基于土槽试验台的小型多功能台车制造技术

本发明专利技术公开了一种基于土槽试验台的小型多功能台车，包括台车机架、旋耕系统、土壤压实系统和土壤平整系统，所述旋耕系统安装在台车机架的前端，土壤压实系统安装在台车机架的后端，土壤平整系统安装在台车机架上、且位于旋耕系统与土壤压实系统之间。本小型多功能台车是试验台的重要组成部分，其集旋耕、平整、压实功能为一体，辅以土槽，可进行多种作业模式的土槽试验，试验结果可为土壤耕作部件的设计、选用及其失效形式分析提供重要的测试数据与技术手段，也可为组合式旋转耕作部件的研究提供试验条件。

【技术实现步骤摘要】
基于土槽试验台的小型多功能台车
本专利技术属于农业机械测试
，特别涉及一种基于土槽试验台的小型多功能台车。
技术介绍
土壤耕作部件是农业机械的核心部件，其土壤切削性能直接影响农业机械的能源消耗及耕作效能。土壤耕作部件主要受到来自耕层土壤复杂而随机变化的载荷作用，由于阻力过大，常导致土壤耕作部件服役时间短，甚至出现弯曲、断裂等现象。因此，对土壤耕作部件的动态负荷进行实时测试，研究其在耕作过程中的受力特性与规律，将为土壤耕作部件的设计、选用及其失效形式分析提供重要的测试数据与技术手段，并可为其减阻降耗设计提供有价值的参考。与田间试验相比，土槽试验具有不受季节和农时的限制、可根据不同需要对土壤进行实时恢复处理、试验重复性好且不受外界气候和自然条件影响等优点。目前已见报道的基于土槽试验台的触土部件试验装置，主要存在以下不足：1、土槽试验台及其台车尺寸规格相对比较大，实现不同功能（如旋耕、平整、压实等）的台车系统相对是独立的；2、多数试验装置负荷测试单一，测试数据多局限于扭矩；3、多数试验装置是针对单辊结构，仅限于单辊单刀或多刀等试验研究；4、多数试验装置仅限于特定试验，工作部件互换性和通用性较差。为此，有必要开发一种通用性强，可便捷、有效进行土壤耕作部件动态负荷测试的土槽试验台车。
技术实现思路
针对现有技术中的上述不足，本专利技术主要目的是提供一种通用性强，可便捷、有效进行旋转耕作部件动态负荷测试的小型土槽试验台车。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：基于土槽试验台的小型多功能台车，包括台车机架、旋耕系统、土壤压实系统和土壤平整系统，所述旋耕系统安装在台车机架的前端，土壤压实系统安装在台车机架的后端，土壤平整系统安装在台车机架上、且位于旋耕系统与土壤压实系统之间。所述旋耕系统包括旋耕机架、耕深调节装置、旋耕驱动电机、冲击缓冲装置、链传动装置、一级换向传动装置、行走箱、刀辊和导向滑块a，旋耕驱动电机、耕深调节装置、冲击缓冲装置和一级换向传动装置均安装在旋耕机架上，旋耕机架通过导向滑块—滑槽方式与台车机架连接。所述旋耕驱动电机的动力经链传动装置传递给一级换向传动装置，经一级换向传动装置换向后传递给行走箱，所述刀辊安装在行走箱输出轴上。所述耕深调节装置包括伺服电动缸和用于固定安装伺服电动缸的安装架，伺服电动缸的缸体通过安装架固定安装在台车机架上，其推杆借助球面垫圈并通过螺栓与旋耕机架连接。所述冲击缓冲装置包括调节杆、调节弹簧和辅助支架；辅助支架固定安装在台车机架上，在辅助支架上开设有供调节杆通过的通孔；调节杆的上端悬置，下端穿过辅助支架上的通孔并固定在旋耕机架上；调节弹簧套设在调节杆上，调节弹簧的下端固定连接在旋耕机架上，上端限位于辅助支架。进一步，所述土壤压实系统包括镇压悬架、同步升降机构、土壤镇压器和导向滑块等；所述镇压悬架通过导向滑块—滑槽方式与台车机架连接，土壤镇压器的主轴通过轴承安装在镇压悬架的竖直支架上，同步升降机构安装在镇压悬架的水平支架上；所述同步升降机构包括升降驱动电机、联轴器、换向器、连接轴和螺旋升降机a；升降驱动电机的输出轴通过联轴器与换向器输入轴连接；换向器为T型换向器，换向器的两个水平输出轴分别通过联轴器与对应连接轴的一端连接，连接轴的另一端通过联轴器与对应螺旋升降机a输入轴连接；螺旋升降机a为自锁型蜗轮蜗杆螺旋升降机，其上端悬置，下端蜗杆工作端与镇压悬架的水平支架连接。更进一步，所述土壤平整系统包括刮土板悬架、刮板升降驱动电机、刮土板升降装置和带钉耙的刮土板，刮土板悬架固定安装在台车机架上，刮板升降驱动电机和刮土板升降装置固定安装在刮土板悬架上；所述刮土板升降装置包括螺旋升降机b、连接杆和固定座，刮板升降驱动电机的输出轴通过联轴器与螺旋升降机b的输入轴连接，该螺旋升降机b为蜗轮蜗杆螺旋升降机；所述连接杆的一端为空心结构、且开设有内螺纹，另一端开设有通孔；固定座与刮土板连接，在固定座上设有U型连接座，在U型连接座的两端开设有通孔；连接杆的一端通过螺纹配合与螺旋升降机b的蜗杆工作端固定连接，另一端通过销或其它连接件固定在固定座的U型连接座上。