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申请/专利权人：农业农村部南京农业机械化研究所

摘要：本发明公开了一种履带‑土壤多轴动载荷加载试验台，属于机械加载设备领域，可模拟履带行走装置对土壤表面施加的挤压、剪切、扭转多种载荷，载荷组合形式、加载速度、交变次数均可测、可控、可调，土壤在履带载荷作用下内部力的分布、形变、履带‑土壤间相对位移均可检测，解决了现有技术中加载形式有限、难以模拟实际情况下履带‑土壤间力学状态的难题，丰富加载试验台的载荷形式，应用前景广泛。

主权项：1.一种履带-土壤多轴动载荷加载试验台，包括土壤1、土槽2和机架9，所述机架9为立方体框架结构，所述土壤1放入所述土槽2中后置于所述机架9内，其特征在于，所述履带-土壤多轴动载荷加载试验台还包括剪切载荷加载装置3、挤压载荷加载装置4、扭转载荷加载装置5、载荷传递装置6、传感器、多功能IO板卡10和计算机11，所述剪切载荷加载装置3包括第一电动推杆301、第一滑轨302、第二滑轨303和第一滑动座304，第一滑轨302两端、第二滑轨303两端分别固接于机架9上并位于所述土槽2上方，所述第一电动推杆301一端安装于机架9上，另一端与第一滑动座304一侧固定，所述第一滑动座304前后端分别穿过第一滑轨302、第二滑轨303，在第一电动推杆301推动下，所述第一滑动座304可沿第一滑轨302、第二滑轨303作水平运动，通过依次挤压载荷加载装置4、扭转载荷加载装置5、载荷传递装置6向土壤施加水平方向的剪切载荷，所述挤压载荷加载装置4包括第二电动推杆401、第三滑轨402、第四滑轨403、第二滑动座404、上支撑板405和下支撑板406，第一滑动座304、第二滑动座404、上支撑板405和下支撑板406均互相平行，第三滑轨402、第四滑轨403上端分别固接于所述第一滑动座304下表面，下端依次穿过上支撑板405、第二滑动座404后和下支撑板406固接，所述第二电动推杆401上端固定于第一滑动座304上与第一电动推杆301位置相对的另一侧，中下端分别与上支撑板405、第二滑动座404固定，在第二电动推杆401推动下，第二滑动座404可沿第三滑轨402、第四滑轨403垂直运动，通过扭转载荷加载装置5、载荷传递装置6向土壤施加垂直方向的挤压载荷，所述扭转载荷加载装置5包括步进电机501、变速箱502，所述变速箱502安装于所述第二滑动座404上位于所述第二电动推杆401一侧，所述载荷传递装置6包括传动轴601、第三滑动板602和履带板603，所述传动轴601上端穿过所述第二滑动座404和所述变速箱502输出端联接，下端和第三滑动板602上端固接，所述履带板603与所述第三滑动板602下端固接后，与所述土壤1接触，所述步进电机501与所述变速箱502输入端连接，通过所述传动轴601带动载荷传递装置6旋转，向土壤1施加扭转载荷，所述传感器包括扭矩传感器701、三轴力传感器702、第一薄膜式压力分布传感器703、第二薄膜式压力分布传感器704、第一光栅位移传感器705、第二光栅位移传感器706、第三光栅位移传感器707、第四光栅位移传感器708，所述扭矩传感器701安装于传动轴601上端，用于检测扭矩输出，三轴力传感器702安装于所述传动轴601下端与第三滑动板602之间，检测垂直、水平方向的挤压、剪切载荷，第一薄膜式压力分布传感器703，水平放置于土壤1中，用于检测土壤1内部垂直方向压力分布，第二薄膜式压力分布传感器704，垂直放置于土壤1中，用于检测土壤1内部水平方向压力分布，第一光栅位移传感器705、第二光栅位移传感器706、第三光栅位移传感器707、第四光栅位移传感器708均安装于土槽2内壁上，其中第一光栅位移传感器705、第二光栅位移传感器706对称水平布置，用于检测履带板603整体在水平面的位移，第三光栅位移传感器707、第四光栅位移传感器708对称纵向布置，用于检测履带板603整体在纵向面的位移，多功能IO板卡10分别与所述传感器、第一电动推杆301、第二电动推杆401、步进电机501、计算机11连接，采集第一电动推杆301位移量、第二电动推杆401位移量、步进电机501电机轴旋转角度，并将信号数据传输给计算机11，接收计算机11控制指令，控制第一电动推杆301伸缩、第二电动推杆401伸缩和步进电机501转动。

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