專利名稱：小型作業機重心檢測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及小型作業機檢測設備，尤其是一種小型作業機重 心檢測的實驗平臺。
背景技術：
隨著農、林、大棚作業機市場總需求的不斷擴大，小型農業作業
機產品的市場需求越來越明顯，如專利授權號為CN 1303861C的可重 構模塊化小型多功能作業機、CN2453654Y剛性傳動并具有前后驅動 的微型獨輪作業機等。重心是物體所受重力的中心，在眾多的工程領 域中，重心位置是一個需要精確確定的參數。確定小型農業作業機的 重心位置，對于解決諸如縱向和橫向的平衡性、作業機的側翻安全性、 作業機在加速時的反應、作業機的掛鉤牽引效率及進行機組運動和受 力分析等問題，都是非常重要的。
現有的大型農業作業機的重心測量，采用雙支點升降的方式進行 測量，存在的缺陷雙支點升降時同步控制困難、測量精度低。
實用新型內容
為了克服已有的作業機重心檢測設備的同步控制困難、測量精度 地的不足，本實用新型提供一種能避免同步控制、提高測量精度的小 型作業機重心檢測裝置。
本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是
一種小型作業機重心檢測裝置，包括設備底座和稱重臺，在所述設備底座上安裝第一升降機構、第二升降機構和第三升降機構，所述 第一升降機構、第二升降機構和第三升降機構相互呈三角形，所述第 一升降機構、第二升降機構和第三升降機構的上端與所述稱重臺的底 部鉸接，所述第一升降機構、第二升降機構和第三升降機構均與驅動 裝置連接，所述第一升降機構、第二升降機構和第三升降機構上設有 稱重傳感器。
作為優選的一種方案所述三角形為等腰三角形，所述第三升降 機構位于所述等腰三角形的頂角位置，所述的驅動裝置有兩個，第一 驅動裝置連接所述第三升降機構，第二驅動裝置連接第一升降機構和 第二升降機構。
進一步，所述驅動裝置為螺旋升降機，所述升降機構包括升降導柱 和支撐導柱，所述升降導柱可上下滑動地安裝在支撐導柱內，所述螺 旋升降機的升降桿與所述升降導柱的底部連接，所述升降導柱的上端 通過球鉸與所述稱重臺的底部鉸接。
或者是所述驅動裝置為液壓油缸，所述升降機構包括升降導柱 和支撐導柱，所述升降導柱可上下滑動地安裝在支撐導柱內，所述液 壓油缸的升降桿與所述升降導柱的底部連接，所述升降導柱的上端通 過球鉸與所述稱重臺的底部鉸接。
更進一步，所述的升降導柱呈管狀，所述稱重傳感器安裝在升降 導柱的內腔，所述升降導柱內腔的上部設有上壓塊，所述升降導柱內 腔的下部設有下壓塊，所述上壓塊與所述稱重傳感器的上端，所述稱 重傳感器的下端呈半球形凸接頭，所述下壓塊的上部設有半球形凹接 口，所述半球形凹接口與所述半球形凸接口配合，所述稱重傳感器的下端與所述下壓塊的上部設有空行程，在所述下壓塊上安裝銷軸，在 所述升降導柱的下部兩側設有銷孔，所述銷軸兩端套裝在銷孔內，所 述銷孔內銷軸的活動行程比所述空行程大，所述下壓塊的下端與升降 桿連接。
本實用新型的技術構思為重心檢測時，三個支點通過升降機構同步
上升10mm，保證傳感器受力，且平臺處于水平狀態，測量并計算出平 臺質量和水平方向重心坐標，確定被測物體的初始位置；之后平臺傾 斜一定角度，測量單支點的測量值，并計算出重心的垂直坐標，最終 得到重心的三維坐標，即根據重心運動定理可得
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為物體和平臺的質量；
^為支撐平臺的重心坐標；
Ni,N2,N3分別為水平狀態下三個稱重傳感器的測量值；
iV， /為傾斜狀態下單支點升降推桿的作用力及其力臂；
L雙支點之間的距離； Ld單支點到雙支點的距離；
^支撐平臺傾斜角；
