一种土槽试验台车制造技术

本实用新型专利技术涉及一种土槽试验台车，包括土槽系统、试验牵引车及双轮试验装置；所述试验牵引车的前端安装有双轮试验装置，二者沿土槽系统做往复运动。采用本实用新型专利技术的结构后，可测试不同实验因素下轮胎的应力应变，以及犁、旋耕机等农机具的力学参数，试验的条件及环境因素可控，试验数据及参数测量方便，且测量精度高，试验重复性良好，并解决了现有试验体系中存在的牵引设备振动影响测量结果的问题。总之本实用新型专利技术驱动能力大，控制准确可靠，测试灵活方便，采集存储数据连贯。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种自动化控制试验设备，尤其是一种土槽试验台车。
技术介绍
目前，农业机械设计过程中，良好试验条件的缺乏是创新受阻的主要原因之一，由于农田环境的不可控，驱动设备的振动以及农时天气等因素，新型农业机械的发展很缓慢。车辆地面力学是一门试验与理论并重的学科，通过对轮胎通过性、路面友好型等方面的研究，分析轮胎与地面耦合作用机理。受自然条件及测试精度的影响，该领域的试验环节仍然较为薄弱，拖拉机的振动以及土壤参数的不确定性也制约着该学科的发展。据申请人了解，土槽是土壤—机器系统研究的必备实验设备，现有土槽通常是用来研究农业机械性能的。上世纪30年代以来，为了提高农业机械的试验精度，许多国家相继建立了土槽试验系统。一般地，土槽试验系统是在模拟田间土壤的含水率和坚实度的条件下，控制农机具的牵引速度、耕深和旋转部件的转速，测试农机具在行进中所受的拉力、旋转扭矩等参数，从而分析拉力、扭矩与牵引速度、耕深、转速之间的相应关系，为农机具的开发与研究提供设计依据。近年来，土槽试验台逐渐被用于农机具性能测试中，引进土槽进行模拟试验已成为车辆地面力学非常重要的研究手段。现有的土槽试验体系中，牵引设备振动对试验结果影响较大，因此减少牵引设备的振动成为制约车辆地面力学发展的重要因素。
技术实现思路
本技术的目的在于：针对上述现有技术存在的不足，提出一 种土槽试验台车，通过提供平稳连续的驱动力、行驶速度及动力输出功率，减少由于牵引设备振动所引起试验结果偏差大的问题，同时准确控制牵引车、动力输出轴、液压泵及双轮试验装置的运行情况，并将试验结果通过虚拟仪表实时显示并储存。为了达到以上目的，本技术的技术方案如下：一种土槽试验台车控制系统，包括土槽系统、试验牵引车及双轮试验装置；所述试验牵引车的前端安装有双轮试验装置，二者沿土槽系统做往复运动；所述土槽系统包括土槽体及沿土槽体的两侧设置的行驶轨道；所述试验牵引车由机械装置、液压装置、控制装置、及测试装置组成；所述机械装置包括车架，所述车架的下方固定安装有传动机构，所述传动机构通过连接轴与行走机构相连接，所述车架的后方固定安装有用于挂接农机具及实验对象的后工作机构；所述双轮试验装置通过设置于车架前端的垂直加载机构与实验牵引车相连接，包括设置于车架上的驱动电机，所述驱动电机的输出端通过带传动机构与齿轮传动机构相啮合，所述齿轮传动机构套接于传动轴上，所述传动轴通过带座轴承与车架固定连接；所述传动轴的两侧固定安装有测试轮胎；所述各测试轮胎的内侧分别固定安装有一个可收缩折叠的平衡轮机构本技术进一步细化的结构如下：上述技术方案中，土所述土槽体为混凝土浇筑而成，其上表面与行驶轨道的上表面齐平；所述土槽体的一侧长边放置有进水管；所述土槽体内沿纵向等间距间隔设置有土壤含水量传感器，所述土槽体内沿纵向均布有至少两条排水花管。所述进水管沿同一母线方向等间距间隔设置有喷头。所述各排水花管上等间距间隔开有渗水孔，所述渗水孔沿排水花管的横截面周向均布。