申请/专利权人：农业部南京农业机械化研究所

申请日：2017-11-15

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN107727385B

主分类号：G01M13/00

分类号：G01M13/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2018.03.20#实质审查的生效;2018.02.23#公开

摘要：本发明公开了一种田间旋耕刀测试系统，旋耕刀测试系统安装在支架上，支架安装在拖拉机上，包括：第一输入轴，第一输入轴与拖拉机相连，以带动输入轴转动；双向变量液压泵，双向变量液压泵包括第二输入轴、液压泵进油端口和液压泵出油端口，第二输入轴适于与第一输入轴相连；单向变量液压马达包括液压马达第一端口、液压马达第二端口和第一输出轴，液压马达第一端口适于与液压泵出油端口相连；以及刀轴管，刀轴管可转动地安装在支架的下端，第一输出轴适于与刀轴管相连。该测试系统通过液压传动与机械传动相结合实现无极变速，大大降低传动系统的动载荷，大大提高机械零部件的使用寿命和可靠性。

主权项：1.一种田间旋耕刀测试系统，其特征在于，所述旋耕刀测试系统安装在支架1上，所述支架1安装在拖拉机13上，包括：第一输入轴2，所述第一输入轴2与所述拖拉机13相连，以带动所述输入轴转动；双向变量液压泵3，所述双向变量液压泵3包括第二输入轴31、液压泵进油端口32和液压泵出油端口33，所述第二输入轴31适于与所述第一输入轴2相连；单向变量液压马达4，所述单向变量液压马达4包括液压马达第一端口42、液压马达第二端口43和第一输出轴41，所述液压马达第一端口42适于与所述液压泵出油端口33相连；以及刀轴管5，所述刀轴管5可转动地安装在所述支架1的下端，所述第一输出轴41适于与所述刀轴管5相连；还包括第一变速箱6，所述第一变速箱6的输入端与所述第一输入轴2相连，所述第一变速箱6的输出端适于与所述第二输入轴31相连；所述第一变速箱6与所述第二输入轴31之间设有连接所述第一变速箱6的输出端和第二输入轴31的联轴器7；第一变速箱6为一级增速齿轮传动；还包括第二变速箱8，所述第二变速箱输入轴81适于与所述单向变量液压马达4的第一输出轴41相连，所述第二变速箱输出轴82与所述刀轴管5相连；第二变速箱8为多级减速齿轮传动。

全文数据：一种田间旋耕刀测试系统技术领域[0001]本发明涉及农业机械设备领域，尤其涉及一种田间旋耕刀测试系统。背景技术[0002]现有技术中，^间旋耕刀的传动系统为多为机械传动，由于工作环境恶劣，传动系统的动载荷较大，而且容易发生发动机超载熄火的现象，这样会大大降低有关机械零件的使用寿命和可靠性。发明内容[0003]针对上述现有技术存在的问题，本发明提供田间旋耕刀测试系统，该测试系统通过液压传动与机械传动相结合实现无极变速，能自动适应负荷和行驶阻力的变化，大大降低传动系统的动载荷，避免了发动机发生熄火现象，大大提高机械零部件的使用寿命和可靠性。[0004]为了实现上述目的，本发明提供田间旋耕刀测试系统，所述旋耕刀测试系统安装在支架上，所述支架安装在拖拉机上，包括:第一输入轴，所述第一输入轴与所述拖拉机相连，以带动所述输入轴转动;双向变量液压泵，所述双向变量液压泵包括第二输入轴、液压栗进油端口和液压栗出油端口，所述第二输入轴适于与所述第一输入轴相连;所述单向变量液压马达包括液压马达第一端口、液压马达第二端口和第一输出轴，所述液压马达第一端口适于与所述液压栗出油端口相连；以及刀轴管，所述刀轴管可转动地安装在所述支架的下端，所述第一输出轴适于与所述刀轴管相连。[0005]在该技术方案中，由拖拉机的发动机带动第一输入轴的转动，并由第一输入轴将其动力传递给双向变量液压泵的第二输入轴，通过第二输入轴的转动使双向变量液压泵内的油液产生压力，将发动机的机械能转化为油液的压力能，具有压力的油液由双向变量液压栗的液压泵出油端口进入单向变量液压马达的液压马达第一端口，并带动第一输出轴的转动，将油液的液压能转化为第一输出轴转动的机械能，接着由第一输出轴带动刀轴管的转动，实现刀轴管上的刀具旋耕碎土的目的;通过调节双向变量液压栗的输出油液的流量，进而实现对刀轴管的转速的无极调速。该系统通过液压传动与机械传动相结合实现无极变速，能自动适应负荷和行驶阻力的变化，大大降低传动系统的动载荷，避免了发动机发生熄火现象，大大提高机械零部件的使用寿命和可靠性。[0006]另外，根据本发明的田间旋耕刀测试系统，还可以具有如下技术特征：[0007]进一步地，还包括第一变速箱，所述第一变速箱的输入端与所述第一输入轴相连，所述第一变速箱的输出端适于与所述第二输入轴相连。[0008]进一步地，所述第一变速箱与所述第二输入轴之间设有连接所述第一变速箱的输出端和第二输入轴的联轴器。[0009]进一步地，还包括第二变速箱，所述第二变速箱的输入轴适于与所述单向变量液压马达的第一输出轴相连，所述第二变速箱输出轴与所述刀轴管相连。[0010]进一步地，所述单向变量液压马达与所述第二变速箱之间设有扭矩传感器，所述扭矩传感器一端与所述第一输出轴相连，所述扭矩传感器另一端与所述第二变速箱输入轴相连。[0011]进一步地，所述第二变速箱设于所述支架的一侧，且通过紧固件与所述支架固定连接。[0012]优选地，所述第二变速箱与所述支架之间通过螺栓固定连接，所述第二变速箱上设有多个第一定位孔，所述支架上设有多个第二定位孔，所述多个第一定位孔与所述多个第二定位孔一一对应，所述螺栓依次穿过所述第一定位孔与所述第二定位孔。[0013]进一步地，还包括五轮仪，所述五轮仪固定安装在所述支架上，以测量所述旋耕刀测试系统的速度。[0014]进一步地，所述支架上端还设有连接架，所述拖拉机通过连接架与所述支架相连。[0015]进一步地，所述连接架包括多个连杆和耳板，所述多个连杆与所述支架固定相连，所述耳板上设有适于所述拖拉机相连的销孔。[0016]根据本发明的一种田间旋耕刀测试系统，与传统纯机械传动的旋耕刀测试系统相比，该种田间旋耕刀测试系统的动力采用液压无极变速控制，能自动适应负荷和行驶阻力的变化，以液体为传力介质，大大减轻传动系动载，易防止发动机超载和熄火，可提高有关零部件的寿命，对工作条件恶劣的农业机械和工程机械尤为重要。附图说明[0017]图1为田间旋耕刀测试系统结构主视图；[0018]图2为图1的俯视图；[0019]图3为田间旋耕刀测试系统液压系统图。[0020]附图标记：[0021]支架1;第一输入轴2;双向变量液压栗3;第二输入轴31;液压泵进油端口32;液压泵出油端口33;单向变量液压马达4;第一输出轴41;液压马达第一端口42;液压马达第二端口43;刀轴管5;第一变速箱6;第一齿轮61;第二齿轮62;传动轴63;联轴器7;第二变速箱8;第二变速箱输入轴81;第二变速箱输出轴82;螺栓8：3;扭矩传感器9;五轮仪10;连接架11;连杆111;耳板112;油箱12;拖拉机13。具体实施方式[0022]下面结合附图1〜3对本发明作进一步说明。[0023]^根据本发明实施例的一种田间旋耕刀测试系统，如图1、图2和图3所示，旋耕刀测试系统安装在支架1上，支架1安装在拖拉机13上，包括:第一输入轴2、双向变量液压泵3、单向变量液压马达4和刀轴管5。[00¾]第二输入轴2，第一输入轴2与拖拉机13相连，以带动所述输入轴转动;也就是说，拖拉机=的发动机输出端与第一输入轴2相连，在拖拉机i3的发动机启动后，由拖拉机丨3的发动机带动第一输入轴2的转动，可以通过控制拖拉机1:3发动机的转速来控制第一输入轴2的转速。[0025]I向变量液压泵3,双向变量液压栗3包括第二输入轴幻、液压栗进油端口32和液压栗出油端口33，第二输入轴31适于与第一输入轴2相连;具体地，如图3所示，还包括油箱12,液压泵进油端口32适于与油箱I2相连，例如，液压栗进油端口32与油箱12之间通过油管相连;第一输入轴2将其动力传递给第二输入轴31，从而为双向变量液压泵3提供动力源，通过第二输入轴31的转动使油箱12内的油液进入双向变量液压泵3内，并流向液压栗出油端口33处;即将机械能转化为油液的压力能，而且油液的压力能与转速成正比，而且双向变量液压泵3的输出油液的流量是可以调节的。[0026]单向变量液压马达4,单向变量液压马达4包括液压马达第一端口42、液压马达第二端口43和第一输出轴41，所述液压马达第一端口42适于与所述液压栗出油端口33相连；具体地，如图3所示，液压栗出油端口33与液压马达第一端口42相连，液压马达第二端口43适于与所述油箱12相连，例如，液压泵出油端口33与液压马达第一端口42之间以及液压马达第二端口43适于与所述油箱12之间均可以通过油管连接，即油管的一端与液压泵出油端口33相连，油管的另一端与液压马达第一端口42相连，使压力油液的由双向变量液压泵3进入单向变量液压马达4内，压力油液带动单向变量液压马达4转动，并由单向变量液压马达4的第一输出轴41输出动力，实现了将油液的液压能转化为第一输出轴41转动的机械能。以及[0027]刀轴管5,刀轴管5可转动地安装在支架1的下端，第一输出轴41适于与刀轴管5相连;具体地，刀轴管5上设有多个刀具，刀具随着刀轴管5的转动而转动，从而起到旋耕碎土的作用，在刀轴管5的两端分别固定安装有滚动轴承，滚动轴承的内圈与刀轴管5固定连接，滚动轴承的外圈与支架1固定连接，这样可以减小刀轴管5与支架1之间的摩擦力，而且能够提高刀轴管5旋转的平稳性;而且由单向变量液压马达4的第一输出轴41将动力传递给刀轴管5,可以带动刀轴管5的旋转，从而可以达到旋耕碎土的目的。[0028]具体而言，由拖拉机I3的发动机带动第一输入轴2的转动，并由第一输入轴2将其动力传递给双向变量液压泵3的第二输入轴31，通过第二输入轴31的转动使双向变量液压栗3内的油液产生压力，将发动机的机械能转化为油液的压力能，具有压力的油液由双向变量液压栗3的液压栗出油端口33进入单向变量液压马达4的液压马达第一端口42,并带动第一输出轴41的转动，将油液的液压能转化为第一输出轴41转动的机械能，接着由第一输出轴41带动刀轴管5的转动，实现刀轴管5上的刀具旋耕碎土的目的；通过调节双向变量液压泵3的输出油液的流量，进而实现对刀轴管5的转速的无极调速。该系统通过液压传动与机械传动相结合实现无极变速，进而实现对刀轴管5的转速的无极调速，能自动适应负荷和行驶阻力的变化，大大降低传动系统的动载荷，避免了发动机发生熄火现象，大大提高机械零部件的使用寿命和可靠性。[0029]在本发明的一些实施例中，还包括第一变速箱6,所述第一变速箱6的输入端与所述第一输入轴2相连，所述第一变速箱6的输出端适于与所述第二输入轴31相连;具体地，第一变速箱6可以为一级增速齿轮传动，包括第一齿轮61、第二齿轮62和传动轴63,第一齿轮61的齿数大于第二齿轮62的齿数，在第一输入轴2上固定设有第一齿轮61，在传动轴63上设有第二齿轮62,第一齿轮61与第二齿轮62相互啮合，且传动轴63适于与第二输入轴31相连。通过一级增速齿轮传动可以将拖拉机13发动机的转速提高，以满足双向变量液压泵3的工作需求的转速。[0030]进一步地，所述第一变速箱6与所述第二输入轴31之间设有连接所述第一变速箱6的输出端和第二输入轴31的联轴器7。具体地，联轴器7的两端分别设有连接端口，其中一个连接端口与传动轴63相连，另一个端口与双向变量液压泵3的第二输入轴31相连，这样可以使第一变速箱6的传动轴63带动双向变量液压泵3的第二输入轴31转动，方便传递扭矩，而且还能起到减震和缓冲的作用，提高轴系的动态性能。[0031]在本发明的一个实施例中，还包括第二变速箱8,所述第二变速箱输入轴S1适于与所述单向变量液压马达4的第一输出轴41相连，所述第二变速箱输出轴82与所述刀轴管5相连。具体地，第二变速箱8为多级减速齿轮传动，由于具有压力的油液进入单向变量液压马达4内，会使单向变量液压马达4的转速过高，而旋耕管在实际旋耕碎土的过程中，为提高碎土质量，刀轴管5的转速不能过高，在刀轴管5与第二输出轴之间设置第二变速箱8可以有效地降低单向变量液压马达4的转速，从而提高碎土质量;值得说明的是，第二变速箱8为多级平行轴变速箱，例如，如图1所述，为四级变速箱。[0032]进一步地，所述单向变量液压马达4与所述第二变速箱8之间设有扭矩传感器9,所述扭矩传感器9一端与所述第一输出轴41相连，所述扭矩传感器9另一端与所述第二变速箱输入轴81相连。通过在所述单向变量液压马达4与所述第二变速箱8之间设置扭矩传感器9，可以有效地实时监测单向变量液压马达4的第一输出轴41的扭矩，以更好地对刀轴管5上的刀具进行功耗计算。[0033]进一步地，所述第二速器设于所述支架1的一侧，且通过紧固件与所述支架1固定连接。具体地，所述第二变速箱8与所述支架1之间通过螺栓83固定连接，所述第二变速箱8上设有多个第一定位孔，所述支架1上设有多个第二定位孔，所述多个第一定位孔与所述多个第二定位孔一一对应，所述螺栓83依次穿过所述第一定位孔与所述第二定位孔。这样可以使第二变速箱8与支架1之间连接的更加可靠，而且拆卸和安装方便，便于维修和维护。[0034]在本发明的一个实施例中，还包括五轮仪10,所述五轮仪10固定安装在所述支架1上，以测量所述测试系统的速度;具体地，在实际操作中，五轮仪10的轮子与地面接触，测量测试系统的前进速度，并将其作为测试系统性能测试的一个影响因子，对测试系统动力性能、制动性能等各项性能进行测试。[0035]进一步地，所述支架1上端还设有连接架11，所述拖拉机13通过连接架11与所述支架1相连，所述连接架11包括多个连杆111和耳板112,所述多个连杆111与所述支架1固定相连，所述耳板112上设有适于所述拖拉机13相连的销孔;具体地，连接架11设于支架1的中间位置，多个连杆111对称设在支架1上，例如，如图1所述，设置四个连杆111，对称设于所述支架1的中心位置的两侧，这样使拖拉机13与支架1连接过程中受力更加合理，可靠性更高，连接架11与支架1之间可以通过焊接的方式固定连接，这样连接方式工艺简单，可靠性高，而且成本低。[0036]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“上端”、“下”、“下端”等指示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或者暗示所示的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。[0037]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或者两个以上，除非另有明确具体的限定。[0038]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一特征与第二特征直接接触，或者第一和第二特征通过中间媒介间接接触。[0039]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”等术语应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或者一体成型；可以是机械连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。[0040]在本发明的说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或者示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或者示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或者示例的特征进行结合和组合。[0041]尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