a， b， c為被測對象的基準點在計算坐標系中的坐標值； g為重力加速度。
稱重系統可以完成如下性能檢測整機重量；驅動輪軸重；重心位置確定(X-Y-Z);靜側翻穩定性試驗。
本實用新型的有益效果主要表現在l)采用單支點升降進行側傾， 解決雙支點升降時同步控制難的缺點；2)集測量小型作業機的質量、 重心坐標于一體，且能實現動態數據測量、自動化程度高；3)適用于 類似小型作業機這樣質量較輕，形狀復雜的物體，測量精度高。
圖1是實施例1的重心檢測裝置的結構示意圖。 圖2是圖1的仰視圖。
圖3是實施例2的重心檢測裝置的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步描述。
實施例1
參照圖1和圖2， 一種小型作業機重心檢測裝置，包括設備底座1 和稱重臺2，在所述設備底座1上安裝第一升降機構、第二升降機構 和第三升降機構，所述第一升降機構、第二升降機構和第三升降機構 相互呈三角形，所述第一升降機構、第二升降機構和第三升降機構的 上端與所述稱重臺2的底部鉸接，所述第一升降機構、第二升降機構 和第三升降機構均與驅動裝置連接，所述第一升降機構、第二升降機 構和第三升降機構上設有稱重傳感器3。
所述三角形為等腰三角形，所述第三升降機構位于所述等腰三角 形的頂角位置，所述的驅動裝置有兩個，第一驅動裝置連接所述第三 升降機構，第二驅動裝置連接第一升降機構和第二升降機構。
所述驅動裝置為螺旋升降機4，所述升降機構包括升降導柱5和支撐導柱6，所述升降導柱5可上下滑動地安裝在支撐導柱6內，所述 螺旋升降機4的升降桿與所述升降導柱5的底部連接，所述升降導柱 5的上端通過球鉸7與所述稱重臺2的底部鉸接。
所述的升降導柱5呈管狀，所述稱重傳感器3安裝在升降導柱的 內腔，所述升降導柱內腔的上部設有上壓塊8，所述升降導柱內腔的 下部設有下壓塊9，所述上壓塊8與所述稱重傳感器3的上端，所述 稱重傳感器3的下端呈半球形凸接頭，所述下壓塊的上部設有半球形 凹接口，所述半球形凹接口與所述半球形凸接口配合，所述稱重傳感 器3的下端與所述下壓塊9的上部設有空行程，在所述下壓塊9上安 裝銷軸10，在所述升降導柱5的下部兩側設有銷孔，所述銷軸10兩 端套裝在銷孔內，所述銷孔內銷軸10的活動行程比所述空行程大，所 述下壓塊9的下端與升降桿連接。
參照圖1主要由螺旋升降機4、升降機構和稱重臺2等組成。所 述稱重系統主要由三支點支撐，支點1和支點2、支點3的長度均為 可調；工作時，先三支點共同上升10毫米，保證傳感器受力，并稱出 總質量，同時算出重心在x-y平面的位置；之后，支點3上升，通過 步進電機確定上升高度，通過支點3稱重的變化，確定在z軸上的位 置(全部支點可以采用步進電機驅動的方式)。
稱重傳感器3的上端與上壓塊8通過螺紋連接，其下端懸空但裝 有一個半球形的凸接頭。螺旋升降機的升降桿與下壓塊9通過螺紋連 接，下壓塊9的上端開有一個半球形的凹接口，下壓塊9上裝有銷軸 10。升降導柱的下端開有一空心槽，銷的伸出端剛好位于空心槽處， 原始狀態時，銷位于空心槽的下端。隨著螺旋升降機的上升，下壓塊9的半球形凹接口與傳感器半球形的凸接頭相接觸，稱重傳感器3開 始受力，此時銷與空心槽的上端還有一段距離。螺旋升降機繼續上升，
升降導柱在與上壓塊8之間摩擦力的作用下也開始上升，如果摩擦力
不足以使得升降導柱上升，此時，銷的伸出端會推動升降導柱上升， 整個過程中，升降導柱不受被測物體的重力，僅起到導向的作用。
本實施例的稱重過程螺旋升降機使得升降桿做上下運動，螺旋 升降機采用梯形絲桿副與高精度蝸輪蝸桿副將步進電機的旋轉運動轉 化為螺旋升降卞幾內升降桿的上下運動，梯形絲桿具有自動鎖定功能， 既使沒有制動裝置也可保持載重，三個支點通過螺旋升降機和升降機 構同步上升一段距離，保證傳感器受力，且平臺處于水平狀態，此時 即可得到被測物的質量。
