機械電子工程畢業(yè)論文-基于虛擬儀器技術的收割機制動力及升降速度檢測設計

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p>　　基于虛擬儀器技術的收割機制動力及升降速度檢測設計</p><p><b>　　誠信聲明</b></p><p>　　本人鄭重聲明：本論文及其研究工作是本人

2、在指導教師的指導</p><p>　　下獨立完成的，在完成論文時所利用的一切資料均已在參考文獻中列出。</p><p>　　本人簽名： 年 月 日</p><p><b>　　畢業(yè)設計任務書</b></p><p>　　設計題目： 基于虛擬儀器技術的收割機制動力及升降速

3、度檢測設計 </p><p>　　1．設計的主要任務及目標</p><p>　　本課題研究收獲機械性能試驗臺測控系統的基本目標是為聯合收割機質量檢測提供科學的試驗平臺，并且為收獲機械性能檢測提供一套高效的出廠終檢系統。利用美國NI公司推出的基于C語言的LabWindows/CVI專業(yè)測控軟件平臺進行制動力及升降速度檢測工位軟件系統的編寫及硬件設計

4、。</p><p>　　2．設計的基本要求和內容</p><p>　?。?）主要設計內容：</p><p>　　根據聯合收割機檢測的標準，借鑒汽車制動力的檢測方法，設計聯合收割機制動力檢測臺及割臺升降速度檢測臺的整體方案。</p><p><b>　　（2）工作要求：</b></p><p>　　

5、1）在調研及多方搜集資料及畢業(yè)設計實習基礎上，明確所設計題目及內容，了解車輛制動力檢測的基本原理及收割機的基本工作原理，學習LabWindows CVI軟件，借鑒汽車制動力的檢測方法，設計聯合收割機制動力檢測臺及割臺升降速度檢測臺的整體方案，并撰寫開題報告一篇。</p><p>　　2）利用LabWindows/CVI專業(yè)測控軟件平臺完成檢測系統的硬件及軟件設計；</p><p>　　3）

6、撰寫畢業(yè)設計論文一篇。 </p><p><b>　　主要參考文獻</b></p><p>　　1) 張重雄.虛擬儀器技術分析與設計. 電子工業(yè)出版社，2007.</p><p>　　2) 劉君華，白鵬，湯曉軍，等. 基于LabWindows/CVI的虛擬儀器設計. 北京:</p><p>　　電子工業(yè)出版社，2003，

7、1.</p><p>　　3) 楊春生.機動車運行安全檢測計量標準的研究:[碩士論文].四川大學，2004.</p><p><b>　　4．進度安排</b></p><p>　　審核人： 年 月 日</p><p>　　基于虛擬儀器技術的收割機制動力及升降速度檢測設計&

8、lt;/p><p>　　摘 要：聯合收割機是一種多功能的大型農業(yè)裝備。但基于當前技術水平，我國聯合收割機出廠質量的一致性存在很大的差異。因此開發(fā)一個較為精密的的聯合收割機出廠質量檢測系統對于提高聯合收割機工作效率具有相當重要的意義。聯合收割機的制動力和升降速度是檢測聯合收割機質量的重要技術指標和效率指標,其中制動力性能也是收割機安全檢測的基本項目之一。因此，本文基于虛擬儀器技術，設計并研制了聯合收割機制動力及升降速度

9、檢測平臺，為聯合收割機出廠質量檢測提供一個科學有效的方法。</p><p>　　本文在分析了車輛出廠質量相關檢測項目檢測方法的基礎上，以我國聯合收割機檢測的相關標準為依據，分別提出了聯合收割機制動力及升降速度等參數的檢測法。本文研究制定了聯合收割機制動力及升降速度等參數檢測臺，并利用LabWindows/CVI軟件開發(fā)平臺，開發(fā)出相應的軟件系統，能夠實現對作業(yè)平臺的計算機控制及相應數據的采集、存儲、計算、處理。&

10、lt;/p><p>　　關鍵詞: 制動性能，虛擬儀器技術，升降速度，Lab Windows/CVI</p><p>　　Research on braking and lifting speed Measurement System for Harvester Based on Virtual Instrument Technology</p><p>　　Abstra

11、ct:The combine harvester is a a kind of large-scale agricultural equipment. But based on the current level, there exists a relatively large difference in the consistency of the combine harvester in China .So developing a

12、 relatively high degree automation of final inspection line of the combine harvester has important practical significance to improve the operating efficiency of the harvesting machine .The braking force and speed of the

13、combine harvester are important technical indicators a</p><p>　　By analyzing the vehicle quality examination methods, reference to the combine detection national standards, this paper put forward testing met

14、hod for measurement of the braking force and other parameters in combine harvester .In this paper ,we developed and established the platform of testing the braking force and the lifting speed of the combine harvester .An

15、d at the same time , based on the Lab Windows/CVI platform ,this article also developed a corresponding software platform that can contro</p><p>　　key words:braking，virtual instrument technology，lifting spee

16、d，Lab Windows/CVI </p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p><b>　　1.1引言1</b></p><p>　　1.2研究的目的和意義1</p>

17、;<p>　　1.3國內外研究現狀2</p><p>　　1.4研究目標及內容3</p><p><b>　　1.5本章小結4</b></p><p>　　2 虛擬儀器檢測系統設計5</p><p>　　2.1虛擬儀器系統簡介5</p><p>　　2.2虛擬儀器的特點

18、5</p><p>　　2.3軟件平臺的選擇6</p><p><b>　　2.4本章小結7</b></p><p>　　3 聯合收割機制動力檢測臺設計8</p><p>　　3.1制動力檢測的意義8</p><p>　　3.2車輛制動力檢測的方法分析8</p><

19、p>　　3.2.1反力式滾筒試驗臺8</p><p>　　3.2.2平板式試驗臺9</p><p>　　3.2.3路試法10</p><p>　　3.3聯合收割機制動力檢測臺硬件設計10</p><p>　　3.3.1基本原理及工作流程10</p><p>　　3.3.2結構組成11</p>

20、;<p>　　3.3.3制動力的力學分析15</p><p>　　3.4聯合收割機制動力檢測軟件設計17</p><p>　　3.4.1軟件總體方案設計17</p><p>　　3.4.2軟件功能分析19</p><p>　　3.4.3相關程序介紹20</p><p>　　3.5本章小結23&

21、lt;/p><p>　　4 聯合收割機升降速度檢測24</p><p>　　4.1升降速度檢測的意義24</p><p>　　4.2升降速度檢測的方法研究24</p><p>　　4.2.1傳統檢測方法24</p><p>　　4.2.2接觸式檢測法24</p><p>　　4.2.3固

22、定式檢測法25</p><p>　　4.2.4其他檢測方法25</p><p>　　4.3聯合收割機升降速度檢測臺硬件設計25</p><p>　　4.4聯合收割機升降速度檢測臺軟件設計27</p><p>　　4.4.1軟件總體方案設計27</p><p>　　4.4.2軟件功能分析28</p>

23、;<p>　　4.4.3相關軟件介紹28</p><p>　　4.5本章小結30</p><p>　　5 結論和建議31</p><p><b>　　5.1結論31</b></p><p><b>　　5.2建議31</b></p><p><b

24、>　　參考文獻32</b></p><p><b>　　致謝34</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1引言</b></p><p>　　隨著科技的進步，我國的機械化水平得到了顯著提高，人們對機械產品的依賴

25、也越來越強。聯合收割機就是現代化農業(yè)機械的一種，它集收割，脫粒等多種功能于一身，極大地減輕了勞動力，械越來越受到人們的歡迎。其性能檢測已經成為聯合收割機安全運行的重要保障，不僅受到使用者的高度重視，也逐漸受到車輛管理部門，聯合收割機生產企業(yè)及其銷售，維修企業(yè)的重視。如果我們可以研制出一套科學有效的聯合收割機出廠質量終檢系統，不但可以提高農作物的收獲率，從而提高農民朋友的經濟收入，而且對操作人員的人生安全和聯合收割機的工作效率都有極大的幫

26、助。</p><p>　　本課題主要是對聯合收割機制動力及升降速度進行檢測。臺試法和路試法是較為常見的倆種制動力檢測方法。路試法檢測收割機制動性能是在露天的場地中進行的，受到場地和天氣的影響較大，但臺試發(fā)是在場內進行，且占用空間較小，所以被廣泛使用。臺試法制動力檢測又可以分為平板式制動檢測臺和反力式滾筒制動檢測臺倆種。與反力式滾筒制動檢測臺相比，平板式制動檢測臺更加接近實際的制動過程。但由于成本更高，占用空間大，

27、行駛初速度不易把握的原因，國內各檢測站較多的采用滾筒式制動檢測臺。所以傳統的收割機性能檢測設備普遍存在功能擴展性和靈活性差的特點，越來越不能滿足現代收割機檢測的要求。升降速度作為檢測聯合收割機工作效率的重要指標，同樣受到高度的重視。但由于升降速度檢測原理簡單，所以檢測方法也是多種多樣。隨著科學和技術的迅速發(fā)展，虛擬儀器技術的優(yōu)勢漸漸的展現出來，大有取代傳統技術的趨勢，是未來發(fā)展的重點方向。虛擬儀器將計算機和儀器硬件結合在一起，使他們的功

28、能得到了有效聯合，降低了成產成本，增強了檢測功能，簡化了操作過程。本課題研究的是基于虛擬儀器的聯合收割機出廠質量檢測系統的部分內容，主要包括制動力及升降速度的檢測，研究制</p><p>　　1.2研究的目的和意義</p><p>　　聯合收割是一種大型的多功能自動化農也機械，具有效率高，成本低，作業(yè)質量優(yōu)等特點。在農業(yè)生產活動中起著相當大的作用，日益受到農民朋友的青睞。我國各種農作物已普

29、遍實現機械化收割，因此對于收獲機械的需求量也越來越大。收獲機械的應用規(guī)模、收獲性能、作業(yè)質量及自動化程度已成為現代農業(yè)的一個重要衡量指標。 </p><p>　　近幾年發(fā)展起來一種綜合多項學科一體化的車輛檢測技術，它可以車輛在不拆卸的情況下?？焖伲瑴蚀_地指出其故障所在。國內通過將各個單項的車輛檢測設備有機的結合在一起形成一套較為完整的檢測系統。但是我國目前還沒有一套較為完整的聯合收割機出廠質量檢測系統。為了提高

30、聯合收割機的出廠質量，因此本課題進行了這方面的研究工作，目的是聯合收割機質量檢測提供科學的試驗平臺，并且為收獲機械性能檢測提供一套高效的出廠終檢系統。制動力和升降速度是檢測聯合收割機質量的重要技術指標和效率指標,其中制動力性能也是收割機安全檢測的基本項目之一。</p><p>　　目前，我國各種農作物的機械自動化收割已經較為普及，因此人們對這些機械設備的需求量將會越來越大。而且這些機械設備的工作效率，自動化程度，

31、作業(yè)質量已經成為衡量一個國家機械化水平的重要指標。但是目前我國還沒有一套較為完整的聯合收割機出廠質量檢測系統，勢必會影響聯合收割機的出廠質量。所以對于聯合收割機出廠質量的研究具有相當重要的意義，他不僅有效的提高了聯合收割機的質量，使更多農民朋友可以放心使用，同時也為我國全面實現機械化奠定了堅實的基礎。</p><p>　　1.3國內外研究現狀</p><p>　　聯合收割機是農作物收獲環(huán)節(jié)

32、不可缺少的重要機械，近幾年來取得了快速發(fā)展，但整體來說我國的聯合收割機技術換處于較低水平，和國外同類型產品相比有很大的差距，嚴重影響了農作物的收割質量。目前我國還沒有一套較為完成的聯合收割機出廠質量檢測系統，很多檢測工序都是有人工完成的，缺少自動化的，現代化的檢測儀器。相比之下，我國在汽車質量檢測方面要完善很多。由于測試人員的經驗程度大相近庭，所以對聯合收割機性能的檢測有很大的影響，但國內相關的研究工作，大部分還停留在試驗階段，不能真正

