一种卷盘式喷灌机运行过程性能测试装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种卷盘式喷灌机运行过程性能测试装置，该装置包括主机支架，主机支架上设置卷盘，卷盘上卷绕PE管，卷盘一侧设置卷盘驱动机构；卷盘驱动机构包括减速器，减速器输入轴与驱动电机或水涡轮机输出轴连接，减速器包括输出轴一和输出轴二，减速器输出轴一通过弹性联轴器二连接扭矩传感器，扭矩传感器通过弹性联轴器三连接驱动轴，驱动轴通过齿轮传动机构连接卷盘轴，减速器输出轴二通过弹性联轴器一连接增速器输入轴，增速器输出轴设置旋转编码器；还包括在PE管上间隔设置的多个全桥应变片，全桥应变片连接无线扭矩传感器。本发明可实时监测卷盘式喷灌机运行过程中的各种性能参数，对于喷灌机在不同场合下的性能研究有着极大的作用。
【专利说明】
一种卷盘式喷灌机运行过程性能测试装置及方法
技术领域
[0001]本发明涉及农业喷灌设备性能测试装置，尤其是一种卷盘式喷灌机运行过程性能测试装置及方法。
【背景技术】
[0002]随着农业技术的发展，国家对现代农业的重视，喷灌机等自动化、高效化的农业机械已经广泛应用在农业生产领域当中。
[0003]卷盘式喷灌机工作时，喷头车在橡胶水管的牵引下自动回收以达到喷灌的目的。由于各地农田环境的差异，对喷灌机扭矩、转速方面的要求各不相同。
[0004]喷灌机运行过程中，扭矩很大，转速很小，是一种典型的高扭矩、低转速的农业机械，对于喷灌机功率的选择，特别是电驱动的喷灌机，如何选择一个合适的电机成为一个技术难题，另一方面，喷灌机在运行过程中PE管承受了比较大的张力以及摩擦力，PE管在喷灌机整个作业过程中存在很多的磨损，如何确定PE管上的张力和摩擦力也成为一个技术难题，此外在喷灌机整个作业过程中，喷灌机PE管每一层之间的速度差一直是一个很难确定的参数，这关系到喷灌机运行的稳定性。
【发明内容】
[0005]发明目的:发明的目的是提供一种卷盘式喷灌机运行过程性能测试装置及方法，通过测量卷盘式喷灌机在不同工况下的扭矩以及转速，喷灌机PE管每一层之间的速度差，喷头车与卷盘卷管初始位置的张力差，分析出卷盘式喷灌机在不同工况下的性能要求，分析现有喷灌机主要存在的一些问题，实现对卷盘式喷灌机的优化。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案:一种卷盘式喷灌机运行过程性能测试装置，包括喷灌机主机，喷灌机主机包括主机支架，主机支架上设置卷盘，卷盘上卷绕PE管，PE管连接喷头车，卷盘一侧设置卷盘驱动机构；
[0007]所述卷盘驱动机构包括测试台底板、驱动电机或水涡轮机、减速器、弹性联轴器一、弹性联轴器二、弹性联轴器三、增速器、旋转编码器和扭矩传感器，测试台底板固定在主机支架上，减速器固定在测试台底板上，减速器输入轴与驱动电机或水涡轮机输出轴连接，减速器包括输出轴一和输出轴二，减速器的输出轴一通过弹性联轴器二连接扭矩传感器，扭矩传感器通过弹性联轴器三连接驱动轴，驱动轴通过齿轮传动机构连接卷盘轴，减速器的输出轴二通过弹性联轴器一连接增速器输入轴，增速器输出轴设置旋转编码器；
[0008]还包括全桥应变片、无线扭矩传感器和无线扭矩传感器供电模块，在PE管上间隔设置多个全桥应变片，全桥应变片连接无线扭矩传感器，无线扭矩传感器连接无线扭矩传感器供电模块并一同固定在PE管上。
[0009]进一步的，所述齿轮传动机构包括设置在驱动轴上的主动齿轮以及设置在所述卷盘轴上的从动齿轮，从动齿轮与主动齿轮相互啮合。
