1.本发明属于农业智能装备检测及测控技术领域，具体涉及一种拖拉机三销式悬挂测力系统的标定试验台。
背景技术：2.拖拉机是农业生产过程中主要的动力机械，其技术发展在很大程度上代表着一个国家农业机械化的发展水平。随着国家及农机行业出台一系列措施和标准来规范农机检测，拖拉机不同工况下作业效率及状态参数检测也越来越被重视。拖拉机在田间进行耕耙播收等作业时，主要通过三点悬挂装置挂接并牵引各种配套农机具完成，然而影响拖拉机能耗主要因素之一是耕作阻力，因此在三点悬挂机构上安装传感器及装置对耕作阻力进行实时监测显得尤为重要，可以进行有效的力位调节控制，优化耕作功率，降低车轮对土壤的压实风险。
3.国内外相关学者对拖拉机耕作过程中悬挂测力系统及装置方面进行了许多方面的研究，现有检测方法可分为力传感器或应变片直接测力方式，以及采用悬挂框架结构的间接测力方式。然而，在悬挂测力系统及装置的田间研究及试验过程中，却缺少对所研究的悬挂测力系统的标定方面研究。现阶段多数是基于国家及农机行业出台的标准对拖拉机本体的悬挂进行指标测试，而缺少对学者所研究的田间悬挂测力系统的高精度标定研究，无法获悉悬挂测力系统在田间试验采集过程中的试验精度及数据的可信度。
4.因此，设计拖拉机悬挂测力系统的高精度标定试验台是极为重要的，主要是由于田间未知载荷大小方向变化不定、难以实现单因素试验等问题，不易实现悬挂测力系统的田间测试及标定验证；同时，现阶段缺乏对悬挂测力系统的标定装置，缺乏对其标定研究及动态响应分析，以及空间力的解算缺乏完整准确的验证，对于实际的试验或田间悬挂牵引力(耕作阻力)的检测精度未知，所得数据或结果可信度低，无法衡量悬挂测力系统在田间检测的精度及可信度，无法评估是否为真实的牵引力值。本发明目的在于设计一种拖拉机三销式悬挂测力系统的标定试验台，实现悬挂力的静态加载及稳态逐级加载等，可为三销式悬挂测力系统及空间力的解算提供精确验证及标定。根据拖拉机悬挂结构及田间耕作状态设计三点悬挂空间力标定台，开发控制系统对标定台进行载荷加载控制，以对被测拖拉机三销式悬挂测力系统进行力的加载及标定。
技术实现要素：5.本发明的目的是设计一种拖拉机三销式悬挂测力系统的标定试验台，以实现对拖拉机三销式悬挂测力系统的标定及验证。
6.本发明的技术方案是一种拖拉机三销式悬挂测力系统的标定试验台，包括试验台架1、加载机构2和控制装置3，加载机构2设置在试验台架1中，控制装置3控制加载机构2和试验台架1的工作。
7.所述试验台架1包括框架101、三点悬挂固定框架102、悬挂上拉杆103、左右悬挂下
拉杆104、悬挂提升杆105、悬挂辅助框架106、二维轴销传感器107及轴销传感器固定扣108；
8.所述三点悬挂固定框架102包括固定座1021、下拉杆固定轴1022、悬挂升降架总成1023、带座轴承1024、升降臂1025、升降调节杆1026、调节杆固定螺母1027、升降支撑轴1028、支撑轴带座轴承1029及上拉杆固定座10210；下拉杆固定轴1022安装在固定座1021的下部，用于固定左右悬挂下拉杆104；悬挂升降架总成1023由升降架转轴和摆杆构成，升降架转轴通过带座轴承1024将悬挂升降架总成1023安装在固定座1021的顶部后边，用于实现左右悬挂下拉杆104的升降调节，升降臂1025通过固定键固定在升降架转轴上，悬挂升降总成1023的摆杆与升降调节杆1026通过轴销连接，并通过升降调节杆1026及调节杆固定螺母1027固定至升降支撑轴1028上，实现悬挂升降架总成1023的转动升降，升降支撑轴1028通过支撑轴带座轴承1029固定至固定座1021的后侧；上拉杆固定座10210固定在固定座1021的顶部前边；
9.所述三点悬挂固定框架102固定在框架101的台面上；悬挂上拉杆103的一端通过轴销与上拉杆固定座1029铰接连接，其另一端通过二维轴销传感器107与悬挂辅助框架106的上端铰接连接；左右悬挂下拉杆104的一端与下拉杆固定轴1022连接，其另一端通过二维轴销传感器107与悬挂辅助框架106的左右下端铰接连接；悬挂提升杆105的一端通过轴销与升降臂1026铰接连接，其另一端与左右悬挂下拉杆104中部通过轴销铰接连接；轴销传感器固定扣108与悬挂辅助框架106的前端面连接。
