一种适用于螺旋推进底盘的土槽实验台

1.本发明涉及车辆模拟实验领域，特别涉及一种适用于螺旋推进底盘的土槽实验台。


背景技术：

2.螺旋推进底盘作为一种接地压力小且推动力大的地盘类型，在泥沙、沼泽、滩涂、浅水等泥泞松软地带具有高通过性。常规的行走机构在这类松软地带通行时无法稳定的提供足够的推进力，易产生打滑、下陷等情况。螺旋推进车辆能轻松实现在松软复杂土壤环境的行走，完成牵引、负重等功能，降低特殊环境下人工作业的危险系数。
3.在螺旋推进车辆通过性研究方面，多以车辆结构设计以及数值分析的的角度进行研究，并没有对该类型底盘不同运行参数以及运行环境进行充分的实验研究。而实际的螺旋推进车辆底盘结构较为复杂，体积较大，不便于进行室内实验操作，从而对螺旋推进车辆在不同环境和不同参数下的性能测量带来不便。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于，提供一种适用于螺旋推进底盘的土槽实验台。本发明可以方便对螺旋推进车辆在土壤中的行进参数进行测量，而且装置集成度较高，体积较小，更加适用于室内实验操作。
5.本发明的技术方案：一种适用于螺旋推进底盘的土槽实验台，包括主框架，主框架的内部设置有土槽，所述主框架的内部设置有螺旋推进机构，螺旋推进机构包括滑动连接在主框架上的安装板，主框架的内部设置有主面板，并且主面板通过传力光轴与安装板相连接；所述主面板的侧部固定有支撑板，支撑板的上部设置有驱动电机，支撑板的下侧部经轴承转动连接有转轴，驱动电机的输出轴经链传动组件与转轴相连接；所述主面板的下侧设置有水平调节组件，水平调节组件上设置有安装座，安装座上经轴承转动连接有支撑轴，支撑轴和转轴之间连接有螺旋推进筒。
6.前述的适用于螺旋推进底盘的土槽实验台中，所述链传动组件包括与驱动电机输出轴相连接的主动链轮，还包括与转轴末端相连接的从动链轮，主动链轮与从动链轮之间通过链条传动连接。
7.前述的适用于螺旋推进底盘的土槽实验台中，所述支撑板的侧部设置有链条张紧器，链条张紧器的输出部与链条相抵。
8.前述的适用于螺旋推进底盘的土槽实验台中，所述水平调节组件包括设置在主面板底部的固定件，固定件的侧部设置有调节电机，调节电机的输出轴连接有丝杆，丝杆上螺纹连接有移动块，移动块的底部经连接杆与安装座相连接。
9.前述的适用于螺旋推进底盘的土槽实验台中，所述主框架的上侧设置有导轨，导轨上滑动套接有滑块，滑块与安装板的侧部相连接。
10.前述的适用于螺旋推进底盘的土槽实验台中，所述主面板的边缘处设置有加强肋
条。
11.前述的适用于螺旋推进底盘的土槽实验台中，所述主面板的上侧固定连接有支座，支座的表面套设有配重块。
12.前述的适用于螺旋推进底盘的土槽实验台中，所述主面板的一侧设置有支撑架，支撑板与支撑架相连接。
13.前述的适用于螺旋推进底盘的土槽实验台中，所述螺旋推进筒包括主筒体，主筒体的表面设置有螺旋叶片，主筒体的后端设置有后端盖，转轴的端部与后端盖相连接；所述主筒体的前端设有锥状部，锥状部的前端设置有前端盖，支撑轴的末端与前端盖相连接。
14.前述的适用于螺旋推进底盘的土槽实验台中，所述传力光轴的下端固定在主面板的表面，安装板通过直线轴承套设在传力光轴上。
15.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
16.1、本发明包括主框架，主框架的内部设置有土槽，主框架的内部设置有螺旋推进机构，螺旋推进机构包括滑动连接在主框架上的安装板，主框架的内部设置有主面板，并且主面板通过传力光轴与安装板相连接；主面板的侧部固定有支撑板，支撑板的上部设置有驱动电机，支撑板的下侧部经轴承转动连接有转轴，驱动电机的输出轴经链传动组件与转轴相连接；主面板的下侧设置有水平调节组件，水平调节组件上设置有安装座，安装座上经轴承转动连接有支撑轴，支撑轴和转轴之间连接有螺旋推进筒。使用时，通过驱动电机带动转轴转动，进而带动螺旋推进筒转动，使得螺旋推进机构在土壤中向前移动，便于对螺旋推进车辆在土壤中的行进参数进行测量，而且装置集中安装在主框架内部，集成度较高，体积较小，更加适用于室内实验操作。
