[發(fā)明專利]基于裝載機(jī)測試實驗臺的力傳感器設(shè)置方法及作業(yè)阻力測試方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810131385.3
• 申請日: 2018-02-09
• 公開（公告）號: CN108362418B
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐武彬;何銳波;李冰;范丹丹;黃中一
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西科技大學(xué)
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00;G01M99/00
• 代理公司: 長沙正奇專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 43113
• 代理人: 周晟

1.一種裝載機(jī)前端工作部件測試的力傳感器設(shè)置方法，其特征在于包括以下步驟：

A、設(shè)定相互平行的固定板(6)和快速連接板(7)，所述的固定板(6)的后壁和快速連接板(7)的前壁之間通過n個三維力傳感器(17)連接；n＝3-6，n的取值根據(jù)安裝剛度要求而確定；

所述的固定板(6)的前壁上安裝裝載機(jī)前端工作部件，所述的裝載機(jī)前端工作部件由鏟斗、動臂、以及配套的液壓缸組成；

所述的快速連接板(7)的后壁與臺車(1)相連接，所述的臺車(1)能夠直線運動并能夠提供裝載機(jī)前端工作部件所需的動力；

B、在固定板的后壁上預(yù)排布設(shè)置n個三維力傳感器，然后用三坐標(biāo)測量儀對三維力傳感器預(yù)排布的位置進(jìn)行初步測量，每個三維力傳感器的位置對應(yīng)一個坐標(biāo)，一共有3n個未知數(shù)：

x₁、y₁、z₁、x₂、y₂、z₂、x₃、y₃、z₃、x₄、y₄、z₄…x_n、y_n、z_n；

C、用壓力提供裝置施加壓力在裝載機(jī)前端工作部件上，并記錄壓力大小、方向、作用點，各個三維力傳感器可以直接顯示出測試點處受到的三軸方向上的受力，然后通過力矩的平衡公式計算，從而對各個預(yù)排布的三維力傳感器進(jìn)行位置標(biāo)定，力矩的平衡公式如下式所示：

式中:G為系統(tǒng)自身重力，F(xiàn)為壓力提供裝置所施加的壓力，M為外載荷簡化后產(chǎn)生的力矩，r_i為施力點到傳感器測試點的力矩，n為傳感器的個數(shù)。

2.如權(quán)利要求1所述的裝載機(jī)前端工作部件測試的力傳感器設(shè)置方法，其特征在于：

所述的步驟C中三維力傳感器的位置標(biāo)定過程為：利用帶有三維力傳感器的液壓缸作為壓力提供裝置，該三維力傳感器能夠測量壓力的大小、方向，當(dāng)?shù)?次施加壓力時，取三維力傳感器本身的坐標(biāo)系為基礎(chǔ)坐標(biāo)系，通過該基礎(chǔ)坐標(biāo)系，測試出第一組各個三維傳感器的測試數(shù)據(jù)，后續(xù)繼續(xù)通過液壓缸給予施力，施加力的次數(shù)為m次，每改變一個施加力的位置，用坐標(biāo)測量儀測出坐標(biāo)的相對變化值，每施加一次受力可以得到n個三維力傳感器顯示出n組x、y、z方向上的受力：

f_x1、f_y1、f_z1、f_x2、f_y2、f_z2、f_x3、f_y3、f_z3、f_x4、f_y4、f_z4、…f_xn、f_yn、f_zn；

第m次施加力的力矩平衡公式如下式：

其中，第1次施加力時R₀為0，因為第1次施加的外力過原點，R₀＝0，施加外力的次數(shù)m大于等于傳感器的個數(shù)n，并且要求施加力的位置不能重合；

根據(jù)公式1可得到：

校合：∑F＝0，∑F代表整體所受合力；

∑M＝0得：

M_T＝r₁×F₁+r₂×F₂+r₃×F₃+r₄×F₄+…+r_N×F_N＝0；

從而對測試點進(jìn)行精確定位標(biāo)定，最后獲得:

X＝(x₁、y₁、z₁、x₂、y₂、z₂、x₃、y₃、z₃、x₄、y₄、z₄…x_n、y_n、z_n)。