一種卷盤式噴灌機(jī)綜合模擬試驗(yàn)臺(tái)及實(shí)驗(yàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種卷盤式噴灌機(jī)綜合模擬試驗(yàn)臺(tái)及實(shí)驗(yàn)方法，該試驗(yàn)臺(tái)包括步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)通過電磁離合器與主動(dòng)軸連接，主動(dòng)齒輪和軸編碼器設(shè)置在主動(dòng)軸上，主動(dòng)齒圈設(shè)置在主動(dòng)卷盤上并與主動(dòng)齒輪相互嚙合，軸編碼器與控制器連接，控制器與電渦流測(cè)功機(jī)連接，電渦流測(cè)功機(jī)通過扭矩傳感器與減速器連接，減速器與負(fù)載軸連接，負(fù)載齒輪設(shè)置在負(fù)載軸上，負(fù)載齒圈設(shè)置在負(fù)載卷盤上并與負(fù)載齒輪相互嚙合，主動(dòng)卷盤與通過PE管與負(fù)載卷盤連接，測(cè)力傳感器固定在PE管上。本發(fā)明可模擬卷盤式噴灌機(jī)工作過程中力學(xué)行為、驗(yàn)證現(xiàn)有卷盤式噴灌機(jī)設(shè)計(jì)理論的正確性與合理性，為新型卷盤式噴灌機(jī)的研發(fā)提供理論依據(jù)。
【專利說明】
一種卷盤式噴灌機(jī)綜合模擬試驗(yàn)臺(tái)及實(shí)驗(yàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)噴灌機(jī)械領(lǐng)域，具體涉及對(duì)卷盤式噴灌機(jī)工作時(shí)軸功率、PE管回彈力、PE管拉力等參數(shù)進(jìn)行測(cè)試的綜合模擬試驗(yàn)臺(tái)及實(shí)驗(yàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]卷盤式噴灌機(jī)是利用水渦輪或電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力源，通過主動(dòng)軸將動(dòng)力源傳遞給卷盤的灌溉機(jī)械。隨著我國大型農(nóng)場(chǎng)的興起，卷盤式噴灌機(jī)的應(yīng)用也越來越廣。目前，國內(nèi)尚未形成一套成熟的研發(fā)體系，通常情況下，卷盤式噴灌機(jī)的研發(fā)工作還是以工程師的經(jīng)驗(yàn)為依據(jù)，做出樣機(jī)試驗(yàn)驗(yàn)證或者直接取較大的安全系數(shù)，造成了資源的浪費(fèi)，阻礙了研發(fā)效率的提尚。
[0003]為了實(shí)現(xiàn)更高效、經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，有必要深入研究卷盤式噴灌機(jī)的一些重要力學(xué)參數(shù)，有必要發(fā)明一種卷盤式噴灌機(jī)綜合試驗(yàn)臺(tái)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]發(fā)明目的:為了能夠在實(shí)驗(yàn)室模擬卷盤式噴灌機(jī)的作業(yè)過程，測(cè)出卷盤式噴灌機(jī)的主要力學(xué)參數(shù)，并進(jìn)行有關(guān)試驗(yàn)和研究，本發(fā)明旨在提供一種卷盤式噴灌機(jī)綜合模擬試驗(yàn)臺(tái)及實(shí)驗(yàn)方法。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案:包括主動(dòng)齒圈、電磁離合器、步進(jìn)電機(jī)、負(fù)載卷盤、負(fù)載齒圈、電渦流測(cè)功機(jī)、PE管、編碼器、主動(dòng)卷盤、負(fù)載齒輪、負(fù)載軸、減速器、扭矩傳感器、主動(dòng)齒輪、主動(dòng)軸、控制器和測(cè)力傳感器。步進(jìn)電機(jī)輸出軸通過電磁離合器與主動(dòng)軸連接，主動(dòng)齒輪和軸編碼器設(shè)置在主動(dòng)軸上，主動(dòng)齒圈設(shè)置在主動(dòng)卷盤上，主動(dòng)齒圈與主動(dòng)齒輪相互嚙合，軸編碼器與控制器連接，控制器與電渦流測(cè)功機(jī)連接，電渦流測(cè)功機(jī)通過扭矩傳感器與減速器輸入軸連接，減速器輸出軸與負(fù)載軸連接，負(fù)載齒輪設(shè)置在負(fù)載軸上，負(fù)載齒圈設(shè)置在負(fù)載卷盤上，負(fù)載齒圈與負(fù)載齒輪相互嚙合，主動(dòng)卷盤與通過PE管與負(fù)載卷盤連接，測(cè)力傳感器固定在PE管上。
