一种旋耕机刀片多相位动态三维力的测量装置

本技术涉及农业机械，具体公开了一种旋耕机刀片多相位动态三维力的测量装置。

背景技术：

1、旋耕机是一种由拖拉机动力驱动旋耕刀轴旋转以实现土壤切碎的耕耘机械，能一次完成耕耙复合作业，具有碎土能力强，耕后地表平整，抢农时和节省劳力等优点，被广泛应用于稻田水耕，果园菜地等播前整地。

2、旋耕刀片是旋耕机的关键零部件，其通过刀座固定设置在刀轴上，在运行过程中直接与土层接触。在工作时，旋耕刀片一方面沿刀轴旋转，切抛土壤，另一方面随拖拉机前进，连续进给。刀片与土壤之间的相互作用情况影响着机具作业质量、功率消耗、系统平稳性和刀具磨损等，因此研究旋耕刀片切土的力学特性，是优化刀片结构尺寸，降低作业能耗，减少刀具磨损的前期基础。但是目前仍然没有一种可以测量旋耕机行进过程中旋耕刀片切土的三维力测量装置，而大量研究表明，旋耕刀片的动态三维力测量具有较大意义。基于此，本申请提出了一种能够旋耕机刀片多相位动态三维力的测量装置，以实现测量旋耕机行进过程中旋耕刀片切土的三维力测量。

技术实现思路

1、本实用新型旨在于提供一种旋耕机刀片多相位动态三维力的测量装置，以实现测量旋耕机行进过程中旋耕刀片切土的三维力测量。

2、本实用新型是通过以下技术方案实现的：

3、一种旋耕机刀片多相位动态三维力的测量装置，包括台架、移动板和土槽箱体，所述土槽箱体设置在台架的内部，所述移动板沿台架前后两个导向件的方向移动设置，所述移动板上开设有正对土槽箱体设置的旋耕口，位于所述旋耕口的上方转动设置有垂直于导向件方向的旋耕刀轴，所述旋耕刀轴的一端设置有驱动单元，所述旋耕刀轴上设置有刀座，所述刀座上设置有三维力传感器，所述三维力传感器上连接有旋耕刀片，所述移动板上还设置有数据处理器和电脑。

4、本专利提供的旋耕机刀片多相位动态三维力的测量装置在使用时，将土壤预先装入到土槽箱体中，然后在移动板沿着台架上的导向件移动的过程中，通过动力单元驱动旋耕刀轴进行转动，从而到达实际模拟旋耕机行进过程中旋耕刀片对土壤作用时的情况，并通过三维力传感器实时获取旋耕刀片的受力情况，同时还将获取的数据传输至数据处理器中进行处理以及在电脑显示屏上进行实时展示。

5、作为上述方案的具体设置，所述移动板的下表面前后两端均通过支撑板连接有沿导向件方向移动的滚轮。

6、作为上述方案的进一步设置，所述旋耕口的两侧均连接有刀辊侧板，所述旋耕刀轴与导辊侧板上的轴承相连接，所述刀辊侧板上还设置有与旋耕刀轴相连接的导电滑环。

7、作为上述方案的具体设置，所述驱动单元包括固定在移动板上表面的减速机，所述减速机上连接有第一电机，所述减速机的输出轴通过联轴器与旋耕刀轴的一端相连接。

8、作为上述方案的进一步设置，还包括行走驱动机构，所述行走驱动机构包括固定在台架上端前后两侧的齿条，两个所述齿条上均啮合设置有齿轮，两个所述齿轮之间连接有转轴，所述移动板上设置有与转轴相连接的支撑组件以及实现转轴旋转的动力机构。

9、作为上述方案的具体设置，所述支撑组件包括固定在移动板上的支撑架，所述支撑架上插设有弹簧轴，且弹簧轴的下端连接有与转轴相连接的轴承座，所述轴承座与支撑架之间的弹簧轴上设置有弹簧。

10、作为上述方案的具体设置，所述动力机构包括固定在移动板上的传动箱，所述传动箱的内部设置有链轮一和链轮二，所述转动轴与链轮二固定连接，所述传动箱上设置有与链轮一相连接的第二电机，所述链轮一和链轮二之间设置有链条。