10.所述加载机构2包括加载杠杆201、加载杠杆支座202、加载阻尼器总成203、拉力杆转臂204、拉力杆支座205、拉力杆调节套管206、拉力传感器207、接头套杆208及电动推杆209；电动推杆209安装在框架101的底座上，并通过轴销与加载杠杆201的长臂端连接；加载杠杆支座202安装在框架101的底座上，加载杠杆201通过轴销连接在加载杠杆支座202上，加载杠杆201的短臂通过轴销与加载阻尼器总成203的下端连接；拉力杆支座205安装在框架101的台面上，拉力杆转臂204通过轴销连接在拉力杆支座205上，拉力杆转臂204的一端通过轴销与加载阻尼器总成203的上端连接，其另一端通过轴销与拉力杆调节套管206连接；拉力杆调节套管206的前端连接有拉力传感器207，拉力传感器207的前端连接有接头套杆208，接头套杆208通过二维轴销传感器107与轴销传感器固定扣108连接。
11.所述控制装置3包括加载力显示仪301、加载按钮302、卸载按钮303、开关304和急停按钮305；通过加载按钮302及卸载按钮303控制电动推杆209的升降，实现标定试验台加载力的加载与卸载；加载力显示仪301通过拉力传感器207实时显示加载拉力的值，急停按钮305进行标定试验台整个系统的危险情况停止，控制装置3安装在框架101上。
12.所述轴销传感器固定扣108的后端设置有安装孔，其前端设置有连接孔。
13.本发明提供的一种拖拉机三销式悬挂测力系统的标定试验台具有以下优点：
14.1.本发明提供的一种拖拉机三销式悬挂测力系统的标定试验台在使用时，将拖拉机三销式悬挂测力系统中的测力元件二维轴销传感器107安装在悬挂上拉杆103、左右悬挂下拉杆104与悬挂辅助框架106的铰接连接端，对与悬挂辅助框架106施加加载力，即可实现对拖拉机三销式悬挂测力系统所测出的整体合力及分力进行验证及标定。
15.2.可以根据拖拉机三点悬挂装置在田间的工作姿态及耕作阻力大小，调整轴销传感器固定扣108在悬挂辅助框架106前端面的安装固定位置和角度，实现对拖拉机三点悬挂装置在田间的工作姿态的模拟，可对标定试验台上的被测试的三销式悬挂测力系统的测试
角度位置及拉力大小进行调整设置。
16.3.可以为拖拉机三销式悬挂测力系统的空间力的解算提供精确验证及标定，并可更换不同的悬挂测力系统进行标定操作，不受收获季节、地域的限制。
17.4.本发明提供的一种拖拉机三销式悬挂测力系统的标定试验台操作便利，成本较低，精度较高，具有很高的科研价值。
附图说明
18.图1是一种拖拉机三销式悬挂测力系统的标定试验台工作原理框图；
19.图2是一种拖拉机三销式悬挂测力系统的标定试验台整体结构立体示意图；
20.图3是三点悬挂固定框架的立体结构示意图；
21.图4是三点悬挂固定框架俯视结构示意图；
22.图5是加载机构的立体结构示意图；
23.图6是加载阻尼器总成的剖面结构示意图；
24.图7是控制装置的控制原理框图；
25.图8是控制装置的正视示意图。
26.附图标号说明：
27.1.试验台架、2.加载机构、3.控制装置、4.围板、5.脚轮；
28.101.框架、102.三点悬挂固定框架、103.悬挂上拉杆、104.左右悬挂下拉杆、105.悬挂提升杆、106.悬挂辅助框架、107.二维轴销传感器、108.轴销传感器固定扣；
29.1021.固定座、1022.下拉杆固定轴、1023.悬挂升降架总成、1024.带座轴承、1025.升降臂、1026.升降调节杆、1027.调节杆固定螺母、1028.升降支撑轴、1029.支撑轴带座轴承、10210.上拉杆固定座；
30.201.加载杠杆、202.加载杠杆支座、203.加载阻尼器总成、204.拉力杆转臂、205.拉力杆支座、206.拉力杆调节套管、207.拉力传感器、208.接头套杆、209.电动推杆；
31.2031.拉杆、2032.小弹簧、2033.大弹簧；
