[發(fā)明專利]一種單輪土槽試驗臺

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510458297.0
• 申請日: 2015-07-30
• 公開（公告）號: CN105043788B
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發(fā)明（設計）人: 魯植雄;姜春霞;徐浩;周晶;程準
• 申請（專利權）人: 南京農業(yè)大學
• 主分類號: G01M17/007
• 分類號: G01M17/007
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司32102
• 代理人: 何朝旭

技術領域

本發(fā)明涉及一種試驗平臺，尤其是一種單輪土槽試驗臺。

背景技術

據(jù)申請人了解，室內土槽是一種土壤—機器系統(tǒng)研究的必備實驗設備，現(xiàn)有土槽通常是用來研究農業(yè)機械性能的。上世紀30年代以來，為了提高農業(yè)機械的試驗精度，許多國家相繼建立了土槽試驗臺系統(tǒng)。一般地，土槽試驗臺是在模擬田間土壤的含水率和堅實度的條件下，控制農機具的牽引速度、耕深和旋轉部件的轉速，測試農機具在行進中所受的拉力、旋轉扭矩等參數(shù)，從而分析拉力、扭矩與牽引速度、耕深、轉速之間的相應關系，為機具的開發(fā)與研究提供設計依據(jù)。

近年來，土槽試驗臺逐漸被用于車輛車輪移動性能測試中。車輛地面力學是一門試驗與理論結合的學科，引進土槽進行模擬試驗是車輪地面力學非常重要的研究手段。在進行越野車與松軟土壤研究時，可通過實際松軟地面試驗獲取相應的數(shù)據(jù)，但是由于以下原因，使得實際松軟地面試驗受到限制：

a)即使是同一條松軟地面，土壤類型和土壤情況變化也很大，很難找到較為理想的松軟地面進行試驗；

b)含水量對土壤的特性影響很大，對于實際地面，很難有效控制器含水量；

c)同一地面重復進行多次試驗，土壤處理麻煩且具有一定的難度；

d)實際地面試驗受到季節(jié)、天氣等外部因素的影響，試驗中許多因素無法控制，導致試驗數(shù)據(jù)的精度不高，且不能時時進行試驗。

然而，土槽試驗不受外界環(huán)境影響，通過室內土槽試驗進行越野車與松軟土壤的研究成為車輛地面力學發(fā)展的趨勢。21世紀以來，隨著各國對行星探測的研究，相繼開發(fā)了較高精度的行星探測專用土槽試驗系統(tǒng)，并廣泛開展了試驗和理論研究工作，例如日本東北大學研發(fā)了行星探測車輪地相互作用測試系統(tǒng)；美國卡內基-梅隆大學設計了圓周單輪土槽試驗臺，以模擬車輪在行星表面松軟土壤上的移動性能；美國麻省理工學院于2001年設計了車輪機動性能測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠測試行駛中掛鉤牽引力、沉陷量和車輛滑轉率等參數(shù)。國內的哈爾濱工業(yè)大學，北京航空航天大學及吉林大學也建立了相應的土槽試驗系統(tǒng)。然而，目前的單輪土槽試驗臺多集中在行星探測方面，不適合進行大型越野車輛車輪的通過性能研究。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于：針對上述現(xiàn)有技術存在的不足，提出一種單輪土槽試驗臺，用于研究松軟地面行駛車輪的通過性，并測定不同松軟土壤狀況下車輪的行駛阻力、牽引力、滑轉率、接地壓力及下陷量等參數(shù)，為越野車輛的設計提供理論依據(jù)。

為了達到以上目的，本發(fā)明的技術方案如下：

一種單輪土槽試驗臺，包括土槽系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)、拖拽系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其中所述土槽系統(tǒng)主要由土槽體和沿土槽體設置的行走導軌組成；所述驅動系統(tǒng)包括安裝在行走導軌上并沿行走導軌運動的驅動支架，所述驅動支架為長方形框架，所述長方形框架的邊框外側設有垂直位移傳感器，垂直位移傳感器的探頭朝向驅動系統(tǒng)的底板，可用來測量車輪中心處的下陷量，所述長方形框架的邊框內側設有若干個直線軸承，所述直線軸承內設置垂直導桿，所述垂直導桿可沿直線軸承上下滑動，所述垂直導桿的下端通過垂直導桿支座固定安裝在底板上，所述底板上制有凹槽，在所述底板上位于凹槽兩側設有車輪固定軸支座，所述車輪固定軸支座內裝有車輪固定軸，并且所述車輪固定軸可在車輪固定軸支座內轉動，所述車輪固定軸與布置在底板凹槽內的車輪固定連接，所述車輪固定軸上套接第二減速鏈輪，所述第二減速鏈輪通過傳動鏈條與第二主動鏈輪連接，所述第二主動鏈輪與第一減速鏈輪連接，所述第一減速鏈輪通過傳動鏈條與安裝在驅動電機輸出軸上的第一主動鏈輪連接，所述第一減速鏈輪與所述第二主動鏈輪之間通過聯(lián)軸器設置驅動扭矩-轉速傳感器；所述拖拽系統(tǒng)包括拖拽電機，所述拖拽電機的輸出軸上安裝有第一主動齒輪和拖拽扭矩-轉速傳感器，所述第一主動齒輪通過拖拽鏈條與第一減速齒輪連接，所述第一減速齒輪通過拖拽鏈條與第二主動齒輪連接，所述第二主動齒輪通過拖拽鏈條及驅動支架與第二減速齒輪連接。