CN115165401A - 农机车轮性能试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公涉及车轮性能测试领域，具体的是一种农机车轮性能试验装置，它包括平台和车轮测试机构，平台的顶面设置装有土壤的土槽，车轮测试机构包括车轮支架、驱动机构和车轮，车轮支架可转动设置车轮，车轮支架上设置驱动车轮的驱动机构。还包括移动横梁和转弯机构，平台的顶部在左右两侧分别通过支架设置前后滑轨，移动横梁的左右两端分别可滑动设置在前后滑轨内，移动横梁的底部设置若干根垂直的导向杆，导向杆上可上下滑动设置可以使车轮测试机构转弯掉头的转弯机构。与现有技术相比，本发明通过在测试中让车轮转弯掉头的方式增加了行程，期间车轮在保持前进方向不变的情况下，同时实现了车轮的转弯测试和直线测试。

Description

农机车轮性能试验装置

技术领域

本发明涉及车轮性能测试领域，具体的是一种农机车轮性能试验装置。

背景技术

为了获取专用于农田使用的车轮性能，如滑转率、对土壤压力等参数，需要对车轮进行性能试验。由于室外测试受天气变化等不确定因素影响较多，室内土槽试验就成为了研究车轮与土壤相互作用的重要手段，相对于实地测试试验，室内土槽试验具有试验周期短、数据精准和可控性高的优点。但目前的试验装置还存在不足，如授权专利CN209513283U中所设计的，作为试验测试装置的测试行程太短，滑转率误差大，而如果直接加长土槽的长度则会占用空间。而且行程过短的土槽上做往复运动，会因为轮胎正反转时花纹不同，导致测得滑转率与实际有差别。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明设计了一种在尽量减少占用空间，同时能确保测试行程的一种农机车轮性能试验装置来解决问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：农机车轮性能试验装置包括现有技术中的平台和车轮测试机构，所述平台的顶面设置装有土壤的土槽，所述车轮测试机构包括车轮支架、驱动机构和车轮，所述车轮支架可转动设置车轮，所述车轮支架上设置驱动车轮的驱动机构；区别在于本发明还包括移动横梁和转弯机构，在所述平台的顶部左右两侧分别通过支架设置前后滑轨，所述移动横梁的左右两端分别可滑动设置在前后滑轨内，所述移动横梁的底部设置若干根垂直的导向杆，所述导向杆上可上下滑动设置转弯机构；

所述转弯机构包括升降台、S弯轨道、第一转轴和第二转轴，所述升降台的下方水平设置S弯轨道，所述S弯轨道的首尾两端设置朝上并固定连接升降台底部的伸出端，所述S弯轨道上下开口且顶部与升降台之间留有间隙，所述S弯轨道由两个半圆轨道对接组成，所述升降台的底部在S弯轨道的两个圆心处分别垂直设置第一转轴和第二转轴，所述第一转轴和第二转轴分别与升降台之间设置使其朝右的复位扭簧；所述第一转轴和第二转轴的一侧分别上设置第一垂直支架和第二垂直支架，所述第一垂直支架和第二垂直支架上上分别设置第一电磁插销和第二电磁插销，所述S弯轨道的首尾两端也分别设置朝内的第三电磁插销和第四电磁插销，所述车轮支架的顶部设置滑柱，所述车轮支架通过滑柱可滑动设置在S弯轨道内，所述滑柱的两侧分别设置销孔；

所述S弯轨道设置与第一垂直支架配合的第一行程开关，以及与第二垂直支架配合的第二行程开关；所述前后滑轨内的前后两端分别设置弹簧伸缩杆，所述移动横梁的前后两端分别设置与弹簧伸缩杆配合的第三行程开关和第四行程开关。

进一步的，初始状态下，所述滑柱位于第一电磁插销与第三电磁插销之间，且第一电磁插销与第三电磁插销打开；当所述第三行程开关首次触发后，所述第三电磁插销关闭；当所述第一行程开关触发后，所述第二电磁插销打开；当所述第四行程开关触发后，所述第一电磁插销关闭；当所述第二行程开关触发后，所述第四电磁插销打开；当所述第三行程开关第二次触发后，所述驱动机构停止驱动。

进一步的，它还包括压力传感器和铲土机构，所述土槽的右侧设置若干开口槽，在每个所述开口槽处设置一个用于在土壤内开槽的铲土机构，所述铲土机构包括升降机构、升降支架、托板、撑开机构、伸缩机构、支架板、侧板和双向撑开机构；所述升降机构固定在开口槽的下方，所述升降机构的输出轴上固定升降支架，所述升降支架的顶部铰接托板的底部，所述升降支架与托板之间设置撑开机构，所述托板上通过伸缩机构连接一块支架板，所述支架板的前后两侧分别铰接侧板，两个侧板之间在右端分别与双向撑开机构的一个输出轴铰接；所述压力传感器埋在土壤内。

进一步的，所述侧板的左端设置刀刃。

进一步的，所述移动横梁的底部固定设置位于升降台上方的设置液压机构，所述液压机构的活塞杆前端设置第二压力传感器。

进一步的，所述滑柱上设置与S弯轨道配合的滑动组件。

进一步的，所述移动横梁的左右两端分别设置若干与前后滑轨配合的滑轮。

进一步的，所述滑柱的顶端设置滚珠或滚轮。

本发明的有益效果是：本发明通过在测试中让车轮转弯掉头的方式增加了行程，期间车轮在保持前进方向不变的情况下，同时实现了车轮的转弯测试和直线测试。此外，通过铲土机构方便快捷的实现了对土壤压力的测试，使其能够更全面的获取车轮的性能数据。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的正视剖面图；

图3为图2中细节A的放大图；

图4为本发明的部分结构示意图；

图5为本发明的部分结构仰视图；

图6为本发明前后滑轨的部分俯视剖面图；

图7为铲土机构在折叠状态下的结构示意图；

图8为铲土机构在完全打开状态下的结构示意图。

图中：平台1、土槽11、开口槽111、支架12、前后滑轨13、弹簧伸缩杆131、车轮测试机构2、销孔20、车轮支架21、驱动机构22、驱动带221、车轮23、滑柱24、滚珠241、移动横梁3、滑轮31、导向杆32、转弯机构4、升降台41、S弯轨道42、伸出端421、第一转轴43、第一垂直支架431、第二转轴44、第二垂直支架441、第一电磁插销51、第二电磁插销52、第三电磁插销53、第四电磁插销54、第一行程开关61、第二行程开关62、第三行程开关63、第四行程开关64、铲土机构7、升降机构71、升降支架72、托板73、撑开机构74、伸缩机构75、支架板76、侧板77、双向撑开机构78、液压机构8、第二压力传感器81、土壤9。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合图1至图8来详细解释本发明的实施方式。

需要说明的是，文中所述的“前、后、左、右、上、下”方向，都是以图1中的“前后左右上下”方向为准的。为了视图清晰，图1中的装置长度做了缩短，实际长度根据需要可以做成3-5米。图2中土壤的厚度也比正常土槽土壤要薄。

本发明的农机车轮性能试验装置，如图1至图4中所示的，它包括现有技术中的平台1和车轮测试机构2，平台1的顶面设置装有土壤9的土槽11，车轮测试机构2包括车轮支架21、驱动机构22（发动机或电机）和车轮23，对于车轮23旋转圈数和车轮支架21的行程测量装置与现有相同，在这里不再赘述。需要说明的是，现有车轮支架21的行程测量是直线距离，本发明增加S弯轨道42后行程只需在测量的直线距离上增加S弯轨道42的距离即可。所述车轮支架21可转动设置车轮23，所述车轮支架21上设置通过驱动带221驱动车轮23的驱动机构22。区别在于本发明还包括移动横梁3和转弯机构4，在所述平台1的顶部左右两侧分别通过支架12设置前后滑轨13，所述移动横梁3的左右两端分别可滑动设置在前后滑轨13内，同时，为了减少摩擦力，所述移动横梁3的左右两端分别设置若干与前后滑轨13配合的滑轮31。所述移动横梁3的底部设置若干根垂直的导向杆32，所述导向杆32上可上下滑动设置用于车轮23掉头的转弯机构4。

所述转弯机构4包括升降台41、S弯轨道42、第一转轴43和第二转轴44，所述升降台41通过导向孔可滑动设置在导向杆32上，所述升降台41的下方水平设置S弯轨道42，所述S弯轨道42的首尾两端设置顶部固定连接升降台41底部的伸出端421，S弯轨道42中间是上下开口的，S弯轨道42顶部与升降台41之间留有间隙，需要说明的是，本发明的S弯轨道42并不局限于图中所示的一个S型，它可以设置成多个相互连接的S型。图5中S弯轨道42由两个半圆轨道对接组成，所述升降台41的底部在S弯轨道42的两个半圆心处分别垂直设置第一转轴43和第二转轴44，所述第一转轴43和第二转轴44分别与升降台41之间设置使其朝右的复位扭簧。所述第一转轴43的上方和下方水平延伸出位于S弯轨道42上方和下方的第一垂直支架431。所述第二转轴44的上方和下方水平延伸出位于S弯轨道42上方和下方的第二垂直支架441，位于上方的第一垂直支架431和第二垂直支架441处于S弯轨道42与升降台41的间隙之间。两个第一垂直支架431上分别设置第一电磁插销51。两个第二垂直支架441上分别设置第二电磁插销52。