17.2、本发明中，水平调节组件包括设置在主面板底部的固定件，固定件的侧部设置有调节电机，调节电机的输出轴连接有丝杆，丝杆上螺纹连接有移动块，移动块的底部经连接杆与安装座相连接。在安装螺旋推进筒之前，可以启动调节电机，带动丝杆转动，从而带动移动块移动，移动块通过连接杆带动安装座移动，能够调节支撑轴与转轴之间的距离，从而方便安装不同长度的螺旋推进筒，从而测量不同型号参数的螺旋推进车辆底盘的推进性能。
18.3、本发明中，主面板的上侧固定连接有支座，支座的表面套设有配重块。实验时，能够通过改变支座上配重块的数量来模拟不同载荷下螺旋推进机构的行进情况，从而使得试验数据更加丰富，结果更加精确。
19.4、本发明中，主面板通过传力光轴与安装板相连接，传力光轴的下端固定在主面板的表面，安装板通过直线轴承套设在传力光轴上，实际操作时，可通过直线轴承调节主面板与安装板之间的距离，从而调节螺旋推进机构位于土槽内的深度，进行不同深度的实验，从而得到更加全面的实验数据。
20.5、本发明中，将主面板加宽，并在主面板的下方设置两个螺旋推进筒，并且对应设置有驱动装置和水平调节组件，更加趋近于实际中螺旋推进车辆的底盘形式，使得实验数据更加具有代表性。
附图说明
21.图1是本发明的结构示意图；
22.图2是本发明中螺旋推进机构的结构示意图；
23.图3是本发明中螺旋推进机构另一视角的结构示意图；
24.图4是本发明中水平调节组件的结构示意图；
25.图5是本发明中链传动组件的结构示意图；
26.图6是本发明中螺旋推进筒的结构示意图；
27.图7是本发明实施例2中的螺旋推进机构的结构示意图。
28.附图中的标记为：1-主框架；2-土槽；3-导轨；4-安装板；5-传力光轴；6-主面板；7-螺旋推进筒；701-主筒体；702-锥状部；703-后端盖；704-螺旋叶片；705-前端盖；8-滑块；9-支座；10-配重块；11-丝杆；12-固定件；13-调节电机；14-移动块；15-安装座；16-连接杆；17-驱动电机；18-支撑板；19-链条；20-链条张紧器；21-支撑轴；22-支撑架；23-加强肋条；24-从动链轮；25-转轴；26-主动链轮。
具体实施方式
29.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
30.实施例1：一种适用于螺旋推进底盘的土槽实验台，如附图1所示，包括主框架1，主框架1的内部设置有土槽2，所述主框架1的内部设置有螺旋推进机构，如附图2和附图3所示，螺旋推进机构包括滑动连接在主框架1上的安装板4，具体的，所述主框架1的上侧设置有导轨3，导轨3上滑动套接有滑块8，滑块8与安装板4的侧部相连接。
31.主框架1的内部设置有主面板6，并且主面板6通过传力光轴5与安装板4相连接，所述传力光轴5的下端固定在主面板6的表面，安装板4通过直线轴承套设在传力光轴5上，实际操作时，可通过直线轴承调节主面板6与安装板4之间的距离，从而调节螺旋推进机构位于土槽2内的深度，进行不同深度的实验，从而得到更加全面的实验数据。所述主面板6的边缘处设置有加强肋条23，为了装置整体的体积和重量更加轻便，主面板6的厚度较薄，在10mm左右，并且主面板6的横向跨度较大，螺旋推进机构在运行的过程中，主面板6会受到一定程度的弯曲力，因此，通过安装加强肋条23能够提高主面板6的抗弯强度。
