[实用新型]一种悬挂式空间测力系统

说明书

技术领域

本发明属于测力设备技术领域，特别是涉及一种悬挂式空间测力系统。

背景技术

目前，通过研究，利用测力传感器测定被测物在实际使用过程中产生的载荷。例如,对农业机具测量各方向拉力等。以检测农业机具在使用时所需拉力的大小，配备合适的牵引力。现有的测力装置多采用八角环或组合梁结构，采用多个角度传感器进行角度测量，结构繁琐，增加了成本。

专利号为201520698859.4的实用新型专利，公开了一种用于拖拉机悬挂耕深控制的牵引力传感机构,包括上拉杆、下拉杆、测力弹簧、弹簧固定箱体、弹簧座、齿扇、小齿轮以及角位移传感器,通过在上拉杆上安装力传感机构,将上拉杆上的力传给齿扇、齿轮放大机构,从而将位移量转换为角度量,实现了悬挂机构的力传感控制；通过在提升臂上安装角度传感器,实现了耕深的综合调节。但其传动结构复杂，使用和维修成本高，且不能检测各个方向上的合力。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明提供一种悬挂式空间测力系统，它只采用一个角度传感器，只需测量一个角度，即可得出农机具各个方向的拉力。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明一种悬挂式空间测力系统，包括：

上拉杆，其上串联连接拉力传感器和角度传感器，连接拉力传感器的一端连接于拖拉机悬挂架的上悬挂，另一端连接待测机具连接架的上连接杆节点；

下拉杆，为两个，一端连接拖拉机，另一端分别连接测力传感器，测力传感器连接待测机具的横梁；

拉力传感器、角度传感器及两测力传感器分别通过数据采集器连接计算机，通过计算机计算显示各方向合力。

进一步地，所述测力传感器一端设置连接板，用于连接待测机具，另一端设置连接耳板，用于连接下拉杆的连接轴，连接板和连接耳板间为承力框，所述承力框为中部空心的框体结构，且在承力框靠近连接耳板的一侧带有间隙，使上下两部分分离，上部形成上悬臂梁，下部形成下悬臂梁；上、下悬臂梁间的间隙为带折边的凹槽型结构。

本发明的一种测力方式，在测力时，在所述连接耳板上下表面分别对称设置两组应变片R₁、R₂和R₃、R₄；上悬臂梁顶面及底面分别对称设置两组应变片R₅、R₆和R₇、R₈，搭接成全桥电路，数据线通过应变放大和数据采集装置分别连接计算机。

本发明的另一种测力方式，在测力时，在所述连接耳板对应上悬臂梁的侧面及其靠近的上悬臂梁内框分别对称设置两组应变片R₉、R₁₀和R₁₁、R₁₂，上悬臂梁顶面及底面分别对称设置两组应变片R₅、R₆和R₇、R₈，搭接成全桥电路，数据线通过应变放大和数据采集装置分别连接计算机。

进一步地，所述上、下悬臂梁沿竖直方向的间隙x为水平牵引阻力和竖直方向力的合力对悬臂梁末端A点的挠度值之和。

进一步地，靠近所述上悬臂梁末端A点的凹型槽侧壁上开有圆弧形通孔，内置钢筋，且钢筋外径凸出该圆弧形通孔边界，其凸出部分最大长度小于上下悬臂梁间的间隙x，以调节承力框的最大过载保护值。

进一步地，所述连接耳板竖直Y轴方向高度h₁为其上开有的连接孔半径r的3-5倍，即：h₁＝(3-5)r。

进一步地，所述连接耳板沿水平Z轴方向宽度由下列公式得到:

其中：F_y：以连接孔中心为原点沿竖直方向的力，σ₁：F_y相对于连接耳板根部竖直截面M1的应力，所述M1截面过连接耳板应变片处；l₁：F_y到截面M1的距离，h₁：连接耳板竖直方向高度；

其中σ₁小于等于σ_许，则取σ₁接近σ_许，即可得出b₁。

进一步地，所述上悬臂梁顶面到底面间的高度h₂，由下列公式得到: