[發明專利]一種履帶拖拉機接地比壓測試系統

在審

• 申請號: 201711252368.7
• 申請日: 2017-12-02
• 公開（公告）號: CN107764438A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 郭惠萍;潘冠廷;楊福增
• 申請（專利權）人: 西北農林科技大學
• 主分類號: G01L1/00
• 分類號: G01L1/00;G01L5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于農業工程測試技術領域，尤其涉及一種履帶拖拉機接地比壓測試系統。

背景技術

履帶拖拉機具有良好的附著性能，其牽引力大，爬坡能力強，特別適合在丘陵及山區的惡劣環境下工作，是丘陵、山區農業機械化發展不可或缺的動力機械。此外，履帶拖拉機的接地比壓較小，不會對農田產生嚴重的壓實和破壞，因此也特別適合在水田環境下作業。

接地比壓，即履帶單位面積上所受的正壓力，它是影響履帶拖拉機各項性能的重要參量，其分布形式和大小將直接影響履帶拖拉機的驅動性、牽引附著性能及轉向性等；另一方面，接地比壓是履帶拖拉機設計時的一個關鍵參量，準確地得到接地比壓的分布和大小，可為履帶拖拉機的結構設計與改善提供理論參考，對于提高拖拉機在不同地面上的各項機械性能十分重要。

目前，履帶拖拉機接地比壓的獲得方法主要有理論計算法和基于傳統壓力傳感器的測試方法。對于理論計算法，其結果是在忽略了很多因素的前提下，完全通過理論公式計算得到，沒有一種試驗方法和裝置可以驗證其準確性，且并不具備實時性；基于傳統壓力傳感器的測試方法，是將壓力傳感器埋于土壤中，根據測得履帶所受的壓力值，計算得到接地比壓。然而這種方法所設計的壓力傳感器一般厚度較大，柔性較小，在履帶與土壤相互作用的時候，往往不能較好地適應土層結構的變化。

發明內容

本發明針對現有的基于壓力傳感器的測試方法，提供了一種履帶拖拉機接地比壓測試系統，該系統可實時地測量接地比壓的分布及大小，揭示履帶所受正壓力的分布規律，以指導履帶拖拉機的研發及各項機械性能分析。

本發明所采用的技術方案是：所述一種履帶拖拉機接地比壓測試系統，包括測試控制器、控制單元、薄膜壓力傳感器網絡、A/D轉換裝置、信號調理裝置、D/A轉換裝置、數據采集裝置及上位機構成。

所述薄膜壓力傳感器網絡由上層柔性薄板、絕緣橡膠層及下層柔性薄板構成。所述上層柔性薄板及下層柔性薄板的其中一面上均有空穴，且均為100×30的矩陣狀排布；相鄰空穴之間有敷銅，且上層柔性薄板上的敷銅呈縱向排列，下層柔性薄板上的敷銅呈橫向排列。所述絕緣橡膠層兩面均有圓形凸起，且呈100×30的矩陣狀排布，圓形凸起上涂有壓敏半導體涂料。

所述控制單元上有主控芯片，所述薄膜壓力傳感器網絡上分布有傳感單元。所述測試控制器用以選擇列測試或者行測試，相應的控制信號通過控制單元上的主控芯片對傳感單元進行列或行的選擇，以達到測試履帶縱向或橫向接地壓力的目的。履帶拖拉機作用于薄膜壓力傳感器網絡上，產生的電荷量信號通過A/D轉換裝置進行模/數轉換，再通過信號調理裝置進行濾波、放大及電荷量到電壓量得轉化，然后經過D/A轉換裝置進行數/模轉換，最終得到的電荷量信號通過數據采集裝置進行采集，并上傳到上位機，上位機利用信號處理軟件進行計算，得到履帶接地比壓，同時進行存儲并顯示。

本發明的有益效果是，所述的薄膜壓力傳感器網絡厚度薄、柔性好，在履帶與土壤相互作用的時候，能夠較好地適應土層結構的變化；所述的一種履帶拖拉機接地比壓測試系統可實時地測量履帶接地比壓的分布及大小，揭示履帶所受正壓力的分布規律，以指導履帶拖拉機的研發和各項機械性能測試，實用性強，有較強的推廣與應用價值。

附圖說明

圖1是本發明提供的一種履帶拖拉機接地比壓測試系統的系統構成示意圖；

圖2是本發明所述薄膜壓力傳感器網絡的結構圖；

圖3～圖6是本發明所述薄膜壓力傳感器網絡的各組成部分的具體結構圖；

圖7是本發明所述傳感單元的結構及尺寸示意；

圖8是本發明所述薄膜壓力傳感器網絡與其他部分的接線示意圖；

圖9～圖11是本發明提供的一種履帶拖拉機接地比壓測試系統的具體實施例；

圖中：1.測試控制器，2.控制單元，2-1.主控芯片，3.薄膜壓力傳感器網絡，3-1.上層柔性薄板，3-2.下層柔性薄板，3-3.絕緣橡膠層，3-4.敷銅，3-5.壓敏半導體涂料，3-6.空穴，3-7.圓形凸起，4.傳感單元，5.A/D轉換裝置，6.信號調理裝置， 7.D/A轉換裝置，8.數據采集裝置，9.上位機，10.上層板多路開關，11.下層板多路開關。

具體實施方式

本發明提供了一種履帶拖拉機接地比壓測試系統，以下結合附圖及具體實施例進行進一步詳細說明。