本发明专利技术公开了一种拖拉机用负载转矩测量装置，包括转速传感器、连接装置、测量模块和数据处理模块；所述拖拉机用负载转矩测量装置通过连接装置串接在拖拉机动力输出轴万向联轴器与农具传动轴之间；用于研究拖拉机在实际生产工作过程中负载转矩的动态变化，从而实现对复杂作业工况中的负载转矩变化的实时监测和精准控制。克服了现有转矩传感器信号滞后，传统应变式转矩测量法受限于湿度、温度、粘结剂等因素，抗干扰能力差的缺点，具有实时测量实际工况下拖拉机在工作中的负载转矩量的功能，对中要求低，测量精度高。测量精度高。测量精度高。
【技术实现步骤摘要】
一种拖拉机用负载转矩测量装置
[0001]本专利技术涉及农业机械工程
，具体涉及一种拖拉机用负载转矩测量装置。
技术介绍
[0002]当前，我国拖拉机普遍采用单体泵燃油喷射系统，开环控制，控制粗放，拖拉机作业质量受驾驶员水平影响较大，且拖拉机作业环境复杂，发动机作业负载变化剧烈，在实际生产中常常面临着动力输出不稳定、油耗较高和排放性能较差等问题，造成巨大的经济、环境损失，在这样的背景下，农业装备必须以信息技术为导向，向智能化、自动化方向提升。开展拖拉机用，方便精准的负载转矩测量装置研究，推进对基于负载扭矩模型的智能农用柴油机控制新策略研究，对农具和土壤变化带来的负载扭矩变化进行预测，对柴油机动力输出实行前馈－反馈复合控制，提升柴油机动力性能及对农业作业工况的适应性，进一步提升农业装备的作业效率和性能、降低农业机械作业成本，促进农业装备产业结构转型升级，实现可持续发展。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的在于，提供一种拖拉机用负载转矩测量装置，旨在为基于负载扭矩模型的智能农用柴油机控制新策略提供负载转矩的获取途径。
[0004]为了实现上述任务，本专利技术采取如下的技术解决方案：
[0005]一种拖拉机用负载转矩测量装置，包括转速传感器、连接装置、测量模块、数据处理模块，其特征在于，所述拖拉机用负载转矩测量装置通过连接装置串接在拖拉机动力输出轴万向联轴器与农具传动轴间，其中：
[0006]所述转速传感器为单极霍尔传感器，包括传感器、信号盘、加载装置，信号盘固定在测量轴上，传感器检测信号盘转动产生的变化磁场信号，输出表征万向联轴器的转速的脉冲信号，通过GPRS发送，与数据处理模块进行数据交互，转速测量方法具体为：
[0007]信号盘上设有磁标记，轴转动时，带动所述磁标记转动，所述传感器检测磁标记转动产生的磁信号，输出跳变信号，跳变信号的频率即可表征转速，为增加测量的精度，在信号盘上均匀设置多个磁标记，对跳变信号的频率取平均值；
[0008]加载装置满足台架试验，直接布置于测试台架，或与台架连接的架子，通过工业计算机界面输入转速参数，加载装置控制加载的转矩量(N
·
m)，从而控制转速。
[0009]所述连接装置包括法兰盘、万向传动轴合件和测量轴，其中，万向传动轴合件采用球笼弹性联轴器，降低扭振振幅和减少动态载荷引起的冲击，防止附加阻力和附加机械振动的出现，提高输出功率的稳定性。
[0010]所述测量装置包括测量舱，测量电路，温度传感器，测量舱为两个随轴同步旋转的转动环，转动环与测量轴中段通过键联接固定，且转动环通过边缘45
°
齿形结构啮合，在转动环上粘贴电阻式应变片组成电桥电路，电桥电路输出端连接信号放大电路，通过GPRS发送至数据处理平台，由数据处理平台接收和处理；
[0011]转矩测量方法具体如下：
[0012]选用交流不平衡电桥以适用动态转矩参数的测量，第一桥臂接电阻应变片，其他三个桥臂接固定电阻，由于转动环间初始啮合点位置中心连线不是严格垂直于被测转轴的轴向，所以当被测转轴以速度n转动，未发生扭变时，交流不平衡电桥亦处于非平衡条件，存在初始输出电压U0，当被测转轴发生扭变时，转动环间啮合点偏离初始位置移到下一位置，电压值变为U，传送给工业计算机，由工业计算机进行分析和处理，被测转轴的扭变比例于作用在被测转轴上的转矩，通过测量电压值U0和U来测量作用于被测转轴的转矩信号。对放大后输出的电压和标准转矩值进行标定处理，在正式实验时，可根据标定表进行查询获取负载转矩。
[0013]为了增加测量的精度，选用含交流放大器的的信号放大电路对微弱输出信号在传感器内部进行放大处理，在测量舱齿上设置多组完全相同的应变测量电路，数据处理模块对多组输出电信号计算求平均值。
[0014]所述测量装置中的温度传感器布置在万向传动轴上，采集电信号，通过GPRS传输给数据处理模块，工业计算机对表征温度的电信号数据进行整合标定，得到电压与温度的关系，在正式测量中，工业计算机根据温度传感器传输的信号对转矩信号进行矫正，从而消除温度对转矩测量的影响。
