[实用新型]土壤剪切扭矩测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及农业土壤力学性能检测技术领域，具体为一种土壤剪切扭矩测量装置。

背景技术

土壤耕整是保证农业生产过程顺利进行的基础，是农业耕作机械的主要作业内容。土壤耕整的目的是对农田土壤进行机械处理使之适合农作物生长，其实质是一种复杂的土壤迁移、变形及破碎过程。在此过程中，土壤结构、耕作部件形状、土壤与耕作部件间相互作用等均对其产生重要影响，在这一过程中能源消耗也最多。为估算土壤耕整机械作业功率消耗、开展土壤力学特性研究以及对各种田间土壤耕作部件进行结构优化设计，需要快速测量并获取土壤剪切强度，但是现有获取这些土壤力学特性参数的方案主要依靠人工操作剪切装置完成，存在剪切速度不稳定、测量效率低、测量误差大等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服上述不足而提供一种结构简单且能快速准确测定土壤剪切强度的土壤剪切扭矩测量装置。

本实用新型一种土壤剪切扭矩测量装置，包括十字剪切板、传动箱、连接杆、通过连接杆与传动箱相连的电动机、安装在电动机上的蓄电池、两端分别与传动箱和十字剪切板相连的传动杆、安装在传动箱上的单片机以及多个安装在传动箱上的支架。

所述传动箱包括主动齿轮、从动齿轮、与从动齿轮啮合的从动齿条、与主动齿轮啮合的主动齿条、两端分别与主动齿条和从动齿条相连的拉压力传感器、两个对称设置在传动箱两侧内壁的直线导轨以及两个用于控制主动齿条和从动齿条移动行程的螺纹杆，所述传动箱两端分别设有螺孔，所述螺纹杆位于螺孔内。

所述直线导轨内侧设有V型槽，所述主动齿条和从动齿条两侧均有两个与V型槽配合的半球型凹坑，所述V型槽和半球型凹坑之间镶嵌有钢球。

所述剪切十字板包括两块形状相同的矩形板，所述两块矩形板呈十字相交设置，所述剪切十字板一端设有伸缩杆，所述伸缩杆上设有多个均匀分布的第一径向通孔，所述传动杆的一端设有花键轴，所述传动杆的另一端为薄壁圆筒；所述薄壁圆筒上设有多个均匀分布的第二径向通孔，所述花键轴与从动齿轮相连接，所述伸缩杆位于薄壁圆筒内，所述第一径向通孔和第二径向通孔通过销钉定位。

所述传动箱上安装有GPS定位装置。

所述支架共3个且互成夹角120°安装于传动箱的底部。

本实用新型具有以下有益效果：

1、该装置结构简单，操作方便，采用电力对田间土壤的剪切扭矩进行快速测量，可以避免人为操作带来的误差，所获结果准确，可为田间作业机具的选择和设计提供可靠依据。

2、拉力传感器将测得的数据采集和储存到单片机中，通过单片机的存储功能，可以连续地对田间多个点位进行测量。

3、GPS定位装置在工作中可以辅助确定测量点的空间位置，从而获得对应田块的空间地理位置上的土壤信息数据。

4、本土壤剪切扭矩测量装置可通过调节驱动杆与剪切板伸缩杆间的连接长度，从而测定水田土壤中不同深度处的土壤剪切值。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为传动箱内部结构示意图。

图3为主动齿条侧视图。

图4为从动齿条侧视图。

图5为直线导轨结构示意图。

图6为十字剪切板结构示意图。

图7为传动杆结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例进一步说明本实用新型。