33、的運用到實際當中。</p><p>　　關于聯合收割機制動力檢測，目前國內使用較多的有倆種：一種是滾筒反力式制動檢測臺；另一種是平板式制動試驗臺，前者更為廣泛使用。相比較，二者從在很多不同之處，平板式制動試驗臺是一種動態(tài)的檢測儀，可以同時對收割機的四個車輪進行測試。而滾筒反力式制動檢測臺是一種靜態(tài)的檢測儀器，檢測時不能較為實際的反應制動力的大小，存在一定誤差。雖然平板式制動力檢測臺的檢測結果更接近實際，但是它對國

34、內現有水平的檢測站來說，仍存在很過不足的地方。因此，滾筒反力式收割機制動檢測臺在國內仍是發(fā)展的主流方向。對于收割機升降速度的檢測，由于檢測原理簡單，所以檢測方法多種多樣，檢測儀器也各有不同。</p><p>　　虛擬儀器是第四代測量儀器。首先是美國NI公司由率先開始對虛擬儀器進行研發(fā)的，之后又有多家外國公司參與到虛擬儀器的設計研發(fā)當中，并去得了很大的成就，虛擬儀器在先進國家已經很普及了。國內對虛擬儀器的研發(fā)尚處于

35、起步階段，隨著不斷的學習先進國家的技術理念和借鑒國外發(fā)達的經驗，我們也取得了很大的進步但任需努力去提高。</p><p>　　1.4研究目標及內容</p><p>　　所設計的聯合收割機終檢系統是針對大型聯合收割機出廠質量檢測自動化水平低，許多必檢項目難以實現，出廠質量監(jiān)控困難等問題，根據國家標準要求，通過綜合分析，確定聯合收割機出廠質量終檢參數，并研究相應的各種快速檢測方法。針對大型聯合

36、收割機終檢系統各個檢測工位，利用專用的聯合收割機出廠質量檢測數據采集器，包括模擬量、頻率量、脈沖計數、狀態(tài)量、開關控制和模擬控制等，集成研制各監(jiān)測工位試驗臺，完成各工位數據的實時采集和試驗臺的實時控制。基于虛擬儀器技術，充分發(fā)揮計算機的優(yōu)勢，研制聯合收割機出廠終檢系統，發(fā)出控制指令，集中匯總各工位檢測數據，評價檢測數據，給出聯合收割機終檢質量報表。</p><p><b>　　其內容包括倆部分：<

37、/b></p><p>　　（1）虛擬儀器和LabWindows/CVI軟件平臺的介紹。</p><p>　?。?）是聯合收割機制動力檢測臺以及升降速度檢測臺的硬件設計</p><p>　　根據聯合收割機檢測的標準，借鑒汽車制動力的檢測方法，設計聯合收割機制動力檢測臺的整體方案。同時通過對聯合收割機升降速度分析，設計相應檢測方案。</p><

38、;p>　?。?）檢測系統軟件設計</p><p>　　利用美國NI公司推出的基于C語言的LabWindows/CVI專業(yè)測控軟件平臺進行制動力檢測臺與升降速度檢測臺的軟件設計與編輯，經過系統設置和調試，最終實現數據采集和分析，完成相關實驗臺的功能。</p><p><b>　　1.5本章小結</b></p><p>　　本章主要介紹了聯合

39、收割機制動力檢測和升降速度檢測的研究背景以及國內外研究現狀。隨著聯合收割機日益多功能化和自動化對聯合收割機的出廠質量檢測提出了更高的要求，同時也指出了聯合收割機制動力檢測和升降速度檢測的重要性。確定了研究目標，指出了研究意義，明確了研究內容。</p><p>　　2 虛擬儀器檢測系統設計</p><p>　　2.1虛擬儀器系統簡介</p><p>　　自改革開放以

40、來，我國的經濟，科學，技術得到了高速發(fā)展，并取得了輝煌的成就。網絡，計算機日益普及也帶動了測試技術的快速發(fā)展，軟件在現代測量技術中的地位日益凸顯出來。現代測量設備在以前的基礎上有了很大的改進，它把計算機和測試儀器有機的結合在一起。虛擬儀器技術利用這種方法來完成測試，測量等應用的。虛擬儀器就是在傳統儀器的基礎上充分利用計算機功能強大的特點，擴充其原有的功能使它不僅具有普通儀器的功能，還具一些一般儀器沒有的特殊功能。</p>

41、<p>　　虛擬儀器是一種完全區(qū)別于傳統儀器的全新的儀器系統。它最大的特點是將傳統儀器和計算機有機的結合在一起，即具有傳統儀器的專業(yè)化功能，又充分利用了計算機強大的分析，計算能力，所以更加全面，便捷。 虛擬儀器由硬件和軟件倆部分組成。虛擬儀器的硬件又包括計算機和傳感器的測試設備。虛擬儀器的面板和專業(yè)化功能都是由軟件完成的。</p><p>　　2.2虛擬儀器的特點</p><p>

42、;　　虛擬儀器與傳統儀器相比在以下幾方面具有明顯優(yōu)點: </p><p>　?。?）虛擬儀器可以滿足各種不同用戶的需求，用戶只需要重新組建源代碼，修改儀器的功能和面板，連接計算機和其他所需的儀器硬件就可以實現想要的功能。</p><p>　　（2）虛擬儀器比傳統儀器具有更加強大的功能而且可以構成更加復雜的測試系統。它是一種功能更加強大的測試系統，因為虛擬儀器不但可以作為獨立的儀器使用，而且

43、也可以與其它儀器通過不同模塊組合以及與各種類型的硬件接口搭配使用，從而使儀器的功能范圍擴大，進行更復雜的測試，也使用戶實現不同任務的需求得到滿足。</p><p>　?。?）虛擬儀器操作簡單，直觀，靈活。</p><p>　?。?）虛擬儀器比傳統儀器具有更高的可靠性，更穩(wěn)定的性能，更廣泛的測量范圍，高的測量精度，更高的重復性。</p><p>　　（5）具有便于使用

44、維護，開發(fā)成本低，更短的更新周期，以及易于應用新理論和新技術進行升級更新等優(yōu)點。</p><p><b>　?。?）性價比高。</b></p><p>　　（7）虛擬儀器具有開發(fā)性，互換性，可重復使用的特點。</p><p>　　2.3軟件平臺的選擇</p><p>　　目前虛擬儀器開發(fā)的語言有文本式編程語言：如Visu

45、al Basic、C++、Visual C++、LabWindows/CVI等，圖形化編程語言如LabVIEW、HP VEE等。</p><p>　　本課題主要研究的是聯合收割機終檢系統檢測工位中的制動力檢測臺和升降速度檢測臺，在檢測過程中需要實時的采集大量的數據，這就要求我們選擇的軟件具有較強的數據處理能力和實時性強的特點。通過對以上各測控系統軟件開發(fā)平臺的分析，LabWindows/CVI專業(yè)測控軟件平臺最能

46、夠符合我們的需要。</p><p>　　LabWindows/CVI是一個完全的ANSIC開發(fā)環(huán)境，用于儀器控制、自動檢測、數據處理的應用軟件。它以ANSIC為核心，將功能強大、使用靈活的C語言平臺與用于數據采集、分析和顯示的測控專業(yè)工具有機結合起來。[22]它的交互式開發(fā)平臺、交互式編程方法、豐富的功能面板和函數庫大大增強了C語言的功能，為熟悉C語言的開發(fā)人員建立自動化檢測系統、數據采集系統、過程控制系統等提供

47、了一個理想的軟件開發(fā)環(huán)境。[15]LabWindows/CVI軟件把C語言的有力與柔性同虛擬儀器的軟件工具庫結合起來，包含了各種總線、數據采集和分析庫。LabWindows/CVI軟件的重要特征就是在Windows和Sun平臺上簡化了圖形用戶接口的設計，使用戶很容易地生成各種應用程序，并且這些程序可以在不同的平臺上移植。使用LabWindows/CVI設計的應用程序可脫離LabWindows/CVI開發(fā)環(huán)境獨立運行，并可以打包生成.ms

48、i安裝文件。它主要采用事件驅動與回調函數方式，編程方法簡單易學。它具有以下特性：（1）提供了標準函數庫和交互式函數面板；（2）利用便捷的用戶界面編輯器，代碼創(chuàng)建向導及函數庫，實現可視化</p><p>　　LabWindows/CVI編程的基本步驟如下：</p><p>　　（1）建立工程文件，根據任務所要實現的功能，確定程序基本框架，包括各類控件所需的各類函數；</p>&

49、lt;p>　　（2）創(chuàng)建用戶圖形界面，根據第一步的方案，添加控件，設置控件屬性及確定控件的回調函數名；</p><p>　　（3）編輯程序源代碼，由計算機自動生成程序代碼及回調函數的基本框架，然后向源文件中添加程序代碼，完成所要實現的功能；</p><p>　?。?）調試程序和生成可執(zhí)行文件。</p><p>　　鑒于LabWindows/CVI開發(fā)平臺的特性

50、完全滿足我們對于軟件的要求，因此我們決定采用此專業(yè)測控軟件平臺來進行終檢系統各工位的編程工作。</p><p><b>　　2.4本章小結</b></p><p>　　本章對虛擬儀器系統及其特點加以介紹，闡述了我們選擇LabWindows/Cvi軟件開發(fā)平臺作為本課題軟件開發(fā)平臺的原因，并LabWindows/Cvi軟件開發(fā)平臺作出詳細介紹。</p>&

51、lt;p>　　3 聯合收割機制動力檢測臺設計</p><p>　　3.1制動力檢測的意義</p><p>　　制動力檢測的意義是保障聯合收割機的行駛安全和使聯合收割機的動力性能得以充分發(fā)揮。</p><p>　　3.2車輛制動力檢測的方法分析</p><p>　　3.2.1反力式滾筒試驗臺</p><p>　　

52、圖3.1 反力式滾筒試驗臺結構</p><p>　　反力式滾筒試驗臺的工作原理是由駕駛員駕駛被檢車輛置于檢測臺，此時車輪位于主動滾筒和從動滾筒之間，同時第三滾筒被車輪壓下。表明車輛已經到位。然后接通電源使電動機開始轉動，經杠桿和減速器帶動主動滾筒轉動，被檢車輛車輪在摩擦力的作用下也隨之轉動。一段時間后，車輛到達指定車速，駕駛員踩下制動力踏板，車輛開始制動。安裝在滾筒上的測力傳感器就可以測出制動力的大小。在檢測過程

53、中，測力傳感器會將由測力杠桿出來的和制動力成正比的力轉變?yōu)殡娦盘栞斔偷讲杉?，由控制裝置進行處理。</p><p>　　傳感器所測力的大小與制動力的關系如下：</p><p>　　制動力（N）=傳感器所測力的大?。∟）×力臂長度÷滾筒半徑</p><p>　　反力式滾筒試驗臺的優(yōu)點：</p><p>　　（1）更安全可靠，

54、因其電機啟動只有在被檢車輛的車輪同時壓下左右制動試驗 臺的第三滾筒的條件下，這樣就能夠避免操作人員的誤操作而造成不必要的傷害；</p><p>　?。?）滾筒反力式制動檢驗臺工作穩(wěn)定，重復性好。</p><p>　　反力式滾筒試驗臺的缺點:</p><p>　?。?）與路試法相比，反力式滾筒試驗臺是在靜止的情況下檢測的。與實際檢測結果有一定的誤差，且不易測出制動力

55、的最大值。</p><p>　?。?）工作效率低，不能同時對車輛進行整體測試。</p><p>　?。?）制動力的檢測受車輪安置角的影響較大。</p><p>　　3.2.2平板式試驗臺</p><p>　　平板式試驗臺的工作原理是駕駛員駕駛被檢車輛以一定的初速度駛上試驗臺，然后實施制動，車輛將在慣性力的作用下產生一個向前的力，這個力和制動力

56、大小相等，方向相反。由安裝在平板下面的測力傳感器捕捉并傳輸到采集卡交由控制裝置處理。其結構如圖 2 所示。</p><p>　　1 軸荷測試儀 2 制動性能測試板 3 側滑測試板 4 懸架性能測試板 5行駛方向</p><p>　　圖3.2 平板式式滾筒試驗臺結構簡圖</p><p>　　平板式試驗臺的優(yōu)點：</p><p>　?。?）平板制

57、動試驗臺的原理和結構簡單 。</p><p>　?。?）平板制動試驗臺模擬車輛的行駛過程，是一種相對動態(tài)的檢測裝置，檢測結果更加真實可靠。</p><p>　　（3）測試精度高，誤差小。</p><p>　　平板式試驗臺的缺點：</p><p>　?。?）平板式試驗臺占用空間大。</p><p>　?。?）平板式試驗臺

58、測試重復性差。</p><p>　?。?）平板式試驗臺成本高，使用和維修困難。</p><p>　　（4）類型測試范圍小</p><p>　?。?）車輛初速度不容易控制</p><p><b>　　3.2.3路試法</b></p><p>　　路試法是最真實最快捷的檢測方法，但路試法在檢測過程中容

59、易受到場地和天氣的影響，且占地面積大，成不高。國內目前只有四家檢測站提供路試法檢測。所以該檢測方法并不普及，只是針對要求較高的車輛和一些對經過臺式法檢測后任然存在質疑的車輛。</p><p>　　3.3聯合收割機制動力檢測臺硬件設計</p><p>　　3.3.1基本原理及工作流程</p><p>　　聯合收割機滾筒試驗臺的工作原理是由駕駛員駕駛被檢車輛置于檢測臺，

60、此時車輪位于主動滾筒和從動滾筒之間，同時第三滾筒被車輪壓下。表明車輛已經到位。然后接通電源使電動機開始轉動，經杠桿和減速器帶動主動滾筒轉動，被檢車輛車輪在摩擦力的作用下也隨之轉動。一段時間后，車輛到達指定車速，駕駛員踩下制動力踏板，車輛開始制動。安裝在滾筒上的測力傳感器就可以測出制動力的大小。在檢測過程中，測力傳感器會將由測力杠桿出來的和制動力成正比的力轉變?yōu)殡娦盘栞斔偷讲杉ǎ煽刂蒲b置進行處理。本課題是通過LabWindows/Cv

61、i軟件平臺對信號進行處理、運算，分析，得出制動力、制動速度、制動時間等性能參數，然后存儲數據并在虛擬儀器前面板中實現動態(tài)顯示。</p><p>　　被檢車輪壓下第三滾筒但要與其保持接觸，因為控制裝置需要通過減速傳感器（安裝在第三滾筒上）獲知車輪的轉動情況，當車輪轉速降低至接近抱死時，電機停止工作，防止對車輪產生刮傷。</p><p>　　聯合收割機滾筒式反力制動試驗臺工作流程圖如下：<

62、;/p><p>　　圖3.3 聯合收割機滾筒式反力制動試驗臺工作流程圖</p><p><b>　　3.3.2結構組成</b></p><p>　　滾筒式反力式制動試驗臺由主從滾筒（一對），第三滾筒（一對），電動機，減速器，傳動鏈，測力傳感器，速度傳感器和指示控制裝置等組成。其結構原理圖如下：</p><p>　　1電動機

63、 2減速器 3測力傳感器 4主從滾筒 5第三滾筒 6速度傳感器 7鏈傳動 8控制裝置</p><p>　　圖3.4 合收割機滾筒式反力制動試驗臺結構原理圖（一）</p><p>　　1傳感器 2電動機 3減速器 4測力桿 5 6鏈傳動</p>

64、<p>　　7從動滾筒 8第三滾筒 9主動滾筒10框架</p><p>　　圖3.5 合收割機滾筒式反力制動試驗臺結構原理圖（二）</p><p><b>　　（1）驅動裝置</b></p><p>　　驅動裝置主要由電動機，減速器，和鏈傳動組成。</p><p>　　由于車輪轉速不易過大，所以需要經減速器

65、對電動機減速到適合的轉速，然后在鏈傳動驅動下由主動滾筒帶動車輪轉動。</p><p>　　滾筒式反力制動試驗臺的滾筒半徑較小，且被檢聯合收割機的車速不需要太大所以本課題選用的電動機為11KW的交流同步電動機。</p><p>　　由于被檢聯合收割機的車速不需要太大，所以需要減速器對電動機轉速進行調整。本課題選用兩級齒輪減。</p><p><b>　?。?

66、）主從滾筒</b></p><p>　　采用主從滾筒是為了模擬聯合收割機行駛的路面，支撐被檢收割機傳遞制動力。因為聯合收割機是后輪驅動，所以滾筒式反力制動試驗臺需要倆組主從滾筒分別用于倆個后輪。主從滾筒保持軸線平行。</p><p>　　滾筒的半徑需要適中。如果滾筒半徑過小，影響車輪和滾筒表面的附著力，在這種情況下被檢聯合收割機的車速不宜過大不容易控制。如果滾筒半徑過大，就必須

67、增大電動機的功率，擴大成本。本課題選用的滾筒直徑選為240mm。</p><p>　　主從滾筒間的中心距過大會影響安置角，提高制造要求。中心距過小會減小車輪和滾筒表面的附著力。本課題選用的從動滾筒與主動滾筒中心距為400mm。</p><p><b>　?。?）第三滾筒</b></p><p>　　第三滾筒位于主從滾筒之間，半徑小與主從滾筒。在

68、第三滾筒下安裝彈簧。當被檢聯合收割機檢測時可以保證車輪和滾筒可靠接觸。第三滾筒上裝有速度傳感器，可及時獲知車輪的轉動情況。在滾筒帶動下車輪轉速達到要求時，根據傳感器發(fā)出的信號控制系統開始制動，車輪轉速下降至接近抱死時，同樣電動機的停止轉動也是根據傳感器發(fā)出的相應信號來實現，能防止使輪胎刮傷和損害電動機。</p><p>　　被檢車輛車輪沒有制動前，第三滾筒線速度和車輪速度，與主動滾筒的速度都相等，主動滾筒的速度由

69、驅動裝置確定。實施制動后，車輪轉速和第三滾筒的轉速相同，和主從滾筒轉速不等。本課題選用的第三滾筒直徑選為120mm。</p><p>　?。?）制動力測量裝置</p><p>　　制動力測量裝置由測力杠桿和傳感器兩部分組成。測力杠桿倆端分別與傳感器連接和減速器殼體連接，被測車輪制動時測力杠桿與減速器殼體一起繞主動滾筒軸線擺動。傳感器將測力杠桿傳來的與制動力成比例的力轉變成電信號輸送到指示裝

70、置。</p><p>　?。?）傳感器選型與確定</p><p>　　傳感器的作用是將測得的物理信號轉變?yōu)橄鄳碾娦盘栞斔偷讲杉?。在選擇傳感器時應重點考慮以下幾點要求：</p><p><b>　?、倭砍毯线m；</b></p><p><b>　　②靈敏度高；</b></p><

71、;p><b>　?、鄯直媪Υ?；</b></p><p><b>　?、苷`差??；</b></p><p><b>　?、葜貜托院茫?lt;/b></p><p><b>　?、蘧€性度好；</b></p><p>　?、哌^載承受能力較強；</p>

72、<p><b>　?、囗憫俣瓤?；</b></p><p><b>　?、峥煽啃院?。</b></p><p>　　綜合考慮以上因素，以國家標準為依據，選出合適的傳感器滿足檢測系統的檢測要求。</p><p><b>　　①測力傳感器</b></p><p>　　根據

73、制動力特點，選LYS-41型電阻應變式稱重傳感器來測量制動力的大小。該種傳感器為應變電阻拉壓傳感器，既可以測量拉力，也可以測量壓力的大小，具有優(yōu)良的靜態(tài)性能和良好的動態(tài)性能。 </p><p>　　LYS-41傳感器參數如下表1所示</p><p>　　表3.1 LYS-41傳感器參數</p><p>　　傳感器利用電阻應變原理構成，拉壓傳感器由S型彈性元件和電阻

74、應變片組成，利用電阻應變原理測量制動力大小，四片電阻應變片對稱地粘貼在S型彈性體孔上、下側，在電路上連接成“惠斯登”電橋。[19]在未加載時電橋處于平衡狀態(tài)，無電壓信號輸出；當受力時，彈性梁變形，其相對變形大小正比于該處載荷大小，此時四片電阻應變片同時產生變形，它們的阻值也相應地發(fā)生變化。</p><p><b>　?、谒俣葌鞲衅?lt;/b></p><p>　　根據檢測

75、中要求工作可靠，系統采用磁電開關式，選用Schneider-施耐德XS4P08NA340型磁電開關傳感器。</p><p>　　Schneider-施耐德XS4P08NA340型磁電開關傳感器參數如下表2所示。</p><p>　　表3.2 XS4P08NA340型磁電開關傳感器主要參數</p><p>　　其工作原理是第三滾筒是空心的，轉速傳感器固定在滾筒側面，滾

76、筒旋轉時，當非孔部分經過磁電開關時，開關閉合，當小圓孔部分經過磁電開關時，開關打開。當空心滾筒旋轉時即可測得脈沖頻率f，即確定滾筒的轉速n。</p><p>　　3.3.3制動力的力學分析</p><p>　　聯合收割機制動力力學分析圖如下：</p><p>　　O1 主動滾筒的中心 O2從動滾筒的中心 O3車輪中心</p><p>

77、　　圖3.6 制動力的力學分析圖</p><p>　　上圖為檢測開始前，車輪和滾筒都靜止是的力學分析圖。由于聯合收割機車輪轉速很低，故忽略車輪的慣性力矩和滾動阻力矩的影響。</p><p><b>　　力學平衡方程如下：</b></p><p><b>　　(3.1)</b></p><p><

78、;b>　　(3.2)</b></p><p>　　(3.3) 其中， (3.4)</p><p>　　式中：N2，N1——主、從動滾筒作用于車輪的法向力； </p><p>　　F2，F1——主、從動滾筒作用于車輪的切向力； </p><p&

79、gt;　　FN—非測試軸對測試車輪的水平作用力；</p><p>　　GN——輪載質量的重力載荷； </p><p>　　MT——車輪所受制動力矩； </p><p>　　R ——車輪半徑； </p><p><b>　　α——安置角； </b></p><p>　　L ——滾筒中心距；<

80、/p><p><b>　　r ——滾筒半徑。</b></p><p>　　車輪與滾筒表面的附著系數為φ，假設附著力的到充分利用。則F1=φN1，F2=φN2 ，代入上述方程組解得：</p><p><b>　　(3.5)</b></p><p><b>　　(3.6)</b><

81、;/p><p>　　車輪所受最大制動力為：</p><p><b>　　(3.7)</b></p><p>　　經計算機分析就可以得出聯合收割機在制動過中的時間和加速度，瞬時速度曲線關系。如下圖所示：</p><p>　　圖3.7 收割機制動過程的加速度、瞬時速度曲線圖</p><p>　　3.4聯合

82、收割機制動力檢測軟件設計</p><p>　　3.4.1軟件總體方案設計</p><p>　　現代測控系統是以計算機為中心，測控硬件是系統關鍵，測控軟件是系統靈魂?，F代測控系統主要由控制器、程控儀器、總線與接口、測控軟件以及被測對象五部分組成。測控軟件不同于一般的應用軟件，測控軟件通過總線接口實現與硬件設備的信息交換，從而實現數據采集、測量結果顯示、數據存儲、對外輸出控制等功能。測控軟件已

83、成為衡量測控系統先進性、實時性、可靠性的關鍵。測控軟件開發(fā)平臺是測控軟件設計時涉及的編程語言和軟件支持環(huán)境，是計算機操作系統、編程語言、數據庫軟件以及程序診斷軟件等集成的軟件平臺，其中測控軟件編程語言是測控軟件平臺的核心。本課題采用的是LabWindows/Cvi軟件平臺對軟件進行開發(fā)，第二章中對LabWindows/Cvi軟件平臺做了詳細的介紹。</p><p>　　軟件采用結構化的編程思想開發(fā)設計，具有比較簡

84、潔的人機交互界面、系統各功能采用了模塊化的設計，易于維護，運行可靠性高。軟件的總體設計包括軟件的界面設計、軟件的檢測流程設計、功能模塊設計等。進入軟件檢測系統的界面圖如下：</p><p>　　圖3.8 軟件檢測系統的進入界面圖</p><p>　　用戶在輸入相應的賬號，密碼，確認無誤后點擊確認按鈕，系統會進入到基礎信息填寫的面板當中，如下圖所示：</p><p>

85、　　圖3.9基本信息填寫界面</p><p>　　將聯合收割機的編號，類型，生產單位，檢測人員及檢測日期等基礎信息填寫完后點擊確定按鈕，系統就會進入到制動力檢測的面板中，如下圖所示：</p><p>　　圖3.10 動力檢測的界面</p><p>　　經過計算機和硬件結構，被檢聯合收割機各輪制動力及其轉速會在面板中顯示出來，并輸出制動力三次計算值及其平均值輸出。三次

86、計算的平均值就是最終檢測的制動力。此時如果紅燈亮則表明被檢聯合收割機制動力檢測合格，相反藍燈亮則不合格。該系統還支持數據的采集，回放，儲存等功能。最后點擊結束按鈕，系統將自動退出返回到最初界面。</p><p>　　3.4.2軟件功能分析</p><p>　　聯合收割機終檢系統制動力檢測的流程圖如下：</p><p>　　圖3.11 聯合收割機終檢系統制動力檢測的流

87、程圖</p><p>　　3.4.3相關程序介紹</p><p>　?。?）//求三次測量平均值</p><p>　　#include<stdio.h></p><p>　　int main()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　int

88、 a,b,c;</p><p>　　double average;</p><p>　　average=(a+b+c)/3;</p><p>　　printf("a=%d,\n b=%d,c=%d,平均分=%d\n",a,b,c,average);</p><p><b>　　}</b></p&

89、gt;<p><b>　　（2）//數據保存</b></p><p>　　int CVICALLBACK Savedata (int panel, int control, int event,</p><p>　　void *callbackData, int eventData1, int eventData2)</p><p&g

90、t;<b>　　{</b></p><p>　　char pathname1[300]; </p><p>　　double angle1,angle2,angle3,angle;</p><p>　　switch (event)</p><p><b>　　{</b></p>&l

91、t;p>　　case EVENT_COMMIT:</p><p>　　WordRpt_ApplicationNew (-1, &appHandle);</p><p>　　GetProjectDir (pathname1);</p><p>　　//GetProjectDir (pathname);</p>

92、<p>　　WordRpt_SetTextAttribute (wordHandle, WR_ATTR_FONT_SIZE, </p><p><b>　　（3）//主控制臺</b></p><p>　　int CVICALLBACK maincontrol (int panel, int control, int event,</p>&l

93、t;p>　　void *callbackData, int eventData1, int eventData2)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　switch (event)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　case EVENT_COM

94、MIT:</p><p>　　DisplayPanel (panelOne); </p><p>　　GetCtrlVal (panelHandle, PANEL_STRING,combinenumber ); </p><p>　　if(strcmp(combinenumber,"")==0)</p><p&

95、gt;<b>　　{</b></p><p>　　MessagePopup("Message Popup","請先填寫聯合收割機編號");</p><p><b>　　}</b></p><p>　　GetCtrlVal (panelHandle, PANEL_STRING_9,co

96、mbinemodel); </p><p>　　if(strcmp(combinemodel,"")==0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　MessagePopup("Message Popup","請先填寫聯合收割機型號");</p>

97、<p><b>　　}</b></p><p>　　GetCtrlVal (panelHandle, PANEL_STRING_11,organization); </p><p>　　if(strcmp(organization,"")==0)</p><p><b>　　{</b>&l

98、t;/p><p>　　MessagePopup("Message Popup","請先填寫生產單位");</p><p><b>　　}</b></p><p>　　GetCtrlVal (panelHandle, PANEL_STRING_12,person); </p><p>

99、;　　if(strcmp(person,"")==0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　MessagePopup("Message Popup","請先填寫檢測人員");</p><p><b>　　}</b></p>&

100、lt;p>　　GetSystemDate (&month, &day, &year);</p><p>　　sprintf(DateTitle,"檢測日期:%d.%d.%d\n",year,month,day); </p><p>　　SetCtrlVal(panelHandle,PANEL_TEXTBOX_3,DateTitle);<

101、;/p><p>　　（4）//判定檢測結果是符合格</p><p>　　#include<stdio.h></p><p>　　int main()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　int a,b;</b></p>&

102、lt;p>　　printf("請輸入界定值：");//輸入一個數后按回車</p><p>　　scanf("%d",&a);</p><p>　　printf("請輸入要判斷的數：");</p><p>　　scanf("%d",&b);</p>&l

103、t;p><b>　　if(b<a){</b></p><p>　　printf("合格。"); //要判斷的數小于界定值合格否則不合格</p><p><b>　　}else{</b></p><p>　　printf("不合格。"); </p><p

104、><b>　　}</b></p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　3.5本章小結</b></p><p>　　本章分析了制動力檢測的意義，在分析了車輛制動力測方法的基礎上，確定了聯合收割機制動力的檢測方法，并對制動力檢測臺的總體方案進行了設計，包括相關

105、的硬件選擇及軟件設計，同時對軟件的功能進行了詳細的介紹，最終完成相關參數的檢測。</p><p>　　4 聯合收割機升降速度檢測</p><p>　　該論文討論聯合收割機升降速度檢測包括倆方面。一方面是收割機撥禾輪上升速度，下降速度，另一方面是撥禾輪上升到最高位置后的靜沉降</p><p>　　4.1升降速度檢測的意義</p><p>　　

106、聯合收割機升降速度是衡量聯合收割機質量和效率的重要指標。如果聯合收割機撥禾輪升降速度太慢會影響工作效率，如果太快則會影響聯合收割機液壓系統和整體結構的安全性，嚴重時甚至危及生命安全。如果在使用過程中聯合收割機升降速度不符合國家標準，則此聯合收割機的升降機構存在一定的潛在故障和安全隱患。而靜沉降主要是檢查聯合收割機液壓系統的泄漏情況，如果制造精度好，油封質量好，系統泄漏就小，則該聯合收割機的出廠質量要高。這個檢查的目的是保證聯合收割機在工

107、作時撥禾輪懸掛的高度穩(wěn)定在一個固定的位置，如果靜沉降大，撥禾輪就有可能很快下沉。按照國家標準靜沉降數值在30分鐘內不高于上升高度的4%，則檢測結果合格。所以對聯合收割機升降速度和靜沉降的檢測對聯合收割機有效工作起著至關重要作用。</p><p>　　4.2升降速度檢測的方法研究</p><p>　　4.2.1傳統檢測方法</p><p>　　傳統的檢測方法是采用一些

108、簡單的測量工具例如直尺，卷尺，計時器，等測量升降臺上升的最大高度H和上升過程占用的時間T，突然后根據速度公式V=H/T，計算出升降臺的最大升降速度。但這種方法測量精度較低，誤差較大，而且無法測得升降臺的瞬時速度，也沒有相應的數據處理功能。</p><p>　　4.2.2接觸式檢測法</p><p>　　接觸式升降速度檢測法的檢測裝置由信號采集裝置，控制處理器，固定吸盤，數據線等組成。其檢測

109、原理是通過檢測鏈條的傳動速度來反映升降臺的升降速度。</p><p><b>　　他的檢測過程如下：</b></p><p>　　檢測前將升降臺置于標準狀態(tài)，利用固定吸盤將信號采集裝置液壓缸和鏈條連接處并將信號觸發(fā)器安裝在鏈條相鄰的倆節(jié)當中，通過數據線和控制處理器連接。檢測時，啟動控制裝置并按下檢測按鈕，系統開始檢測，這時駕駛員按下升降臺升降按鈕，升降臺開始上升，信號

110、觸發(fā)器開始采集鏈條的速度信號，然后通過數據線傳送到控制處理器進行分析計算。</p><p>　　接觸式檢車法的優(yōu)點：</p><p>　　（1）結構簡單，操作方便。</p><p>　?。?）攜帶方便，用戶可自行檢測。</p><p>　?。?）具有自動測量，計算，數據顯示和保存等多項功能。</p><p>　　（4）

111、測量精度高，穩(wěn)定行好，成本低。</p><p>　?。?）適用多種升降裝置的檢測。</p><p>　　接觸式檢車法的缺點：</p><p>　　（1）安裝困難，誤差較大。</p><p>　?。?）容易受到外界因素的干擾。</p><p><b>　?。?）維修困難。</b></p>

112、<p>　　4.2.3固定式檢測法</p><p>　　固定式檢測方法是一種固定的檢車臺，它的工作原理是將激光測距傳感器安裝在升降臺的下方，實時采集升降臺升降速度變化，然后輸送到控制裝置進行分析，計算。本課題對聯合收割機升降速度檢測采用的就是固定式檢測法。</p><p>　　4.2.4其他檢測方法</p><p>　　采用光學探頭對升降裝置的升降速度

113、進行跟蹤采集，然后利用處理器對采集的信號進行分析處理。但該方法存在安裝困難，數據處理慢，成本高等缺點，不能大規(guī)模使用。</p><p>　　4.3聯合收割機升降速度檢測臺硬件設計</p><p>　　聯合收割機升降速度的檢測原理是利用激光測距傳感器采集聯合收割機撥禾輪上升下降的距離以及所用的時間。根據速度公式計算出聯合收割機的升降速度，該方法工作原理簡單，操作方便，設備購置成本低廉。<

114、;/p><p>　　它的檢測過程是駕駛員駕駛被檢車輛駛上試驗臺，車輪壓下到位按鈕表示車輛到位，同時接通激光測距傳感器（由檢測人員適當調整是其位于撥禾輪下方），然后操作員按下撥禾輪升降按鈕。撥禾輪升起，到達最高位置停留30分鐘后再次按下升降按鈕撥禾輪恢復到起始位置。整個檢測過程結束。</p><p>　　升降速度檢測臺設計包括檢測臺的檢測臺機械設計、相關硬件的選擇、軟件系統設計等?？傮w的方案圖如

115、下：</p><p>　　圖4.1 升降速度檢測臺設計的總體方案圖</p><p>　　升降速度檢測臺硬件結構設計的整體方案流程圖如下（其軟件結構下文將做詳細介紹）：</p><p>　　圖4.2 升降速度檢測臺硬件結構設計的整體方案流程圖</p><p>　　4.4 聯合收割機升降速度檢測臺軟件設計</p><p>

116、　　4.4.1軟件總體方案設計</p><p>　　和制動力檢測相同，用戶在輸入相應的賬號，密碼，確認無誤后點擊確認按鈕，會進入到升降速度檢測的面板中，如下圖所示：</p><p>　　圖4.3 聯合收割機升降速度檢測界面</p><p>　　通過該檢測系統被檢收割機的測試時間，上升距離，下降距離，靜沉降距離會在面板中輸出，并將被檢收割機升降速度和靜沉降速度三次計算

117、值及其平均值輸出。時間和高度的曲線關系也會出現在面板中。如上面制動力檢測界面一樣如果合格紅燈亮相反藍燈亮，該系統同樣支持數據的采集，回放儲存等功能。</p><p>　　4.4.2軟件功能分析</p><p>　　聯合收割機終檢系統制動力檢測的流程圖如下:</p><p>　　圖4.4 聯合收割機終檢系統制動力檢測的流程圖</p><p>