权利要求：1.一种田间旋耕刀测试系统，其特征在于，所述旋耕刀测试系统安装在支架（1上，所述支架1安装在拖拉机13上，包括：第一输入轴2，所述第一输入轴⑵与所述拖拉机13相连，以带动所述输入轴转动；双向变量液压泵3，所述双向变量液压泵3包括第二输入轴31、液压泵进油端口32和液压杲出油端口（33，所述第二输入轴31适于与所述第一输入轴2相连；单向变量液压马达4，所述单向变量液压马达4包括液压马达第一端口（4¾、液压马达第二端口（43和第一输出轴41，所述液压马达第一端口（42适于与所述液压泵出油端口（33相连；以及刀轴管5，所述刀轴管5可转动地安装在所述支架（1的下端，所述第一输出轴41适于与所述刀轴管5相连。2.根据权利要求1所述的田间旋耕刀测试系统，其特征在于，还包括第一变速箱¢，所述第一变速箱6的输入端与所述第一输入轴2相连，所述第一变速箱6的输出端适于与所述第二输入轴31相连。3.根据权利要求2所述的田间旋耕刀测试系统，其特征在于，所述第一变速箱6与所述第二输入轴31之间设有连接所述第一变速箱6的输出端和第二输入轴31的联轴器⑺。4.根据权利要求1所述的田间旋耕刀测试系统，其特征在于，还包括第二变速箱8，所述第二变速箱输入轴81适于与所述单向变量液压马达4的第一输出轴41相连，所述第二变速箱输出轴82与所述刀轴管5相连。5.根据权利要求4所述的田间旋耕刀测试系统，其特征在于，所述单向变量液压马达⑷与所述第二变速箱8之间设有扭矩传感器9，所述扭矩传感器0?—端与所述第一输出轴41相连，所述扭矩传感器9另一端与所述第二变速箱输入轴81相连。6.根据权利要求4或5所述的田间旋耕刀测试系统，其特征在于，所述第二变速箱8设于所述支架1的一侧，且通过紧固件与所述支架（1固定连接。7.根据权利要求6所述的田间旋耕刀测试系统，其特征在于，所述第二变速箱8与所述支架（1之间通过螺栓83固定连接，所述第二变速箱8上设有多个第一定位孔，所述支架1上设有多个第二定位孔，所述多个第一定位孔与所述多个第二定位孔一一对应，所述螺栓83依次穿过所述第一定位孔与所述第二定位孔。8.根据权利要求1所述的田间旋耕刀测试系统，其特征在于，还包括五轮仪（10，所述五轮仪10固定安装在所述支架1上，以测量所述旋耕刀测试系统的速度。9.根据权利要求8所述的田间旋耕刀测试系统，其特征在于，所述支架（1上端还设有连接架11，所述拖拉机13通过连接架11与所述支架1相连。10.根据权利要求9所述的田间旋耕刀测试系统，其特征在于，所述连接架（11包括多个连杆111和耳板112，所述多个连杆111与所述支架⑴固定相连，所述耳板112上设有适于所述拖拉机13相连的销孔。

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