微型联合收割机传动轴转矩转速实时测量装置的研究
发布时间：2020-12-15 00:01
在机械传动系统中,转矩、转速是反映系统运行参数的最典型物理量。转矩、转速测量是各种动力机械运行状态监测和故障识别预报的主要信息源,是检验各类动力机械功率输出是否达到设计指标的必备手段,也是设计的基本参数。微型联合收割机等农业机械在设计时需要了解各工作部件传动轴工作过程中的功率分配情况,其功率则可以通过测量各动力轴的转矩、转速来实现。我国微型联合收割机的功耗、体积、重量、可靠性等性能指标均比日本生产的微型联合收割机差,究其重要原因是我国的微型联合收割机在设计制造时缺乏田间实际作业时各部件功率消耗的基础数据,使得我国的设计人员只能采取保守、模仿设计,导致微型联合收割机在功耗、体积、重量、可靠性等方面与日本的差距较大。因此,掌握微型联合收割机各工作部件传动轴收获作业的转矩和转速、功率消耗等基础数据,有利于研究收割机的功耗分配,降低功耗,减小体积和重量,对于提升我国微型联合收割机的质量有着极其重要的意义。传统的转矩测量方式在测量装置上有大量的引线,由于田间工作条件复杂,环境差,且在工作时振动大,不适合在田间实时测量；而专用的无线转矩传感器一般都为整体总成的设备,测量的时候需要将轴断开来安装,已...
【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 文献综述
1.1 微型联合收割机概述
1.2 传动轴转矩转速测量的研究现状
1.2.1 转矩测量的研究现状
1.2.2 转速测量的研究现状
1.3 农业机械转矩转速相关测量的研究现状
第2章 绪论
2.1 本文的研究背景及意义
2.2 课题的研究范围及内容
第3章 转矩转速实时测量装置的基本原理
3.1 转矩测量的基本原理与方法
3.1.1 转矩测量方法的基本原理
3.1.2 应变型转矩测量
3.2 转速测量的基本原理与方法
3.2.1 霍尔效应与霍尔元件
3.2.2 霍尔传感器测速原理
3.3 实时测量的无线传输技术
第4章 转矩转速实时测量装置的总体设计要求与方案
4.1 转矩转速实时测量装置的总体设计要求
4.2 转矩转速实时测量装置的总体设计方案
4.3 装置数据处理器的总体设计方案
4.4 转速测量设计总体框图
第5章 装置测量部件的结构设计
5.1 转矩测量传感器
5.1.1 转矩测量传感器的结构
5.1.2 转矩测量传感器的力学模型分析
5.2 转速的测量
第6章 测量装置数据处理器的硬件设计
6.1 主要集成芯片的选择
6.1.1 主控芯片的选择
6.1.2 集成运算放大器的选择
6.1.3 A/D模块的选择
6.1.4 无线通信模块的选择
6.1.5 USB总线接口芯片的选择
6.2 主控芯片的最小系统及外围电路设计
6.2.1 复位及晶振电路设计
6.2.2 电源电路设计
6.2.3 主控芯片外围辅助电路设计
6.3 转矩测量数据处理器整体电路设计
6.3.1 集成放大器与A/D处理模块电路设计
6.3.2 ADS8320基准源电路设计
6.3.3 CPU与ADS8320及无线发送模块通信电路设计
6.3.4 数据无线接收CPU与USB接口模块通讯电路设计
6.4 转速测量系统电路设计
6.5 转矩转速测量数据处理器的电路板设计制作
第7章 转矩转速测量装置数据处理器的软件设计
7.1 软件开发环境
7.2 转矩测量数据处理器程序设计
7.2.1 数据处理器数据发送与接收的主程序设计
7.2.2 数据处理器A/D模块采样子程序设计
7.2.3 数据无线发送与接收程序设计
7.2.4 SPI通信子程序设计
7.2.5 数据处理器USB接口模块通信程序设计
7.3 转速测量程序设计
第8章 试验与结果分析
8.1 轮辐式转矩传感器有限元静力分析
8.2 转矩测量传感器的标定
8.3 转矩转速测量试验与分析
