拖拉機(jī)安全性能檢測(cè)線技術(shù)研發(fā)與改造

諸傳華李鑒方何文華

杭州市蕭山區(qū)拖拉機(jī)保有量達(dá)3 000余輛，拖拉機(jī)性能的好壞直接影響到交通運(yùn)行安全與人民生命財(cái)產(chǎn)的安危，因此對(duì)拖拉機(jī)進(jìn)行安全性能檢測(cè)管理十分必要。杭州市蕭山區(qū)農(nóng)機(jī)監(jiān)管總站于2000年從浙江大學(xué)引進(jìn)TC型拖拉機(jī)安全性能檢測(cè)線，于2010年進(jìn)行了維修，該設(shè)備在運(yùn)行中已取得良好的社會(huì)效益，使全區(qū)的拖拉機(jī)運(yùn)行安全性得到大幅度提高，也使農(nóng)機(jī)管理水平更上一個(gè)臺(tái)階；但在使用中也暴露出一些不足，迫切需要技術(shù)研發(fā)與改造，適應(yīng)農(nóng)機(jī)安全形勢(shì)發(fā)展的需要。

1 原檢測(cè)線結(jié)構(gòu)與功能

如圖1，原檢測(cè)線由速度測(cè)試臺(tái)、稱重及制動(dòng)復(fù)合測(cè)試臺(tái)、控制柜、計(jì)算機(jī)自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)、打印機(jī)和大屏幕顯示系統(tǒng)等組成。具有最高車速檢測(cè)、制動(dòng)性能檢測(cè)、軸載荷檢測(cè)等測(cè)量功能，并由計(jì)算機(jī)控制測(cè)試過程。

1.1 制動(dòng)測(cè)試臺(tái)

制動(dòng)測(cè)試臺(tái)由制動(dòng)力測(cè)量裝置、稱重舉升裝置及基架等總成組成。制動(dòng)力測(cè)試采用反力式制動(dòng)力測(cè)量裝置。

1.2 速度測(cè)試臺(tái)

速度測(cè)試臺(tái)由雙滾筒、測(cè)速傳感器總成、舉升器總成等組成。 測(cè)速傳感器總成由一個(gè)帶有20個(gè)齒的圓盤和光電開關(guān)組成，圓盤與滾筒同步轉(zhuǎn)動(dòng)，每轉(zhuǎn)一周傳感器產(chǎn)生20個(gè)脈沖，通過對(duì)這些脈沖計(jì)數(shù)就可以測(cè)得滾筒的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而得到拖拉機(jī)的速度。

圖1 原拖拉機(jī)安全性能檢測(cè)線結(jié)構(gòu)圖

1.3 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)主機(jī)為聯(lián)想計(jì)算機(jī)，同時(shí)配置相應(yīng)的數(shù)字輸入通道 （D/I）、數(shù)字輸出通道(D/O)、模數(shù)轉(zhuǎn)換通道(AD)和定時(shí)/計(jì)數(shù)接口，系統(tǒng)最大允許16路數(shù)字輸入通道 (D/I)、16路數(shù)字輸出通道(D/O)、16 路模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換通道(AD)，轉(zhuǎn)換精度為1/4 096。

1.4 控制箱

控制箱的主要功能包括強(qiáng)電控制和弱電信號(hào)的處理。強(qiáng)電控制主要是進(jìn)行接觸器、繼電器和電磁閥等的通斷控制，弱電信號(hào)的處理主要包括測(cè)力傳感器信號(hào)的放大、測(cè)速傳感器信號(hào)的放大整形和信號(hào)的中繼聯(lián)結(jié)等。

2 存在主要問題

原拖拉機(jī)安全性能檢測(cè)線存在的主要問題為：制動(dòng)臺(tái)偶然會(huì)對(duì)翻新輪胎造成磨損；停車定位難造成軸荷測(cè)量誤差；數(shù)據(jù)管理跟不上農(nóng)機(jī)監(jiān)理的要求，不能進(jìn)行條件查詢，不具備年報(bào)、月報(bào)、季報(bào)及任意時(shí)間段和地區(qū)報(bào)表的功能；系統(tǒng)安全運(yùn)行可靠性有待進(jìn)一步提高，不利于科學(xué)化管理等。

3 技術(shù)研發(fā)與改造

杭州市蕭山區(qū)農(nóng)機(jī)監(jiān)管總站與浙江大學(xué)于2014—2015年聯(lián)合開展了制動(dòng)測(cè)試臺(tái)改造、安全系統(tǒng)改造、控制系統(tǒng)軟件改進(jìn)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)檢測(cè)精度改進(jìn)等四個(gè)方面的研發(fā)與改造。

3.1 制動(dòng)測(cè)試臺(tái)改造

主要方法為采用粘沙滾筒替代開槽滾筒，鋼制開槽滾筒表面的附著因數(shù)一般只有0.6左右,而粘沙或噴涂滾筒一般大于0.8，減少了對(duì)被檢測(cè)拖拉機(jī)輪胎的磨損。

3.2 安全系統(tǒng)改造

方法為在車速測(cè)量過程對(duì)軟件進(jìn)行了條件限制。原來在車速測(cè)試臺(tái)檢測(cè)拖拉機(jī)最高車速時(shí)，計(jì)算機(jī)對(duì)車輛啟動(dòng)換擋時(shí)的速度容易出現(xiàn)誤判，認(rèn)為檢測(cè)已完畢，舉升機(jī)構(gòu)上升，而機(jī)手此時(shí)還專心于加速操作過程，容易造成拖拉機(jī)沖出測(cè)試臺(tái)，嚴(yán)重時(shí)造成設(shè)備及人員損害。為此對(duì)車速測(cè)試值進(jìn)行了處理：一方面對(duì)偶然的數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾；另一方面對(duì)啟動(dòng)時(shí)的速度進(jìn)行限制，從而確保一個(gè)完整的測(cè)試過程完成之前，舉升機(jī)構(gòu)不會(huì)上升。

3.3 控制系統(tǒng)軟件改進(jìn)設(shè)計(jì)

根據(jù)項(xiàng)目需要，數(shù)據(jù)及報(bào)表管理需具備按一定時(shí)間段內(nèi)不同條件進(jìn)行查詢的功能，條件包括鎮(zhèn)街、車型、車牌號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)號(hào)、底盤號(hào)等，以適應(yīng)農(nóng)機(jī)管理科學(xué)化客觀化的要求。方法為對(duì)原系統(tǒng)控制軟件進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)，建立了數(shù)據(jù)庫(kù)，完善數(shù)據(jù)儲(chǔ)存；同時(shí)，還對(duì)系統(tǒng)的操作控制程序作了改進(jìn)，增加了系統(tǒng)參數(shù)修正程序，提高系統(tǒng)對(duì)環(huán)境及器件性能變化的適應(yīng)能力，從而使系統(tǒng)始終保持準(zhǔn)確的運(yùn)行狀態(tài)。

3.4 系統(tǒng)檢測(cè)精度改進(jìn)

在系統(tǒng)檢測(cè)精度方面也采取了改進(jìn)措施，盡可能地提高系統(tǒng)檢測(cè)精度。整套設(shè)備中各傳感器信號(hào)都是比較弱的信號(hào)，它們易受空間電磁場(chǎng)及電網(wǎng)中用電設(shè)備的干擾，這樣輕則使測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生較大的誤差，重則可能造成整個(gè)系統(tǒng)的癱瘓。為抑制模擬信號(hào)干擾，主要采取了硬件和軟件濾波的方式來解決，硬件濾波主要采用了RC濾波，軟件上則采取先剔除明顯的錯(cuò)誤信號(hào)，然后進(jìn)行平均處理。

4 原檢測(cè)線改造后檢測(cè)效果

檢測(cè)線經(jīng)過研發(fā)與改造和3年的試驗(yàn)應(yīng)用，具有自動(dòng)化檢測(cè)、智能化數(shù)據(jù)管理與可靠、安全、便捷的檢測(cè)功能，具體表現(xiàn)為：①具有完整的報(bào)表和管理功能，能適應(yīng)農(nóng)機(jī)管理科學(xué)化客觀化的要求；②整個(gè)系統(tǒng)制動(dòng)、稱重測(cè)試實(shí)現(xiàn)了全程自動(dòng)化檢測(cè)，使系統(tǒng)效率和精度得到明顯提高；③增加了各檢測(cè)工位的即時(shí)復(fù)檢功能，提高了復(fù)檢效率；④增強(qiáng)了系統(tǒng)的安全運(yùn)行可靠性，提高了測(cè)試人員的工作安全感；⑤軟件和電路系統(tǒng)得到改進(jìn)設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)操作更加便捷。

5 結(jié)論

通過對(duì)原檢測(cè)線研發(fā)與改造，降低了檢測(cè)設(shè)備采購(gòu)成本，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。更為重要的是，農(nóng)機(jī)安全性能檢測(cè)質(zhì)量進(jìn)一步提高，能更有效地發(fā)現(xiàn)事故隱患，從而可以促進(jìn)蕭山區(qū)拖拉機(jī)安全性能的提高，使農(nóng)機(jī)達(dá)到安全作業(yè)，保障了人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，為維護(hù)社會(huì)的穩(wěn)定發(fā)揮了重要作用。