專利名稱：插秧機綜合性能檢測試驗臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種插秧機綜合性能檢測試驗裝置，主要用于對插秧機技術(shù)指 標(biāo)進(jìn)行綜合評價。
背景技術(shù)：
目前，對插秧機綜合性能和作業(yè)質(zhì)量的試驗主要是利用樣機在田間進(jìn)行。 這種試驗方法存在很多限制，也使得某些參數(shù)無法實時測量。主要表現(xiàn)在以下 幾個方面
1. 無法測量插秧針運動一致性誤差。
2. 無法測量發(fā)動機在不同轉(zhuǎn)速下，機架的起降時間。
3. 無法模擬不同工作環(huán)境下對插秧機作業(yè)性能的影響。
4. 無法對插秧機進(jìn)行疲勞試驗。
總之，進(jìn)行田間試驗只是對插秧機整機的性能和作業(yè)質(zhì)量進(jìn)行評價和檢測。 而要準(zhǔn)確分析各種工況對插秧機作業(yè)性能的影響，僅僅依靠田間試驗是不夠的， 必須依靠可靠的室內(nèi)臺架試驗裝置進(jìn)行大量的試驗來進(jìn)行，現(xiàn)在還沒有檢索到 相關(guān)試驗裝置的專利。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有田間試驗存在的上述缺點而提供的一種插秧機綜合 性能試驗裝置，具有成本低、使用安全、監(jiān)測全面、操作簡便的特點，能消除 現(xiàn)有試驗方法存在的缺點。
本發(fā)明的技術(shù)方案是該裝置由安裝底座、行走輪模擬加載裝置、機架起降仿形機構(gòu)、插秧針運動一致性測量裝置、發(fā)動機轉(zhuǎn)速測量裝置、升降時間檢
測裝置和工控機組成；其中插秧機試驗臺安裝底座呈"T"型，是由橫向大平臺 (2)和縱向小平臺(12)固定連接而構(gòu)成；行走輪模擬加載裝置由左右對稱的 兩套磁粉制動器(3)、減速器(5)、扭矩\轉(zhuǎn)速傳感器(7)、軸承座(9)和凸緣 式半聯(lián)軸器(10)組成，其中磁粉制動器(3)、減速器(5)、扭矩\轉(zhuǎn)速傳感器 (7)、軸承座(9)分別通過支架與大平臺(2)固定連接，并且軸線處于同一 水平面；磁粉制動器(3)、減速器(5)、扭矩\轉(zhuǎn)速傳感器(7)、軸承座(9)間 依次通過軸聯(lián)器相連，軸承座(9)的輸出軸與半聯(lián)軸器(10)相連接；機架起 降仿形機構(gòu)固定在小平臺(12)上，由擺桿(11)、仿形凸輪(13)、直動推桿 (14)和剪叉升降機構(gòu)(18)依次串聯(lián)組成；剪叉升降機構(gòu)(18)的上部設(shè)置 有支撐板(19);插秧針運動一致性測量裝置用于檢測秧爪通過秧門的時間差， 并根據(jù)秧爪轉(zhuǎn)速及其幾何尺寸計算得到秧爪一致性誤差；發(fā)動機轉(zhuǎn)速測量裝置 用于檢測發(fā)動機轉(zhuǎn)速；升降時間檢測裝置用于檢測檢測機架升降到極限位置所 需時間；工控機通過模擬量輸入輸出卡控制磁粉制動器加載扭矩的大??；插秧 針運動一致性測量裝置、發(fā)動機轉(zhuǎn)速測量裝置和升降時間檢測裝置通過通訊卡 將信號傳輸至工控機，在顯示器上顯示，并將測量信息儲存的硬盤上。
工作過程中，插秧機左右車輪軸分別對稱地與左右兩側(cè)的凸緣式半聯(lián)軸器 相連，軸承座用以支撐插秧機機身，插秧機頭部自由地置于機身起降仿形機構(gòu) 的上支撐板上。插秧機車輪軸擺動臂與擺桿的鉸接相連，并帶動擺桿作擺動， 擺桿通過凸輪軸驅(qū)動仿形凸輪轉(zhuǎn)動，推動直動推桿水平移動，并驅(qū)動剪叉升降 機構(gòu)作垂直運動。磁粉制動器的輸出軸輸出的扭矩依次經(jīng)過聯(lián)軸器一、減速器、 聯(lián)軸器二、扭矩\轉(zhuǎn)速傳感器、聯(lián)軸器三、軸承座和凸緣式半聯(lián)軸器加載到插秧機行走輪上。