Carsten Frederiksen / Jonathan Ferlier (测量与仪器工程师)

2023年9月22日星期五 · 0 min read

by AGCO Massey Ferguson

ROPS测试 - 拖拉机驾驶室的结构安全测试

AGCO Massey Ferguson在拖拉机驾驶舱的翻车保护结构测试中使用Dewesoft DAQ 系统。这个测试是强制性的，以验证拖拉机驾驶舱在碰撞或翻车的情况下，其结构强度以及对驾驶员的保护情况。

采用液压推进油缸，对不同方向的机舱进行挤压。在测试过程中，需要传感器信号和一些在线数学计算来监控操作员的驾驶情况。Dewesoft 可以绘制所有的信号和计算，包括同步视频，并提供最终的验证标准状态。

引言

拥有超过160年的经验，Massey Ferguson是世界领先的拖拉机品牌之一，在全球收割机业务占有强有力的份额。Massey Ferguson已经开发了广泛的农用车辆，在世界各地，特别是在欧洲的市场占有很大的份额。
 
1847年，丹尼尔 · 马西建立了一家铸造厂和机械工厂，制造了一些世界上第一台机械脱粒机。1953年，该公司与弗格森公司(Ferguson Company)合并，成为梅西-哈里斯-弗格森公司(Massey-harris-Ferguson)。1958年，该公司改名为梅西 · 弗格森(Massey Ferguson) ，60多年来，它一直是世界上占主导地位的拖拉机品牌。

AGCO Massey Ferguson 中心

梅西 · 弗格森于1997年被 AGCO收购，现在是 AGCO 的全球品牌之一。AGCO 是世界上最大的机械和设备制造商，专注于农业产业。公司成立于1990年，总部位于美国乔治亚州的德卢斯。如今，它在全球拥有约930亿美元的年营业额和2万名员工。

AGCO Massey Ferguson 卓越工程与制造中心位于法国巴黎北部的Beauvais。这里有两个工地，占地面积超过30公顷，是欧洲最大的农业科技公司拥有的拖拉机生产基地，有3000多名员工和供应商在这里工作。

AGCO Massey Ferguson 工程和制造中心

Beauvais工厂是一个现代化的拖拉机生产中心。这里生产了915000多台拖拉机，近80% 的产品出口到全世界60多个国家。由于在建造技术、工装、设计和效率方面的大量投资，员工数量和专业知识不断增长，每年产生的拖拉机数量高达2万台。

AGCO Massey Ferguson 研发测试实验室能够测量和验证每一个拖拉机部件-发动机，变速器，驾驶室，工具，整个拖拉机性能测试工作台，或在实际驾驶。测试设施包括:

●       半消声室
●       振动测试台
●       结构试验台
●       轨道碰撞试验
●       PTO 测试单元
●       低温室
●       液压系统及零部件
●       ROPS 台架

动态和静态ROPS试验 

ROPS (侧翻保护结构) 是一种安装在拖拉机上的安全结构——用于保护驾驶室安全，比如车架、防滚杆或防滚架等，以避免或限制在拖拉机翻车时人员受伤。对拖拉机驾驶室的安全结构，需要根据 ROPS 测试标准(例如ISO 27850)进行强制性的测试和验证。

该测试包括模拟事故/碰撞过程中的机舱翻滚。驾驶室和驾驶室支架的结构应该能够在不干扰驾驶员安全区域的情况下防止撕裂。

根据欧盟指令Directive REG167/2013规定，重量超过800公斤的拖拉机需要通过使用经合组织农业和林业拖拉机保护结构正式试验(静态试验15)的标准代码(CODE4)予以认可。CODE4也描述了保护结构的功能：

“翻车保护结构的拥有属性是提供足够大的空间来保护驾驶员，当驾驶员坐在结构的外壳内，或坐在结构的外缘到拖拉机可能接触到平地的任何部分的一系列直线所包围的空间内时，这个空间能够在拖拉机翻车时支撑拖拉机在这个位置。”- OECD，CODE 4，2020年2月。

与汽车碰撞测试相反，ROPS 测试不是将汽车撞向墙壁的“动态”测试。我们使用液压缸推进器在四个方向(后侧推压，侧面推压，后侧挤压，前侧挤压)缓慢推压机舱横梁。通过引导系统(第三方制造商)手动调节液压缸内部的压力，并了解其截面面积，测试操作员就能够控制注入机舱的力/位移和能量，以遵循标准。


CODE 4 的 ROPS 试验分4个连续阶段进行——一系列的4个载荷，其载荷必须具有一定的力或能量，而且 ROPS 必须能够承受。施加的力或能量取决于拖拉机的参考质量。测试还必须确保驾驶员位置周围的净空区域，即座位指示点(SIP)。

图1. ROPS 测试的四个阶段

硬件配置

  • 8通道数据采集系统 DEWE-43A

  • 2路模拟量 液压压力 液压执行机构中

  • 3路模拟量 机舱位移

  • 1路模拟量 斜度

  • 2路视频 摄像头

DEWE-43A 是一个多功能的8通道 USB 数据采集系统，8个通用模拟输入，8个数字/计数器/编码器输入，2个高速 CAN 总线输入，运行 Dewesoft x 软件进行数据采集，数据记录和数据分析。

DEWE-43A USB 数据采集系统

测量设置

测试程序符合OECD Code4标准。借助于 DewesoftX 软件中易用的数学公式配置，可以直接实现官方标准中要求的不同测试标准，在测试过程中实时计算并显示72个数学函数通道。

AGCO Massey Ferguson, 法国 Jonathan Ferlier, 测量仪器工程师, AGCO Corporation, 法国 AGCO Massey Ferguson在拖拉机驾驶舱的翻车保护结构测试中使用Dewesoft DAQ 系统。这个测试是强制性的，以验证拖拉机驾驶舱在碰撞或翻车的情况下，其结构强度以及对驾驶员的保护情况。 采用液压推进油缸，对不同方向的机舱进行挤压。在测试过程中，需要传感器信号和一些在线数学计算来监控操作员的驾驶情况。Dewesoft 可以绘制所有的信号和计算，包括同步视频，并提供最终的验证标准状态。 引言 拥有超过160年的经验，Massey Ferguson是世界领先的拖拉机品牌之一，在全球收割机业务占有强有力的份额。Massey Ferguson已经开发了广泛的农用车辆，在世界各地，特别是在欧洲的市场占有很大的份额。 1847年，丹尼尔 · 马西建立了一家铸造厂和机械工厂，制造了一些世界上第一台机械脱粒机。1953年，该公司与弗格森公司(Ferguson Company)合并，成为梅西-哈里斯-弗格森公司(Massey-harris-Ferguson)。1958年，该公司改名为梅西 · 弗格森(Massey Ferguson) ，60多年来，它一直是世界上占主导地位的拖拉机品牌。 AGCO Massey Ferguson 中心 梅西 · 弗格森于1997年被 AGCO收购，现在是 AGCO 的全球品牌之一。AGCO 是世界上最大的机械和设备制造商，专注于农业产业。公司成立于1990年，总部位于美国乔治亚州的德卢斯。如今，它在全球拥有约930亿美元的年营业额和2万名员工。 AGCO Massey Ferguson 卓越工程与制造中心位于法国巴黎北部的Beauvais。这里有两个工地，占地面积超过30公顷，是欧洲最大的农业科技公司拥有的拖拉机生产基地，有3000多名员工和供应商在这里工作。 AGCO Massey Ferguson 工程和制造中心 The AGCO Massey Ferguson Centre of Engineering and Manufacturing Excellence Beauvais工厂是一个现代化的拖拉机生产中心。这里生产了915000多台拖拉机，近80% 的产品出口到全世界60多个国家。由于在建造技术、工装、设计和效率方面的大量投资，员工数量和专业知识不断增长，每年产生的拖拉机数量高达2万台。 AGCO Massey Ferguson 研发测试实验室能够测量和验证每一个拖拉机部件-发动机，变速器，驾驶室，工具，整个拖拉机性能测试工作台，或在实际驾驶。测试设施包括: ● 半消声室 ● 振动测试台 ● 结构试验台 ● 轨道碰撞试验 ● PTO 测试单元 ● 低温室 ● 液压系统及零部件 ● ROPS 台架 动态和静态ROPS试验 ROPS (侧翻保护结构) 是一种安装在拖拉机上的安全结构——用于保护驾驶室安全，比如车架、防滚杆或防滚架等，以避免或限制在拖拉机翻车时人员受伤。对拖拉机驾驶室的安全结构，需要根据 ROPS 测试标准(例如ISO 27850)进行强制性的测试和验证。 该测试包括模拟事故/碰撞过程中的机舱翻滚。驾驶室和驾驶室支架的结构应该能够在不干扰驾驶员安全区域的情况下防止撕裂。 根据欧盟指令Directive REG167/2013规定，重量超过800公斤的拖拉机需要通过使用经合组织农业和林业拖拉机保护结构正式试验(静态试验15)的标准代码(CODE4)予以认可。CODE4也描述了保护结构的功能： “翻车保护结构的拥有属性是提供足够大的空间来保护驾驶员，当驾驶员坐在结构的外壳内，或坐在结构的外缘到拖拉机可能接触到平地的任何部分的一系列直线所包围的空间内时，这个空间能够在拖拉机翻车时支撑拖拉机在这个位置。”- OECD，CODE 4，2020年2月。 与汽车碰撞测试相反，ROPS 测试不是将汽车撞向墙壁的“动态”测试。我们使用液压缸推进器在四个方向(后侧推压，侧面推压，后侧挤压，前侧挤压)缓慢推压机舱横梁。通过引导系统(第三方制造商)手动调节液压缸内部的压力，并了解其截面面积，测试操作员就能够控制注入机舱的力/位移和能量，以遵循标准。 CODE 4 的 ROPS 试验分4个连续阶段进行——一系列的4个载荷，其载荷必须具有一定的力或能量，而且 ROPS 必须能够承受。施加的力或能量取决于拖拉机的参考质量。测试还必须确保驾驶员位置周围的净空区域，即座位指示点(SIP)。 图1. ROPS 测试的四个阶段.Longitudinal loadingrear crushingside loadingfront crushing 硬件配置 8通道数据采集系统 DEWE-43A 2路模拟量 液压压力 液压执行机构中 3路模拟量 机舱位移 1路模拟量 斜度 2路视频 摄像头 DEWE-43A 是一个多功能的8通道 USB 数据采集系统，8个通用模拟输入，8个数字/计数器/编码器输入，2个高速 CAN 总线输入，运行 Dewesoft x 软件进行数据采集，数据记录和数据分析。 DEWE-43A USB data acquisition systemDEWE-43A USB 数据采集系统 测量设置 测试程序符合OECD Code4标准。借助于 Dewesoft X 软件中易用的数学公式配置，可以直接实现官方标准中要求的不同测试标准，在测试过程中实时计算并显示72个数学函数通道。
图 3. 测试中需要监控的 72个数学函数通道