32.301.加载力显示仪、302.加载按钮、303.卸载按钮、304.开关、305.急停按钮；
具体实施方式
33.为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
34.实施例
35.本实施例所述的一种拖拉机三销式悬挂测力系统的标定试验台见图1到图8所示。
36.如图2所示，本实施例所述的一种拖拉机三销式悬挂测力系统的标定试验台，包括试验台架1、加载机构2和控制装置3，加载机构2设置在试验台架1中，控制装置3控制加载机构2和试验台架1的工作。
37.所述试验台架1包括框架101、三点悬挂固定框架102、悬挂上拉杆103、左右悬挂下拉杆104、悬挂提升杆105、悬挂辅助框架106、二维轴销传感器107及轴销传感器固定扣108；框架101的四周装有围板4(为表示加载机构2，图中未画出围板4)，框架101的底部安装有脚
轮5。
38.如图3和图4所示，所述三点悬挂固定框架102包括固定座1021、下拉杆固定轴1022、悬挂升降架总成1023、带座轴承1024、升降臂1025、升降调节杆1026、调节杆固定螺母1027、升降支撑轴1028、支撑轴带座轴承1029及上拉杆固定座10210；下拉杆固定轴1022安装在固定座1021的下部，用于固定左右悬挂下拉杆104；悬挂升降架总成1023由升降架转轴和摆杆构成，升降架转轴通过带座轴承1024将悬挂升降架总成1023安装在固定座1021的顶部后边，用于实现左右悬挂下拉杆104的升降调节，升降臂1025通过固定键固定在升降架转轴上，悬挂升降总成1023的摆杆与升降调节杆1026通过轴销连接，并通过升降调节杆1026及调节杆固定螺母1027固定至升降支撑轴1028上，实现悬挂升降架总成1023的转动升降，升降支撑轴1028通过支撑轴带座轴承1029固定至固定座1021的后侧；上拉杆固定座10210固定在固定座1021的顶部前边；
39.所述三点悬挂固定框架102固定在框架101的台面上；悬挂上拉杆103的一端通过轴销与上拉杆固定座1029铰接连接，其另一端通过二维轴销传感器107与悬挂辅助框架106的上端铰接连接；左右悬挂下拉杆104的一端与下拉杆固定轴1022连接，其另一端通过二维轴销传感器107与悬挂辅助框架106的左右下端铰接连接；悬挂提升杆105的一端通过轴销与升降臂1026铰接连接，其另一端与左右悬挂下拉杆104中部通过轴销铰接连接；轴销传感器固定扣108与悬挂辅助框架106的前端面连接。
40.所述轴销传感器固定扣108上设置有若干个不同位置的安装孔和连接孔，安装孔使得轴销传感器固定扣108能够在悬挂辅助框架106前端面的不同位置、角度安装，实现对拖拉机三点悬挂装置在田间的工作姿态的模拟。连接孔用于安装拉力传感器207前端的接头套杆208，通过二维轴销传感器107使接头套杆208与轴销传感器固定扣108上的连接孔连接。如图2所示，本实施例中的轴销传感器固定扣108的后端设置有安装孔，其前端设置有5个连接孔。
41.如图5和图6所示，所述加载机构2包括加载杠杆201、加载杠杆支座202、加载阻尼器总成203、拉力杆转臂204、拉力杆支座205、拉力杆调节套管206、拉力传感器207、接头套杆208及电动推杆209；电动推杆209安装在框架101的底座上，并通过轴销与加载杠杆201的长臂端连接；加载杠杆支座202安装在框架101的底座上，加载杠杆201通过轴销连接在加载杠杆支座202上，加载杠杆201的短臂通过轴销与加载阻尼器总成203的下端连接；拉力杆支座205安装在框架101的台面上，拉力杆转臂204通过轴销连接在拉力杆支座205上，拉力杆转臂204的一端通过轴销与加载阻尼器总成203的上端连接，其另一端通过轴销与拉力杆调节套管206连接；拉力杆调节套管206的前端连接有拉力传感器207，拉力传感器207的前端连接有接头套杆208，接头套杆208通过二维轴销传感器107与轴销传感器固定扣108上的连接孔连接。
