专利名称：农机通用动态遥测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测试仪器，尤其是涉及一种农机通用动态遥测仪。
背景技术：
在农业机械的研究设计、性能试验和产品质量检测中，需要在实验室和田 间实际工作环境对农机具运行中的扭矩、转速、功率输出、拉压力等参数进行 测试，从而可以全面地考核、评价农机具的主要性能，为产品改进设计和质量 监督提供依据。
由于电子技术、计算机应用技术、智能化技术的飞速提高，农机测试技术 有了很大的发展，向着小型化、数字化、通用化以及非接触测量的方向发展。 在对旋转和作往复运动机件的测试中，通常采用集流环引出信号，然而，集流 环存在着噪声大、易磨损、寿命短等等问题。
近年来， 一些新型农机测试仪器得到了应用，在技术上针对农机测试仪器
性能也曾设计过优秀的技术方案。例如，中国专利公开号CN2845053，
公开日
2006年12月06日，发明创造的名称为'耕作机械作业工况实时遥测仪'，该申 请案公开了一种耕作机械作业工况实时遥测仪。该测试仪包括传感器和计算机 数据处理、分析、显示系统，还包括无线发射装置和无线接收装置，所述无线 发射装置主要由V/F转换模块和与V/F转换模块输出端连接的发射模块构成， 所述发射模块的输出端接发射天线，所述无线接收装置主要由接收天线和与之 连接的接收模块构成，所述传感器的信号输出端接无线发射装置的V/F转换模 块的输入端，所述无线接收装置中接收模块的输出端接所述计算机的数据接收 端口连接。该技术方案有效解决了测试灵活便捷，数据处理、分析能力强，存 贮容量大的技术问题。但尚有不足之处由于采用V/F转换模块直接转换传感 器的输出数字频率信号，信号数据准确度低；所述扭矩传感器由旋转和非旋转 部分组成，所述旋转和非旋转部分的输入端设置能源环形变压器，其变换电路 的输出接信号环形变压器，使传感器结构复杂，不利于一体模块化设计，安装 使用不便；测试精度低，稳定性、抗千扰性差。 实用新型内容本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种安装使用方便，测 试数据准确度高，稳定性、抗干扰性强的农机通用动态遥测仪。
为了解决上述存在的技术问题，本实用新型采用下述技术方案本实用新 型的农机通用动态遥测仪，包括拖拉机后桥、农机具悬挂架、万向轴、上拉杆、 下悬挂销轴、下拉杆、扭矩传感器、拉杆拉压力传感器、左右两个销轴拉压力 传感器和转速传感器，上拉杆分别与拖拉机后桥和农机具悬挂架的上支点连接， 下拉杆与下悬挂销轴挂接。还包括单通道数据采集及无线发射装置、四通道数 据采集及无线发射装置、转速数据采集及无线发射装置以及无线接收及数据处 理装置，所述扭矩传感器用于向单通道数据采集及无线发射装置输出测量电压 信号，所述拉杆拉压力传感器用于向四通道数据采集及无线发射装置输出测量 电压信号，所述左右两个销轴拉压力传感器用于向四通道数据采集及无线发射 装置输出测量电压信号，所述转速传感器用于向转速数据采集及无线发射装置 输出脉冲信号；
其中，所述扭矩传感器的输出端与单通道数据采集及无线发射装置的输入 端相连；所述拉杆拉压力传感器和所述左右两个销轴拉压力传感器的输出端分 别与四通道数据采集及无线发射装置的输入端相连；所述转速传感器的输出端 与转速数据采集及无线发射装置的输入接口相连。
作为本实用新型的单通道数据采集及无线发射装置可采用下述设计方案， 所述单通道数据采集及无线发射装置由单通道数据采集模块、无线发射模块、 发射天线和两个电源组成，单通道数据采集模块用于接收所述扭矩传感器输出 的电压信号，并对该电压信号进行处理变换为RS-232型脉冲信号，无线发射模 块用于以RS-232方式接收单通道数据采集模块输出的RS-232型脉冲信号，并 以RS-232方式无线传输给无线接收及数据处理装置，两个电源分别向单通道数 据采集模块和无线发射模块供电；