[0006]—種卷盤式噴灌機(jī)綜合模擬實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0007]a)、試驗(yàn)臺(tái)工作時(shí)，步進(jìn)電機(jī)通過電磁離合器、主動(dòng)軸把動(dòng)力傳送到主動(dòng)卷盤，PE管在主動(dòng)卷盤的驅(qū)動(dòng)下開始轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)卷盤通過PE管帶動(dòng)負(fù)載卷盤轉(zhuǎn)動(dòng)，電渦流測(cè)功機(jī)通過減速器、負(fù)載軸對(duì)負(fù)載卷盤施加負(fù)載轉(zhuǎn)矩，安裝在PE管上的測(cè)力傳感器將測(cè)得的數(shù)據(jù)傳送給PC終端，PC終端對(duì)數(shù)據(jù)整理分析，得到PE管的拉力、回彈力；
[0008]b)、試驗(yàn)臺(tái)工作時(shí)，步進(jìn)電機(jī)通過電磁離合器、主動(dòng)軸把動(dòng)力傳送到主動(dòng)卷盤，PE管在主動(dòng)卷盤的驅(qū)動(dòng)下開始轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)卷盤通過PE管帶動(dòng)負(fù)載卷盤轉(zhuǎn)動(dòng)，電渦流測(cè)功機(jī)通過減速器、負(fù)載軸對(duì)負(fù)載卷盤施加負(fù)載轉(zhuǎn)矩，安裝在電渦流測(cè)功機(jī)與減速器之間的扭矩傳感器將測(cè)得的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送給PC終端，PC終端對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，得到主動(dòng)卷盤的載荷譜、功率譜；
[0009]C)、試驗(yàn)臺(tái)工作時(shí)，電渦流測(cè)功機(jī)通過減速器、負(fù)載軸對(duì)負(fù)載卷盤施加負(fù)載轉(zhuǎn)矩，步進(jìn)電機(jī)通過電磁離合器、主動(dòng)軸把動(dòng)力傳送到主動(dòng)卷盤，對(duì)步進(jìn)電機(jī)的實(shí)際輸出扭矩進(jìn)行測(cè)試，將測(cè)試結(jié)果作為卷盤式噴灌機(jī)的動(dòng)力源步進(jìn)電機(jī)功率的選取依據(jù)；
[0010]d)、試驗(yàn)臺(tái)工作時(shí)，電渦流測(cè)功機(jī)通過減速器、負(fù)載軸對(duì)負(fù)載卷盤施加負(fù)載轉(zhuǎn)矩，步進(jìn)電機(jī)通過電磁離合器、主動(dòng)軸把動(dòng)力傳送到主動(dòng)卷盤，對(duì)主動(dòng)卷盤的主動(dòng)軸的強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試，將測(cè)試結(jié)果做為卷盤式噴灌機(jī)主動(dòng)軸的選取依據(jù)。