42.加载阻尼器总成203主要包括拉杆2031、小弹簧2032和大弹簧2033；通过调节弹簧力的大小，实现阻尼调节。
43.通过控制电动推杆209实现力的加载，电动推杆209与加载杠杆201的长臂连接，加载杠杆201的短臂与加载阻尼器总成203的下端，加载阻尼器总成203的上端与拉力杆转臂204的一端连接，拉力杆转臂204的另一端与拉力杆调节套管206的后端连接，拉力杆调节套管206的前端与拉力传感器207连接，拉力杆调节套管206的长度通过螺纹可调节，拉力传感
器207的另一端与接头套杆208连接，接头套杆208能够安装在轴销传感器固定扣108上的不同位置的安装孔上，用于调整加载力作用位置和姿态方向，实现三点悬挂机构升降时的连接可调节。
44.如图5和图6所示，所述控制装置3包括加载力显示仪301、加载按钮302、卸载按钮303、开关304和急停按钮305；通过加载按钮302及卸载按钮303控制电动推杆209的升降，实现标定试验台加载力的加载与卸载；加载力显示仪301通过拉力传感器207实时显示加载拉力的值，急停按钮305进行标定试验台整个系统的危险情况停止，控制装置3安装在框架101上。
45.本实施例所述的一种拖拉机三销式悬挂测力系统的标定试验台的工作原理如图1所示。在标定或验证拖拉机三销式悬挂测力系统时，首先将拖拉机三销式悬挂测力系统中的测力元件二维轴销传感器107安装在悬挂上拉杆103、左右悬挂下拉杆104与悬挂辅助框架106的铰接连接端，在悬挂辅助框架106的另一侧，轴销传感器固定扣108通过二维轴销传感器107与加载机构2的接头套杆208连接。然后控制装置3控制加载机构2对悬挂辅助框架106施加拉力，悬挂辅助框架106通过二维轴销传感器107将拉力传递给三销悬挂机构。通过读取二维轴销传感器107的数值，并经过拖拉机三销式悬挂测力系统计算，得到三销悬挂机构受到的拉力计算值，将这个拉力计算值与加载机构2对悬挂辅助框架106施加的拉力进行对比，根据对比的结果，即可实现对拖拉机三销式悬挂测力系统所测出的整体合力及分力进行验证及标定。
46.本实施例所述的一种拖拉机三销式悬挂测力系统的标定试验台可以根据拖拉机三点悬挂装置在田间的工作姿态及耕作阻力大小，调整轴销传感器固定扣108在悬挂辅助框架106前端面的安装固定位置和角度，实现对拖拉机三点悬挂装置在田间的工作姿态的模拟，可对标定试验台上的被测试的三销式悬挂测力系统的测试角度位置及拉力大小进行调整设置。
47.本实施例所述的一种拖拉机三销式悬挂测力系统的标定试验台可以为拖拉机三销式悬挂测力系统的空间力的解算提供精确验证及标定，并可更换不同的悬挂测力系统进行标定操作，不受收获季节、地域的限制。
48.本发明提供的一种拖拉机三销式悬挂测力系统的标定试验台操作便利，成本较低，精度较高，具有很高的科研价值。
49.最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
技术特征：1.一种拖拉机三销式悬挂测力系统的标定试验台，其特征是：包括试验台架(1)、加载机构(2)和控制装置(3)，加载机构(2)设置在试验台架(1)中，控制装置(3)控制加载机构(2)和试验台架(1)的工作。2.根据权利要求1所述的一种拖拉机三销式悬挂测力系统的标定试验台，其特征是：所述试验台架(1)包括框架(101)、三点悬挂固定框架(102)、悬挂上拉杆(103)、左右悬挂下拉杆(104)、悬挂提升杆(105)、悬挂辅助框架(106)、二维轴销传感器(107)及轴销传感器固定扣(108)；所述三点悬挂固定框架(102)包括固定座(1021)、下拉杆固定轴(1022)、悬挂升降架总成(1023)、带座轴承(1024)、升降臂(1025)、升降调节杆(1026)、调节杆固定螺母(1027)、升降支撑轴(1028)、支撑轴带座轴承(1029)及上拉杆固定座(10210)；下拉杆固定轴(1022)安装在固定座(1021)的下部，用于固定左右悬挂下拉杆(104)；悬挂升降架总成(1023)由升降架转轴和摆杆构成，升降架转轴通