其中，单通道数据采集模块的输出接口接无线发射模块的输入接口，无线 发射模块的输出接口接发射天线。
作为本实用新型的四通道数据采集及无线发射装置可采用下述设计方案， 所述四通道数据采集及无线发射装置由四通道数据采集模块、无线发射模块、 发射天线和两个电源组成，四通道数据采集模块用于接收所述拉杆拉压力传感 器和所述左右两个销轴拉压力传感器输出的电压信号，并对该电压信号进行处理变换为RS-485型脉冲信号，无线发射模块用于以RS-485方式接收四通道数 据采集模块输出的RS-485型脉冲信号，并以RS-485方式无线传输给无线接收 及数据处理装置，两个电源分别向四通道数据采集模块和无线发射模块供电；
其中，四通道数据采集模块的输出接口接无线发射模块的输入接口，无线 发射模块的输出接口接发射天线。
作为本实用新型的转速数据采集及无线发射装置可采用下述设计方案，所 述转速数据采集及无线发射装置由脉冲计数数据采集模块、无线发射模块、发 射天线、DC/DC变换器和电源组成，脉冲计数数据采集模块用于接收所述转速传 感器输出的脉冲信号，并对该脉冲信号进行处理变换为RS-232型脉冲信号，无 线发射模块用于以RS-232方式接收脉冲计数数据采集模块输出的RS-232型脉 冲信号，并以RS-232方式无线传输给无线接收及数据处理装置，电源通过DC/DC 变换器向脉冲计数数据采集模块供电；
其中，脉冲计数数据采集模块的输出接口接无线发射模块的输入接口，无 线发射模块的输出接口接发射天线。
作为本实用新型的无线接收及数据处理装置可采用下述设计方案，所述无 线接收及数据处理装置由接收天线、无线接收模块、嵌入式计算机、打印机和 电源组成，无线接收模块用于接收上述各发射天线输出的各型脉冲信号，并以 RS-232方式向嵌入式计算机输出数据，嵌入式计算机用于数据分析、处理及储 存，对数据进行显示，并通过打印机输出测试报告，电源向嵌入式计算机供电;
其中，所述无线接收模块的输入接口接接收天线，无线接收模块的输出接 口与嵌入式计算机的串行输入接口连接，所述嵌入式计算机的打印输出接口与 打印机的输入接口连接。
作为本实用新型的一个优选方案，所述四通道数据采集模块包括四个数据 采集通道、单片机以及RS-485接口电器，其中任一通道由一组功率放大器、低 通滤波器、模数转换器组成，功率放大器用于对接收的电压信号进行放大处理， 低通滤波器用于排除外界产生的高频信号干扰，模数转换器用于将放大滤波后 的电压信号变换为相应的数字信号，单片机用于接收通过该通道输入接口传输 的数字信号，并对数字信号进行处理，RS-485接口电器用于与单片机进行通讯， 并将数字信号调制成相应RS-485型脉冲信号，以便传输给无线发射模块；
其中，所述功率放大器的输出端与低通滤波器的输入端相连，所述低通滤波器的输出端与模数转换器的输入端相连，所述模数转换器的输出端与单片机
的输入接口相连，所述单片机的输出接口与RS-485接口电器的输入接口相连。
作为本实用新型农机通用动态遥测仪的改进，所述扭矩传感器通过法兰与 万向轴联接为一体，所述拉杆拉压力传感器与上拉杆联接为一体，所述销轴拉 压力传感器与下悬挂销轴联接为一体。
本实用新型的转速传感器采用霍尔转速传感器。
由于采用上述技术方案，本实用新型提供的农机通用动态遥测仪可实现对 传感器输出的电压信号进行放大、滤波、模数转换处理，并以RS-232或RS-485 方式传输RS-232型或RS-485型脉冲信号；由于各传感器与测量构件组合设计 为一体，结构简单，使用方便，便于通用化。因此，本实用新型具有的有益效 果是1.测试数据准确度高，稳定性、抗干扰性强；2.安装使用方便。
图1是本实用新型农机通用动态遥测仪的结构示意图2是本实用新型上拉杆的结构示意图3是本实用新型下悬挂销轴的结构示意图4是本实用新型单通道数据采集及无线发射装置原理方框图； 图5是本实用新型四通道数据采集及无线发射装置原理方框图； 图6是本实用新型转速数据采集及无线发射装置原理方框图； 图7是本实用新型无线接收及数据处理装置原理方框图； 图8是本实用新型四通道数据采集模块电路原理方框图。