[0011]有益效果:本發(fā)明可以模擬任意長度的卷盤式噴灌機(jī)的噴灌作業(yè)，結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間小，自動(dòng)化程度高，可以模擬卷盤式噴灌機(jī)工作過程中的主要力學(xué)行為、驗(yàn)證現(xiàn)有卷盤式噴灌機(jī)設(shè)計(jì)理論的正確性與合理性、實(shí)現(xiàn)在一個(gè)試驗(yàn)臺(tái)上完成多種力學(xué)參數(shù)的測(cè)試，并為新型卷盤式噴灌機(jī)的研發(fā)提供理論依據(jù)，可以減少產(chǎn)品研發(fā)過程中的工作量、降低研發(fā)成本、縮短研發(fā)周期，完成部分卷盤式噴灌機(jī)研發(fā)的前期理論工作。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的卷盤式噴灌機(jī)綜合模擬試驗(yàn)臺(tái)負(fù)載側(cè)示意圖；
[0013]圖2是本發(fā)明的卷盤式噴灌機(jī)綜合模擬試驗(yàn)臺(tái)動(dòng)力側(cè)示意圖；
[0014]圖3是本發(fā)明的卷盤式噴灌機(jī)綜合模擬試驗(yàn)臺(tái)俯視圖示意圖；
[0015]圖4是本發(fā)明卷盤式噴灌機(jī)綜合模擬試驗(yàn)臺(tái)步進(jìn)電機(jī)與電磁離合器連接示意圖；
[0016]圖5是本發(fā)明卷盤式噴灌機(jī)綜合模擬試驗(yàn)臺(tái)電渦流測(cè)功機(jī)、扭矩傳感器與減速器連接示意圖；
[0017]圖中:1、主動(dòng)齒圈；2、電磁離合器;3、步進(jìn)電機(jī);4、負(fù)載卷盤;5、負(fù)載齒圈；6、電渦流測(cè)功機(jī);7、PE管;8、編碼器;9、主動(dòng)卷盤;1、負(fù)載齒輪;11、負(fù)載軸；12、減速器;13、扭矩傳感器;14、主動(dòng)齒輪;15、主動(dòng)軸；16、控制器;17、測(cè)力傳感器。
【具體實(shí)施方式】
:
[0018]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做更進(jìn)一步的解釋。
[0019]如圖1至5所示，本發(fā)明的一種卷盤式噴灌機(jī)綜合模擬試驗(yàn)臺(tái)，包括主動(dòng)齒圈1、電磁離合器2、步進(jìn)電機(jī)3、負(fù)載卷盤4、負(fù)載齒圈5、電渦流測(cè)功機(jī)6、PE管7、編碼器8、主動(dòng)卷盤9、負(fù)載齒輪10、負(fù)載軸11、減速器12、扭矩傳感器13、主動(dòng)齒輪14、主動(dòng)軸15、控制器16和測(cè)力傳感器17。
[0020]步進(jìn)電機(jī)3輸出軸通過電磁離合器2與主動(dòng)軸15連接，主動(dòng)齒輪14和軸編碼器8設(shè)置在主動(dòng)軸15上，主動(dòng)齒圈I設(shè)置在主動(dòng)卷盤9上，主動(dòng)齒圈I與主動(dòng)齒輪14相互嚙合，軸編碼器8與控制器16連接，控制器16與電渦流測(cè)功機(jī)6連接，用于將編碼器12的電信號(hào)的變化轉(zhuǎn)換成負(fù)載扭矩的變化。
[0021]電渦流測(cè)功機(jī)6通過扭矩傳感器13與減速器12的輸入軸連接，減速器12的輸出軸與負(fù)載軸11連接，負(fù)載齒輪10設(shè)置在負(fù)載軸11上，負(fù)載齒圈5設(shè)置在負(fù)載卷盤4上，負(fù)載齒圈5與負(fù)載齒輪10相互嚙合，主動(dòng)卷盤9與通過PE管7與負(fù)載卷盤4連接，測(cè)力傳感器17固定在PE管7上。
[0022]根據(jù)上述試驗(yàn)臺(tái)的卷盤式噴灌機(jī)綜合模擬實(shí)驗(yàn)方法，包括以下步驟:
[0023]a)、試驗(yàn)臺(tái)工作時(shí)，步進(jìn)電機(jī)3通過電磁離合器2、主動(dòng)軸15把動(dòng)力傳送到主動(dòng)卷盤9，PE管7在主動(dòng)卷盤9的驅(qū)動(dòng)下開始轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)卷盤9通過PE管7帶動(dòng)負(fù)載卷盤4轉(zhuǎn)動(dòng)，電渦流測(cè)功機(jī)6通過減速器12、負(fù)載軸11對(duì)負(fù)載卷盤4施加負(fù)載轉(zhuǎn)矩，安裝在PE管7上的測(cè)力傳感器17將測(cè)得的數(shù)據(jù)傳送給PC終端，PC終端對(duì)數(shù)據(jù)整理分析，得到PE管7的拉力、回彈力；
