[實用新型]拖拉機三點懸掛空間動態載荷傳感裝置

有效

• 申請號: 201820784359.6
• 申請日: 2018-05-24
• 公開（公告）號: CN208171498U
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: 袁棟;姚克恒;陳小兵;彭卓敏;馮健;丁艷;陳偉;夏敏;朱繼平
• 申請（專利權）人: 農業部南京農業機械化研究所
• 主分類號: G01L5/16
• 分類號: G01L5/16;G01L5/00
• 代理公司: 南京先科專利代理事務所(普通合伙) 32285
• 代理人: 謝雋雯

本實用新型公開一種拖拉機三點懸掛空間動態載荷傳感裝置，包括橫梁、兩根縱梁、三分力傳感器，橫梁和兩根縱梁連接組成∏型框架，橫梁的中部和兩根縱梁的底部均設有三分力傳感器，三分力傳感器的前后側分別設有聯接件，前側聯接件用于連接拖拉機，后側聯接件用于連接農機具；三分力傳感器能夠測量X、Y、Z三個直角坐標軸方向的受力大小，三個三分力傳感器排列構成測量陣列；第一角度傳感器和第二角度傳感器分別用于測量傳感裝置和拖拉機的俯仰角、橫滾角、方位角，以將測量結果從傳感裝置坐標系轉換到拖拉機坐標系。本實用新型可以同時測試三個懸掛點處三個方向上的分力，從而實現農機具牽引力、提升力、橫向力及力矩的測試。

技術領域

本發明涉及農業機械技術領域，具體涉及一種拖拉機三點懸掛空間動態載荷傳感裝置。

背景技術

現有的牽引力常用方法有車拉車法(或拖帶法)，即由后置拖拉機懸掛農機具，由前置拖拉機牽引后置機組，標準拉力傳感器位于兩臺拖拉機之間，缺陷在于測試結果包含后置拖拉機自身行駛滾動阻力，只能得到近似結果，滾動阻力需另外單獨測試。且只能測試牽引力。

測力銷法，將聯接拖拉機和機具的三個懸掛銷替換為力傳感器，力傳感器大都為單向載荷傳感器，只能根據傳感器的安裝方位測試已知方向上的載荷。缺點是隨著三點懸掛機構的升降(作業深度調整)，無法分辨所受載荷方向，可以測試牽引力和提升力。

五桿測力法(桿件替換法)，將懸掛裝置上下拉桿、提升桿替換為力傳感器，測量過程中需測定桿件的角度和瞬態位置，用解析法計算出牽引力的數值。只適用于高度調節方式(機具處于浮動狀態)，即簡化為理想的二力桿受力狀態，實際情況并不能保證。

八角環傳感器測力框架，由上下兩層子框架組成，使用二個延伸八角環作為測力傳感元件，要求框架平面與地面垂直，實際使用中只能近似垂直，無法嚴格保證，可以測試牽引阻力、垂直力及彎矩。

發明內容

發明目的：本發明目的在于針對現有技術的不足，提供一種拖拉機三點懸掛空間動態載荷傳感裝置及其工作方法，可以同時測試三個懸掛點處三個方向上的分力，從而實現農機具牽引力、提升力、橫向力及力矩的測試。

技術方案：本發明所述拖拉機三點懸掛空間動態載荷傳感裝置，連接在拖拉機和農機具之間；包括橫梁、兩根縱梁、三分力傳感器、第一角度傳感器和第二角度傳感器，橫梁和兩根縱梁連接組成∏型框架，橫梁的中部和兩根縱梁的底部均設有三分力傳感器，三分力傳感器的前后側分別設有聯接件，前側聯接件用于連接拖拉機，后側聯接件用于連接農機具；所述三分力傳感器能夠測量X、Y、Z三個直角坐標軸方向的受力大小，三個三分力傳感器排列構成測量陣列；所述第一角度傳感器用于測量傳感裝置的俯仰角、橫滾角、方位角，所述第二角度傳感器用于測量拖拉機的俯仰角、橫滾角、方位角，利用傳感裝置與拖拉機之間的角度差實現三分力傳感器測量結果從傳感裝置坐標系至拖拉機坐標系的轉換。

進一步完善上述技術方案，所述第一角度傳感器安裝在所述橫梁上或縱梁上或集成在任一個三分力傳感器上，所述第二角度傳感器安裝在拖拉機上。

優選的，將第一角度傳感器安裝在橫梁中部基準平面，將第二角度傳感器安裝在拖拉機基準平面，用來測量農機具相對于拖拉機的俯仰角、橫滾角、方位角。

進一步地，所述橫梁兩端設有橫向調節槽，縱梁頂部設有豎向調節槽，兩根縱梁的豎向調節槽部位分別通過連接件與橫梁的橫向調節槽部位固定，通過改變連接件與豎向調節槽、橫向調節槽的固定點調整縱梁與橫梁的相對位置。縱梁可以在橫梁上上下左右調整位置，以適應拖拉機及機具不同尺寸的懸掛裝置。

進一步地，所述橫梁、縱梁采用鋼材質。

進一步地，所述三分力傳感器采用三組應變電橋，X、Y、Z三個直角坐標軸方向分別對應水平方向的橫向力、垂直方向的提升力或農機具的自重力、水平方向的牽引力。

進一步地，所述三分力傳感器采用橋式垂直測力傳感器。