更进一步，所述行走箱输出轴为双输出轴，刀辊（27）为两组，两组刀辊（27）对称安装在行走箱（26）两侧的输出轴上。更进一步，所述伺服电动缸为折返式伺服电动缸，伺服电动缸的伺服电机与缸体平行设置，伺服电机的输出轴通过同步带和同步带轮与伺服电动缸的传动丝杆连接。更进一步，所述土壤平整系统还包括连接块和移动导柱，所述移动导柱的两端固定安装在刮土板悬架上，连接块的一侧通过螺栓固定安装在刮土板上，另一侧通过导向轴承安装在移动导柱上、且可沿移动导柱轴向移动。更进一步，所述刮土板悬架由上至下依次包括水平设置的第一水平支架、第二水平支架和第三水平支架，第一水平支架、第二水平支架和第三水平支架的两端均与对应端的侧面支架固定连接；刮土板悬架的第一水平支架与台车机架连接；所述刮板升降驱动电机和刮土板升降装置分别通过安装座固定安装在第二水平支架上；所述移动导柱设置在第二水平支架和第三水平支架之间、且其两端沿铅垂方向固定安装在第二水平支架和第三水平支架上。更进一步，所述伺服电动缸的最大工作行程为300mm，推杆工作速度为200mm/s，伺服电机功率为0.4kw，单缸承载能力为80kg。更进一步，所述同步升降机构的最大工作行程为230mm，螺旋升降机a的蜗杆工作速度为50mm/s，升降能力为1000kg。相对于现有技术，本专利技术具有如下有益效果：1、本小型多功能台车是试验台的重要组成部分，其集旋耕、平整、压实功能为一体，辅以土槽，可进行多种作业模式的土槽试验，试验结果可为土壤耕作部件的设计、选用及其失效形式分析提供重要的测试数据与技术手段，也可为组合式旋转耕作部件的研究提供试验条件。2、采用基于伺服电机的电动缸对耕作深度进行调节，将伺服电机的旋转运动通过丝杆转换成直线运动，同时将伺服电机的精确转速控制、精确转数控制、精确扭矩控制转变为精确速度控制、精确位置控制、精确推力控制，从而实现对耕作深度的精准控制。这突破了传统土槽试验台车的旋耕系统采用液压系统实现耕作深度调节的模式，有利于缩短响应时间，提高调节精度，并简化系统控制策略及流程，节约维护成本。3、行走箱输出轴为双输出轴，两组刀辊呈对称设置，改变了传统的单辊试验模式，使本试验台车更接近农业机械旋耕系统的实际耕作状况。同时，采用原型耕作部件、原型行走箱，可通过试验直接得到土壤耕作部件的真实行为表征。4、设置了冲击缓冲装置。使用时，冲击缓冲装置的调节杆穿过固定安装在台车机架上的辅助支架上的通孔，并使调节弹簧位于旋耕机架与辅助支架之间，调节弹簧的下端固定连接在旋耕机架上，上端限位于辅助支架。通过调节弹簧的减振作用，将直接作用于旋耕机架上的冲击振动部分转移至台车机架，以减小旋耕作业时的冲击振动，对电动缸进行保护。5、本专利技术通过土壤平整系统对耕作后的土壤进行平整处理，再由土壤压实系统对表层及深层土壤进行压实处理，以达到试验要求的土壤坚实度，确保触土部件作业始终是针对基本相同的土壤环境，从而使相关测试数据具有较强的可重复性与可对比性。该系统可通过调节刮土板升降装置实现0-60mm范围内的刮土深度调节，并采用基于步进电机的同步升本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于土槽试验台的小型多功能台车，其特征在于，包括台车机架(1)、旋耕系统(2)、土壤压实系统(3)和土壤平整系统(4)，所述旋耕系统(2)安装在台车机架(1)的前端，土壤压实系统(3)安装在台车机架(1)的后端，土壤平整系统(4)安装在台车机架(1)上、且位于旋耕系统(2)与土壤压实系统(3)之间；所述旋耕系统(2)包括旋耕机架(21)、耕深调节装置、旋耕驱动电机(24)、冲击缓冲装置(23)、链传动装置、一级换向传动装置(25)、行走箱(26)、刀辊(27)和导向滑块a（28），旋耕驱动电机(24)、耕深调节装置、冲击缓冲装置(23)和一级换向传动装置(25)均安装在旋耕机架(21)上，旋耕机架(21)通过导向滑块—滑槽方式与台车机架(1)连接；所述旋耕驱动电机(24)的动力经链传动装置传递给一级换向传动装置(25)，经一级换向传动装置(25)换向后传递给行走箱(26)，所述刀辊(27)安装在行走箱(26)输出轴上；所述耕深调节装置包括伺服电动缸(22)和用于固定安装伺服电动缸(22)的安装架，伺服电动缸(22)的缸体（222）通过安装架固定安装在台车机架（1）上，其推杆（223）通过螺栓与旋耕机架(21)连接；所述冲击缓冲装置(23)包括调节杆(231)、调节弹簧(232)和辅助支架(233)；辅助支架(233)固定安装在台车机架(1)上，在辅助支架(233)上开设有供调节杆(231)通过的通孔；调节杆(231)的上端悬置，下端穿过辅助支架(233)上的通孔并固定在旋耕机架(21)上；调节弹簧(232)套设在调节杆(231)上，调节弹簧(232)的下端固定连接在旋耕机架(21)上，上端限位于辅助支架(233)。...

【技术特征摘要】
1.基于土槽试验台的小型多功能台车，其特征在于，包括台车机架(1)、旋耕系统(2)、土壤压实系统(3)和土壤平整系统(4)，所述旋耕系统(2)安装在台车机架(1)的前端，土壤压实系统(3)安装在台车机架(1)的后端，土壤平整系统(4)安装在台车机架(1)上、且位于旋耕系统(2)与土壤压实系统(3)之间；所述旋耕系统(2)包括旋耕机架(21)、耕深调节装置、旋耕驱动电机(24)、冲击缓冲装置(23)、链传动装置、一级换向传动装置(25)、行走箱(26)、刀辊(27)和导向滑块a(28)，旋耕驱动电机(24)、耕深调节装置、冲击缓冲装置(23)和一级换向传动装置(25)均安装在旋耕机架(21)上，旋耕机架(21)通过导向滑块—滑槽方式与台车机架(1)连接；所述旋耕驱动电机(24)的动力经链传动装置传递给一级换向传动装置(25)，经一级换向传动装置(25)换向后传递给行走箱(26)，所述刀辊(27)安装在行走箱(26)输出轴上；所述耕深调节装置包括伺服电动缸(22)和用于固定安装伺服电动缸(22)的安装架，伺服电动缸(22)的缸体(222)通过安装架固定安装在台车机架(1)上，其推杆(223)通过螺栓与旋耕机架(21)连接；所述冲击缓冲装置(23)包括调节杆(231)、调节弹簧(232)和辅助支架(233)；辅助支架(233)固定安装在台车机架(1)上，在辅助支架(233)上开设有供调节杆(231)通过的通孔；调节杆(231)的上端悬置，下端穿过辅助支架(233)上的通孔并固定在旋耕机架(21)上；调节弹簧(232)套设在调节杆(231)上，调节弹簧(232)的下端固定连接在旋耕机架(21)上，上端限位于辅助支架(233)；所述土壤压实系统包括镇压悬架(31)、同步升降机构(32)、土壤镇压器(33)和导向滑块b(34)；所述镇压悬架(31)通过导向滑块—滑槽方式与台车机架(1)连接，土壤镇压器(33)的主轴通过轴承安装在镇压悬架(31)的竖直支架上，同步升降机构(32)安装在镇压悬架(31)的水平支架上；所述同步升降机构(32)包括升降驱动电机(321)、联轴器(322)、换向器(323)、连接轴(324)和螺旋升降机a(325)；升降驱动电机(321)的输出轴通过联轴器(322)与换向器(323)输入轴连接；换向器(323)为T型换向器，换向器(323)的两个水平输出轴分别通过联轴器(322)与对应连接轴(324)的一端连接，连接轴(324)的另一端通过联轴器(322)与对应螺旋升降机a(325)输入轴连接；螺旋升降机a(325)为自锁型蜗轮蜗杆螺旋升降机，其上端悬置，下端蜗杆工作端与镇压悬架(31)的水平支架连接。2.根据权利要求1所述的基于土槽试验台的小型多功能台车，其特征在于，所述土壤平整系统(4)包括刮土板悬架(41)、刮板升降驱动电机(42)、刮土板升降装置(47)和带钉耙(46)的刮土板(45...

【专利技术属性】
技术研发人员：许洪斌，杨岩，梁举科，刘妤，徐涛金，滕举元，
申请(专利权)人：重庆理工大学，
类型：发明
国别省市：重庆;85