[0024]b)、試驗(yàn)臺(tái)工作時(shí)，步進(jìn)電機(jī)3通過電磁離合器2、主動(dòng)軸15把動(dòng)力傳送到主動(dòng)卷盤9，PE管7在主動(dòng)卷盤9的驅(qū)動(dòng)下開始轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)卷盤9通過PE管7帶動(dòng)負(fù)載卷盤4轉(zhuǎn)動(dòng)，電渦流測(cè)功機(jī)6通過減速器12、負(fù)載軸11對(duì)負(fù)載卷盤4施加負(fù)載轉(zhuǎn)矩，安裝在電渦流測(cè)功機(jī)6與減速器12之間的扭矩傳感器13將測(cè)得的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送給PC終端，PC終端對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，得到主動(dòng)卷盤9的載荷譜、功率譜；
[0025]c )、試驗(yàn)臺(tái)工作時(shí)，電渦流測(cè)功機(jī)6通過減速器12、負(fù)載軸11對(duì)負(fù)載卷盤4施加負(fù)載轉(zhuǎn)矩，步進(jìn)電機(jī)3通過電磁離合器2、主動(dòng)軸15把動(dòng)力傳送到主動(dòng)卷盤9，對(duì)步進(jìn)電機(jī)3的實(shí)際輸出扭矩進(jìn)行測(cè)試，將測(cè)試結(jié)果作為卷盤式噴灌機(jī)的動(dòng)力源步進(jìn)電機(jī)4功率的選取依據(jù)；
[0026]d)、試驗(yàn)臺(tái)工作時(shí)，電渦流測(cè)功機(jī)6通過減速器12、負(fù)載軸11對(duì)負(fù)載卷盤4施加負(fù)載轉(zhuǎn)矩，步進(jìn)電機(jī)3通過電磁離合器2、主動(dòng)軸15把動(dòng)力傳送到主動(dòng)卷盤9，對(duì)主動(dòng)卷盤9的主動(dòng)軸15的強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試，將測(cè)試結(jié)果做為卷盤式噴灌機(jī)主動(dòng)軸15的選取依據(jù)。
[0027]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種卷盤式噴灌機(jī)綜合模擬試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于:包括主動(dòng)齒圈(I)、電磁離合器(2)、步進(jìn)電機(jī)(3)、負(fù)載卷盤(4)、負(fù)載齒圈(5)、電渦流測(cè)功機(jī)(6)、PE管(7)、編碼器(8)、主動(dòng)卷盤(9)、負(fù)載齒輪(10)、負(fù)載軸(11)、減速器(12)、扭矩傳感器(13)、主動(dòng)齒輪(14)、主動(dòng)軸(15)、控制器(16)和測(cè)力傳感器(17); 步進(jìn)電機(jī)(3)輸出軸通過電磁離合器(2)與主動(dòng)軸(15)連接，主動(dòng)齒輪(14)和軸編碼器(8)設(shè)置在主動(dòng)軸(15)上，主動(dòng)齒圈(I)設(shè)置在主動(dòng)卷盤(9)上，主動(dòng)齒圈(I)與主動(dòng)齒輪(14)相互嚙合，軸編碼器(8)與控制器(16)連接，控制器(16)與電渦流測(cè)功機(jī)(6)連接，電渦流測(cè)功機(jī)(6)通過扭矩傳感器(13)與減速器(12)輸入軸連接，減速器(12)輸出軸與負(fù)載軸(11)連接，負(fù)載齒輪(10)設(shè)置在負(fù)載軸(11)上，負(fù)載齒圈(5)設(shè)置在負(fù)載卷盤(4)上，負(fù)載齒圈(5)與負(fù)載齒輪(10)相互嚙合，主動(dòng)卷盤(9)與通過PE管(7)與負(fù)載卷盤(4)連接，測(cè)力傳感器(17)固定在PE管(7)上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述試驗(yàn)臺(tái)的卷盤式噴灌機(jī)綜合模擬實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于，包括以下步驟: a)、試驗(yàn)臺(tái)工作時(shí)，步進(jìn)電機(jī)(3)通過電磁離合器(2)、主動(dòng)軸(15)把動(dòng)力傳送到主動(dòng)卷盤(9)，PE管(7)在主動(dòng)卷盤(9)的驅(qū)動(dòng)下開始轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)卷盤(9)通過PE管(7)帶動(dòng)負(fù)載卷盤(4)轉(zhuǎn)動(dòng)，電渦流測(cè)功機(jī)(6)通過減速器(12)、負(fù)載軸(11)對(duì)負(fù)載卷盤(4)施加負(fù)載轉(zhuǎn)矩，安裝在PE管(7)上的測(cè)力傳感器(17)將測(cè)得的數(shù)據(jù)傳送給PC終端，PC終端對(duì)數(shù)據(jù)整理分析，得至IJPE管⑴的拉力、回彈力； b)、試驗(yàn)臺(tái)工作時(shí)，步進(jìn)電機(jī)(3)通過電磁離合器(2)、主動(dòng)軸(15)把動(dòng)力傳送到主動(dòng)卷盤(9)，PE管(7)在主動(dòng)卷盤(9)的驅(qū)動(dòng)下開始轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)卷盤(9)通過PE管(7)帶動(dòng)負(fù)載卷盤(4)轉(zhuǎn)動(dòng)，電渦流測(cè)功機(jī)(6)通過減速器(12)、負(fù)載軸(11)對(duì)負(fù)載卷盤(4)施加負(fù)載轉(zhuǎn)矩，安裝在電渦流測(cè)功機(jī)(6)與減速器(12)之間的扭矩傳感器(13)將測(cè)得的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送給PC終端，PC終端對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，得到主動(dòng)卷盤(9)的載荷譜、功率譜； C)、試驗(yàn)臺(tái)工作時(shí)，電渦流測(cè)功機(jī)(6)通過減速器(12)、負(fù)載軸(11)對(duì)負(fù)載卷盤(4)施加負(fù)載轉(zhuǎn)矩，步進(jìn)電機(jī)(3)通過電磁離合器(2)、主動(dòng)軸(15)把動(dòng)力傳送到主動(dòng)卷盤(9)，對(duì)步進(jìn)電機(jī)(3)的實(shí)際輸出扭矩進(jìn)行測(cè)試，將測(cè)試結(jié)果作為卷盤式噴灌機(jī)的動(dòng)力源步進(jìn)電機(jī)(3)功率的選取依據(jù)； d)、試驗(yàn)臺(tái)工作時(shí)，電渦流測(cè)功機(jī)(6)通過減速器(12)、負(fù)載軸(11)對(duì)負(fù)載卷盤(4)施加負(fù)載轉(zhuǎn)矩，步進(jìn)電機(jī)(3)通過電磁離合器(2)、主動(dòng)軸(15)把動(dòng)力傳送到主動(dòng)卷盤(9)，對(duì)主動(dòng)卷盤(9)的主動(dòng)軸(15)的強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試，將測(cè)試結(jié)果做為卷盤式噴灌機(jī)主動(dòng)軸(15)的選取依據(jù)。
【文檔編號(hào)】G01M99/00GK106092627SQ201610401973
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月8日
【發(fā)明人】李偉, 何猛, 佟哲, 吳孫陽, 邱志鵬, 彭濤
【申請(qǐng)人】中國礦業(yè)大學(xué)