上述技术方案中，所述车架包括内沿横向布置有第一桁架，第一 桁架包括平行设置的两根横梁及四根纵梁，所述横梁与纵梁首尾连接组成闭合的矩形框架，所述框架的四角设有竖直向下的立柱，第一桁架通过立柱与第二桁架相连接，所述第一桁架与第二桁架之间沿纵梁方向等间距固定安装有加强筋，所述车架的上表面固定安装有钢板。上述技术方案中，所述传动机构包括电机，所述电机的输出端通过带传动机构及齿轮传动机构与连接轴相连接，所述连接轴的两侧分别通过左、右前轴与行走机构的前部相连接，所述连接轴上套接有链传动机构，所述左、右前轴通过链传动机构与左、右后轴相连接，所述左、右后轴连接有行走机构的后部；所述行走机构包括沿车架四角设置的实心轮胎，所述各实心轮胎的内侧设置有高度可调的导向轮，所述导向轮与行驶轨道内侧的槽钢相配合；所述制动机构为三重制动系统，包括机械制动、电气制动、行程开关制动及辅助制动；所述机械制动为安装于连接轴上背离齿轮传动一侧的机座式磁粉制动器；所述电气制动采用反相序的三相交流电源，使电动机产生反接制动力；所述行程开关制动系统通过安装于车架控制箱上的行程开关对牵引车的行驶位置进行控制；所述辅助制动装置为固定安装于土槽轨道尽头的强力弹簧，所述弹簧内部安装有弹簧芯，与行驶轨道平行，与平台行驶方向垂直。上述技术方案中，所述控制装置包括设置于液压装置前侧的控制柜，包括机箱，安装在机箱内的上位机、显示装置、输入输出装置、控制电路以及安装在机箱外表面的控制面板；所述控制面板分为试验牵引车控制区域、液压控制区域、动力输出轴控制区域及双轮试验装置控制区域四部分，每一部分均设有一组按钮开关和仪表显示屏；控制电路包括并联的牵引车控制电路、动力输出轴控制电路、液压泵控制电路及双轮试验装置控制电路；所述牵引车控制电路包括牵引车驱 动电机，所述牵引车驱动电机通过牵引车驱动电机变频器、牵引车驱动电机接触器连接至PLC的主线；所述动力输出轴控制电路包括动力输出轴电机，所述动力输出轴电机通过动力输出轴变频器、动力输出轴接触器连接至PLC的主线；所述液压泵控制电路包括液压泵驱动电机，所述液压泵驱动电机通过液压泵驱动电机接触器连接至PLC的主线；所述双轮试验装置控制电路包括双轮试验装置驱动电机，所述双轮试验装置驱动电机通过双轮试验装置驱动变频器、双轮试验装置驱动接触器连接至PLC的主线。上述技术方案中，所述垂直加载机构包括设置于车架前端下部的直线轴承导轨，所述直线轴承导轨内配套安装有直线轴承，通过直线轴承与牵引车车架连接；在直线轴承导轨的上端安装有与车架表面垂直设置的液压缸支架，在液压缸支架的顶端具有向外延伸的横杆，所述横杆的尾部固定有液压缸，液压缸的内部套接有液压杆，液压杆末端与双轮试验装置的车架相连接。上述技术方案中，所述平衡轮机构包括由梯形丝杆驱动的桶装升降机构，所述升降机构的顶端通过连接件与车架相连接；所述升降机构的上部设置有双摇杆机构及升降手柄，所述升降机构的下部套接有升降杆，所述升降杆的底部通过连接件与平衡轮相连接。上述技术方案中，双轮试验装置的传动轴上设置有扭矩传感器。采用本技术的结构后，可测试不同实验因素下轮胎的应力应变，以及犁、旋耕机等农机具的力学参数，试验的条件及环境因素可控，试验数据及参数测量方便，且测量精度高，试验重复性良好，并解决了现有试验体系中存在的牵引设备振动影响测量结果的问题。总之本技术驱动能力大，控制准确可靠，测试灵活方便，采集存储数据连贯。附图说明下面结合附图对本技术作进一步的说明。图1为本技术的结构示意图。图2为本技术中试验牵引车的结构示意图。图3为本技术中试验牵引车的俯视图。图4为本技术中车架的结构示意图。图5为本技术中传动机构的结构示意图。图6为本技术中导向轮的结构示意图。图7为本技术中辅助制动装置的结构示意图。图8为本技术中液压系统的原理图。图9为本技术中控制部分的硬件组成图。图10为本技术中控制部分电路图。图11为本技术PLC控制变频器接线示意图。