微型聯(lián)合收割機(jī)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)測(cè)量裝置的研究.pdf

1、在機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速是反映系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的最典型物理量。轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速測(cè)量是各種動(dòng)力機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障識(shí)別預(yù)報(bào)的主要信息源，是檢驗(yàn)各類動(dòng)力機(jī)械功率輸出是否達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)的必備手段，也是設(shè)計(jì)的基本參數(shù)。微型聯(lián)合收割機(jī)等農(nóng)業(yè)機(jī)械在設(shè)計(jì)時(shí)需要了解各工作部件傳動(dòng)軸工作過程中的功率分配情況，其功率則可以通過測(cè)量各動(dòng)力軸的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)。我國(guó)微型聯(lián)合收割機(jī)的功耗、體積、重量、可靠性等性能指標(biāo)均比日本生產(chǎn)的微型聯(lián)合收割機(jī)差，究其重要原因是我國(guó)的

2、微型聯(lián)合收割機(jī)在設(shè)計(jì)制造時(shí)缺乏田間實(shí)際作業(yè)時(shí)各部件功率消耗的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，使得我國(guó)的設(shè)計(jì)人員只能采取保守、模仿設(shè)計(jì)，導(dǎo)致微型聯(lián)合收割機(jī)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(jī)各工作部件傳動(dòng)軸收獲作業(yè)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速、功率消耗等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，有利于研究收割機(jī)的功耗分配，降低功耗，減小體積和重量，對(duì)于提升我國(guó)微型聯(lián)合收割機(jī)的質(zhì)量有著極其重要的意義。
　　傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩測(cè)量方式在測(cè)量裝置上有大量的引線，由于田間工作條件

3、復(fù)雜，環(huán)境差，且在工作時(shí)振動(dòng)大，不適合在田間實(shí)時(shí)測(cè)量;而專用的無(wú)線轉(zhuǎn)矩傳感器一般都為整體總成的設(shè)備，測(cè)量的時(shí)候需要將軸斷開來安裝，已經(jīng)做好的微型聯(lián)合收割機(jī)無(wú)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(jī)收獲作業(yè)時(shí)測(cè)量。因此，有必要研發(fā)結(jié)構(gòu)較小、無(wú)需改動(dòng)被測(cè)農(nóng)機(jī)結(jié)構(gòu)、安裝方便、成本較低的測(cè)量裝置，以實(shí)現(xiàn)對(duì)微型聯(lián)合收割機(jī)田間收獲作業(yè)狀況下轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速的實(shí)時(shí)測(cè)量。可見，微型聯(lián)合收割機(jī)工作部件傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)測(cè)量裝置的設(shè)計(jì)與研究具有重要

4、的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本課題設(shè)計(jì)的微型聯(lián)合收割機(jī)工作部件傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)測(cè)量裝置，能夠?qū)y(cè)試數(shù)據(jù)記錄、存儲(chǔ)到U盤等存儲(chǔ)設(shè)備中，方便測(cè)試數(shù)據(jù)分析處理。在查閱分析大量文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了整體方案設(shè)計(jì)，模塊化設(shè)計(jì)，硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)和軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì);完成了系統(tǒng)的調(diào)試，數(shù)據(jù)測(cè)試試驗(yàn)分析。本設(shè)計(jì)采用應(yīng)變片作為轉(zhuǎn)矩測(cè)量傳感器，采用霍爾傳感器作為轉(zhuǎn)速測(cè)量裝置，通過數(shù)據(jù)處理器完成應(yīng)變片電阻變化的測(cè)量、A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理、轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的測(cè)量、數(shù)據(jù)的無(wú)線傳

5、輸、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等。
　　測(cè)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(wú)線傳輸模塊，以及集成運(yùn)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?；谲浖_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(shè)計(jì)等措施，以保證其在復(fù)雜惡劣的環(huán)境中工作的穩(wěn)定性，在通訊網(wǎng)絡(luò)中傳遞數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。