32.所述主面板6的侧部固定有支撑板18，所述主面板6的一侧设置有支撑架22，支撑板18与支撑架22相连接。支撑板18的上部设置有驱动电机17，支撑板18的下侧部经轴承转动连接有转轴25，驱动电机17的输出轴经链传动组件与转轴25相连接，具体的，如附图5所示，所述链传动组件包括与驱动电机17输出轴相连接的主动链轮26，还包括与转轴25末端相连接的从动链轮24，主动链轮26与从动链轮24之间通过链条19传动连接，并且主动链轮26的直径小于从动链轮24的直径，能够减小转轴25的转速，从而提高螺旋推进机构运行时的稳定性。进一步地，所述支撑板18的侧部设置有链条张紧器20，链条张紧器20的输出部与链条19相抵，通过链条张紧器20能够使得链条19始终保持紧绷状态，防止链条19松脱。
33.如附图4所示，所述主面板6的下侧设置有水平调节组件，水平调节组件上设置有安装座15，所述水平调节组件包括设置在主面板6底部的固定件12，固定件12的侧部设置有调节电机13，调节电机13的输出轴连接有丝杆11，丝杆11上螺纹连接有移动块14，移动块14的上端面紧贴主面板6的下壁，即使得移动块14只能够水平移动，不会随着丝杆11的转动而转动。
34.移动块14的底部经连接杆16与安装座15相连接。安装座15上经轴承转动连接有支撑轴21，支撑轴21和转轴25之间连接有螺旋推进筒7，所述螺旋推进筒7包括主筒体701，主筒体701的表面设置有螺旋叶片704，主筒体701的后端设置有后端盖703，转轴25的端部与后端盖703相连接；所述主筒体701的前端设有锥状部702，锥状部702能够使得螺旋推进筒7更好地钻入泥土中并在泥土中行进，锥状部702的前端设置有前端盖705，支撑轴21的末端与前端盖705相连接，具体的，支撑轴21和转轴25均可通过法兰和螺栓分别与前端盖705和后端盖703相连接，方便更换螺旋推进筒7。本实施例中，螺旋推进筒7的外径(即螺旋叶片704的内径)为219mm，长度为300mm，螺旋叶片704的螺距为60-100mm，螺旋叶片704的高度为20-50mm。
35.所述主面板6的上侧固定连接有支座9，支座9的表面套设有配重块10，具体实验时，能够通过改变支座9上配重块10的数量来模拟不同载荷下螺旋推进机构的行进情况，从而使得试验数据更加丰富，结果更加精确。
36.工作原理：实验时，启动驱动电机17，带动主动链轮26转动，主动链轮16通过链条19带动从动链轮24转动，进而带动转轴25转动，最终带动螺旋推进筒7和支撑轴21一同转动。螺旋推进筒7表面的螺旋叶片704在转动时，能够带动螺旋推进机构在土槽2内向前行进。在实验过程中，可以通过更换土槽内的土壤环境来模拟螺旋推进机构在不同土壤环境中的行进状况，从而测量出螺旋推进车辆底盘在不同行驶状态下的推进性能。
37.在安装螺旋推进筒7之前，可以启动调节电机13，带动丝杆11转动，从而带动移动块14移动，移动块14通过连接杆16带动安装座15移动，能够调节支撑轴21与转轴25之间的距离，从而方便安装不同长度的螺旋推进筒7，从而测量不同型号参数的螺旋推进车辆底盘的推进性能。
38.实施例2：如附图7所示，在实施例1的基础上，本实施例将主面板6加宽，并在主面板6的下方设置两个螺旋推进筒7，并且对应设置有驱动装置(驱动电机17和链传动组件)和水平调节组件，更加趋近于实际中螺旋推进车辆的底盘形式，使得实验数据更加具有代表性。
