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我国农业机械化持续快速发展,对农机具测试提出了更高的要求。测试技术的先进性直接影响着新产品的性能和质量,以及产品更新的周期。本文通过对国内、外农机具测试现状的调查研究,完成了基于PXI的农机具测试系统的软、硬件设计,完成了五杆测力法配套连接装置的设计制做,进行了农机具入土部件性能测试直接测量法的探索性研究。论文主要内容如下:
根据农机具综合测试参数同步性要求,采用同步数据采集模块、高性能信号调理电路完成空间力系和角度信号采集。针对农机具工作环境特点,选用PXI总线结构组建硬件系统,最大限度地解决抗振、抗干扰、防灰尘等问题。
使用Lab VIEW编程语言,设计了基于虚拟仪器技术的农机具通用测试平台。软件系统包括车载子系统和远程监测子系统。车载子系统完成测试信号的采集、数字滤波、合成计算、无线发送等功能;远程监测子系统完成对测试信号的无线接收、波形显示、数据存储、时域频域分析、特殊点回放等功能。将每个功能模块编写为可直接调用的子Ⅵ,用户可以通过友好的图形界面操作、定义、设计测试项目,为测试者提供一个快速搭建测试任务的通用性平台,解决了农机具测试系统开发周期长、精度低、操作复杂的问题。
针对悬挂式农机具工作原理,设计了五杆测试装置,选择拉、压力传感器和倾角传感器,自制传感器连接装置,组成测试传感系统。力传感器连接装置消除了其他方向的力或力矩对传感器的影响,倾角传感器连接装置使传感器固定地平行于各个杆件轴线。通过对传感系统的静态标定,证明其有较好的线性度和灵敏度。通过传感系统获得机车牵引农机具行走过程中受力和空间位置,完成了室内土槽上机车牵引农机具测试。
进行了农机具入土部件测试线路保护装置材料选择试验和结构选择试验。通过试验可知:在短距离测试时,可采取用锡纸屏蔽、用绝缘胶带多层缠绕保护、用塑料胶带包在外层减小接触面摩擦阻力的方法保护测试线路;在长距离测试时可采用金属材料紧密包裹保护,金属材料可取厚度较小的铁皮。在小量程测试(600N之内),保护装置与测试部件要紧密连接,受力应通过保护装置直接传递到测试部件上,测试精度会受加工工艺的影响。测试灵敏度与力矩成线性关系,力矩越大,灵敏度越高。
试验结果表明:基于PXI的农机具测试系统可完成对15路测试信号的同步采集、高速处理,系统最高采样率可达500kHz,可完成0-50kHz范围内信号测试,满足农机具田间、室内测试及其他较高频率测试扩展需要;五杆测试装置能够在不破坏原机组结构的基础上,真实、完整地反映机具工作时受力情况;入土部件测试线路保护的探索性试验为进一步研究入土部件的性能测试提供试验依据和数据支持。