[0015]所述数据处理模块包括工业计算机、云服务平台，云服务平台可对转速传感器，测量模块传输的电信号进行处理，得到、显示拖拉机发动机输出轴转速、万向联轴器的温度、台架试验中加载设备的加载转矩，通过云服务平台软件对转速转矩数据进行实时监测和修改，根据温度数据对转矩数据进行修定，消除温度影响，对放大后输出的电压和标准转矩值进行标定，在正式实验时，可根据标定表进行查询获取转矩。测试人员可通4G/5G/WIFI信号在云服务平台将转矩数据下载保存至手机、电脑、平板电脑等终端移动设备。
[0016]本专利技术的拖拉机用负载转矩测量装置，结构简单，使用方便，克服了现有转矩传感器信号滞后，传统应变式转矩测量法受限于湿度、温度、粘结剂等因素，抗干扰能力差的缺点，具有实时测量实际工况下拖拉机在工作中的负载转矩量的功能，对中要求低，测量精度高。通过云服务平台支持数据的在线自动处理，通过4G信号、5G信号和wifi信号在线下载到终端移动设备。
附图说明
[0017]图1是本专利技术的拖拉机用负载转矩测量装置总体结构框图。
[0018]图2是转速传感器结构示意图。
[0019]图3是实施例的拖拉机用负载转矩测量装置结构示意图。
[0020]图4是测量舱立体示意图。
[0021]图5是不平衡电桥电路图。
[0022]图中的标记分别表示：
[0023]1、转速传感器，101、信号盘，102、传感器，103、加载装置；2、连接装置，201、法兰盘，202、万向传动轴合件，203、测量轴，3、测量模块，301、测量舱；302、测量电路；303、温度传感器；4、数据处理模块；401、工业计算机；402、云服务平台。
[0024]下面结合附图和实施例对本专利技术进行进一步的详细描述。
具体实施方式
[0025]申请人的研发思路是，设计一种拖拉机用负载转矩测量装置，可用于研究拖拉机在实际生产工作过程中负载转矩的动态变化，从而实现对复杂作业工况中的拖拉机负载转矩变化的实时监测和精准控制。
[0026]如图1所示，本实施例给出一种拖拉机用负载转矩测量装置，包括转速传感器1、连接装置2、测量模块3、数据处理模块4。所述拖拉机用负载转矩测量装置通过连接装置2串接在拖拉机动力输出轴的万向联轴器与农具传动轴间。
[0027]如图1
‑
2所示,本实施例中，所述转速传感器1为单极霍尔传感器，包括信号盘101、传感器102和加载装置103；信号盘101固定在测量轴203上，传感器102检测信号盘101转动产生的变化磁场信号，输出表征万向联轴器的转速脉冲信号，通过GPRS发送，与数据处理模块4进行数据交互，
[0028]转速测量方法具体如下：
[0029]信号盘上设有磁标记，轴转动时，带动所述磁标记转动，所述传感器本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种拖拉机用负载转矩测量装置，包括转速传感器(1)、连接装置(2)、测量模块(3)、数据处理模块(4)；其特征在于，所述拖拉机用负载转矩测量装置通过连接装置(2)串接在拖拉机动力输出轴万向联轴器与农具传动轴之间；其中：所述转速传感器(1)为单极霍尔传感器，包括信号盘(101)、传感器(102)、加载装置(103)，信号盘(101)固定在测量轴(203)上，传感器(102)检测信号盘(101)转动产生的变化磁场信号，输出表征所述万向联轴器的转速脉冲信号，通过GPRS发送，与数据处理模块(4)进行数据交互，转速测量方法具体为：所述检测信号盘(101)上设有多个磁标记，动力输出轴转动时，带动所述磁标记转动；所述传感器(102)检测磁标记转动产生的磁信号，输出跳变信号，跳变信号的频率即可表征转速，对跳变信号的频率取平均值；所述加载装置(103)满足台架试验，直接布置于测试台架，或与台架连接的架子，通过工业计算机界面输入转速参数，加载装置(103)控制加载的转矩量(N
·
m)，从而控制转速；所述连接装置(2)包括法兰盘(201)、万向传动轴合件(202)和测量轴(203)；所述测量装置(3)包括测量舱(301)，测量电路(302)和温度传感器(303)，其中，测量舱(301)为两个随轴同步旋转的转动环，转动环与测量轴(203)中段通过键联接固定，且转动环通过边缘45
°
齿形结构啮合，在转动环上粘贴电阻式应变片组成电桥电路，电桥电路输出端连接信号放大电路，通过GPRS发送至数据处理平台(4)，由数据处理平台(4)接收和处理；转矩测量方法具体如下：选用交流不平衡电桥以适用动态转矩参数的测量，第一桥臂接电阻应变片，其他三个桥臂接固定电阻，由于转动环间初始啮合点位置中心连线不是严格垂直于被测转轴的轴向，所以当被测转轴以速度n转动，未发生扭变时，电桥亦处于非平衡条件，存在初始输出电压U0，当被测转轴发生扭变时，转动环间啮合点偏离初始位置移到...
【专利技术属性】
技术研发人员：李刚，黎凯杰，王金海，王轶石，
申请(专利权)人：西北农林科技大学，
类型：发明
国别省市：
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