图12为本技术PLC控制三位四通电磁换向阀接线示意图。图13为本技术控制部分的流程图。图14为本技术的控制系统主界面图。图15为本技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种土槽试验台车，其特征在于：包括土槽系统、试验牵引车及双轮试验装置；所述试验牵引车的前端安装有双轮试验装置，二者沿土槽系统做往复运动；所述土槽系统包括土槽体及沿土槽体的两侧设置的行驶轨道；所述试验牵引车由机械装置、液压装置、控制装置、及测试装置组成；所述机械装置包括车架，所述车架的下方固定安装有传动机构，所述传动机构通过连接轴与行走机构相连接，所述车架的后方固定安装有用于挂接农机具及实验对象的后工作机构；所述双轮试验装置通过设置于车架前端的垂直加载机构与实验牵引车相连接，包括设置于车架上的驱动电机，所述驱动电机的输出端通过带传动机构与齿轮传动机构相啮合，所述齿轮传动机构套接于传动轴上，所述传动轴通过带座轴承与车架固定连接；所述传动轴的两侧固定安装有测试轮胎；所述各测试轮胎的内侧分别固定安装有一个可收缩折叠的平衡轮机构。

【技术特征摘要】
1.一种土槽试验台车，其特征在于：包括土槽系统、试验牵引车及双轮试验装置；所述试验牵引车的前端安装有双轮试验装置，二者沿土槽系统做往复运动；所述土槽系统包括土槽体及沿土槽体的两侧设置的行驶轨道；所述试验牵引车由机械装置、液压装置、控制装置、及测试装置组成；所述机械装置包括车架，所述车架的下方固定安装有传动机构，所述传动机构通过连接轴与行走机构相连接，所述车架的后方固定安装有用于挂接农机具及实验对象的后工作机构；所述双轮试验装置通过设置于车架前端的垂直加载机构与实验牵引车相连接，包括设置于车架上的驱动电机，所述驱动电机的输出端通过带传动机构与齿轮传动机构相啮合，所述齿轮传动机构套接于传动轴上，所述传动轴通过带座轴承与车架固定连接；所述传动轴的两侧固定安装有测试轮胎；所述各测试轮胎的内侧分别固定安装有一个可收缩折叠的平衡轮机构。2.根据权利要求1所述的土槽试验台车，其特征在于：所述土槽体为混凝土浇筑而成，其上表面与行驶轨道的上表面齐平；所述土槽体的一侧长边放置有进水管；所述土槽体内沿纵向等间距间隔设置有土壤含水量传感器，所述土槽体内沿纵向均布有至少两条排水花管。3.根据权利要求2所述的土槽试验台车，其特征在于：所述进水管沿同一母线方向等间距间隔设置有喷头。4.根据权利要求2所述的土槽试验台车，其特征在于：所述各排水花管上等间距间隔开有渗水孔，所述渗水孔沿排水花管的横截面周向均布。5.根据权利要求1所述的土槽试验台车，其特征在于：所述车架包括内沿横向布置有第一桁架，第一桁架包括平行设置的两根横梁及四根纵梁，所述横梁与纵梁首尾连接组成闭合的矩形框架，所述框架的四角设有竖直向下的立柱，第一桁架通过立柱与第二桁架相连接，所述第一桁架与第二桁架之间沿纵梁方向等间距固定安装有加强筋，所述车架的上表面固定安装有钢板。6.根据权利要求1所述的土槽试验台车，其特征在于：所述传动机构包括电机，所述电机的输出端通过带传动机构及齿轮传动机构与连接轴相连接，所述连接轴的两侧分别通过左、右前轴与行走机构的前部相连接，所述连接轴上套接有链传动机构，所述左、右前轴通过链传动机构与左、右后轴相连接，所述左、右后轴连接有行走机构的后部；所述行走机构包括沿车架四角设置的实心轮胎，所述各实心轮胎的内侧设置有高度可调的导向轮，所述导向轮与行驶轨道内侧的槽钢相配合；制动机构为三重制动系统，包括机械...

【专利技术属性】
技术研发人员：周晶，鲁植雄，姜春霞，张培友，王中云，
申请(专利权)人：南京农业大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32