过带座轴承(1024)将悬挂升降架总成(1023)安装在固定座(1021)的顶部后边，用于实现左右悬挂下拉杆(104)的升降调节，升降臂(1025)通过固定键固定在升降架转轴上，悬挂升降总成(1023)的摆杆与升降调节杆(1026)通过轴销连接，并通过升降调节杆(1026)及调节杆固定螺母(1027)固定至升降支撑轴(1028)上，实现悬挂升降架总成(1023)的转动升降，升降支撑轴(1028)通过支撑轴带座轴承(1029)固定至固定座(1021)的后侧；上拉杆固定座(10210)固定在固定座(1021)的顶部前边；所述三点悬挂固定框架(102)固定在框架(101)的台面上；悬挂上拉杆(103)的一端通过轴销与上拉杆固定座(1029)铰接连接，其另一端通过二维轴销传感器(107)与悬挂辅助框架(106)的上端铰接连接；左右悬挂下拉杆(104)的一端与下拉杆固定轴(1022)连接，其另一端通过二维轴销传感器(107)与悬挂辅助框架(106)的左右下端铰接连接；悬挂提升杆(105)的一端通过轴销与升降臂(1026)铰接连接，其另一端与左右悬挂下拉杆(104)中部通过轴销铰接连接；轴销传感器固定扣(108)与悬挂辅助框架(106)的前端面连接。3.根据权利要求1所述的一种拖拉机三销式悬挂测力系统的标定试验台，其特征是：所述加载机构(2)包括加载杠杆(201)、加载杠杆支座(202)、加载阻尼器总成(203)、拉力杆转臂(204)、拉力杆支座(205)、拉力杆调节套管(206)、拉力传感器(207)、接头套杆(208)及电动推杆(209)；电动推杆(209)安装在框架(101)的底座上，并通过轴销与加载杠杆(201)的长臂端连接；加载杠杆支座(202)安装在框架(101)的底座上，加载杠杆(201)通过轴销连接在加载杠杆支座(202)上，加载杠杆(201)的短臂通过轴销与加载阻尼器总成(203)的下端连接；拉力杆支座(205)安装在框架(101)的台面上，拉力杆转臂(204)通过轴销连接在拉力杆支座(205)上，拉力杆转臂(204)的一端通过轴销与加载阻尼器总成(203)的上端连接，其另一端通过轴销与拉力杆调节套管(206)连接；拉力杆调节套管(206)的前端连接有拉力传感器(207)，拉力传感器(207)的前端连接有接头套杆(208)，接头套杆(208)通过二维轴销传感器(107)与轴销传感器固定扣(108)连接。4.根据权利要求1所述的一种拖拉机三销式悬挂测力系统的标定试验台，其特征是：所述控制装置(3)包括加载力显示仪(301)、加载按钮(302)、卸载按钮(303)、开关(304)和急停按钮(305)；通过加载按钮(302)及卸载按钮(303)控制电动推杆(209)的升降，实现标定试验台加载力的加载与卸载；加载力显示仪(301)通过拉力传感器(207)实时显示加载拉力的值，急停按钮(305)进行标定试验台整个系统的危险情况停止，控制装置(3)安装在框架
(101)上。5.根据权利要求1所述的一种拖拉机三销式悬挂测力系统的标定试验台，其特征是：所述轴销传感器固定扣(108)的后端设置有安装孔，其前端设置有连接孔。
技术总结本发明公开了一种拖拉机三销式悬挂测力系统的标定试验台，包括试验台架、加载机构和控制装置，加载机构设置在试验台架中，控制装置控制加载机构和试验台架的工作。在使用时，将拖拉机三销式悬挂测力系统中的测力元件二维轴销传感器安装在悬挂上拉杆、左右悬挂下拉杆与悬挂辅助框架的铰接连接端，对悬挂辅助框架施加加载力，即可实现对拖拉机三销式悬挂测力系统所测出的整体合力及分力进行验证及标定。可以为拖拉机三销式悬挂测力系统的空间力的解算提供精确验证及标定，并可更换不同的悬挂测力系统进行标定操作，不受收获季节、地域的限制。该标定试验台操作便利，成本较低，精度较高，具有很高的科研价值。具有很高的科研价值。具有很高的科研价值。
技术研发人员：毛旭 代冬 陈度 王玲 张亚伟 王书茂
受保护的技术使用者：中国农业大学
技术研发日：2022.07.25
技术公布日：2022/11/1