插秧針運動一致性測量裝置由光纖或激光檢測傳感器和智能儀表 組成，光纖或激光檢測傳感器安裝在插秧機秧門位置，并保證檢測位置處于同一直線上；發(fā)動機轉(zhuǎn)速測量裝置由霍爾檢測傳感器和智能儀表組成，霍爾檢測 傳感器安裝在發(fā)動機輸出軸外側(cè)，相互之間空氣間隙小于5mm;升降時間檢測裝 置由2套光電傳感器和智能儀表組成，光電傳感器分別安裝在插秧機機架上升 和下降的極限位置；電氣檢測控制柜配置工控機以及模擬量輸入\輸出卡。上述行走輪模擬加載裝置中，可以實現(xiàn)行走輪負(fù)載扭矩和轉(zhuǎn)速的實施測量； 左右輪磁粉制動器輸出扭矩由兩通道模擬量輸出獨立控制，通過電腦軟件編程， 由函數(shù)控制電壓模擬量輸出的大小和形式，以實現(xiàn)模擬插秧機田間作業(yè)工況， 也可以進(jìn)行疲勞臺架試驗。上述機架起降仿形機構(gòu)可以實現(xiàn)插秧機機架整體作垂直升降運動，通過光 電傳感器檢測機架升降到極限位置所需時間。上述插秧針運動一致性測量裝置中，可以使用光纖或激光檢測傳感器，傳 感器安裝在試驗臺架上，使得傳感器檢測保持在秧門直線位置，根據(jù)檢測秧針 通過檢測位置的時間差，檢測誤差小于lms，并根據(jù)秧爪轉(zhuǎn)速以及秧爪幾何參數(shù) 計算秧針運動一致性誤差。本發(fā)明插秧機綜合性能檢測裝置可以再現(xiàn)插秧機田間工作過程。包括機械 系統(tǒng)和電氣測控系統(tǒng)。其特點是，采用2臺磁粉制動器獨立施加工作負(fù)載，整 個系統(tǒng)有2套扭矩\轉(zhuǎn)速傳感器，4套光纖或激光檢測儀表，2套光電檢測儀表， l套霍爾檢測儀表，所有檢測信號通訊傳輸至計算機中，能夠?qū)崟r顯示并記錄儲 存；可以檢測秧爪一致性誤差、測量升降時間，分析發(fā)動機轉(zhuǎn)速對插秧機工作 性能的影響；磁粉制動器控制電壓由模擬量輸出卡所提供，通過在控制軟件中編程，用函數(shù)分別控制2路輸出電壓，可以實現(xiàn)復(fù)雜工況的模擬，也可以進(jìn)行 疲勞試驗。由于本試驗臺能夠?qū)嵤z測插秧機各工作參數(shù)，并且使用函數(shù)程序 控制負(fù)載，不僅可以真實的模擬田作業(yè)情況，而且可以對插秧機工作性能進(jìn)行 全面檢測和分析，具有投資少、簡便實用、方便制造、模擬效果好、檢測精度 高的優(yōu)點。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖1是插秧機綜合性能檢測試驗臺俯視圖。圖2是大平臺結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是機架起降仿形機構(gòu)主視圖。圖4是電氣檢測控制柜示意圖。圖5是電氣原理圖。圖中l(wèi)插秧機2大平臺3磁粉制動器4聯(lián)軸器一 5減速器6聯(lián)軸器二 7扭 矩\轉(zhuǎn)速傳感器8聯(lián)軸器三9軸承座IO凸緣式半聯(lián)軸器11擺桿12小平臺13 仿形凸輪14直動推桿15軸承座支架16扭矩\轉(zhuǎn)速傳感器支架17減速器支架 18剪叉升降機構(gòu)19支撐板21顯示器22智能儀表23急停按鈕24電源按鈕 25風(fēng)扇電源26秧爪計時器觸發(fā)按鈕27升降抓換按鈕28磁粉制動器控制器 29工控機具體實施方式
裝置布置及傳動請參閱圖1、圖2、圖3。插秧機試驗臺安裝底座由大平臺2 和小平臺12組成，小平臺12中心垂直于大平臺2，相互之間用螺栓連接，呈 "T"型。行走輪模擬加載裝置由左右對稱的兩套磁粉制動器3、減速器5、扭矩\轉(zhuǎn)速傳感器7、軸承座9和凸緣式半聯(lián)軸器10組成，分別通過磁粉制動器支 架、減速器支架18、扭矩\轉(zhuǎn)速傳感器支架16和軸承座支架15與大平臺2螺栓 連接，并調(diào)整高度使軸線處于同一水平面。機架起降仿形機構(gòu)由擺桿ll、仿形 凸輪13、直動推桿14和剪叉升降機構(gòu)18依次串聯(lián)組成。試驗過程中，插秧機l 左右車輪軸分別對稱地與左右兩側(cè)的凸緣式半聯(lián)軸器IO相連，軸承座9用以支 撐插秧機機身，插秧機頭部自由地置于機身起降仿形機構(gòu)的上支撐板19上。插 秧機車輪軸擺動臂與擺桿ll的鉸接相連，并帶動擺桿ll作擺動，擺桿ll通過 凸輪軸驅(qū)動仿形凸輪13轉(zhuǎn)動，推動直動推桿14水平移動，并驅(qū)動剪叉升降機 構(gòu)18作垂直運動。磁粉制動器3的輸出軸輸出的扭矩依次經(jīng)過聯(lián)軸器一4、減 速器5、聯(lián)軸器二6、扭矩\轉(zhuǎn)速傳感器7、聯(lián)軸器三8、軸承座9和凸緣式半聯(lián) 軸器IO加載到插秧機行走輪上。插秧針運動一致性測量裝置由光纖或激光檢測 傳感器和智能儀表組成，光纖或激光檢測傳感器安裝在插秧機秧門位置，并保 證檢測位置處于同一直線上；發(fā)動機轉(zhuǎn)速測量裝置由霍爾檢測傳感器和智能儀 表組成，霍爾檢測傳感器安裝在發(fā)動機輸出軸外側(cè)，相互之間空氣間隙小于 5mm;升降時間檢測裝置由2套光電傳感器和智能儀表組成，光電傳感器分別 安裝在插秧機機架上升和下降的極限位置；電氣檢測控制柜配置工控機以及模 擬量輸入\輸出卡。為便于操作，可將工控機、智能儀表、控制按鈕等設(shè)置在電氣檢測控制柜 上請參閱圖4，電氣原理如圖5，驅(qū)動輪扭矩\轉(zhuǎn)速傳感器信號、秧爪計時器信號、 上升計時器、下降計時器和發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號可以實時顯示于智能儀表22，同時 由通訊卡將信號傳輸至工控機26，在顯示器21上顯示，并將測量信息儲存的硬 盤上。工控電腦通過模擬量輸入輸出卡控制磁粉制動器加載扭矩的大小。在控制臺上的電源按鈕24用來控制電氣控制柜21的起停，當(dāng)出現(xiàn)異?，F(xiàn)象時使用 急停按鈕23防止出現(xiàn)意外，風(fēng)扇電源25用于控制電氣控制柜的冷卻風(fēng)扇。(1) 秧爪一致性測量插秧機啟動后怠速運行秧爪，在任意時刻按下秧爪計時器觸發(fā)按鈕26，當(dāng) 秧爪第一次通過秧門時，計時停止，面板計時器及軟件中能夠顯示記錄時間， 在控制軟件中，根據(jù)秧爪轉(zhuǎn)速以及秧爪幾何參數(shù)計算秧針運動一致性誤差。(2) 升降時間測量插秧機降至底位后，將升降抓換按鈕27轉(zhuǎn)至上升測量，進(jìn)行插秧機上升操 作，上升至頂位后，將升降抓換按鈕27轉(zhuǎn)至下降測量，進(jìn)行插秧機下降操作， 下降至底位后，完成一次測量。此時，面板顯示儀表及軟件中能夠顯示秧機的 上升、下降時間。(3) 扭矩加載試驗進(jìn)行驅(qū)動輪模擬加載試驗時，應(yīng)將插秧機頭部與升降支座19固定，以防插 秧機在反力矩的作用下繞車輪軸反轉(zhuǎn)。點擊顯示器21軟件界面中"扭矩加載" 按鈕，可以進(jìn)行模擬加載，加載的方式通過函數(shù)控制。
權(quán)利要求
1.一種插秧機綜合性能檢測試驗裝置，其特征在于該裝置由安裝底座、行走輪模擬加載裝置、機架起降仿形機構(gòu)、插秧針運動一致性測量裝置、發(fā)動機轉(zhuǎn)速測量裝置、升降時間檢測裝置和工控機組成；其中插秧機試驗臺安裝底座呈“T”型，是由橫向大平臺(2)和縱向小平臺(12)固定連接而構(gòu)成；行走輪模擬加載裝置由左右對稱的兩套磁粉制動器(3)、減速器(5)、扭矩\轉(zhuǎn)速傳感器(7)、軸承座(9)和凸緣式半聯(lián)軸器(10)組成，其中磁粉制動器(3)、減速器(5)、扭矩\轉(zhuǎn)速傳感器(7)、軸承座(9)分別通過支架與大平臺(2)固定連接，并且軸線處于同一水平面；磁粉制動器(3)、減速器(5)、扭矩\轉(zhuǎn)速傳感器(7)、軸承座(9)間依次通過軸聯(lián)器相連，軸承座(9)的輸出軸與半聯(lián)軸器(10)相連接；機架起降仿形機構(gòu)固定在小平臺(12)上，由擺桿(11)、仿形凸輪(13)、直動推桿(14)和剪叉升降機構(gòu)(18)依次串聯(lián)組成；剪叉升降機構(gòu)(18)的上部設(shè)置有支撐板(19)；插秧針運動一致性測量裝置用于檢測秧爪通過秧門的時間差，并根據(jù)秧爪轉(zhuǎn)速及其幾何尺寸計算得到秧爪一致性誤差；發(fā)動機轉(zhuǎn)速測量裝置用于檢測發(fā)動機轉(zhuǎn)速；升降時間檢測裝置用于檢測檢測機架升降到極限位置所需時間，工控機通過模擬量輸入輸出卡控制磁粉制動器加載扭矩的大??