图中拖拉机后桥1农机具悬挂架2万向轴3扭矩传感器4单通道
数据采集及无线发射装置5上拉杆6拉杆拉压力传感器7四通道数据采集 及无线发射装置8下悬挂销轴9下拉杆10转速数据采集及无线发射装置 11销轴拉压力传感器1具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细描述 如图1所示，本实用新型农机通用动态遥测仪，包括拖拉机后桥l、农机具
悬挂架2、万向轴3、上拉杆6、下悬挂销轴9、下拉杆IO、扭矩传感器4、拉 杆拉压力传感器7、左右两个销轴拉压力传感器12和转速传感器，上拉杆6分别与拖拉机后桥1和农机具悬挂架2的上支点连接，下拉杆10与下悬挂销轴9。 还包括单通道数据采集及无线发射装置5、四通道数据采集及无线发射装置8、 转速数据采集及无线发射装置ll以及无线接收及数据处理装置。如图4、图5、 图6所示，所述扭矩传感器4用于向单通道数据采集及无线发射装置5输出测 量电压信号，所述拉杆拉压力传感器7用于向四通道数据采集及无线发射装置8 输出测量电压信号，所述左右两个销轴拉压力传感器12用于向四通道数据采集 及无线发射装置8输出测量电压信号，所述转速传感器用于向转速数据采集及 无线发射装置11输出脉冲信号；
其中，所述扭矩传感器4的输出端与单通道数据采集及无线发射装置5的 输入端相连；所述拉杆拉压力传感器7和所述左右两个销轴拉压力传感器12的 输出端分别与四通道数据采集及无线发射装置8的输入端相连；所述转速传感 器的输出端与转速数据采集及无线发射装置11的输入接口相连。
在本实施例中，如图4所示，所述单通道数据采集及无线发射装置5由单 通道数据采集模块、无线发射模块、发射天线和两个电源组成，单通道数据采 集模块用于接收所述扭矩传感器4输出的电压信号，并对该电压信号进行处理 变换为RS-232型脉冲信号，无线发射模块用于以RS-232方式接收单通道数据 采集模块输出的RS-232型脉冲信号，并以RS-232方式无线传输给无线接收及 数据处理装置，两个电源分别向单通道数据采集模块和无线发射模块供电；
其中，单通道数据采集模块的输出接口接无线发射模块的输入接口，无线 发射模块的输出接口接发射天线。
在本实施例中，如图5所示，所述四通道数据采集及无线发射装置8由四 通道数据采集模块、无线发射模块、发射天线和两个电源组成，四通道数据采 集模块用于接收所述拉杆拉压力传感器7和所述左右两个销轴拉压力传感器12 输出的电压信号，并对该电压信号进行处理变换为RS-485型脉冲信号，无线发 射模块用于以RS-485方式接收四通道数据采集模块输出的RS-485型脉冲信号， 并以RS-485方式无线传输给无线接收及数据处理装置，两个电源分别向四通道 数据采集模块和无线发射模块供电；
其中，四通道数据采集模块的输出接口接无线发射模块的输入接口，无线 发射模块的输出接口接发射天线。
在本实施例中，如图6所示，所述转速数据采集及无线发射装置]1由脉冲计数数据采集模块、无线发射模块、发射天线、DC/DC变换器和电源组成，脉冲
计数数据采集模块用于接收所述转速传感器输出的脉冲信号，并对该脉冲信号
进行处理变换为RS-232型脉冲信号，无线发射模块用于以RS-232方式接收脉 冲计数数据采集模块输出的RS-232型脉冲信号，并以RS-232方式无线传输给 无线接收及数据处理装置，电源通过DC/DC变换器向脉冲计数数据采集模块供 电；
其中，脉冲计数数据釆集模块的输出接口接无线发射模块的输入接口，无 线发射模块的输出接口接发射天线。
在本实施例中，如图7所示，所述无线接收及数据处理装置由接收天线、 无线接收模块、嵌入式计算机、打印机和电源组成，无线接收模块用于接收上 述各发射天线输出的各型脉冲信号，并以RS-232方式向嵌入式计算机输出数据， 嵌入式计算机用于数据分析、处理及储存，对数据进行显示，并通过打印机输 出测试报告，电源向嵌入式计算机供电；
