[发明专利]一种农机刀具能耗数据采集分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及能耗测试技术领域，更具体地说涉及一种农机刀具能耗数据采集分析方法。

背景技术

随着科技的不断进步，高新科学技术在现代农业中的应用越加广泛，数据采集与分析技术在农业机械设计中也得到了更多的应用，山区农作物种植种类繁杂，特点各异，对农机具的适应性要求高，但受山区地理条件的制约，山区总体机械化水平不高，小型农机具的可靠性和适应性较差，小型田块旋耕作业机械作为山区机械的重要组成部分，如何提高其工作过程的适应性和可靠性显得尤为重要，刀具是小型旋耕农机具的核心部件，准确测试刀具的能耗并分析旋耕深度、机具前进速度、刀具安装位置等对能耗的影响具有重要的意义。目前针对农机刀具能耗数据采集分析方法较少，已有的测试系统在小型农机具的能耗测试精度也不高，不能准确反应小型农机具在工作中的实际能耗。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种农机刀具能耗数据采集分析方法，可以精确检测不同种类刀具在不同作业环境下的扭矩和实际转速的大小，并用上位机界面显示，分析刀具在作业中的能耗值。具体技术方案为：

一种农机刀具能耗数据采集分析方法，主要依赖于一套处理装置实现，该处理装置包括工作和数据采集处理平台，以及设于工作和数据采集处理平台上的笔记本电脑、NI数据采集卡、变送器、电动机、右联轴器、左联轴器以及扭矩和转速传感器，笔记本电脑、NI数据采集卡、变送器以及扭矩和转速传感器依次电性相连，扭矩和转速传感器和电动机通过右联轴器连接，扭矩和转速传感器与刀具轴通过左联轴器连接；笔记本电脑连接有数据采集模块、数据采集参数设定模块、信号滤波模块、数值计算模块、信号波形及数值显示模块和数据保存模块；数据由NI采集卡采集，数据通过Labview程序处理分析；其分析方法具体包括以下步骤：

a)通电使电动机工作，电动机通过右联轴器将动力传给扭矩和转速传感器，扭矩和转速传感器通过左联轴器将动力传给刀具轴，刀具轴带动刀具作业；

b)调节变频器获得不同的试验速度，通过调节限深轮获得不同的试验深度；在此过程中，扭矩和转速传感器实时检测扭矩和实际转速大小；

c)变送器将扭矩和转速传感器输出的频率值转换成电压值，通过NI数据采集卡采集数据，利用Labview程序分析能耗值；通过限深轮调节不同的作业深度，人力驱动工作和数据采集处理平台以恒定速度移动，检测不同种类的刀具在不同旋耕深度和相同转速条件下，扭矩和转速传感器所测扭矩和转速的大小，通过数值计算和程序处理，分析旋耕深度对刀具能耗的影响。

步骤b)和c)中刀具的实际转速和扭矩大小由传感器精确测量，并经变送器传输给数据采集卡，并由上位机程序显示处理。

所述上位机程序用Labview软件编写，利用Labview软件中的编写采集程序读取NI数据采集卡采集到的电压信号，利用信号拆分控件对转速和扭矩两组电压信号进行分开显示，用数值关系计算刀具的实际转速值和扭矩值并用波形图显示，其中波形图显示实时数据，显示仪表显示采样点内的平均值，最后分析刀具的能耗值并用文本存储历史数据。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该农机刀具能耗数据采集分析方法，能够更直接准确的进行不同种类的刀具在不同工作环境下的能耗测试对比试验，该平台可以在土槽中工作，还可在田间进行试验，在真实的工作环境下，对各种刀具的扭矩、实际转速进行测量，根据试验数据分析各种刀具的能耗。

附图说明

图1是本发明的工作和数据采集处理平台示意图；

图2是本发明的数据采集处理框图；

图3是本发明的软件工作流程图；

图4是本发明的数据采集上位机界面；

图5是本发明的数据采集程序图；

图中：1、工作和数据采集处理平台，2、笔记本电脑，4、NI数据采集卡，5、变送器，6、电动机，7、右联轴器，8、左联轴器，9、扭矩和转速传感器，10、操作面板，11、波形显示界面，12、显示仪界面，13、数据采集模块，14、数值计算模块，15、信号波形及数值显示模块，16、数据保存模块，17、信号滤波模块。

具体实施方式

为了使本发明的技术手段、工作流程、使用方法易于了解，下面将参照说明书附图对本发明的技术方案进行描述。