1.选题背景和意义

新型农业机械在开发和设计过程中，受农田环境的不可控、驱动设备的振动以及农时天气等试验条件限制，发展相对缓慢。在车辆地面系统力学的研究中，拖拉机的振动以及土壤参数的不确定性也制约着该学科发展。在了解国内外土槽试验台车系统的历史发展与研究现状后，结合实验室现有条件和资源，设计了一台操作性较好、精确度较高的土槽试验台车系统。土槽实验台车能够弥补田间试验的不足，针对农业机械整机或工作部件及行走机构的性能进行试验，以测试必须的参数，同时解决农业机械整机或工作部件在田间试验时由于农时季节性等显示问题，更加科学地评价农业机械整机或工作部件，改善试验手段。

（1）为新型农业机械的开发和设计提供参考依据和试验基础 新型农业机械在开发和设计过程中，受农田环境的不可控、驱动设备的振动以及农时天气等试验条件限制，发展相对缓慢。土槽试验台车系统放置于室内，不受外界环境的影响；试验设备由 动情况。相对避免了很多试验不确定因素。所以，将试验样机挂接在牵引车上，模拟农业机械的工作过程，可以很好的测定不同工况下的力学、结构、性能参数，为设计和优化提供参考数据。

（2）为车辆地面系统力学研究提供试验平台和模型验证 在车辆地面系统力学的研究中，拖拉机的振动以及土壤参数的不确定性也制约着该学科发展。轮胎在行驶过程中受到来自地面的反力，概括为六分力。测试轮胎六分力有利于研究轮胎的受力和变形情况。实车试验中，驱动设备振动不可控，对试验结果影响较大，土槽试验台车可弥补实车试验的不足，准确控制试验因素，测试所需结果。

（3）帮助解决各种农业机械加快推进农业机械化和农业现代化的发展具有重要的意义。农业机械的性能试验在田间进行,会受到农时、季节性等诸多条件的制约,农业机械的精确对照测试较难实现,实验的精度较差。土槽中的土壤可以进行不同的处理,以模拟室外的土壤条件,而且重复性好,试验不受外界气候和自然条件的影响,可以缩短农业机械的研制和投产周期。

2.课题国内外发展现状

国外研究现状

1889年，国外开始提出土槽的概念，到目前为止，国内外以开发研究出不同类型、不同试验目的的土槽试验台车系统，主要包括农业机械和车辆拖拉机等方向。伊朗奥鲁米耶大学农业系在2010年设计了一个长土槽。土槽长23m，宽2m，深1m。试验牵引车、单轮测试系统和整地机械在土槽内行驶。该设备可填充不同结构的土壤以及控制不同的含水量，与不可控的室外条件相比有很多优势。。该土槽试验平台主要用于测试轮胎与地面耦合之间的相互作用参数，可控制滑转率的，不同工况滚动阻力的预测，土壤压实度测试、越野车能耗等研究。近年来，室内土槽的发展为耕地机具性能试验提供了实际意义，排除了特殊情况的发生，减少了试验的不确定性，从而更好的控制土壤和机具参数。其负面影响是，土槽包含与实际耕作土壤结构不同的改造土壤。

国内研究现状

原吉林工业大学汽车拖拉机工程系设计研制了JGJKY-01型土槽试验台车系统，主要测试中小型拖拉机或车辆的行走机构。土槽长45m，宽3.2m，深1.1m。其耕作层厚度大于300mm。试验前可通过整地机械平整地面，亦可准确控制土壤含水量。黑龙江省农机科学院研制了土槽试验台车,主要由机架、驱动系统、动力输出系统、液压系统、土壤恢复系统、控制系统及制动系统等部分组成，能够满足土壤耕作部件（如：犁，耙，铲，开沟器，旋耕等部件）和小型农机具的试验研究。车前、后部分别提供共两套试验机具液压悬挂装置。新疆塔里木大学设计研制了一台大型土槽试验台车系统，土槽长120m、宽8m、深1.5m，台车外形尺寸长9m、宽4.5m、高3m。主要测试包括犁、耙、起垄培土、深松铲、中耕锄铲、开沟器、压实器、推土铲平地铲、驱动部件等土壤工作部件，以智能网关通讯、射频遥控技术为核心，可通过网络、电话、地面遥控器对土槽车的运行进行（远程）遥控与监控，遥控距离30米以上。