[發(fā)明專利]一種懸掛式空間測力系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710595836.4
• 申請日: 2017-07-20
• 公開（公告）號: CN107421676A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發(fā)明（設計）人: 張本華;趙萍;崔紅光;白雪衛(wèi);趙吉喆;樊昱;田悅
• 申請（專利權）人: 沈陽農業(yè)大學
• 主分類號: G01L5/13
• 分類號: G01L5/13;G01L1/16
• 代理公司: 沈陽銘揚聯(lián)創(chuàng)知識產權代理事務所(普通合伙)21241
• 代理人: 呂敏

技術領域

本發(fā)明屬于測力設備技術領域，特別是涉及一種懸掛式空間測力系統(tǒng)。

背景技術

目前，通過研究，利用測力傳感器測定被測物在實際使用過程中產生的載荷。例如,對農業(yè)機具測量各方向拉力等。以檢測農業(yè)機具在使用時所需拉力的大小，配備合適的牽引力。現(xiàn)有的測力裝置多采用八角環(huán)或組合梁結構，采用多個角度傳感器進行角度測量，結構繁瑣，增加了成本。

專利號為201520698859.4的實用新型專利，公開了一種用于拖拉機懸掛耕深控制的牽引力傳感機構,包括上拉桿、下拉桿、測力彈簧、彈簧固定箱體、彈簧座、齒扇、小齒輪以及角位移傳感器,通過在上拉桿上安裝力傳感機構,將上拉桿上的力傳給齒扇、齒輪放大機構,從而將位移量轉換為角度量,實現(xiàn)了懸掛機構的力傳感控制；通過在提升臂上安裝角度傳感器,實現(xiàn)了耕深的綜合調節(jié)。但其傳動結構復雜，使用和維修成本高，且不能檢測各個方向上的合力。

發(fā)明內容

針對上述存在的技術問題，本發(fā)明提供一種懸掛式空間測力系統(tǒng)，它只采用一個角度傳感器，只需測量一個角度，即可得出農機具各個方向的拉力。

本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的：

本發(fā)明一種懸掛式空間測力系統(tǒng)，包括：

上拉桿，其上串聯(lián)連接拉力傳感器和角度傳感器，連接拉力傳感器的一端連接于拖拉機懸掛架的上懸掛，另一端連接待測機具連接架的上連接桿節(jié)點；

下拉桿，為兩個，一端連接拖拉機，另一端分別連接測力傳感器，測力傳感器連接待測機具的橫梁；

拉力傳感器、角度傳感器及兩測力傳感器分別通過數(shù)據(jù)采集器連接計算機，通過計算機計算顯示各方向合力。

進一步地，所述測力傳感器一端設置連接板，用于連接待測機具，另一端設置連接耳板，用于連接下拉桿的連接軸，連接板和連接耳板間為承力框，所述承力框為中部空心的框體結構，且在承力框靠近連接耳板的一側帶有間隙，使上下兩部分分離，上部形成上懸臂梁，下部形成下懸臂梁；上、下懸臂梁間的間隙為帶折邊的凹槽型結構。

本發(fā)明的一種測力方式，在測力時，在所述連接耳板上下表面分別對稱設置兩組應變片R₁、R₂和R₃、R₄；上懸臂梁頂面及底面分別對稱設置兩組應變片R₅、R₆和R₇、R₈，搭接成全橋電路，數(shù)據(jù)線通過應變放大和數(shù)據(jù)采集裝置分別連接計算機。

本發(fā)明的另一種測力方式，在測力時，在所述連接耳板對應上懸臂梁的側面及其靠近的上懸臂梁內框分別對稱設置兩組應變片R₉、R₁₀和R₁₁、R₁₂，上懸臂梁頂面及底面分別對稱設置兩組應變片R₅、R₆和R₇、R₈，搭接成全橋電路，數(shù)據(jù)線通過應變放大和數(shù)據(jù)采集裝置分別連接計算機。

進一步地，所述上、下懸臂梁沿豎直方向的間隙x為水平牽引阻力和豎直方向力的合力對懸臂梁末端A點的撓度值之和。

進一步地，靠近所述上懸臂梁末端A點的凹型槽側壁上開有圓弧形通孔，內置鋼筋，且鋼筋外徑凸出該圓弧形通孔邊界，其凸出部分最大長度小于上下懸臂梁間的間隙x，以調節(jié)承力框的最大過載保護值。

進一步地，所述連接耳板豎直Y軸方向高度h₁為其上開有的連接孔半徑r的3-5倍，即：h₁＝(3-5)r。

進一步地，所述連接耳板沿水平Z軸方向寬度由下列公式得到:

其中：F_y：以連接孔中心為原點沿豎直方向的力，σ₁：F_y相對于連接耳板根部豎直截面M1的應力，所述M1截面過連接耳板應變片處；l₁：F_y到截面M1的距離，h₁：連接耳板豎直方向高度；

其中σ₁小于等于σ_許，則取σ₁接近σ_許，即可得出b₁。

進一步地，所述上懸臂梁頂面到底面間的高度h₂，由下列公式得到: