[发明专利]一种测试水田船式机械行进阻力的实验装置和方法

权利要求书

1.一种测试水田船式机械行进阻力的实验装置，其特征在于：包括台架、光轴、牵引台和试验船板；台架的两侧铝型材上安装有两根光轴导轨，光轴导轨的两端安装有限位结构，用于防止牵引台运行时发生过速危险；箱体结构位于台架下方，台架的一端是操作平台，光轴通过光轴支座固定于操作平台一端的铝型材上；光轴的两端和台架另一端的两侧安装有两对相同齿数的同步轮，同步轮上套有同步带，同步带与牵引台连接；三相异步交流电机安装在操作平台上，三相异步交流电机和光轴的对应位置安装有相匹配的同步轮，同步轮上套有同步带，三相异步交流电机通过同步轮将动力由同步带传递到光轴，再通过光轴两端的同步轮将动力均匀分配给同步带，然后同步带带动牵引台在台架上的光轴导轨上行走；牵引台位于台架上，牵引台的下方安装有与光轴导轨相匹配的滑块，通过光轴导轨与滑块的配合，确保牵引台在台架上顺畅运行；牵引台下方与牵引梁架刚性连接，牵引梁架通过钢缆与拉力传感器的一端相连接，拉力传感器的另一端与试验船板相连接，用于连接和牵引试验船板在箱体结构内行进；拉力传感器与变送器相连接，变送器与电脑连接，电脑与变送器连接，变送器连接变频器，变频器连接三相异步交流电机，通过电脑输出信号改变三相异步交流电机的电源频率，达到控制三相异步交流电机运行速度的目的。

2.根据权利要求1所述的测试水田船式机械行进阻力的实验装置，其特征在于：台架是整个实验装置的主要承载结构，选用方管铝型材。

3.根据权利要求1所述的测试水田船式机械行进阻力的实验装置，其特征在于：同步轮采用T型齿，同步带采用抗拉性能较强的钢缆同步带。

4.根据权利要求1所述的测试水田船式机械行进阻力的实验装置，其特征在于：实验装置的传动系统是由三相异步交流电机提供动力，通过同步轮和同步带的组合，将动力传递到实验装置一端的光轴上，再由光轴两端的同步轮驱动同步带将动力传递给牵引台；并由电脑控制，通过改变变频器的频率，达到控制牵引台运行速度的目的。

5.根据权利要求1所述的测试水田船式机械行进阻力的实验装置，其特征在于：实验装置的测试系统由安装在牵引台下方与牵引梁架连接的拉力传感器、安装在牵引台上的变送器、以及固定在操作平台上的电脑组成，测试时将拉力传感器的测试数据经变送器传递给电脑，用于数据的采集和记录。

6.根据权利要求1所述的测试水田船式机械行进阻力的实验装置，其特征在于：箱体结构用于容纳水和泥土，通过调和稻田土和水的比例来达到模拟水田的环境。

7.一种测试水田船式机械行进阻力的实验方法，其特征在于：是采用权利要求1～6中任一项所述的测试水田船式机械行进阻力的实验装置进行实验，包括下述步骤：

(1)检测实验装置的结构稳定性和牵引台在光轴导轨上运行的平顺性，将牵引台移动到预设定的起始点；

(2)按照实验的要求，在箱体结构将稻田土与水按一定的比例混合，模拟出水田环境；

(3)将拉力传感器、变送器、变频器、电脑及三相异步交流电机按要求安装在实验装置上，然后将待测物件通过钢缆线与牵引台下方的拉力传感器连接，并置于模拟的水田表面，接通实验装置电源，准备测试；

(4)通过电脑输出指令，使三相异步交流电机带动牵引台来牵引待测物件按要求的速度在箱体结构内行驶；同时，拉力传感器测定待测物件的行进阻力，经变送器将数据传送给电脑进行统计；

(5)一次实验结束后，将待测物件取下，控制三相异步交流电机反转，使牵引台回到预设定的起始点；待水面静定后，安装下一个待测部件进行下一次试验。