[实用新型]一种土壤剪切强度测量仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及农业土壤力学性能检测技术领域，具体为一种土壤剪切强度测量仪。

背景技术

水田土壤长期蓄水，含水率高，土质松软，当前水田耕作机具、水田拖拉机、联合收割机等农机具行走装置的性能还不能完全适应水田作业的需要。为了研究在水田土壤环境通过性良好的车辆及其他与水田土壤相互作用的耕整机具，需要对水田土壤力学性能进行测量与研究。而现有的土壤剪切测量仪器操作复杂，测量误差较大，精度较低，且价格较贵，不适用于水田土壤剪切强度测量。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服上述不足而提供一种结构简单，体积小，质量轻，能够对水田土壤剪切强度进行快速准确测量。

一种土壤剪切强度测量仪，包括机架、减速电机、弾性轴、信号齿轮I、信号齿轮II、十字剪切板和控制箱，减速电机固定安装在机架上，减速电机通过联轴器I与弾性轴连接，弾性轴通过两个轴承座固定，弾性轴上分别套设信号齿轮I和信号齿轮II，信号齿轮I和信号齿轮II的齿面分别正对固定在机架上的霍尔转速传感器I和霍尔转速传感器II，弾性轴与十字剪切板通过联轴器II连接，霍尔转速传感器I和霍尔转速传感器II通过信号线与控制箱里的信号采集模块连接，减速电机和信号采集模块分别与信号处理模块连接。

所述的控制箱还包括充电口、电源、电源开关、信号线插口、显示器、电机控制开关、电机调速旋钮和复位按钮，充电口和电源开关与电源连接，信号线插口与信号采集模块相连，信号采集模块与信号处理模块相连，信号处理模块连接显示器，电机控制开关、电机调速旋钮和复位按钮与减速电机连接，电机控制开关与信号处理模块连接。

所述的电源为可充电的12V直流电源。

所述的信号采集模块和信号处理模块集成在MSP430单片机上。

所述的十字剪切板由相互垂直的4块呈直角梯形的剪切板组成，4块剪切板沿最长梯形底边相互垂直焊合成一个整体十字剪切板，十字剪切板上部的杆上有用于表明十字剪切板沿垂直方向插入土层深度的刻度，在十字剪切板上部的杆端头焊接联接轴II。

本发明具有以下有益效果：

1、该装置结构简单，成本低，体积小，质量轻，功耗小，方便携带，操作方便，采用电力对水田及其他类型土壤剪切强度进行原位快速测量，可以避免人工取样测量带来的误差，所获结果准确。

2、该装置的减速电机转速可无极调节，并具备不同规格的十字剪切板，可针对不同强度水田及其他类型土壤调节不同剪切速度并更换合适十字剪切板进行测量，适应范围广泛。

3、该装置能对十字剪切板剪切转速和扭矩的在线实时测量和显示。

附图说明

图1为该测量仪结构图。

图2为该测量仪机械驱动部分侧视图。

图3为该测量仪电动机与弾性轴连接关系放大图。

图4 为该测量仪弹性轴与十字剪切板轴连接关系放大图。

图中：1—减速电机（GW31ZY）、2—联轴器I、3—轴承座I、4—信号齿轮I、5—弹性轴（45钢）、6—机架、7—信号齿轮II、8—轴承座II、9—联轴器II、10—十字剪切板、11—霍尔转速传感器I（ORK12-SC3N）、12—控制箱、13—充电口、14—电源、15—电源开关、16—信号线接口、17—显示器、18—信号采集模块、19—信号处理模块、20—电机控制开关、21—电机调速旋钮、22—复位开关、23—霍尔转速传感器II（ORK12-SC3N）。

具体实施方式

下面结合附图及实施例进一步说明本实用新型

如图1-2所示，本实用新型所述的一种土壤剪切强度测量仪包括两部分：机械驱动部分、控制测试部分，机械驱动部分通过信号线与控制测试部分相连；机械驱动部分包括机架6、减速电机1、弾性轴5、信号齿轮I4、信号齿轮II7、十字剪切板10和控制箱12，减速电机1固定安装在机架6上，减速电机1通过联轴器I2与弾性轴5的一端连接，弾性轴5通过两个轴承座固定，弾性轴5上分别套设信号齿轮I4和信号齿轮II7，信号齿轮I4和信号齿轮II7的齿面分别正对固定在机架上的霍尔转速传感器I11和霍尔转速传感器II23，弾性轴5的另一端与十字剪切板10通过联轴器II9连接，霍尔转速传感器I11和霍尔转速传感器II23通过信号线与控制箱12里的信号采集模块18连接，减速电机1和信号采集模块18分别与信号处理模块19连接，信号采集模块18和信号处理模块19集成在MSP430单片机上。