鉴定文件之七中国农业大学工学院Word下载.docx

1、（4）数据处理功能：试验中，自动完成数据的测试和采集，并上传至中央控制室里的上位机，最终形成报表。（5）无线数据传输功能：上位机与下位机之间的命令和数据传送，均用无线网络实现传输。三、主要技术指标土槽总体尺寸（长宽深）：46 m2.0 m1 m（其中土壤深度约0.6m）；台车总体尺寸（长高）：2.5 m2.4 m1.8 m（不包括土槽高度）；台车总重：约1000 kg；牵引电机功率：55 kW，1500 r/min 直流电机（无级调速）；台车牵引速度：0.3 km/h10 km/h 最大台车牵引力：1000 kg；动力输出轴电机功率：30 kW，1500 r/min 直流电机（无级调速）；动力

2、输出轴转速及扭矩： 低速挡50 r/min540 r/min；530Nm；高速档100 r/min1000 r/min；350N悬挂小车机械提升力：800 kg；机械提升行程：40 cm；横移行程：80 cm；液压泵驱动电机功率：11 kW额定液压提升力：液压提升行程：34 cm；旋涡气泵系统：负压20 KPa，正压27 KPa四、结构与工作原理1、试验台构成土槽试验台主要由土槽、轨道、试验台车、无级调速牵引系统、无级调速动力输出轴驱动系统、各种传感器、上下位机测控系统、无线传输系统、拖链供电系统、土壤水分调节系统及液压系统等组成。2、试验台工作原理（1）牵引部分：固定于土槽一端的牵引电机驱动

3、减速机，通过两套链条传动系统，带动台车与被测工作部件或机具在轨道上往返运行。通过对运行速度的控制使台车按设定的速度运行，满足试验对速度的需求。通过计算机控制，更可实现速度的动态连续模拟试验。土槽两端安装了两个光电开关，将土槽分为两个缓冲区和一个测试区（如图1所示）。图1 土槽试验台分区示意图试验开始时，台车从缓冲区出发，逐渐加速到所需前进速度、动力输出轴转速和耕深，到达起始位置时，系统自动开始采集数据（每前进20cm采集一组数据），直到结束位置时停止数据采集。同时台车和动力输出轴停止运行，一次试验完成。（2）动力输出轴部分：动力输出轴驱动电机安装在台车上，经过变速箱变速后，驱动动力输出轴转动，

4、从台车两侧输出，连接驱动部件。其中一端（位于台车东侧）主要用于驱动土壤恢复设备，另一端用于驱动被测部件（位于台车西侧，该侧装有动力输出轴转速和扭矩传感器）。通过对其运转速度的控制使动力输出轴按设定的转速运行，满足试验对转速的需求。通过计算机控制，更可实现转速的动态连续模拟试验。变速箱设置有高速档、低速挡和空档三个档位，如图2所示。图2：变速箱档位图（3）六分力悬挂部分：被测机具一般悬挂在六分力门架上，通过该门架机构，可以测出机具作业时的三维空间受力和扭矩。该门架机构由两台电机驱动，可在台车上作横向与垂直运动，可进行被测机具换行和耕深控制。通过计算机控制，更可实现耕深的动态连续模拟试验。土壤水分

5、和坚实度计也固定在该机构上，通过对台车的运行距离和垂直距离的控制，还可实现土壤水分和坚实度的定点、定深度自动测量。（4）液压悬挂部分：该部分为通用的三点悬挂结构，土壤恢复装置一般悬挂在该部分。土壤恢复装置有：旋耕机、刮平机、深层压实机和浅层压实机，可根据不同需要悬挂不同的机器，并可随横移台车横向移动。液压阀有上升、下降和浮动三个档位（如图3所示），可以实现悬挂机具的上升、下降和浮动三种工作状态。图3：液压阀档位图液压系统还设置有恒压输出分支（台车两侧均有输出），添加附加装置，可进行支撑轮等试验。（5）气压系统：台车上安装有一台旋涡式风机，提供正、负气压，可进行需要提供气压的农机具试验，如播种机

6、等。（6）电控系统：由直流电机调速柜、固定控制柜、移动控制柜、移动按钮盒、遥控器、上位机、下位机、无线通讯装置、各种传感器等组成。可实现手动控制和自动控制切换、试验数据自动采集、自动形成试验报表、遥控器紧急停车等功能。配合模块化控制软件，实现了智能化工况模拟试验。即在一次试验行程中，可以连续改变牵引速度（或耕深、或动力输出轴转速），得到不同工况下的试验数据。五、试验台的检查与调整 1、严禁明火，设备检查前切断所有的电源开关。 2、土槽内不得有大的硬物或长的易缠绕物品，以免运行时硬物损伤设备或缠入设备发生故障，甚至伤害到周边人员。 3、驱动电机和传动机构、台车、台车轨道、丝杠、升降导柱、驱动链条

7、等处禁止放置物品。 4、试验前检查驱动链是否张紧，驱动链过松，易导致链条在链轨中上下左右扭曲，甚至会发生跳链轨的情况。驱动链的张紧，可通过土槽东侧的张紧螺栓调节。当张紧螺栓调到底链条还不够紧时，可去掉一节链条。 5、累计运行200小时左右，应检查链轨内污垢情况，若污垢过多，则需清除，并添加新的润滑油，否则将影响牵引系统运行效果并加快链条磨损。 6、检查电线是否裸露，电线附近若有机油、液压油、灰尘、垃圾等杂物有可能引起火灾，因此作业前必须清理干净。 7、升降、横移丝杠、主传动轴承等处，每运行100个小时或视空气湿度情况加注或涂抹黄油，以起润滑和防锈的作用。驱动链、升降导轨等定时加注机油，电线附近

8、溢出的机油、液压油等必须完全擦干净。 8、拆下的工作部件等检查后须及时安装回原处。 9、定时检查电器柜是否受潮、连接线是否受损、各行程开关（升降、水平位移限位；台车位置）与感应片之间的距离是否合适。 10、试验时，试验人员和参观人员应与运动部件之间保持足够的安全距离。 11、注意室内通风。六、试验台的操作和使用方法控制系统可切换为“手动”状态或“自动”状态。“手动”状态时，操作人员可通过台车上的移动控制柜按钮盒、中央控制室固定控制柜上的按钮控制各种运行状态，主要用于台车临时移动、悬挂机具、试验台维修等；“自动”状态时，操作人员在控制中心通过上位机发出指令进行试验。注意：操作和使用试验台时务必进

9、行运转前检查！（一）、手动操作模式1固定控制柜首先合上中央控制室的总电源开关，再合上固定柜及移动柜内的各空气开关，固定柜及移动柜上的电压表均应指示为380V电压。a.牵引电机调速柜的操作牵引电机调速柜操作面板如图4所示。将“手动自动”切换开关扳至“手动”位置；将速度调节钮旋至“0”位；按下“合主接触器”按钮，主接触器吸合，指示灯“主接触器合”、“冷却风机运行”亮，此时直流电机已做好准备，等待启动命令。图4：牵引电机调速柜面板布置图待确认轨道上没有杂物，且台车可以安全运行时（注意：一般情况下，如果不测土壤水分和坚实度，请将水分和坚实度传感器探头拆下，防止台车垂直部分下移时台车运动，造成探头损坏）

10、，按下“启动”钮，顺时针慢慢旋动速度调节钮,牵引电机将慢慢启动，逐渐加速；逆时针慢慢旋动速度调节钮,牵引电机将逐渐减速；运行方向由 “正传反转”开关控制，由西向东运行为正转，由东向西运行为反转。按下“制动停机”钮，台车迅速停止运行；按下“惯性停机”钮，台车靠惯性慢慢停止运行。待牵引电机完全停稳后，如果不再运行，请先将速度调节钮旋至“0”位，再按下“分主接触器”按钮，主接触器分断。不要用按下“分主接触器”按钮的方式停机！b.动力输出轴电机调速柜的操作动力输出轴电机调速柜操作面板如图5所示（同牵引电机调速柜）。图5：动力输出轴电机调速柜面板布置图待确认动力输出轴可以安全运行时（注意：试车时先选择低

11、速挡运行，没有问题再选择高速档运行），按下“启动”钮，顺时针慢慢旋动速度调节钮, 动力输出轴电机将慢慢启动，逐渐加速；逆时针慢慢旋动速度调节钮, 动力输出轴电机将逐渐减速；运行方向由 “正传反转”开关控制。按下“制动停机”钮，动力输出轴迅速停止运转；按下“惯性停机”钮，动力输出轴靠惯性慢慢停止运转。c.固定控制柜的操作固定控制柜操作面板如图6所示在牵引电机或动力输出轴电机运行时，如果发生紧急情况需要停机，可以按下该柜“急停”钮，紧急停止电机的运行（效果和按下遥控器上的急停钮一样）。面板上其他三个旋钮为备用钮，2移动柜移动柜的按钮盒面板如图7所示图6：固定控制柜面板布置图将“手动-自动”旋钮扳至

12、手动位，移动柜即为手动控制模式。确认台车上没有杂物，不影响台车运行后，方可试车。图7：移动柜按钮盒面板布置图按下“南移”钮，台车上横向移动的部分向南平移，“平移指示”灯亮，放开此钮，横移停止，“平移指示”灯灭；一直按着此钮不放，台车将持续南移，直到南限位开关作用，横移停止。同样，按下“北移”钮，台车上横向移动的部分向北平移，“平移指示”灯亮，放开此钮，横移停止，“平移指示”灯灭；一直按着此钮不放，台车将持续北移，直到北限位开关作用，横移停止。按下“上升”钮，台车上垂直移动的部分向上移动，“升降指示”灯亮，放开此钮，上升停止，“升降指示”灯灭；一直按着此钮不放，台车将持续上升，直到上限位开关作用

13、，上升停止。同样，按下“下降”钮，台车上垂直移动的部分向下移动，“升降指示”灯亮，放开此钮，下降停止，“升降指示”灯灭；一直按着此钮不放，台车将持续下降，直到下限位开关作用，下降停止。按下风机“启动”钮，旋涡风机启动，“风机指示”灯亮；按下风机“停止”钮，旋涡风机停止，“风机指示”灯灭。按下液泵“启动”钮，液压泵电机启动，“液泵指示”灯亮；操作液压阀手柄，可以控制台车上三点悬挂装置的液压油缸处于上升、下降和浮动三种状态。按下液泵“停止”钮，液压泵电机停止，“液泵指示”灯灭。将“扭矩仪”旋钮扳至“开”位，动力输出轴的扭矩与转速传感器电源接通，做好了测量准备。测量完毕，请将“扭矩仪”旋钮扳至“关”

14、位，关断扭矩传感器电源，延长传感器的使用寿命。将“测力仪”旋钮扳至“开”位，六分力传感器电源接通，做好了测量准备。测量完毕，请将“测力仪”旋钮扳至“关”位，关断六分力传感器电源，延长传感器的使用寿命。将“土壤仪”旋钮扳至“开”位，激光传感器电源接通，做好了测量准备（水分与坚实度仪均有独立的电源开关控制，测量时请打开，用完请关闭）。测量完毕，请将“土壤仪”旋钮扳至“关”位，关断激光传感器电源，延长传感器的使用寿命。3遥控器遥控器按钮盒面板如图8所示。图8：遥控器面板控制柜上电时，必须先按下“start”钮激活遥控器（手动、自动时均需此操作），系统才能运行。按钮盒上的两个按钮“E-stop”钮为紧

15、急停止按钮，在“手动”或“自动”控制模式下，按下此钮，均可紧急停止牵引电机和动力输出轴电机的运转。拉开“拉线急停”后，也能紧急停止牵引电机和动力输出轴电机的运转，且系统退回到上电状态，如需继续运行，必须重新激活遥控器，按下“start”钮。（二）自动控制模式将直流调速柜、固定柜、移动柜均切换到“自动”状态。自动状态时，柜面上的绝大部分按钮均不起作用（除固定柜上 “急停”钮、移动柜按钮盒上的“风机”启停钮、“液泵”启停钮及各传感器的电源开关外），控制系统只接受上位机控制。按遥控器上的“start”钮，激活遥控器；放开固定柜上的“急停”钮（如果是压下状态，顺时针旋转其红色的蘑菇头，急停钮自动弹起）

16、，在中央控制室即可进行全自动的土槽试验。打开上位机，点击（如无特殊说明，“点击”均表示“鼠标左键单击”）桌面“土槽试验系统”图标，上位机运行控制程序，如图9所示。图10：功能选择界面图9：上位机主界面点击“进入系统”，显示界面如图10所示。可在此界面上进行“试车”、“土壤参数测量”、“性能试验”、“旋耕试验”“返回主界面”等功能的选择。1. 试车单击“试车”，系统进入试车界面，如图11所示。可在此界面进行“牵引及动力输出轴运行”、“台车横移及升降运行”的单项运行试车。可在此模式中，挂接不同的设备，进行“土壤恢复”作业。图11：试车主界面a. 牵引及电力输出轴运行试车单击“牵引及动力输出轴运行”

17、项，进入该项试车界面，如图12所示。图12：牵引及动力输出轴试车界面在图12中的“牵引”区域，可进行台车的牵引试车。双击“输入台车速度”栏的参数“x.x”，弹出变量设置框，如图13所示，进行台车的运行速度设置，单位：km/h。输入速度后，点击“确定”返回 （注：界面内所有参数设置均是如此操作，下面同样情况不再赘述） 。图13：参数设置框确认轨道上没有杂物，台车可以安全运行后，按下“台车向东”按钮，台车即按设定的速度向东运行（因无线通讯可能会稍有延时才启动，属正常。下同），放开此钮台车停止运行；按下“台车向西”按钮，台车即按设定的速度向西运行，放开此钮台车停止运行。在动画演示区里，动画模拟台车运

18、行，并显示台车运行速度和位移量，在图12中的“动力轴”区域，可进行动力输出轴试车。首先选择档位，按下“高速档”钮为高速档，按下“低速挡”钮为低速挡；同时在台车上将动力输出轴变速箱扳至相应的档位（见图2）；双击“输入动力轴转速”栏的参数“x.x”，设置转速。确认动力输出轴可以安全运行后，按下“动力轴运行”钮，动力输出轴按设定的转速运转；按下“动力轴停止”钮，动力输出轴停止运转。试车完毕，按“退出”钮，计算机返回到上一级界面（如图11）。b. 台车横移及升降运行试车在试车界面（如图11），单击“台车横移及升降运行”项，进入台车横移及升降运行界面，如图14所示。在该界面，可以进行台车的横移和升降运行

19、。按下“台车向南”钮，点动控制台车向南运行，直到南限位开关动作；按下“台车向北”钮，点动控制台车向北运行，直到北限位开关动作；按下“台车上升”钮，可以点动控制台车向上运行，直到上限位开关动作；按下“台车下降”钮，点动控制台车向下运行，直到下限位开关动作。台车横移时，必须保证没有移动部件插入土壤里，否则会损坏该部件。台车横移或升降时，动画演示区里，动画模拟台车的移动，并显示台车的移图14：台车横移及升降试车界面动和升降距离。按“退出”钮，计算机返回到上一级界面。2. 土壤参数测量图15：土壤参数测量界面用手动模式将台车移至西侧的缓冲区（在“土壤参数测量”和“性能试验”中，每次测量前均需将台车移到

20、此位置）。在图10界面，点击“土壤参数测量”，系统进入“土壤参数测量”界面，如图15所示。该部分可测：土壤的坚实度和含水率、土壤的平整度和蓬松度。a. 坚实度和含水率测量点击“土壤坚实度和含水率测量”钮，进入“土壤坚实度和含水率测量”界面，如图16所示。图16：土壤坚实度和含水率测量界面首先进行台车速度设置，方法同前所述。在“坐标设置”区域，设置采样点坐标。一般选择坐标如下表（坐标原点设在测区的西北角）：西-东向坐标（单位：mm）北-南向坐标（单位：20001008001000040018000在“测量深度设置”区域，设置每个测点的测量深度值，一般选取测量深度值为：50mm、100mm、150

21、mm、200mm四个值，同时设置“有效测深个数”为4；如只测2个深度，设置“有效测深个数”为2，计算机自动选取“测量深度”设定值的前两个值为有效值。安装土壤坚实度和含水率传感器，并在移动按钮盒上打开仪表电源。为保证水分与坚实度探针的入土深度，先用手动模式，在现场将测试台车下降至探针刚好接触土壤表面（即零深度）。然后切换至自动方式，并在该界面（图16）上设好参数，点击“开始”钮，系统将启动台车运行至设定的坐标点，自动完成各设定深度的坚实度和含水率测试。动画演示区里，动画模拟台车的移动，并显示台车的移动距离。测试完成后，按“停止”钮（测试完成后请关闭仪表电源，拆下传感器，避免在进行性能试验时损坏传

22、感器）。按“报表”钮，显示测量报表如图17。图17：土壤坚实度和含水率测量报表按“刷新”钮，下位机自动上传数据（如果一次刷新不能完成所有数据上传，可再按一次。下同）。按“导出”钮，可将报表导出为excel文件，供分析、存储。b. 平整度和蓬松度测量在土壤参数测量界面（图15），点击“土壤平整度和蓬松度测量”钮，进入“平整度和蓬松度测量”界面，如图18所示。首先进行台车速度设置，方法同上（建议设置为2km/h），并在移动按钮盒上将激光传感器电源开关扳至“开”位（测试完成后请关闭该电源，以延长仪表使用寿命）。点击“开始”钮，系统自动启动台车按设定速度运行，一边前进一边来回横移，带动激光传图18：土

