[发明专利]船形拖拉机船体模型行驶阻力检测试验装置及其方法

说明书

本发明公开了一种船形拖拉机船体模型行驶阻力检测试验装置及其方法，该装置包括水田土槽、牵引装置、数据采集装置、船体模型，牵引装置设于水田土槽一端，由不同接地角和不同曲率半径系列的船体模型组成船体模型组，通过改变水田土槽中土壤类型、土壤饱和含水量、表层水深和静置时间获得了水田的各中作业条件，能够对不同结构船体模型在不同接地比压、牵引速度和水田环境条件下进行阻力检测，从而获得不同型式船形拖拉机的行走阻力，装置结构紧凑，牵引速度无级可调且与拉力同步记录，满足各种型式船型拖拉机行驶阻力测定要的要求，也可用于水田环境条件、船体结构参数对行驶阻力影响的测定。

技术领域

本发明属于农业机械领域，涉及一种船形拖拉机在不同工况下行驶阻力检测的试验装置。

背景技术

水田是耕田的主要组成部分，但由于上世纪围湖造田、常年泡水的传统耕作习惯以及土地集约化改造，机具功率越来越大，造成“泥脚越深-功率越大-耕底层破坏-泥脚更深”恶性循环，致部分地区水田泥脚越来越深(深度≥40cm)，传统的作业机具无法下田作业，机耕船式拖拉机在背景下生产动力机械。但由于水田壤结构组成多样、作业条件差异大，现有机耕船式拖拉机船体设计均是流体介质进行设计的，而处于液态的水田土壤的力学特性与水的流变特性截然不同，机耕船式拖拉机船体不同的船体结构在水田土壤含水量、土壤中粘粒含量、表层水深不同时行驶阻力差异极大。但当前土槽试验台均是针对旱地作业机具的试验台，不能对水田环境进行模拟，更不能对不结构的船体在不同的水田条件下进行试验。由于船体结构参数选取不合理造成机耕船式拖拉机行驶阻力大、能耗高，特别需要一种能够精确确定不同水田条件下一定船体结构的机耕船式拖拉机行驶阻力的测定试验装置，以优化匹配动力系统，同时试验优化船体的主要结构参数如前缘曲率半径、接地角、接地压力。

发明内容

本发明的目的克服传统土槽试验台仅用于旱地土壤作业机具作业性能测试，不能模拟复杂的水田土壤作业条件，不能用于不同结构机耕船式拖拉机船体行驶阻力测定，本发明提供一种船形拖拉机船体模型行驶阻力检测试验装置及其方法，通过在水田土槽填入测试要求类型的土壤并进行预处理、充水以模拟不同含水量、表层水深等水田作业条件，利用不同结构船体模型在不同在牵引速度、接地压力条件下测定其行驶阻力，为船形拖拉机结构设计、前进阻力测定提供试验检测装置。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

船形拖拉机船体模型行驶阻力检测试验装置，其包括水田土槽、牵引装置、数据采集装置、船体模型，牵引装置置于水田土槽一端，船体模型放置在水田土槽中，数据采集装置固定在船体模型上；

水田土槽包括槽箱、基座、泄水管、球阀、纵底梁、等高检测管、胶管、内槽，多支基座横向均布固定于地面，各基座上表面在同一水平面上，槽箱为矩形框架，槽箱底部固定在多支基座上，多支纵底梁纵向固定在基座上表面并在槽箱内均匀分布；内槽固定在槽箱内；泄水管垂直穿过槽箱一侧并于固定在内槽侧壁，泄水管一端与内槽内部相连通；球阀安装在泄水管另一端；多支等高检测管均匀垂直固定在内槽一侧内壁，等高检测管为具有刻度的透明管，各等高检测管的刻度上限在同一水平面上，等高检测管的下端通过三通与同一条胶管相连通；

牵引装置包括机架、卷筒组件、电动机、变频调速器、配电盘、主动链轮、从动链轮、钢丝绳，卷筒组件通过两只轴承座固定在机架前上部，电动机固定在机架中部，卷筒组件的轴线与电动机的轴线平行；变频调速器固定在机架后部，配电盘固定在机架上，变频调速器和配电盘分别与电动机相连；主动链轮安装在电动机输出轴上，从动链轮固定在卷筒组件的卷筒轴一端，主动链轮与从动链轮构成链传动；钢丝绳的一端固定在卷筒组件的圆柱形卷筒上并缠绕在卷筒上；

船体模型包括侧样条板、底缘板、标准配重块、支架、标尺、牵引滑槽，侧样条板下缘由倾斜直线段、弧线段、水平直线段构成，侧样条板外侧设有标尺；底缘板两边与两块侧样条板垂直固定连接并构成模型主体，底缘板成型截面与侧样条板一致；牵引滑槽固定在底缘板前部中心对称面上；在船体主体中放置有多块标准配重块；支架固定在底缘板后上部；