其中，所述无线接收模块的输入接口接接收天线，无线接收模块的输出接 口与嵌入式计算机的串行输入接口连接，所述嵌入式计算机的打印输出接口与 打印机的输入接口连接。
在优选实施例中，如图8所示，所述四通道数据采集模块包括四个数据采集 通道、单片机以及RS-485接口电器，其中任一通道由一组功率放大器、低通滤 波器、模数转换器组成，功率放大器用于对接收的电压信号进行放大处理，低 通滤波器用于排除外界产生的高频信号干扰，模数转换器用于将放大滤波后的 电压信号变换为相应的数字信号，单片机用于接收通过该通道输入接口传输的 数字信号，并对数字信号进行处理，RS-485接口电器用于与单片机进行通讯， 并将数字信号调制成相应RS-485型脉冲信号，以便传输给无线发射模块；
其中，所述功率放大器的输出端与低通滤波器的输入端相连，所述低通滤 波器的输出端与模数转换器的输入端相连，所述模数转换器的输出端与单片机 的输入接口相连，所述单片机的输出接口与RS-485接口电器的输入接口相连。
如图l、图2、图3所示，作为本实用新型的进一歩改进，所述扭矩传感器 4通过法兰与万向轴3联接为一体，所述拉杆拉压力传感器7与上拉杆6联接为 一体，所述销轴拉压力传感器12与下悬挂销轴9联接为一体。
本实用新型的转速传感器采用霍尔转速传感器。,本实用新型农机通用动态遥测仪的工作流程为扭矩传感器4、拉杆拉压力 传感器7、左右两个销轴拉压力传感器12和转速传感器分别将各自测量的电压 信号输出给对应的数据采集及无线发射装置，由各自对应的数据采集及无线发 射装置进行数据处理，并以脉冲信号发射传输给无线接收及数据处理装置，再 由无线接收及数据处理装置的嵌入式计算机进行数据分析、处理及储存和数据 显示，并通过打印机输出测试报告。
权利要求1、一种农机通用动态遥测仪，包括拖拉机后桥(1)、农机具悬挂架(2)、万向轴(3)、上拉杆(6)、下悬挂销轴(9)、下拉杆(10)、扭矩传感器(4)、拉杆拉压力传感器(7)、左右两个销轴拉压力传感器(12)和转速传感器，上拉杆(6)分别与拖拉机后桥(1)和农机具悬挂架(2)的上支点连接，下拉杆(10)与下悬挂销轴(9)挂接，其特征在于还包括单通道数据采集及无线发射装置(5)、四通道数据采集及无线发射装置(8)、转速数据采集及无线发射装置(11)以及无线接收及数据处理装置，所述扭矩传感器(4)用于向单通道数据采集及无线发射装置(5)输出测量电压信号，所述拉杆拉压力传感器(7)用于向四通道数据采集及无线发射装置(8)输出测量电压信号，所述左右两个销轴拉压力传感器(12)用于向四通道数据采集及无线发射装置(8)输出测量电压信号，所述转速传感器用于向转速数据采集及无线发射装置(11)输出脉冲信号；其中，所述扭矩传感器(4)的输出端与单通道数据采集及无线发射装置(5)的输入端相连；所述拉杆拉压力传感器(7)和所述左右两个销轴拉压力传感器(12)的输出端分别与四通道数据采集及无线发射装置(8)的输入端相连；所述转速传感器的输出端与转速数据采集及无线发射装置(11)的输入接口相连。
2、 根据权利要求1所述的农机通用动态遥测仪，其特征在于所述单通道 数据采集及无线发射装置(5)由单通道数据采集模块、无线发射模块、发射天 线和两个电源组成，单通道数据采集模块用于接收所述扭矩传感器(4)输出的 电压信号，并对该电压信号进行处理变换为RS-232型脉冲信号，无线发射模块 用于以RS-232方式接收单通道数据采集模块输出的RS-232型脉冲信号，并以 RS-232方式无线传输给无线接收及数据处理装置，两个电源分别向单通道数据 采集模块和无线发射模块供电；其中，单通道数据采集模块的输出接口接无线发射模块的输入接口，无线 发射模块的输出接口接发射天线。
3、 根据权利要求l所述的农机通用动态遥测仪，其特征在于所述四通道 数据采集及无线发射装置(8)由四通道数据采集模块、无线发射模块、发射天 线和两个电源组成，四通道数据采集模块用于接收所述拉杆拉压力传感器(7) 和所述左右两个销轴拉压力传感器(12)输出的电压信号，并对该电压信号进 行处理变换为型脉冲信号，无线发射模块用于以RS-485方式接收四通道数据采集模块输出的RS-485型脉冲信号，并以RS-485方式无线传输给无线 接收及数据处理装置，两个电源分别向四通道数据采集模块和无线发射模块供 电；其中，四通道数据采集模块的输出接口接无线发射模块的输入接口，无线 发射模块的输出接口接发射天线。
4、 根据权利要求1所述的农机通用动态遥测仪，其特征在于所述转速数 据采集及无线发射装置(11)由脉冲计数数据采集模块、无线发射模块、发射 天线、DC/DC变换器和电源组成，脉冲计数数据采集模块用于接收所述转速传感 器输出的脉冲信号，并对该脉冲信号进行处理变换为RS-232型脉冲信号，无线 发射模块用于以RS-232方式接收脉冲计数数据采集模块输出的RS-232型脉冲 信号，并以RS-232方式无线传输给无线接收及数据处理装置，电源通过DC/DC 变换器向脉冲计数数据采集模块供电；其中，脉冲计数数据采集模块的输出接口接无线发射模块的输入接口，无 线发射模块的输出接口接发射天线。
5、 根据权利要求1所述的农机通用动态遥测仪，其特征在于所述无线接 收及数据处理装置由接收天线、无线接收模块、嵌入式计算机、打印机和电源 组成，无线接收模块用于接收上述各发射天线输出的各型脉冲信号，并以RS-232 方式向嵌入式计算机输出数据，嵌入式计算机用于数据分析、处理及储存，对 数据进行显示，并通过打印机输出测试报告，电源向嵌入式计算机供电；其中，所述无线接收模块的输入接口接接收天线，无线接收模块的输出接 口与嵌入式计算机的串行输入接口连接，所述嵌入式计算机的打印输出接口与 打印机的输入接口连接。
6、 根据权利要求3所述的农机通用动态遥测仪，其特征在于所述四通道 数据采集模块包括四个数据采集通道、单片机以及RS-485接口电器，其中任一 通道由一组功率放大器、低通滤波器、模数转换器组成，功率放大器用于对接 收的电压信号进行放大处理，低通滤波器用于排除外界产生的高频信号干扰， 模数转换器用于将放大滤波后的电压信号变换为相应的数字信号，单片机用于 接收通过该通道输入接口传输的数字信号，并对数字信号进行处理，RS-485接 口电器用于与单片机进行通讯，并将数字信号调制成相应RS-485型脉冲信号， 以便传输给无线发射模块其中，所述功率放大器的输出端与低通滤波器的输入端相连，所述低通滤 波器的输出端与模数转换器的输入端相连，所述模数转换器的输出端与单片机的输入接口相连，所述单片机的输出接口与RS-485接口电器的输入接口相连。
7、 根据权利要求1至5中任何一项所述的农机通用动态遥测仪，其特征在 于所述扭矩传感器(4)通过法兰与万向轴(3)联接为一体，所述拉杆粒压 力传感器(7)与上拉杆(6)联接为一体，所述销轴拉压力传感器(12)与下 悬挂销轴(9)联接为一体。
8、 根据权利要求l所述的农机通用动态遥测仪，其特征在于所述转速传 感器采用霍尔转速传感器。
专利摘要本实用新型公开了一种农机通用动态遥测仪，旨在提供一种安装使用方便，测试数据准确度高，稳定性、抗干扰性强的农机通用动态遥测仪。包括拖拉机后桥、农机具悬挂架、万向轴、上拉杆、下悬挂销轴、下拉杆、扭矩传感器、拉杆拉压力传感器、左右两个销轴拉压力传感器和转速传感器。所述扭矩传感器的输出端与单通道数据采集及无线发射装置的输入端相连；所述拉杆拉压力传感器和所述左右两个销轴拉压力传感器的输出端分别与四通道数据采集及无线发射装置的输入端相连；所述转速传感器的输出端与转速数据采集及无线发射装置的输入接口相连。本实用新型适用于农机具的性能试验和产品质量检测。
文档编号G08C17/00GK201251842SQ20082009092
公开日2009年6月3日 申请日期2008年9月18日 优先权日2008年9月18日
发明者刘俊杰, 刘春旭, 吴泽全, 睿 程, 蔡晓华, 毅 赵, 赵德春, 项建庭 申请人:黑龙江省农业机械工程科学研究院