[發明專利]一種牽引式農機具作業阻力和作業面積的測量裝置及方法

在審

• 申請號: 202011446880.7
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112378689A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 孫士明;靳曉燕;龐愛國;于曉波;張金偉;孫百惠;吳京文;姜旭鵬
• 申請（專利權）人: 黑龍江省農業機械工程科學研究院
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00;G01D21/02;G01S19/14
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙) 23209
• 代理人: 桑林艷

1.一種牽引式農機具作業阻力和作業面積的測量裝置，其特征在于，包括：阻力測量裝置(1)、角度測量裝置(2)和速度測量裝置(3)，所述速度測量裝置(3)安裝在拖拉機(4)上，所述阻力測量裝置(1)和角度測量裝置(2)均設置在位于拖拉機(4)與牽引式農機具(5)之間的三角形牽引架(6)上，所述三角形牽引架(6)包括左拉桿(61)和右拉桿(62)，左拉桿(61)和右拉桿(62)均通過阻力測量裝置(1)安裝在牽引式農機具(5)的農機具牽引臂(51)上，且左拉桿(61)和右拉桿(62)與對應的阻力測量裝置(1)之間設置有用來防止阻力測量裝置(1)產生旋轉的定位拉桿(7)，所述角度測量裝置(2)安裝在左拉桿(61)或右拉桿(62)上，且阻力測量裝置(1)、角度測量裝置(2)和速度測量裝置(3)將采集的信號輸送至測試顯示器(8)實現運算、存儲及顯示。

2.如權利要求1所述的一種牽引式農機具作業阻力和作業面積的測量裝置，其特征在于：所述阻力測量裝置(1)采用應力式銷軸傳感器，在應力式銷軸傳感器的一端加工有定位拉桿安裝孔(11)，且定位拉桿安裝孔(11)的開孔方向與應力式銷軸傳感器的受力牽引方向相垂直。

3.如權利要求2所述的一種牽引式農機具作業阻力和作業面積的測量裝置，其特征在于：所述定位拉桿(7)整體呈L型，其包括豎直段(71)和水平段(72)，所述豎直段(71)與對應的左拉桿(61)或右拉桿(62)上加工的定位拉桿固定孔鉸接，所述水平段(72)的端部安裝在定位拉桿安裝孔(11)內，且在水平段(72)的端部還開設有用來安裝開口銷的通孔，該通孔用來防止定位拉桿(7)從定位拉桿安裝孔(11)內脫出。

4.如權利要求1-3任一項所述的一種牽引式農機具作業阻力和作業面積的測量裝置，其特征在于：所述速度測量裝置(3)采用GPS速度傳感器。

5.如權利要求4所述的一種牽引式農機具作業阻力和作業面積的測量裝置，其特征在于：所述角度測量裝置(2)采用角度傳感器。

6.一種基于權利要求1-5任一項所述的測量裝置的測量方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

步驟1：作業阻力測量方法：

步驟11：當拖拉機(4)帶動牽引式農機具(5)作業時，通過位于三角形牽引架(6)左拉桿(61)和右拉桿(62)上的應力式銷軸傳感器分別采集左拉桿(61)和右拉桿(62)作業時的拉力值，且左拉桿的拉力值為N₁和右拉桿的拉力值為N₂；

步驟12：通過位于三角形牽引架(6)上的角度傳感器采集三角形牽引架(6)在作業時，三角形牽引架(6)與水平面之間產生的水平夾角值β；

步驟13；通過步驟11和步驟12得出，左拉桿(61)所受的水平方向拉力值為N₁cosβ，右拉桿(62)所受的水平方向拉力值為N₂cosβ，當牽引式農機具(5)的拉力與其前進方向一致時，牽引式農機具(5)作業阻力值F與拉力值N相等，即N＝N₁cosβ+N₂cosβ；

步驟2：作業面積測量方法：

步驟21：牽引式農機具(5)作業前，將牽引式農機具(5)實際的作業幅寬值輸入到測試顯示器(8)內，并在作業開始時記錄作業時長，在作業結束后將時長輸入到測試顯示器(8)內；

步驟22：在牽引式農機具(5)作業時，通過GPS速度傳感器采集牽引式農機具(5)的作業速度V，根據記錄的作業時間T和已知的機具作業幅寬L，得出牽引式農機具(5)作業面積S的運算公式為：S＝V×T×L；

步驟3：所述測試顯示器(8)通過應力式銷軸傳感器、角度傳感器和GPS速度傳感器采集牽引式農機具(5)作業時的作業阻力值、作業時間和作業速度值，并根據輸入的數據進行計算，將計算出的作業阻力值和作業面積值進行存儲和顯示。