第9章 结论与建议
9.1 结论
9.2 建议
参考文献
致谢
发表论文及参与课题一览表
作者在攻读硕士学位期间授权专利
【参考文献】：
期刊论文
[1]联合收割机载荷测试系统设计与试验[J]. 季欣宇,李耀明,徐立章,庞靖,叶晓飞. 农机化研究. 2013(05)
[2]联合收割机行走半轴载荷测试系统构建与性能试验[J]. 李耀明,叶晓飞,徐立章,庞靖,马征. 农业工程学报. 2013(06)
[3]轮辐结构的联轴器式扭矩传感器研究[J]. 林福严,周宁闯,付朝英,张铜. 传感器与微系统. 2012(11)
[4]一种扭矩传感器的结构优化设计[J]. 綦黎明,王宝庆. 现代制造工程. 2012(08)
[5]应变式扭矩传感器的设计研究[J]. 殷宝麟,于影,龙泽明,郭士清. 机械设计与制造. 2011(10)
[6]基于电容传感器旋转轴转速测量系统设计与实现[J]. 付永乐,靳鸿. 传感器与微系统. 2011(06)
[7]双螺旋旋耕埋草刀辊转矩检测系统设计与试验[J]. 姚兴林,张国忠,夏俊芳,周勇,沈茂. 农机化研究. 2010(12)
[8]环形球栅扭矩测量原理研究[J]. 吴永烽,喻洪麟,何安国. 仪器仪表学报. 2010(11)
[9]一种基于视频处理技术的转速测量方法[J]. 彭可,彭年香,陈燕红. 计算技术与自动化. 2010(01)
[10]基于DSP的绝对式光电编码器的电机转速测量[J]. 邓建,林桦. 电机与控制应用. 2010(01)
硕士论文
[1]动力锂电池组能量管理系统的设计与研究[D]. 孙波.西南大学 2013
[2]光电式动态扭矩测量系统的设计与实验[D]. 王辉.燕山大学 2010
[3]基于激光多普勒效应的微电机转速测量系统[D]. 贺少辉.天津大学 2010
[4]基于无线射频通信的柴油机曲轴扭矩在线检测装置的研制[D]. 陈笃奖.集美大学 2010
[5]微型一体化应变式传感器设计及其校准技术研究[D]. 张琦.中北大学 2010
[6]光电式动态扭矩测量系统的研究与设计[D]. 尚昱星.燕山大学 2009
[7]基于无线传输的应变式扭矩测量系统设计[D]. 安英博.西北农林科技大学 2009
[8]无线通信射频接收前端研究与设计[D]. 高峻.西南交通大学 2006
[9]小型半喂入水稻联合收割机研究[D]. 时胜德.广西大学 2005
[10]光栅扭矩传感器动态测量系统的数据采集与处理研究[D]. 雷冬梅.重庆大学 2005
本文编号：2917253
【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 文献综述
1.1 微型联合收割机概述
1.2 传动轴转矩转速测量的研究现状
1.2.1 转矩测量的研究现状
1.2.2 转速测量的研究现状
1.3 农业机械转矩转速相关测量的研究现状
第2章 绪论
2.1 本文的研究背景及意义
2.2 课题的研究范围及内容
第3章 转矩转速实时测量装置的基本原理
3.1 转矩测量的基本原理与方法
3.1.1 转矩测量方法的基本原理
3.1.2 应变型转矩测量
3.2 转速测量的基本原理与方法
3.2.1 霍尔效应与霍尔元件
3.2.2 霍尔传感器测速原理
3.3 实时测量的无线传输技术
第4章 转矩转速实时测量装置的总体设计要求与方案
4.1 转矩转速实时测量装置的总体设计要求
4.2 转矩转速实时测量装置的总体设计方案
4.3 装置数据处理器的总体设计方案
4.4 转速测量设计总体框图
第5章 装置测量部件的结构设计
5.1 转矩测量传感器
5.1.1 转矩测量传感器的结构
5.1.2 转矩测量传感器的力学模型分析
5.2 转速的测量
第6章 测量装置数据处理器的硬件设计
6.1 主要集成芯片的选择
6.1.1 主控芯片的选择
6.1.2 集成运算放大器的选择
6.1.3 A/D模块的选择