11、有益效果：

12、一、本旋耕机刀片多相位动态三维力的测量装置能够通过设置的三维力传感器和导电滑环，实时测量旋耕刀片所受三维力和旋耕机转速，并将其传输给数据分析器进行分析，通过测量旋耕机刀轴转速和旋耕刀片所受三维力可以更好的分析旋耕刀切土的力学特性，优化刀片尺寸，降低作业能耗。

13、二、本旋耕机刀片多相位动态三维力的测量装置通过设置滚轮、齿条、齿轮、转轴等能够使试验台完成往复运动，模拟旋耕机的真实工作状态，使得出的数据更加具有说服力。

技术特征：

1.一种旋耕机刀片多相位动态三维力的测量装置，其特征在于，包括台架、移动板和土槽箱体，所述土槽箱体设置在台架的内部，所述移动板沿台架前后两个导向件的方向移动设置，所述移动板上开设有正对土槽箱体设置的旋耕口，位于所述旋耕口的上方转动设置有垂直于导向件方向的旋耕刀轴，所述旋耕刀轴的一端设置有驱动单元，所述旋耕刀轴上设置有刀座，所述刀座上设置有三维力传感器，所述三维力传感器上连接有旋耕刀片，所述移动板上还设置有数据处理器和电脑。

2.根据权利要求1所述的一种旋耕机刀片多相位动态三维力的测量装置，其特征在于，所述移动板的下表面前后两端均通过支撑板连接有沿导向件方向移动的滚轮。

3.根据权利要求1所述的一种旋耕机刀片多相位动态三维力的测量装置，其特征在于，所述旋耕口的两侧均连接有刀辊侧板，所述旋耕刀轴与导辊侧板上的轴承相连接，所述刀辊侧板上还设置有与旋耕刀轴相连接的导电滑环。

4.根据权利要求1所述的一种旋耕机刀片多相位动态三维力的测量装置，其特征在于，所述驱动单元包括固定在移动板上表面的减速机，所述减速机上连接有第一电机，所述减速机的输出轴通过联轴器与旋耕刀轴的一端相连接。

5.根据权利要求1所述的一种旋耕机刀片多相位动态三维力的测量装置，其特征在于，还包括行走驱动机构，所述行走驱动机构包括固定在台架上端前后两侧的齿条，两个所述齿条上均啮合设置有齿轮，两个所述齿轮之间连接有转轴，所述移动板上设置有与转轴相连接的支撑组件以及实现转轴旋转的动力机构。

6.根据权利要求5所述的一种旋耕机刀片多相位动态三维力的测量装置，其特征在于，所述支撑组件包括固定在移动板上的支撑架，所述支撑架上插设有弹簧轴，且弹簧轴的下端连接有与转轴相连接的轴承座，所述轴承座与支撑架之间的弹簧轴上设置有弹簧。

7.根据权利要求5或6所述的一种旋耕机刀片多相位动态三维力的测量装置，其特征在于，所述动力机构包括固定在移动板上的传动箱，所述传动箱的内部设置有链轮一和链轮二，所述转轴与链轮二固定连接，所述传动箱上设置有与链轮一相连接的第二电机，所述链轮一和链轮二之间设置有链条。

技术总结
本技术涉及农业机械技术领域，具体公开了一种旋耕机刀片多相位动态三维力的测量装置，包括台架、移动板和土槽箱体，土槽箱体设置在台架的内部，移动板上开设有正对土槽箱体设置的旋耕口，位于旋耕口的上方转动设置有垂直于导向件方向的旋耕刀轴，旋耕刀轴的一端设置有驱动单元，旋耕刀轴上设置有刀座，刀座上设置有三维力传感器，三维力传感器上连接有旋耕刀片，移动板上还设置有数据处理器和电脑；本测量装置能够实时测量旋耕机刀轴转速和旋耕刀片所受三维力可以更好的分析旋耕刀切土的力学特性，优化刀片尺寸，降低作业能耗，而且旋耕刀轴往复移动过程中能够模拟旋耕机的真实工作状态，使得出的数据更加具有说服力。

技术研发人员：朱安邦,况福明,朱德泉,张顺,熊玮,廖娟,姬傲,慕海灯,耿子轩
受保护的技术使用者：安徽农业大学
技术研发日：20221206
技术公布日：2024/1/12