微型聯(lián)合收割機傳動軸轉矩轉速實時測量裝置的研究.pdf

1、在機械傳動系統(tǒng)中，轉矩、轉速是反映系統(tǒng)運行參數(shù)的最典型物理量。轉矩、轉速測量是各種動力機械運行狀態(tài)監(jiān)測和故障識別預報的主要信息源，是檢驗各類動力機械功率輸出是否達到設計指標的必備手段，也是設計的基本參數(shù)。微型聯(lián)合收割機等農(nóng)業(yè)機械在設計時需要了解各工作部件傳動軸工作過程中的功率分配情況，其功率則可以通過測量各動力軸的轉矩、轉速來實現(xiàn)。我國微型聯(lián)合收割機的功耗、體積、重量、可靠性等性能指標均比日本生產(chǎn)的微型聯(lián)合收割機差，究其重要原因是我國的

2、微型聯(lián)合收割機在設計制造時缺乏田間實際作業(yè)時各部件功率消耗的基礎數(shù)據(jù)，使得我國的設計人員只能采取保守、模仿設計，導致微型聯(lián)合收割機在功耗、體積、重量、可靠性等方面與日本的差距較大。因此，掌握微型聯(lián)合收割機各工作部件傳動軸收獲作業(yè)的轉矩和轉速、功率消耗等基礎數(shù)據(jù)，有利于研究收割機的功耗分配，降低功耗，減小體積和重量，對于提升我國微型聯(lián)合收割機的質量有著極其重要的意義。
　　傳統(tǒng)的轉矩測量方式在測量裝置上有大量的引線，由于田間工作條件

3、復雜，環(huán)境差，且在工作時振動大，不適合在田間實時測量;而專用的無線轉矩傳感器一般都為整體總成的設備，測量的時候需要將軸斷開來安裝，已經(jīng)做好的微型聯(lián)合收割機無安裝空間，且其成本極高，尺寸較大，也不適合微型聯(lián)合收割機收獲作業(yè)時測量。因此，有必要研發(fā)結構較小、無需改動被測農(nóng)機結構、安裝方便、成本較低的測量裝置，以實現(xiàn)對微型聯(lián)合收割機田間收獲作業(yè)狀況下轉矩轉速的實時測量?？梢?，微型聯(lián)合收割機工作部件傳動軸轉矩轉速實時測量裝置的設計與研究具有重要

4、的現(xiàn)實意義。
　　本課題設計的微型聯(lián)合收割機工作部件傳動軸轉矩轉速實時測量裝置，能夠將測試數(shù)據(jù)記錄、存儲到U盤等存儲設備中，方便測試數(shù)據(jù)分析處理。在查閱分析大量文獻資料的基礎上，進行了整體方案設計，模塊化設計，硬件系統(tǒng)設計和軟件系統(tǒng)設計;完成了系統(tǒng)的調(diào)試，數(shù)據(jù)測試試驗分析。本設計采用應變片作為轉矩測量傳感器，采用霍爾傳感器作為轉速測量裝置，通過數(shù)據(jù)處理器完成應變片電阻變化的測量、A/D轉換、數(shù)據(jù)處理、轉矩和轉速的測量、數(shù)據(jù)的無線傳

5、輸、數(shù)據(jù)存儲等。
　　測量裝置的數(shù)據(jù)處理器硬件系統(tǒng)選用16位PIC24FJ64GA004作為主控芯片、ADS8320作為A/D處理芯片、MRF89XAM9A作為數(shù)據(jù)的無線傳輸模塊，以及集成運放INA333等其它高性能芯片，通過這些集成芯片搭建各類功能電路。基于軟件開發(fā)環(huán)境MPLAB編寫了數(shù)據(jù)處理器的主程序和子程序。硬件系統(tǒng)還采用了抗電磁干擾設計等措施，以保證其在復雜惡劣的環(huán)境中工作的穩(wěn)定性，在通訊網(wǎng)絡中傳遞數(shù)據(jù)的準確性。