[发明专利]犁耕机械下拉杆纵向力测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及农业机械技术领域，具体涉及一种在犁耕作业过程中用于测量犁耕机械下拉杆纵向力的装置。

背景技术

现有的犁耕机械均是通过拖拉机后悬挂机构连接实现牵引作业，悬挂机构中的上、下拉杆端部与耕具铰接，下拉杆的中部通过提升杆与提升臂铰接，提升臂与控制装置连接。对功率较大的犁耕机械，由于牵引力较大，耕具质量大，通常采用下拉杆传感的方式，测量耕具作用在下拉杆纵向的拉力，然后将受力信息传递到控制装置，实现对机组进行控制(即力控制方式)，如图1所示，为下拉杆的受力示意图，下拉杆的上游端部受力为销轴作用在下拉杆上的力N₁；下游端部受力为耕具作用在下拉杆上的力F_N，主要是耕具的重力和土壤的阻力；下拉杆的中部受力为提升臂通过提升杆对下拉杆施加的力P。由图中可以看出，下拉杆的受力分为两部分，沿拉杆纵向力和垂直于拉杆纵向的力。传统的测力方式，无论将测力传感器安装在下拉杆的任意位置，测量的是上述两种力的合力，并近似地将合力作为下拉杆的纵向力，由于受垂直于纵向的力的影响，引起对纵向拉力的测量误差较大，特别在浅耕作业中，土壤阻力较小，这时耕具重力占主导，下拉杆的垂直分力很大，测量的结果误差也很大，甚至不能测定。因此，传统的力控制方式只能近似地用在深耕作业，不适合用在浅耕作业中。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种犁耕机械下拉杆纵向力测量装置，不论在深耕作业还是在浅耕作业中，该测量装置都能对下拉杆的纵向力进行准确测量，从而对耕深进行有效控制。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：犁耕机械下拉杆纵向力测量装置，包括力传感器，所述力传感器安装于拖拉机悬挂机构中的下拉杆上，所述下拉杆的延伸方向为纵向，所述下拉杆的延伸方向所在的垂直平面为纵垂面；所述下拉杆包括第一拉杆半体和第二拉杆半体，所述第一拉杆半体和所述第二拉杆半体之间设有使两者仅具有纵向自由度的连接机构，所述连接机构上设有仅将下拉杆的纵向分力传递给所述力传感器的安装部，所述力传感器安装于所述安装部上，所述第一拉杆半体和第二拉杆半体通过所述连接机构和所述力传感器固定在一起。

作为一种优选的技术方案，所述力传感器是销轴式力传感器。

所述连接机构包括与所述第一拉杆半体连接或设为一体的第一连接件，与所述第二拉杆半体连接或设为一体的第二连接件，至少两个销轴固定于所述第一连接件上，所述销轴沿垂直于所述纵垂面的方向延伸，所述第二连接件上设有与所述销轴一一对应的纵向长孔，在所述纵垂面内所述纵向长孔的长度方向与所述下拉杆的纵向方向一致，所述销轴约束于所述纵向长孔中；所述安装部包括设置于所述第二连接件上的横向长孔，在所述纵垂面内所述横向长孔的长度方向与所述纵向长孔的长度方向垂直，所述销轴式力传感器固定于所述第一连接件上且约束于所述横向长孔中。

作为另一种优选的技术方案，所述力传感器是S型拉力传感器。

所述连接机构包括与所述第一拉杆半体连接或设为一体的叉形的第一连接件，与所述第二拉杆半体连接或设为一体的第二连接件，所述第二连接件插接于所述第一连接件中，至少两个销轴固定于所述第一连接件上，所述销轴沿垂直于所述纵垂面的方向延伸，所述第二连接件上设有与所述销轴一一对应的纵向长孔，在所述纵垂面内所述纵向长孔的长度方向与所述下拉杆的纵向方向一致，所述销轴约束于所述纵向长孔中；所述安装部包括设置于所述第一连接件上的第一安装部和设置于所述第二连接件上的第二安装部，所述S型拉力传感器的两端分别通过一个连接杆与所述第一安装部和第二安装部铰接。

所述第一安装部包括一个固定于所述第一连接件上的第一铰接轴，所述第二安装部包括一个固定于所述第二连接件上的第二铰接轴，所述第一铰接轴、所述第二铰接轴与所述销轴平行设置。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：