[發明專利]基于裝載機測試實驗臺的力傳感器設置方法及作業阻力測試方法

有效

• 申請號: 201810131385.3
• 申請日: 2018-02-09
• 公開（公告）號: CN108362418B
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 徐武彬;何銳波;李冰;范丹丹;黃中一
• 申請（專利權）人: 廣西科技大學
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00;G01M99/00
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 周晟

本發明公開了一種基于裝載機測試實驗臺的力傳感器設置方法，包括以下步驟：A、設定相互平行的固定板和快速連接板，所述的固定板的后壁和快速連接板的前壁之間通過n個三維力傳感器連接；B、在固定板的后壁上預排布設置n個三維力傳感器，對三維力傳感器預排布的位置進行標定；C、施加壓力在裝載機前端工作部件上，各個三維力傳感器可以直接顯示出測試點處受力大小和方向，經過計算得到施加力的大小和方向。本發明還公開了基于裝載機測試實驗臺以及力傳感器設置后進行裝載機工作部件作業阻力的測試方法。本發明能夠對選定的前端工作部件進行性能實驗研究或測定。

技術領域

本發明屬于機械技術領域，具體涉及一種裝載機前端工作部件作業阻力測試方法。

背景技術

輪式裝載機是一種用途非常廣泛的工程機械，可以完成鏟裝、卸載、搬運、平整散裝物料等作業。使用不同的工作裝置，輪式裝載機可以完成推土、起重和裝卸木料等不同的工作。輪式裝載機工作裝置的傳統設計方法有類比試湊作圖法和基于平移性的作圖法，但是這些方法很難達到設計要求，研發周期長，工作過于繁瑣，如今的設計更多的采用虛擬樣機技術對輪式裝載機工作裝置進行設計分析。這些設計成形的工作裝置都需要進一步的試驗驗證，來完成裝載機可靠性研究和優化設計。

現有測試試驗多用銷軸傳感器配合整機測試、用仿真軟件驗證等方法。整機測試方法存在以下不足：(1)只能測得鏟斗部位受力情況；(2)測量精度不高。原因有三：(a)鏟斗上/下鉸接處的銷軸傳感器相互影響，使傳感器無法得到準確的測量。(b)實驗過程中裝載機輪子與地面連接剛性差，產生較大的振動，干擾測量結果。(c)整機實驗中鏟裝插入速度控制精度低，可重復性差，不利于準確得到作業阻力與作業時間關系。(3)測試系統的通用性差。該方法不具備更換鏟斗和動臂的功能。(4)采用的傳感器為特制的二維或三維銷軸力傳感器，成本高。(5)傳感器安裝采用過盈配合，裝配與維護難度大。傳感器的連接剛度有限，容易損壞，可靠性低。

現有技術缺乏搭建專用實驗臺對輪式裝載機工作裝置進行設計分析，以及在專用實驗臺中如何設置三維力傳感器進行布局和計算的技術方案。

發明內容

本發明提供一種裝載機前端工作部件作業阻力測試方法及作業阻力測試方法，能夠模擬工程機械的工作狀況，控制各種相應的工作參數，使實驗在初始狀態相同的狀況下重復，對選定的前端工作部件進行性能實驗研究或測定。

為達到上述目的，本發明的技術方案如下：

所述的裝載機前端工作部件測試的力傳感器設置方法，包括以下步驟：

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

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

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

B、在固定板的后壁上預排布設置n個三維力傳感器，然后用三坐標測量儀對三維力傳感器預排布的位置進行測量，每個三維力傳感器的位置對應一個坐標，一共有3n個未知數：：

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