如图5中所示，所述S弯轨道42的首尾两端也分别设置朝内的第三电磁插销53和第四电磁插销54，滑柱24的两侧分别设置销孔20。滑柱24是设置在车轮支架21的顶部，车轮支架21通过滑柱24可滑动设置在S弯轨道42内，为了减少摩擦力，使滑柱24能够顺畅的在S弯轨道42内滑动，如图3中所示的，所述滑柱24的顶端设置滚珠241或者设置滚轮。此外，还可以在滑柱24上设置与S弯轨道配合的滑动组件，具体的在滑柱24与S弯轨道内侧壁相对的两个面上分别设置滚轮。

如图5中所示，所述S弯轨道42设置与第一垂直支架431配合的第一行程开关61，以及与第二垂直支架441配合的第二行程开关62。所述前后滑轨13内的前后两端分别设置弹簧伸缩杆131，所述移动横梁3的前后两端分别设置与弹簧伸缩杆131配合的第三行程开关63和第四行程开关64。

为了使本发明能够自动化运行，各部件之间通过互联触发指令代替人工指令，具体是：在初始状态下，所述滑柱24位于第一电磁插销51与第三电磁插销53之间，且第一电磁插销51与第三电磁插销53打开并***销孔20中，使滑柱24的左右两侧都被限位锁紧。当所述第三行程开关63首次触发后，所述第三电磁插销53关闭后从销孔20中拔出，使滑柱24的右侧解除限位。当第一转轴43旋转180°后，第一垂直支架431刚好解除并触发第一行程开关61，此时第二电磁插销52打开。当第四行程开关64触发后，第一电磁插销51关闭，当第二转轴44旋转180°后，第二垂直支架441刚好接触并触发第二行程开关62，此时第四电磁插销54打开，使滑柱24的左右两侧都被限位锁紧。如此，车轮23实现掉头运动。

由于不同形式和规格尺寸的车轮23对土壤9形成的压力不同，压力过大容易压实土壤9造成板结，影响植物生长。而现有试验装置在测试车轮23对土壤9压力影响时，一般是看压过的凹槽深度来判断，无法测得土壤9下的真实压力，也有测试人员在土槽11中挖坑放入压力传感器，但挖坑后导致坑位置土壤结构变化较大，实验数据有误差。所以为了获取到更精准的数据，本发明还包括压力传感器和铲土机构7，铲土机构7将部分土整体铲起后在坑中放入压力传感器检测。具体的，所述土槽11的右侧设置若干开口槽111（为了视图方便清晰，图1中画出了3个），在每个所述开口槽111处设置一个用于在土壤内开槽的铲土机构7，所述铲土机构7包括升降机构71（优选采用液压杆）、升降支架72、托板73、撑开机构74（优选采用液压杆）、伸缩机构75（优选采用液压杆）、支架板76、侧板77和双向撑开机构78（优选采用双向液压杆）。所述升降机构71固定在开口槽111的下方的土槽壁上，所述升降机构71的输出轴上固定升降支架72，所述升降支架72的顶部铰接托板73的底部，所述升降支架72与托板73之间设置撑开机构74，所述托板73上通过伸缩机构75连接一块支架板76，所述支架板76的前后两侧分别铰接侧板77，两个侧板77之间的右端设置双向撑开机构78，双向撑开机构78的两个输出端分别与两个侧板77铰接。为了能够顺畅的铲土和减轻伸缩机构75的负担，所述侧板77的左端设置刀刃。

如图1和图7中所示的，所述铲土机构7在不工作时是处于折叠状态的，尽可能的不占用空间和造成干涉，当需要铲土时才完全撑开。如图7中所示的，所述铲土机构7通过双向撑开机构78的收缩使铰接在支架板上的两块侧板77一端对齐，使其三者组合成一把顶部开口的三角铲，借助撑开机构74的撑力，托板73可以垂直于升降支架72的一侧，此时通过伸缩机构75的撑开，可使组合后的三角铲***土壤9中，之后再升起升降机构71，可使留在三角铲内的土同时升起。此时工作人员把压力传感器放到铲出的土壤坑内。压力传感器放置好后，双向撑开机构78撑开，使侧板77绕铰接点打开，让内部的土壤重新落入土壤坑中，之后铲土机构7重新折叠复位。

为了能够模拟车轮23的载重，如图2中所示的，在移动横梁3的底部固定设置位于升降台41上方的液压机构8（液压杆），液压机构8的活塞杆前端设置第二压力传感器81，通过液压机构8的液压轴对升降台3的顶面施加压力，来增加车轮23的负担。

当车轮23测试开始前，首先安装好需要测试的车轮23，如果需要同时测试车轮23对土壤9压力时，则通过铲土机构7铲土坑后将压力传感器提前埋好。当测试开始后，驱动机构22驱动车轮23开始向后转动行驶，此时车轮在土槽11的土壤9上前进，同时将带动与其连接的车轮测试机构2和移动横梁3同步移动。当移动横梁3上的第三行程开关63被弹簧伸缩杆131触发后，说明即将移动到土槽11的边缘，已达到转弯掉头的位置。接下来第三电磁插销53从右侧销孔20内拔出，使滑柱24右侧解除连接，仅保留左侧与第一转轴43的连接。随着车轮23的继续转动，车轮23因为只剩一侧连接，开始绕第一转轴43和S弯轨道42的第一个半圆轨道掉头转弯。当车轮23掉头完成后，第一垂直支架431将触发第一行程开关，使第二垂直支架441上的第二电磁插销52打开，将滑柱24的左右两侧重新限位。随着车轮23的继续转动，车轮23开始向前转动行驶。直到触发第四行程开关64后，第二次转弯掉头开始，此时第一电磁插销51关闭，仅剩下第二转轴44与滑柱24连接，迫使滑柱24绕第二转轴44旋转掉头。当车轮23二次掉头完成后，第二垂直支架441将触发第二行程开关62，使S弯轨道42末端的第三电磁插销53打开，将滑柱24的左右两侧重新限位。

Claims (8)

1.农机车轮性能试验装置，包括平台和车轮测试机构，所述平台的顶面设置装有土壤的土槽，所述车轮测试机构包括车轮支架、驱动机构和车轮，所述车轮支架可转动设置车轮，所述车轮支架上设置驱动车轮的驱动机构；其特征在于：它还包括移动横梁和转弯机构，在所述平台的顶部左右两侧分别通过支架设置前后滑轨，所述移动横梁的左右两端分别可滑动设置在前后滑轨内，所述移动横梁的底部设置若干根垂直的导向杆，所述导向杆上可上下滑动设置转弯机构；

所述转弯机构包括升降台、S弯轨道、第一转轴和第二转轴，所述升降台的下方水平设置S弯轨道，所述升降台的底部在S弯轨道的两个半圆心处分别垂直设置第一转轴和第二转轴，所述第一转轴和第二转轴分别与升降台之间设置复位扭簧；所述第一转轴和第二转轴的一侧分别垂直设置第一电磁插销和第二电磁插销，所述S弯轨道的首尾两端也分别朝内设置第三电磁插销和第四电磁插销，所述车轮支架的顶部设置滑柱，所述车轮支架通过滑柱可滑动设置在S弯轨道内，所述滑柱的两侧分别设置销孔；

所述S弯轨道设置与第一插销配合的第一行程开关，以及与第二插销配合的第二行程开关；所述前后滑轨内的前后两端分别设置弹簧伸缩杆，所述移动横梁的前后两端分别设置与弹簧伸缩杆配合的第三行程开关和第四行程开关。

2.如权利要求1中所述的农机车轮性能试验装置，其特征在于：初始状态下，所述滑柱位于第一电磁插销与第三电磁插销之间，且第一电磁插销与第三电磁插销打开；当所述第三行程开关首次触发后，所述第三电磁插销关闭；当所述第一行程开关触发后，所述第二电磁插销打开；当所述第四行程开关触发后，所述第一电磁插销关闭；当所述第二行程开关触发后，所述第四电磁插销打开。

3.如权利要求1中所述的农机车轮性能试验装置，其特征在于：它还包括压力传感器和铲土机构，所述土槽的右侧设置若干开口槽，在每个所述开口槽处设置一个用于在土壤内开槽的铲土机构，所述铲土机构包括升降机构、升降支架、托板、撑开机构、伸缩机构、支架板、侧板和双向撑开机构；所述升降机构固定在开口槽的下方，所述升降机构的输出轴上固定升降支架，所述升降支架的顶部铰接托板的底部，所述升降支架与托板之间设置撑开机构，所述托板上通过伸缩机构连接一块支架板，所述支架板的前后两侧分别铰接侧板，两个侧板之间的右端设置双向撑开机构，双向撑开机构的两个输出端分别与两个侧板铰接。

4.如权利要求3中所述的农机车轮性能试验装置，其特征在于：所述侧板的左端设置刀刃。

5.如权利要求1中所述的农机车轮性能试验装置，其特征在于：所述移动横梁的底部固定设置位于升降台上方的液压机构，所述液压机构的活塞杆前端设置第二压力传感器。

6.如权利要求1中所述的农机车轮性能试验装置，其特征在于：所述滑柱上设置与S弯轨道配合的滑动组件。

7.如权利要求1中所述的农机车轮性能试验装置，其特征在于：所述移动横梁的左右两端分别设置若干与前后滑轨配合的滑轮。

8.如权利要求1中所述的农机车轮性能试验装置，其特征在于：所述滑柱的顶端设置滚珠或滚轮。

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