[发明专利]一种水田轮六轴力测试装置

说明书

本发明公开了一种水田轮六轴力测试装置包括三轴力传感器、信号放大器、滑环组件和数据采集卡，每个三轴力传感器安装于水田轮中相应的每条轮杆，所述信号放大器和滑环组件均安装于水田轮的轮辐，各个所述三轴力传感器均与信号放大器的输入端连接，所述信号放大器的输出端和滑环组件均与固定在车身中的数据采集卡连接连接。本发明采用三轴力传感器采集各条轮杆的数据，这些数据与滑环组件采集的数据进行耦合，以准确得到水田轮受到的六轴力，且得到的结果准确度高。

技术领域

本发明涉及农业机械装备技术，具体涉及一种水田轮六轴力测试装置。

背景技术

我国水田面积约占耕地总面积的25％，水田作业的机械化在我国农业现代化中占有举足轻重的地位。轻型水田动力底盘作业时容易出现行走轮粘土打滑、翘头和深泥脚陷车现象。亟需研究水田土壤与水田动力底盘水田轮的力学相互作用关系，为解决轻型水田动力底盘水田中作业中行进困难提供理论依据。

国产轻型水田动力底盘研发与日本，韩国相比起步较晚，产品基础理论研究薄弱，市场流通产品可靠性较差，存在传动效率低、液压系统不稳定和动力操控性能差等技术瓶颈，在实际底盘设计或者评估时，往往采用借鉴国外相关参数并结合以往设计经验的方法，很难有定量的数据分析和处理的装置与方法。

因此，为了研发具有中国自主知识产权的水田动力底盘整机装备，研发一种轻型水田动力底盘水田轮六分力测试装置，可以实时精确采集水田驱动轮所受六分力，研究水田车轮与土壤的力学相互作用关系，为国内生产企业提供可靠的理论支撑，解决实际生产应用中的技术瓶颈，同时也为智能化整机装备研究提供基础条件。

水田轮在水田中行进中分别受到三个力和三个扭矩的作用，分别是纵向力、侧向力、垂直力和侧倾力矩、侧向力矩、回正力矩。水田轮六分力测试系统可以精确测量水田车轮上的六分力(三方向力与三方向扭矩)，也可采集车轮转速、转角、前进、垂直方向的加速度信号、水田泥底层的路谱、水田底盘外部载荷，为轻型动力底盘整机研发、研究水田动力底盘水田轮与土壤互作关系、底盘内各部件疲劳寿命的计算和制动系统的性能评估提供重要数据。

发明内容

本发明的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种水田轮六轴力测试装置。此水田轮六轴力测试装置可准确测量水田轮在水田中行走时的六分力，为性能评估提供重要的依据。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：本水田轮六轴力测试装置包括三轴力传感器、信号放大器、滑环组件和数据采集卡，每个三轴力传感器安装于水田轮中相应的每条轮杆，所述信号放大器和滑环组件均安装于水田轮的轮辐，各个所述三轴力传感器均与信号放大器的输入端连接，所述信号放大器的输出端和滑环组件均与固定在车身中的数据采集卡连接。

优选的，所述的水田轮六轴力测试装置还包括防泥罩，所述防泥罩安装于水田轮的轮辐，且所防泥罩与轮辐形成相对密封的安装腔，所述信号放大器位于安装腔内。

优选的，所述滑环组件包括倾角传感器和滑环，所述滑环的一端插入防泥罩后与信号放大器连接，所述滑环的另一端与车身连接；所述倾角传感器安装于轮辐，且所述倾角传感器与滑环连接，所述滑环通过电缆与数据采集卡连接。

优选的，所述三轴力传感器的外壳的两端均设有凸起的连接块，此连接块与外壳一体成型，所述轮杆设有与三轴力传感器的外壳匹配的卡槽及与连接块匹配的连接槽，所述三轴力传感器的外壳嵌入卡槽，所述连接块插入连接槽，且所述连接块与轮杆之间通过螺栓连接。

优选的，所述三轴力传感器的数量与水田轮轮杆的数量相等。

本发明相对于现有技术具有如下的优点：

1、本发明中水田轮六轴力测试装置主要由三轴力传感器、信号放大器和滑环组件构成，将多个三轴力传感器直接安装于水田轮的轮杆，且三轴力传感器采集的信号通过信号放大器和滑环组件输送给车身中的控制器进行处理，从而为对水田轮六分力准确可靠地测量。