一種打結器性能測試試驗臺的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種打結器性能測試設備，包括機械系統和測試系統；機械系統包括：動力輸出裝置、捆長控制裝置、送繩裝置、撥繩裝置；測試系統包括：圖像獲取裝置、動力檢測裝置、張力檢測裝置、控制裝置；控制裝置通過捆長控制裝置控制打結器的工作啟停，控制裝置通過圖像獲取裝置獲取打結器工作過程中的圖像信息，并通過上述圖像信息提取打結器工作過程中各部件的位置信息；控制裝置通過動力檢測裝置、張力檢測裝置分別獲取打結器工作過程中主軸扭矩信息、捆繩張力信息；控制裝置將打結器工作過程中各部件的位置信息、主軸扭矩信息、捆繩張力信息進行彼此匹配，得到打結器工作過程的性能結果。
【專利說明】
一種打結器性能測試試驗臺
技術領域
[0001 ]本發明涉及農用機械測試技術領域，尤其涉及一種打結器性能測試試驗臺。
【背景技術】
[0002]據統計，我國每年產生的農作物秸桿總量約占全球秸桿總量的20%，但是目前秸桿的綜合利用率不足50%，特別是近年來秸桿焚燒現象嚴重，造成嚴重的環境污染。秸桿打捆機廣泛應用于麥稻和牧草秸桿的收集與捆扎，以便于運輸、存儲以及秸桿的綜合利用，其中機械式軟繩打結器是草捆打捆機核心部件。
[0003]目前，國外打捆機的設計和制造技術比較成熟，打結器的研究設計和制造技術水平已達到較高層次。然而，國內打結器的研究仍處于吸收國外先進技術的階段，眾多廠家都依賴購買價格昂貴的國外打結器來生產秸桿打捆機，原因是草捆的捆扎動作需要打結器各機構的精準配合，而廠家缺乏針對打結器及其各機構反求設計能力，缺少專門針對打結器研究的實驗平臺，基于這一問題，本發明提出了一種打結器性能測試試驗臺。
【發明內容】
[0004]基于【背景技術】存在的技術問題，本發明提出了一種打結器性能測試試驗臺。
[0005]本發明提出的打結器性能測試試驗臺，包括機械系統和測試系統；
[0006]機械系統，包括:
[0007]動力輸出裝置，用于為打結器工作提供動力；
[0008]捆長控制裝置，用于控制動力輸出裝置與打結器之間動力傳遞路線的通斷；
[0009]送繩裝置，用于為打結器工作提供捆繩；
[0010]撥繩裝置，用于為捆繩移動提供動力；
[0011]測試系統，包括:
[0012]圖像獲取裝置，用于獲取打結器工作過程中的圖像信息；
[0013]動力檢測裝置，用于獲取打結器工作過程中主軸扭矩信息；
[0014]張力檢測裝置，用于獲取捆繩張力信息；
[0015]控制裝置，與捆長控制裝置、圖像獲取裝置、動力檢測裝置、張力檢測裝置通信連接;控制裝置通過捆長控制裝置控制打結器的工作啟停，控制裝置通過圖像獲取裝置獲取打結器工作過程中的圖像信息，并通過上述圖像信息提取打結器工作過程中各部件的位置信息;控制裝置通過動力檢測裝置、張力檢測裝置分別獲取打結器工作過程中主軸扭矩信息、捆繩張力信息;控制裝置將打結器工作過程中各部件的位置信息、主軸扭矩信息、捆繩張力信息進行彼此匹配，得到打結器工作過程的性能結果。
[0016]優選地，還包括離合器，上述離合器安裝在動力輸出裝置與打結器之間動力傳遞路線上，捆長控制裝置通過控制離合器的分離與結合控制動力輸出裝置與打結器之間動力傳遞路線的通斷。
[0017]優選地，捆長控制裝置包括離合器控制凸輪、用于帶動離合器控制凸輪復位的拉簧、齒輪、齒盤、第一電機和撥草齒盤軸，第一電機與撥草齒盤軸驅動連接并驅動撥草齒盤軸轉動，齒輪安裝在撥草齒盤軸上并隨撥草齒盤軸轉動，齒盤與齒輪嚙合并隨齒輪轉動而在高度方向上移動，齒盤移動過程中推動離合器控制凸輪轉動，離合器隨離合器控制凸輪轉動與復位而結合與分離。
[0018]優選地，動力輸出裝置包括第二電機、減速機和鏈輪，第二電機輸出軸與減速機驅動連接；
[0019]鏈輪包括第一傳動輪、第二傳動輪和傳動鏈，第一傳動輪安裝在減速機輸出軸上，第二傳動輪與離合器驅動連接，第一傳動輪與第二傳動輪通過傳動鏈傳動連接。
[0020]優選地，所述的送繩裝置包括連桿組件、送繩搖桿、送繩叉、繩箱;送繩搖桿通過連桿組件與打結器主軸動力連接，送繩搖桿的一端可轉動，送繩搖桿的另一端與送繩叉固連，送繩叉通過送繩搖桿的轉動將繩箱內的捆繩送至打結器。
[0021]優選地，所述的撥繩裝置包括撥繩連桿、撥繩曲柄、撥繩擺桿、撥繩滾子和撥繩凸輪;兩個撥繩曲柄分別固定于撥繩連桿的兩端，撥繩擺桿固連于撥繩連桿的中心處，撥繩滾子安裝于撥繩擺桿上，撥繩凸輪固定于打結器主軸上。
[0022]優選地，圖像獲取裝置為高速攝影機，高速攝影機根據控制裝置指令采集打結器工作過程圖像信息，并根據控制裝置指令存儲和播放上述圖像信息。
[0023]優選地，還包括工作臺，所述機械系統和測試系統安裝在工作臺上；
[0024]優選地，還包括透明防護罩。
[0025]優選地，控制裝置包括提供時間信息的時間模塊，控制器根據打結器工作過程中各部件的位置信息、主軸扭矩信息、捆繩張力信息，并結合時間軸，得到打結器工作過程的性能結果。
[0026]優選地，打結器工作過程的性能結果包括工作時序圖，上述工作時序圖蘊含打結器工作過程中任一時刻，打結器各部件的位置信息、主軸扭矩信息、捆繩張力信息。
[0027]本發明包括機械系統和測試系統;工作時，動力輸出裝置為打結器工作提供動力，捆長控制裝置可以控制離合器的分離與結合，當模擬草捆達到一定長度后，捆長控制裝置控制離合器結合，此時，動力通過離合器傳遞到打結器主軸上，從而帶動打結器主軸等速轉動，打結器主軸通過連桿組件將動力傳遞到送繩搖桿，送繩搖桿的一端與送繩叉固連，使送繩叉擺動，從而將繩箱內的捆繩送至打結器，為打結器打結提供捆繩;打結器主軸通過撥繩凸輪將動力傳遞到撥繩裝置上，打結器開始打結工作，此時，控制裝置指令控制圖像獲取裝置采集打結器工作過程的圖像信息，并對上述圖像信息進行存儲，控制裝置指令控制動力檢測裝置獲取打結器工作過程中的主軸扭矩信息;控制裝置指令控制張力檢測裝置獲取捆繩的張力信息；打結器完成打結工作后，捆長控制裝置控制離合器分離，打結結束，打結器進入下一個工作周期。高速攝像機采集的打結器工作過程的圖像信息，包括打結器工作過程中各部件的位置信息、主軸扭矩信息、捆繩張力信息，控制裝置獲取上述多種信息，并結合時間軸，得到打結器工作過程的性能結果；由上述分析可知，通過本發明所公開的打結器性能測試試驗臺，可以模擬出打結器的田間工況環境，并獲取打結器在上述環境中進行工作的過程中，各構件隨著打結器主軸轉動過程中的運動情況進行監控，從而解析出打結器工作過程中各部件的運動時序，為打結器的結構優化和改善提供有效數據；同時，可對打結器打結鉗嘴上施加力的作用部位和捆繩拉力進行綜合分析，對打結器鉗嘴的材料進行靜力學特性分析，為打結器鉗嘴選擇最優材料;可通過對主軸扭矩信息的分析，得出本發明所公開的技術方案中的第一電機的最優型號選擇。
【附圖說明】
[0028]圖1為打結器性能測試試驗臺機械系統的主視圖；
[0029]圖2為打結器性能測試試驗臺機械系統的俯視圖；
【具體實施方式】
[0030]如圖1、圖2所示，圖1、圖2為本發明提出的一種打結器性能測試試驗臺。
[0031]參照圖1、圖2，本發明提出的打結器性能測試試驗臺，包括機械系統和測試系統；其中，機械系統包括動力輸出裝置、捆長控制裝置、送繩裝置和撥繩裝置；
[0032]動力輸出裝置為打結器工作提供動力；
[0033]捆長控制裝置設置在工作臺7上遠離第二電機11的一端，捆長控制裝置由第一電機17提供動力，第一電機17與撥草齒盤軸16驅動連接并驅動撥草齒盤軸16轉動，齒輪安裝在撥草齒盤軸上并隨撥草齒盤軸轉動，齒盤5與齒輪嚙合并隨齒輪轉動而在高度方向上移動，拉簧4拉力增大，離合器控制凸輪3與離合器2分離，齒盤5依靠限位擋塊6恢復位置，離合器2隨離合器控制凸輪3轉動與復位而分離與結合；
[0034]送繩裝置包括連桿組件15、送繩搖桿8、送繩叉9、繩箱10;送繩搖桿8通過連桿組件15與打結器主軸動力連接，送繩搖桿8的一端可轉動，送繩搖桿8的另一端與送繩叉9固連，送繩叉9通過送繩搖桿8的轉動將繩箱10內的捆繩送至打結器14;
[0035]撥繩裝置包括撥繩連桿12、撥繩曲柄13、撥繩擺桿20、撥繩滾子19和撥繩凸輪18;兩個撥繩曲柄13分別固定于撥繩連桿12的兩端，撥繩擺桿20固連于撥繩連桿12的中心處，撥繩滾子19安裝于撥繩擺桿20上，撥繩凸輪18固定于打結器14主軸上；
[0036]本實施方式中，第二電機11設置在工作臺7的一端，第二電機11輸出軸通過彈性聯軸器與減速機21連接，減速機21的輸出軸通過彈性聯軸器與動力檢測裝置連接，第一傳動輪I安裝在減速機21輸出軸上，第二傳動輪與離合器2驅動連接，第一傳動輪I與第二傳動輪通過傳動鏈傳動連接;捆長控制裝置通過控制離合器2的分離與結合來控制打結器工作的啟停;捆長控制裝置控制離合器2結合，動力通過離合器2傳遞到打結器14主軸上，以帶動打結器14主軸等速轉動，打結器14主軸通過連桿組件15將動力傳遞給送繩搖桿8，送繩搖桿8的一端與送繩叉9固連，使得送繩叉9擺動，從而將繩箱10內的捆繩送至打結器14，為打結器14的打結工作提供捆繩；同時，打結器14主軸通過撥繩凸輪18將動力傳遞給撥繩裝置，打結器開始工作。
[0037]測試系統，包括:圖像獲取裝置、動力檢測裝置、張力檢測裝置和控制裝置；圖像獲取裝置用于在打結器工作時，采集打結器工作過程中的圖像信息，并對上述圖像信息進行存儲;動力檢測裝置用于獲取打結器工作過程中的主軸扭矩信息，張力檢測裝置用于獲取捆繩的張力信息;控制裝置與捆長控制裝置、圖像獲取裝置、動力檢測裝置和張力檢測裝置通信連接，控制裝置通過捆長控制裝置控制打結器的工作啟停，控制裝置通過圖像獲取裝置獲取打結器工作過程中的圖像信息，并通過上述圖像信息提取打結器工作過程中各部件的位置信息;控制裝置通過動力檢測裝置、張力檢測裝置分別獲取打結器工作過程中主軸扭矩信息、捆繩張力信息；控制裝置將打結器工作過程中各部件的位置信息、主軸扭矩信息、捆繩張力信息進行彼此匹配，得到打結器工作過程的性能結果。
[0038]本實施方式中，圖像獲取裝置為高速攝像機，高速攝像機是一種高度記錄運動物體影響的光學攝影儀器，高速攝像機鏡頭收集物體上反射的光，使其聚焦在攝像器件的受光面上，再通過攝像器件把光轉變為電能，即得到“視頻信號”，通過預放電路將光電信號進行放大，再經過各種電路進行處理和調整，最后得到的標準信號可以送到錄像機等記錄媒介上記錄下來，或通過傳播系統傳播或送到監視器上顯示出來；告訴攝像機可以以每秒1000-10000幀的速度完成對高速目標的快速、多次采樣并以動態圖像形式記錄，具有實時目標獲取、圖像快速記錄、即時回放、圖像清晰等特點，可更好的記錄打結器工作過程中各部件的運動情況，為測試系統分析數據提供更好的圖像信息資源。
[0039]通過高速攝像機，可采集打結器打結鉗嘴上施加力的作用部位和各構件隨打結器主軸的轉動角度;通過張力檢測裝置，可采集在打結器的整個工作過程中捆繩的拉力情況；通過動力檢測裝置，采集打結器工作過程中主軸扭矩信息;控制裝置對上述采集的裝置進行分析處理，并結合時間軸，得到打結器工作過程的性能結果;上述性能結果包括工作時序圖，蘊含有打結器工作過程中任一時刻，打結器各部件的位置信息、主軸扭矩信息、捆繩張力信息;通過對上述多種信息進行分析，可以觀察分析出，當打結器主軸轉動一定角度時，各構件隨著打結器主軸轉動過程中的運動情況進行監控，從而解析出打結器工作過程中各部件的運動時序，為打結器的結構優化和改善提供有效數據；同時，可對打結器打結鉗嘴上施加力的作用部位和捆繩拉力進行綜合分析，對打結器鉗嘴的材料進行靜力學特性分析，為打結器鉗嘴選擇最優材料;可通過對主軸扭矩信息的分析，得出本發明所公開的技術方案中的第一電機的最優型號選擇。
[0040]以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種打結器性能測試設備，其特征在于，包括機械系統和測試系統； 機械系統，包括: 動力輸出裝置，用于為打結器工作提供動力； 捆長控制裝置，用于控制動力輸出裝置與打結器之間動力傳遞路線的通斷； 送繩裝置，用于為打結器工作提供捆繩； 撥繩裝置，用于為捆繩移動提供動力； 測試系統，包括: 圖像獲取裝置，用于獲取打結器工作過程中的圖像信息； 動力檢測裝置，用于獲取打結器工作過程中主軸扭矩信息； 張力檢測裝置，用于獲取捆繩張力信息； 控制裝置，與捆長控制裝置、圖像獲取裝置、動力檢測裝置、張力檢測裝置通信連接;控制裝置通過捆長控制裝置控制打結器的工作啟停，控制裝置通過圖像獲取裝置獲取打結器工作過程中的圖像信息，并通過上述圖像信息提取打結器工作過程中各部件的位置信息；控制裝置通過動力檢測裝置、張力檢測裝置分別獲取打結器工作過程中主軸扭矩信息、捆繩張力信息;控制裝置將打結器工作過程中各部件的位置信息、主軸扭矩信息、捆繩張力信息進行彼此匹配，得到打結器工作過程的性能結果。2.根據權利要求1所述的打結器性能測試設備，其特征在于，還包括離合器(2)，上述離合器(2)安裝在動力輸出裝置與打結器(14)之間動力傳遞路線上，捆長控制裝置通過控制離合器(2)的分離與結合控制動力輸出裝置與打結器(14)之間動力傳遞路線的通斷。3.根據權利要求2所述的打結器性能測試設備，其特征在于，捆長控制裝置包括離合器控制凸輪(3)、用于帶動離合器控制凸輪(3)復位的拉簧(4)、齒輪、齒盤(5)、第一電機(17)和撥草齒盤軸(16)，第一電機(17)與撥草齒盤軸(16)驅動連接并驅動撥草齒盤軸(16)轉動，齒輪安裝在撥草齒盤軸(16)上并隨撥草齒盤軸(16)轉動，齒盤(5)與齒輪嚙合并隨齒輪轉動而在高度方向上移動，齒盤(5)移動過程中推動離合器控制凸輪(3)轉動，離合器(2)隨離合器控制凸輪(5)轉動與復位而結合與分離。4.根據權利要求2所述的打結器性能測試設備，其特征在于，動力輸出裝置包括第二電機(11)、減速機(21)和鏈輪，第二電機(11)輸出軸與減速機(21)驅動連接； 鏈輪包括第一傳動輪(I)、第二傳動輪和傳動鏈，第一傳動輪(I)安裝在減速機輸出軸上，第二傳動輪與離合器(2)驅動連接，第一傳動輪(I)與第二傳動輪通過傳動鏈傳動連接。5.根據權利要求1所述的打結器性能測試設備，其特征在于，所述的送繩裝置包括連桿組件(15)、送繩搖桿(8)、送繩叉(9)、繩箱(10);送繩搖桿(8)通過連桿組件(15)與打結器主軸動力連接，送繩搖桿(8)的一端可轉動，送繩搖桿(8)的另一端與送繩叉(9)固連，送繩叉(9)通過送繩搖桿(8)的轉動將繩箱(10)內的捆繩送至打結器(14)。6.根據權利要求1所述的打結器性能測試設備，其特征在于，所述的撥繩裝置包括撥繩連桿(12)、撥繩曲柄(13)、撥繩擺桿(20)、撥繩滾子(19)和撥繩凸輪(18);兩個撥繩曲柄(13)分別固定于撥繩連桿(12)的兩端，撥繩擺桿(20)固連于撥繩連桿(12)的中心處，撥繩滾子(19)安裝于撥繩擺桿(20)上，撥繩凸輪(18)固定于打結器(14)主軸上。7.根據權利要求1所述的打結器性能測試設備，其特征在于，圖像獲取裝置為高速攝影機，高速攝影機根據控制裝置指令采集打結器(14)工作過程圖像信息，并根據控制裝置指令存儲和播放上述圖像信息。8.根據權利要求1所述的打結器性能測試設備，其特征在于，還包括工作臺(7)，所述機械系統和測試系統安裝在工作臺(7)上； 優選地，還包括透明防護罩。9.根據權利要求1所述的打結器性能測試設備，其特征在于，控制裝置包括提供時間信息的時間模塊，控制器根據打結器工作過程中各部件的位置信息、主軸扭矩信息、捆繩張力信息，并結合時間軸，得到打結器工作過程的性能結果。10.根據權利要求1-9任一項所述的打結器性能測試設備，其特征在于，打結器工作過程的性能結果包括工作時序圖，上述工作時序圖蘊含打結器工作過程中任一時刻，打結器各部件的位置信息、主軸扭矩信息、捆繩張力信息。
【文檔編號】G01M99/00GK105823643SQ201610156738
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月17日
【發明人】陳玨, 陳黎卿, 陳貝, 余曉雨, 鄭爽
【申請人】安徽農業大學