经过官方认证机构的一系列验证，AGCO Massey Ferguson 的测试程序和测量装置现已被认可并批准用于正式的驾驶室测试。

图 4. ROPS测试中需要手动控制的液压动力装置

使用 Dewesoft 解决方案的关键是可以同步来自不同类型传感器信号、测试台信号(力、位移、压力)、视频信号和数学计算的数据，以便在测试期间直接查看结果并快速验证。

未来的方向，是试点液压动力单元和推动缸，使用 Dewesoft 测序器，IOLITE 和 EtherCAT 第三方通信自动化测试.....

Figure 5. The main benefit of Dewesoft in ROPS testing is the ability to record more sensors, for example, inclinometers, fully synchronized webcam videos, pressures, and especially to calculate results in real-time.图5. Dewesoft在ROPS测试中的主要特点 能够记录更多的传感器, 同步摄像头视频信号, 实时计算结果
图6. 多种显示: 模拟量输入, 数学函数通道, 以及视频
图7. 实时验证测试结果: 正在运行 / OK / Not OK

由于能够添加无限的数学计算通道，客户在测试期间实时计算72个以上的数学公式。当测试完成时，将立即显示最终的验证标准状态“ Test OK 或者 Not OK”指示。所有的数据然后被机械/设计工程师用来改进或验证模拟模型。

AGCO 使用的Dewesoft测试配置和计算方式 已被相关测试机构官方认证。

Dewesoft x 数据采集软件的功能代表了 AGCO 公司 ROPS 测试的巨大改进。它节省了大量的时间为客舱开发和验证过程。AGCO 现在正在考虑交换第三方试验系统-或者可能使用 IOLTE 数据采集系统与 EtherCAT 通信或模拟输出。这将允许他们有一个完全集成的测试工作台，并使用 Dewesoft 测序器自动化测试步骤。

OLITE 数据采集和控制系统的演示视频

参考

  • Directive 2003/37/EC 2003年5月26日欧洲议会和欧洲理事会关于农业或林业拖拉机及其挂车、可互换牵引机械及其系统、部件和单独技术单位的型式批准

  • Code 4 OECD 农业和林业拖拉机保护结构正式试验的标准规范(静态试验) ，OECD，2020年2月