[發明專利]一種碾壓機工作狀態的監控方法及系統

在審

• 申請號: 202110870512.3
• 申請日: 2021-07-30
• 公開（公告）號: CN113607272A
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 劉天云;安再展;皇甫澤華;張慶龍;李慶斌;張兆省;祝云市;楊志超
• 申請（專利權）人: 清華大學;河南省前坪水庫建設管理局
• 主分類號: G01H17/00
• 分類號: G01H17/00;G01P3/44
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 周永君;葉明川

1.一種碾壓機工作狀態的監控方法，其特征在于，包括：

獲取碾壓機在目標時刻的豎向振動加速度信號和振動馬達的轉動信號；

根據所述豎向振動加速度信號和所述轉動信號，確定所述碾壓機在所述目標時刻的工作狀態，其中，所述碾壓機的工作狀態包括所述碾壓機的振動頻率以及輪-土相互作用力。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述振動馬達的轉動信號包括轉動周期；根據以下振動頻率計算公式計算所述碾壓機的振動頻率：

其中，

f表示碾壓機的振動頻率；

T表示振動馬達的轉動周期。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述碾壓機在目標時刻的豎向振動加速度信號包括碾壓機振動輪的豎向振動加速度信號以及碾壓機上機架的豎向振動加速度信號。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，根據以下輪-土相互作用力計算公式計算所述碾壓機的輪-土相互作用力：

其中，

F_s為碾壓機的輪-土相互作用力；

F_e為激振力，F_e＝m₀e₀(2πf)²，m₀為偏心塊質量，e₀為偏心距，f為碾壓機的振動頻率；

ω為轉速，ω＝2πf，f為碾壓機的振動頻率；

t為時間；

為振動輪的位移與激振力之間的相位差；

m_d為振動輪的質量；

m_f為上機架的質量；

g為重力加速度；

為振動輪的豎向振動加速度；

為上機架的豎向振動加速度。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

獲取所述碾壓機在目標時刻的位置信息；

構建所述碾壓機的位置信息與所述碾壓機的工作狀態之間的對應關系。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

展示所述碾壓機的位置信息與所述碾壓機的工作狀態之間的對應關系。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

根據所述碾壓機的工作狀態和/或土石材料的壓實狀況，調整所述振動馬達的轉速，以使所述碾壓機的振動頻率達到設計頻率。

8.一種碾壓機工作狀態的監控系統，其特征在于，包括：

加速度信號采集裝置，與數據處理裝置相連，用于采集碾壓機的豎向振動加速度信號；

轉動信號采集裝置，與數據處理裝置相連，用于采集所述碾壓機的振動馬達的轉動信號；

數據處理裝置，分別與所述加速度信號采集裝置和所述轉動信號采集裝置相連，用于根據所述豎向振動加速度信號和所述轉動信號，確定所述碾壓機的工作狀態，其中，所述碾壓機的工作狀態包括所述碾壓機的振動頻率以及輪-土相互作用力。

9.根據權利要求8所述的監控系統，其特征在于，所述振動馬達的轉動信號包括轉動周期；所述數據處理裝置根據以下振動頻率計算公式計算所述碾壓機的振動頻率：

其中，

f表示碾壓機的振動頻率；

T表示振動馬達的轉動周期。

10.根據權利要求8所述的監控系統，其特征在于，所述加速度信號采集裝置包括安裝在所述碾壓機振動輪上的第一加速度傳感器、以及安裝在所述碾壓機機架上的第二加速度傳感器。