[發明專利]礦用正鏟挖掘機空間斗齒實時故障監測系統及其識別方法

有效

• 申請號: 202011279453.4
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112378564B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 楊麗曼;郭旭澤;李運華
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01L5/1627
• 分類號: G01L5/1627;G01M13/00
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 姜海榮

1.一種礦用正鏟挖掘機空間斗齒實時故障監測系統，包括鏟斗；所述鏟斗(1)具有第一銷軸(11)和對稱布置的兩個第一銷孔(12)；所述第一銷軸(11)與斗桿(2)上的第二銷孔(21)連接；兩個所述第一銷孔(12)分別通過兩個第二銷軸(3)與兩個驅動液壓缸連接；其特征在于：所述第一銷軸(11)和第二銷軸(3)的表面均布置安裝有雙向銷軸傳感器(4)，所述雙向銷軸傳感器(4)與相應的所述第一銷孔(12)和第二銷孔(21)的內壁接觸感應，并測量所述鏟斗(1)工作狀態下豎直方向的作用力和所述鏟斗(1)工作方向的水平作用力；所述第一銷軸(11)上布置的所述雙向銷軸傳感器(4)的數量為一個，且位于所述第一銷軸(11)的軸向中點；兩個所述第二銷軸(3)上布置的所述雙向銷軸傳感器(4)的數量均為兩個，且在所述第二銷軸(3)的軸向中點兩側對稱布置；所述鏟斗(1)的斗齒(13)數量為6個；所述雙向銷軸傳感器(4)包括Y軸應變片組(41)和Z軸應變片組(42)；所述Y軸應變片組(41)和Z軸應變片組(42)均為由四個應變片(43)組成的電阻橋結構；所述Y軸應變片組(41)用于測量所述鏟斗(1)工作狀態下豎直方向的作用力，所述Z軸應變片組(42)用于測量所述鏟斗(1)工作方向的水平作用力；所述第一銷軸(11)和第二銷軸(3)的表面均周向開設有環形安裝槽(5)；單個所述環形安裝槽(5)用于安裝一套所述Y軸應變片組(41)和Z軸應變片組(42)；所述Y軸應變片組(41)內的四個所述應變片(43)和所述Z軸應變片組(42)內的四個所述應變片(43)分別在垂直交叉的兩個平面內布置；所述電阻橋結構中的四個所述應變片(43)平均分為兩組，每組的兩個所述應變片(43)沿所述第一銷軸(11)或第二銷軸(3)的軸向方向依次布置，且兩組所述應變片(43)沿所述第一銷軸(11)或第二銷軸(3)的軸線對稱布置；

S1、通過第一銷軸(11)上的雙向銷軸傳感器(4)監測的作用力，判斷是否有斗齒(13)產生磨損或損壞，若產生磨損或損壞，則進行步驟S2，若無磨損或損壞，識別結束；

S2、以鏟斗(1)的工作方向對稱劃分兩組斗齒(13)，通過兩個第二銷軸(3)上的雙向銷軸傳感器(4)監測的作用力進行對比，判斷兩組斗齒(13)中哪一組產生磨損或損壞，并進行步驟S3；

S3、通過對第二銷軸(3)上的雙向銷軸傳感器(4)監測的作用力進行對比，判斷產生磨損或損壞的斗齒(13)，識別結束。

2.根據權利要求1所述的一種礦用正鏟挖掘機空間斗齒實時故障監測系統，其特征在于，在步驟S1中：第一銷軸(11)上的雙向銷軸傳感器(4)監測的作用力與斗齒(13)在未發生磨損狀態下第一銷軸(11)所受的載荷值進行對比，對斗齒(13)是否產生磨損或損壞進行判斷。

3.根據權利要求1所述的一種礦用正鏟挖掘機空間斗齒實時故障監測系統，其特征在于，在步驟S2中：第二銷軸(3)上的雙向銷軸傳感器(4)監測的作用力與斗齒(13)正常作業狀態的受力閾值進行對比。

4.根據權利要求1所述的一種礦用正鏟挖掘機空間斗齒實時故障監測系統，其特征在于，在步驟S3中：第二銷軸(3)上的雙向銷軸傳感器(4)監測的作用力與斗齒(13)正常作業狀態的受力閾值進行對比。