39.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的权利要求书的保护范围之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种适用于螺旋推进底盘的土槽实验台，包括主框架(1)，主框架(1)的内部设置有土槽(2)，其特征在于：所述主框架(1)的内部设置有螺旋推进机构，螺旋推进机构包括滑动连接在主框架(1)上的安装板(4)，主框架(1)的内部设置有主面板(6)，并且主面板(6)通过传力光轴(5)与安装板(4)相连接；所述主面板(6)的侧部固定有支撑板(18)，支撑板(18)的上部设置有驱动电机(17)，支撑板(18)的下侧部经轴承转动连接有转轴(25)，驱动电机(17)的输出轴经链传动组件与转轴(25)相连接；所述主面板(6)的下侧设置有水平调节组件，水平调节组件上设置有安装座(15)，安装座(15)上经轴承转动连接有支撑轴(21)，支撑轴(21)和转轴(25)之间连接有螺旋推进筒(7)。2.根据权利要求1所述的适用于螺旋推进底盘的土槽实验台，其特征在于：所述链传动组件包括与驱动电机(17)输出轴相连接的主动链轮(26)，还包括与转轴(25)末端相连接的从动链轮(24)，主动链轮(26)与从动链轮(24)之间通过链条(19)传动连接。3.根据权利要求2所述的适用于螺旋推进底盘的土槽实验台，其特征在于：所述支撑板(18)的侧部设置有链条张紧器(20)，链条张紧器(20)的输出部与链条(19)相抵。4.根据权利要求1所述的适用于螺旋推进底盘的土槽实验台，其特征在于：所述水平调节组件包括设置在主面板(6)底部的固定件(12)，固定件(12)的侧部设置有调节电机(13)，调节电机(13)的输出轴连接有丝杆(11)，丝杆(11)上螺纹连接有移动块(14)，移动块(14)的底部经连接杆(16)与安装座(15)相连接。5.根据权利要求1所述的适用于螺旋推进底盘的土槽实验台，其特征在于：所述主框架(1)的上侧设置有导轨(3)，导轨(3)上滑动套接有滑块(8)，滑块(8)与安装板(4)的侧部相连接。6.根据权利要求1所述的适用于螺旋推进底盘的土槽实验台，其特征在于：所述主面板(6)的边缘处设置有加强肋条(23)。7.根据权利要求1所述的适用于螺旋推进底盘的土槽实验台，其特征在于：所述主面板(6)的上侧固定连接有支座(9)，支座(9)的表面套设有配重块(10)。8.根据权利要求1所述的适用于螺旋推进底盘的土槽实验台，其特征在于：所述主面板(6)的一侧设置有支撑架(22)，支撑板(18)与支撑架(22)相连接。9.根据权利要求1所述的适用于螺旋推进底盘的土槽实验台，其特征在于：所述螺旋推进筒(7)包括主筒体(701)，主筒体(701)的表面设置有螺旋叶片(704)，主筒体(701)的后端设置有后端盖(703)，转轴(25)的端部与后端盖(703)相连接；所述主筒体(701)的前端设有锥状部(702)，锥状部(702)的前端设置有前端盖(705)，支撑轴(21)的末端与前端盖(705)相连接。10.根据权利要求1所述的适用于螺旋推进底盘的土槽实验台，其特征在于：所述传力光轴(5)的下端固定在主面板(6)的表面，安装板(4)通过直线轴承套设在传力光轴(5)上。

技术总结
本发明公开了一种适用于螺旋推进底盘的土槽实验台，包括主框架，主框架的内部设置有土槽，所述主框架的内部设置有螺旋推进机构，螺旋推进机构包括滑动连接在主框架上的安装板，主框架的内部设置有主面板，并且主面板通过传力光轴与安装板相连接；所述主面板的侧部固定有支撑板，支撑板的上部设置有驱动电机，支撑板的下侧部经轴承转动连接有转轴，驱动电机的输出轴经链传动组件与转轴相连接；所述主面板的下侧设置有水平调节组件，水平调节组件上设置有安装座。本发明可以方便对螺旋推进车辆在土壤中的行进参数进行测量，而且装置集成度较高，体积较小，更加适用于室内实验操作。更加适用于室内实验操作。更加适用于室内实验操作。


技术研发人员：胡乾崴 邱祁 缪徐 刘璨贤 陈豪 龚明彬
受保护的技术使用者：浙大城市学院
技术研发日：2023.05.17
技术公布日：2023/9/6