主动轮（1903）通过螺栓与连接轴（17）固接，主动轮（1903）通过链条（1902）与从动轮（1901）相互配合，从动轮（1901）通过螺栓与传动轴（10）固接。