6.1.4 无线通信模块的选择
6.1.5 USB总线接口芯片的选择
6.2 主控芯片的最小系统及外围电路设计
6.2.1 复位及晶振电路设计
6.2.2 电源电路设计
6.2.3 主控芯片外围辅助电路设计
6.3 转矩测量数据处理器整体电路设计
6.3.1 集成放大器与A/D处理模块电路设计
6.3.2 ADS8320基准源电路设计
6.3.3 CPU与ADS8320及无线发送模块通信电路设计
6.3.4 数据无线接收CPU与USB接口模块通讯电路设计
6.4 转速测量系统电路设计
6.5 转矩转速测量数据处理器的电路板设计制作
第7章 转矩转速测量装置数据处理器的软件设计
7.1 软件开发环境
7.2 转矩测量数据处理器程序设计
7.2.1 数据处理器数据发送与接收的主程序设计
7.2.2 数据处理器A/D模块采样子程序设计
7.2.3 数据无线发送与接收程序设计
7.2.4 SPI通信子程序设计
7.2.5 数据处理器USB接口模块通信程序设计
7.3 转速测量程序设计
第8章 试验与结果分析
8.1 轮辐式转矩传感器有限元静力分析
8.2 转矩测量传感器的标定
8.3 转矩转速测量试验与分析
第9章 结论与建议
9.1 结论
9.2 建议
参考文献
致谢
发表论文及参与课题一览表
作者在攻读硕士学位期间授权专利
【参考文献】：
期刊论文
[1]联合收割机载荷测试系统设计与试验[J]. 季欣宇,李耀明,徐立章,庞靖,叶晓飞. 农机化研究. 2013(05)
[2]联合收割机行走半轴载荷测试系统构建与性能试验[J]. 李耀明,叶晓飞,徐立章,庞靖,马征. 农业工程学报. 2013(06)
[3]轮辐结构的联轴器式扭矩传感器研究[J]. 林福严,周宁闯,付朝英,张铜. 传感器与微系统. 2012(11)
[4]一种扭矩传感器的结构优化设计[J]. 綦黎明,王宝庆. 现代制造工程. 2012(08)
[5]应变式扭矩传感器的设计研究[J]. 殷宝麟,于影,龙泽明,郭士清. 机械设计与制造. 2011(10)
[6]基于电容传感器旋转轴转速测量系统设计与实现[J]. 付永乐,靳鸿. 传感器与微系统. 2011(06)
[7]双螺旋旋耕埋草刀辊转矩检测系统设计与试验[J]. 姚兴林,张国忠,夏俊芳,周勇,沈茂. 农机化研究. 2010(12)
[8]环形球栅扭矩测量原理研究[J]. 吴永烽,喻洪麟,何安国. 仪器仪表学报. 2010(11)
[9]一种基于视频处理技术的转速测量方法[J]. 彭可,彭年香,陈燕红. 计算技术与自动化. 2010(01)
[10]基于DSP的绝对式光电编码器的电机转速测量[J]. 邓建,林桦. 电机与控制应用. 2010(01)
硕士论文
[1]动力锂电池组能量管理系统的设计与研究[D]. 孙波.西南大学 2013
[2]光电式动态扭矩测量系统的设计与实验[D]. 王辉.燕山大学 2010
[3]基于激光多普勒效应的微电机转速测量系统[D]. 贺少辉.天津大学 2010
[4]基于无线射频通信的柴油机曲轴扭矩在线检测装置的研制[D]. 陈笃奖.集美大学 2010
[5]微型一体化应变式传感器设计及其校准技术研究[D]. 张琦.中北大学 2010
[6]光电式动态扭矩测量系统的研究与设计[D]. 尚昱星.燕山大学 2009
[7]基于无线传输的应变式扭矩测量系统设计[D]. 安英博.西北农林科技大学 2009
[8]无线通信射频接收前端研究与设计[D]. 高峻.西南交通大学 2006
[9]小型半喂入水稻联合收割机研究[D]. 时胜德.广西大学 2005
[10]光栅扭矩传感器动态测量系统的数据采集与处理研究[D]. 雷冬梅.重庆大学 2005
本文编号：2917253
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