；插秧針運動一致性測量裝置、發(fā)動機轉(zhuǎn)速測量裝置和升降時間檢測裝置通過通訊卡將信號傳輸至工控機，在顯示器上顯示，并將測量信息儲存的硬盤上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種插秧機綜合性能檢測試驗裝置，其特征在于，磁 粉制動器(3)扭矩加載采用計算機程序控制，通過函數(shù)設(shè)定可以改變扭矩加載 方式，以模擬田間實際作業(yè)工況或進(jìn)行疲勞試驗。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種插秧機綜合性能檢測試驗裝置，其特征在于，所 述插秧針運動一致性測量裝置由光纖或激光檢測傳感器和智能儀表組成，在秧 門位置安裝光纖或激光檢測傳感器，以檢測秧爪通過秧門的時間差，并根據(jù)秧 爪轉(zhuǎn)速及其幾何尺寸計算得到秧爪一致性誤差。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種插秧機綜合性能檢測試驗裝置，其特征在于，所 述發(fā)動機轉(zhuǎn)速測量裝置由霍爾檢測傳感器和智能儀表組成，霍爾檢測傳感器安 裝在發(fā)動機輸出軸外側(cè)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種插秧機綜合性能檢測試驗裝置，其特征在于，所 述的升降時間檢測裝置由2套光電傳感器和智能儀表組成，2套光電傳感器分別 安裝在插秧機機架上升和下降的極限位置；用于檢測機架升降到極限位置所需 時間。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種插秧機綜合性能檢測試驗裝置，發(fā)動機轉(zhuǎn)速、驅(qū) 動輪扭矩\轉(zhuǎn)速、秧爪一致性誤差、機架起降時間等測量信號能夠在工控機顯示 器實時顯示，并通訊輸送控制軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲，以分析發(fā)動機轉(zhuǎn)速對插秧機 工作性能的影響。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種插秧機綜合性能檢測裝置。該裝置由安裝底座、行走輪模擬加載裝置、機架起降仿形機構(gòu)、插秧針運動一致性測量裝置、發(fā)動機轉(zhuǎn)速測量裝置、升降時間檢測裝置和工控機組成。其特點是，采用2臺磁粉制動器獨立施加工作負(fù)載，整個系統(tǒng)有2套扭矩\轉(zhuǎn)速傳感器，4套光纖或激光檢測儀表，2套光電檢測儀表，1套霍爾檢測儀表，所有檢測信號通訊傳輸至計算機中，能夠?qū)崟r顯示并記錄儲存；可以檢測秧爪一致性誤差、測量升降時間，分析發(fā)動機轉(zhuǎn)速對插秧機工作性能的影響；磁粉制動器控制電壓由模擬量輸出卡所提供，通過在控制軟件中編程，用函數(shù)分別控制2路輸出電壓，可以實現(xiàn)復(fù)雜工況的模擬，也可以進(jìn)行疲勞試驗。
文檔編號G01M99/00GK101629873SQ200910184308
公開日2010年1月20日 申請日期2009年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月12日
發(fā)明者尹建軍, 徐立章, 李耀明, 湛 趙, 進(jìn) 陳 申請人:江蘇大學(xué)