驅動輪軸重試驗作業機的著地點(與地面接觸的部分)包括驅動 輪和旋耕刀具，所謂驅動輪軸重試驗即將驅動輪放置在重心檢測平臺 上，而旋耕刀具放置在平臺外，檢測平臺水平狀態時檢測到的重量即 為驅動輪軸重數據，該數據與作業機的土壤附著能力有關。
靜側翻穩定性試驗將作業機完整的安放在重心檢測平臺上，一 端用繩索與試驗臺的一處固定，并留有一段活動長度。隨著試驗臺平 臺的傾斜，作業機最終會傾覆，作業機傾覆狀態時對應的平臺角度即 可表征作業機的靜側翻穩定性。
實施例2
參照圖3，本實施例的驅動裝置為液壓油缸11，所述升降機構包括
升降導柱5和支撐導柱6，所述升降導柱5可上下滑動地安裝在支撐 導柱6內，所述液壓油缸11的升降桿與所述升降導柱5的底部連接， 所述升降導柱5的上端通過球鉸7與所述稱重臺2的底部鉸接。 本實施例的其他結構和工作過程與實施例1相向。
權利要求1、一種小型作業機重心檢測裝置，包括設備底座和稱重臺，其特征在于在所述設備底座上安裝第一升降機構、第二升降機構和第三升降機構，所述第一升降機構、第二升降機構和第三升降機構相互呈三角形，所述第一升降機構、第二升降機構和第三升降機構的上端與所述稱重臺的底部鉸接，所述第一升降機構、第二升降機構和第三升降機構均與驅動裝置連接，所述第一升降機構、第二升降機構和第三升降機構上設有稱重傳感器。
2、 如權利要求1所述的小型作業機重心檢測裝置，其特征在于所述 三角形為等腰三角形，所述第三升降機構位于所述等腰三角形的頂角 位置，所述的驅動裝置有兩個，第一驅動裝置連接所述第三升降機構， 第二驅動裝置連接第一升降機構和第二升降機構。
3、 如權利要求2所述的小型作業機重心檢測裝置，其特征在于所述 驅動裝置為螺旋升降機，所述升降機構包括升降導柱和支撐導柱，所 述升降導柱可上下滑動地安裝在支撐導柱內，所述螺旋升降機的升降 桿與所述升降導柱的底部連接，所述升降導柱的上端通過球鉸與所述 稱重臺的底部鉸接。
4、 如權利要求2所述的小型作業機重心檢測裝置，其特征在于 所述驅動裝置為液壓油缸，所述升降機構包括升降導柱和支撐導柱， 所述升降導柱可上下滑動地安裝在支撐導柱內，所述液壓油缸的升降 桿與所述升降導柱的底部連接，所述升降導柱的上端通過球鉸與所述 稱重臺的底部鉸接。
5、 如權利要求3或4所述的小型作業機重心檢測裝置，其特征在于所述的升降導柱呈管狀，所述稱重傳感器安裝在升降導柱的內腔，所 述升降導柱內腔的上部設有上壓塊，所述升降導柱內腔的下部設有下 壓塊，所述上壓塊與所述稱重傳感器的上端，所述稱重傳感器的下端 呈半球形凸接頭，所述下壓塊的上部設有半球形凹接口，所述半球形 凹接口與所述半球形凸接口配合，所述稱重傳感器的下端與所述下壓 塊的上部設有空行程，在所述下壓塊上安裝銷軸，在所述升降導柱的 下部兩側設有銷孔，所述銷軸兩端套裝在銷孔內，所述銷孔內銷軸的 活動行程比所述空行程大，所述下壓塊的下端與升降桿連接。
專利摘要一種小型作業機重心檢測裝置，包括設備底座和稱重臺，在所述設備底座上安裝第一升降機構、第二升降機構和第三升降機構，所述第一升降機構、第二升降機構和第三升降機構相互呈三角形，所述第一升降機構、第二升降機構和第三升降機構的上端與所述稱重臺的底部鉸接，所述第一升降機構、第二升降機構和第三升降機構均與驅動裝置連接，所述第一升降機構、第二升降機構和第三升降機構上設有稱重傳感器。本實用新型提供一種能避免同步控制、提高測量精度的小型作業機重心檢測裝置。
文檔編號G01M1/12GK201273850SQ200820165550
公開日2009年7月15日 申請日期2008年9月29日 優先權日2008年9月29日
發明者欣 喬, 憲 張, 張立彬, 王揚渝, 計時鳴, 趙章風, 江 鐘 申請人:浙江工業大學