[0010]根据上述测试装置的卷盘式喷灌机运行过程性能测试方法:
[0011]将喷头车拖至起始位置，启动驱动电机或水涡轮机，驱动电机或水涡轮机通过减速器带动卷盘转动，卷盘回转回收PE管和喷头车，喷头车实现喷灌，PE管回收过程中，扭矩传感器实时监测喷灌机的输出扭矩，查看不同工况下卷盘式喷灌机的输出扭矩的，增速器将减速器的输出转速放大，旋转编码器实时监测卷盘式喷灌机的转速，查看PE管每一层之间的速度差以及不同工况下转速的波动，无线扭矩传感器实时监测PE管上的张力，通过比较PE管不同位置处的张力，一方面可以得到PE管上所承受的张力与摩擦力，另一方面可以得到PE管施加给转盘的张力，从而对卷盘进行动力学分析。
[0012]有益效果:本发明可以实时监测卷盘式喷灌机运行过程中的各种性能参数，比如:扭矩、转速、PE管上的张力差以及摩擦力、PE管对卷盘施加的张力等，可以比较不同工况下喷灌机性能参数的变化，通过比较得出相应的结论，对于喷灌机在不同场合下的应用以及喷灌机的选型也有着极大的作用，缩短研发的时间，对于PE管材料材质各方面的性能的研究也有着极大的作用。
【附图说明】
[0013]图1是卷盘式喷灌机运行过程性能测试装置的结构示意图；
[0014]图2是卷盘驱动机构的结构示意图；
[0015]图3是全桥应变片、无线扭矩传感器和无线扭矩传感器供电模块的安装示意图；
[0016]图中:1_测试台底板，2-驱动电机或水涡轮机，3-减速器，4-1-弹性联轴器一、4-2-弹性联轴器二、4-3弹性联轴器三，5-增速器，6-旋转编码器，7-扭矩传感器，8-主动齿轮，9-PE管，10-全桥应变片、11-无线扭矩传感器、12-无线扭矩传感器供电模块、13-主机支架、14-卷盘。
【具体实施方式】
:
[0017]下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
[0018]如图1所示，一种卷盘式喷灌机运行过程性能测试装置，包括喷灌机主机，喷灌机主机包括主机支架13，主机支架13上设置卷盘14，卷盘14上卷绕PE管9，PE管9连接喷头车，卷盘14 一侧设置卷盘驱动机构，其特征在于:
[0019]如图2所示，所述卷盘驱动机构包括测试台底板1、驱动电机或水涡轮机2、减速器
3、弹性联轴器一 4-1、弹性联轴器二 4-2、弹性联轴器三4-3、增速器5、旋转编码器6和扭矩传感器7。测试台底板I固定在主机支架13上，减速器3固定在测试台底板I上，减速器3输入轴与驱动电机或水涡轮机2输出轴连接，减速器3包括输出轴一和输出轴二，减速器3的输出轴一通过弹性联轴器二 4-2连接扭矩传感器7，扭矩传感器7通过弹性联轴器三4-3连接驱动轴，驱动轴通过齿轮传动机构连接卷盘14轴，所述齿轮传动机构包括设置在驱动轴上的主动齿轮8以及设置在所述卷盘14轴上的从动齿轮，从动齿轮与主动齿轮8相互啮合。减速器3的输出轴二通过弹性联轴器一 4-1连接增速器5输入轴，增速器5输出轴设置旋转编码器6。
[0020]如图3所示，还包括全桥应变片10、无线扭矩传感器11和无线扭矩传感器供电模块12，在PE管9上间隔设置多个全桥应变片10，全桥应变片10连接无线扭矩传感器11，无线扭矩传感器11连接无线扭矩传感器供电模块12并一同固定在PE管9上。
[0021 ]根据上述测试装置的卷盘式喷灌机运行过程性能测试方法:
[0022]将喷头车拖至起始位置，启动驱动电机或水涡轮机2，驱动电机或水涡轮机2通过减速器3带动卷盘14转动，卷盘14回转回收PE管9和喷头车，喷头车实现喷灌，PE管9回收过程中，扭矩传感器7实时监测喷灌机的输出扭矩，查看不同工况下卷盘式喷灌机的输出扭矩的，增速器5将减速器的输出转速放大，旋转编码器6实时监测卷盘式喷灌机的转速，查看PE管9每一层之间的速度差的大小以及不同工况下转速的波动，无线扭矩传感器11实时监测PE管9上的张力，通过比较PE管9不同位置处的张力，一方面可以得到PE管9上所承受的张力与摩擦力，另一方面可以得到PE管9施加给转盘14的张力，从而对卷盘14进行动力学分析。当无线扭矩传感器11随PE管9到达卷盘14处时可以及时将其拆卸下来，避免损坏设备。
[0023]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种卷盘式喷灌机运行过程性能测试装置，包括喷灌机主机，喷灌机主机包括主机支架(13)，主机支架(13)上设置卷盘(14)，卷盘(14)上卷绕PE管(9)，PE管(9)连接喷头车，卷盘(14) 一侧设置卷盘驱动机构;其特征在于: 所述卷盘驱动机构包括测试台底板(I)、驱动电机或水涡轮机(2)、减速器(3)、弹性联轴器一 (4-1)、弹性联轴器二 (4-2)、弹性联轴器三(4-3)、增速器(5)、旋转编码器(6)和扭矩传感器(7)，测试台底板(I)固定在主机支架(13)上，减速器(3)固定在测试台底板(I)上，减速器(3)输入轴与驱动电机或水涡轮机(2)输出轴连接，减速器(3)包括输出轴一和输出轴二，减速器(3)的输出轴一通过弹性联轴器二 (4-2)连接扭矩传感器(7)，扭矩传感器(7)通过弹性联轴器三(4-3)连接驱动轴，驱动轴通过齿轮传动机构连接卷盘(14)轴，减速器(3)的输出轴二通过弹性联轴器一 (4-1)连接增速器(5)输入轴，增速器(5)输出轴设置旋转编码器(6); 还包括全桥应变片(10)、无线扭矩传感器(11)和无线扭矩传感器供电模块(12)，在PE管(9)上间隔设置多个全桥应变片(10)，全桥应变片(10)连接无线扭矩传感器(11)，无线扭矩传感器(11)连接无线扭矩传感器供电模块(12)并一同固定在PE管(9)上。2.根据权利要求1所述的一种卷盘式喷灌机运行过程性能测试装置，其特征在于:所述齿轮传动机构包括设置在驱动轴上的主动齿轮(8)以及设置在所述卷盘(14)轴上的从动齿轮，从动齿轮与主动齿轮(8)相互啮合。3.根据权利要求1所述测试装置的卷盘式喷灌机运行过程性能测试方法，其特征在于: 将喷头车拖至起始位置，启动驱动电机或水涡轮机(2)，驱动电机或水涡轮机(2)通过减速器(3)带动卷盘(14)转动，卷盘(14)回转回收PE管(9)和喷头车，喷头车实现喷灌，PE管(9)回收过程中，扭矩传感器(7)实时监测喷灌机的输出扭矩，查看不同工况下卷盘式喷灌机的输出扭矩，增速器(5)将减速器的输出转速放大，旋转编码器(6)实时监测卷盘式喷灌机的转速，查看PE管(9)每一层之间的速度差以及不同工况下转速的波动，无线扭矩传感器(11)实时监测PE管(9)上的张力，通过比较PE管(9)不同位置处的张力，一方面可以得到PE管(9)上所承受的张力与摩擦力，另一方面可以得到PE管(9)施加给转盘(14)的张力，从而对卷盘(14)进行动力学分析。
【文档编号】G01L5/00GK106052925SQ201610391982
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月3日
【发明人】李伟, 吴孙阳, 佟哲, 何猛, 邱志鹏, 彭涛
【申请人】中国矿业大学