23、壤平整度和蓬松度测量界面感器一边前进，一边水平移动，扫描土壤的高度，进入测区后，系统自动采集数据，直到台车驶出测区，台车停止运行。动画演示区里，动画模拟台车的移动，并显示台车的移动距离和速度。测试完成后，按“停止”钮（测试完成后请关闭激光传感器电源，以延长器使用寿命）。按“报表”钮，显示测量报表如图19。图19：土壤平整度和蓬松度测量报表在界面的右上角，先选择本次测量为“耕前”或“耕后”测量，然后按“刷新”钮，下位机自动上传数据，填入报表的相应位置。进行耕前平整度测量后，上位机只要没有退回到桌面，控制系统即使进行性能试验或其他测试后，再进行耕后平整度测量，系统都能保存耕前平整度数据。根据试验要

24、求，应该在土壤恢复完成后测量一次耕前平整度，选择“耕前”刷新报表；然后进行试验；试验完成后再测量一次耕后平整度，选择“耕后”再次刷新报表；导出报表；在报表中，手工填入性能试验时的耕深，报表自动计算出土壤蓬松度参数。3. 性能试验图20：性能试验界面在图10界面，点击“性能试验”，系统进入“性能试验”界面，如图20所示。根据不同的试验机具，进行试验参数设定。 图21：速度设定台车速度设定（如图21）：在“台车速度设定”区域，根据试验要求，选择台车速度（建议速度选择小于5km/h）；可以在一次行程中最多设置5段速度，如1.0km/h、2.0km/h、3.0km/h、4.0km/h、5.0km/h，

25、并将“分段数”设为5。在性能试验时，控制系统自动将测区分为5段，在第一段测区台车按1.0km/h速度运行，第二段测区台车按2.0km/h速度运行。这样在一次行程中可以得到5中不同速度下的试验数据，提高试验效率（即“智能化工况模拟试验”）。如果只需要一种速度进行试验，只要将“分段数”设为1，控制系统自动选取第一个速度为整个测区内的速度。用同样方式进行“耕深设置”和“动力输出轴转速设置”。在“动力输出轴转速设置”中，配合台车上变速箱的转速高低档位，进行“高速低速”钮的选择；如果被测机具不需要动力输出轴驱动，可用“有效无效”钮将其设为无效即可。在一次行程中，台车速度、耕深、动力输出轴转速最多只能有一

26、种参数可以设为多段方式，其他两种参数为一段方式。当悬挂好机具，准备开始试验时，先用手动模式将台车移到西侧缓冲区，下降机具，使其刚好接触土壤，系统自动读取零耕深时的状态值，作为零耕深基准。确认是否已将水分和坚实度传感器拆下。按“开始”钮，系统自动进行性能试验：台车启动前进，同时下降机具高度、启动动力输出轴驱动电机（如果其设为“有效”），使其在到达测区时，三者均达到设定值，系统开始自动采集数据，直到台车驶出测区，台车停止运行。动画演示区里，动画模拟台车的移动，并显示台车的移动距离、速度、耕深、转速、扭矩等参数。测试完成后，按“停止”钮按“报表”钮，显示测量报表如图22.图22：性能试验报表4旋耕试

27、验图23：旋耕试验界面在图10界面，点击“旋耕试验”，系统进入“旋耕试验”界面，如图23所示。该试验是根据设定的数据采集周期进行数据采集，区别与“性能试验”中根据台车行驶距离进行数据采集模式。界面中，“数据采集周期”设置范围为100300ms；根据不同的试验机具，进行该参数的设定。其他的设置，如“台车速度设置”、“耕深设置”、“动力输出轴转速设置”均与“性能试验”界面相同。按“开始试验”钮，系统自动进行旋耕试验：台车启动前进，启动动力输出轴驱动电机，同时下降机具高度，使其在到达测区时，三者均达到设定值。进入测区后，操作员根据土槽内土壤的实际情况，点击“开始采样”，系统开始自动采集数据，直到采集100组数据，台车自动停止工作。按“报表”钮，显示测量报表如图24.图24：旋耕试验报表5退出控制系统在图10界面点击“返回主界面”，系统退出，返回到图9界面。（三）吊车的使用在土槽的东侧，安装有一台电动葫芦，用于土壤恢复设备或试验机具挂接到台车上时使用，最大起吊重量为700kg。电动葫芦由一个按钮盒单独控制，可进行升、降和南、北平移操作。电动葫芦在使用时应注意以下几点：1. 由于试验室高度有限，