[發明專利]一種挖斗載荷分布測試裝置、挖斗及其控制系統

在審

• 申請號: 202210916433.6
• 申請日: 2022-08-01
• 公開（公告）號: CN115452433A
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 王夢迪;侯志強;徐玉兵;廖昊
• 申請（專利權）人: 江蘇徐工國重實驗室科技有限公司;徐州徐工挖掘機械有限公司
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00;E02F9/20
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 楊靜

本發明涉及工程機械技術領域，公開了一種挖斗載荷分布測試裝置、挖斗及其控制系統，包括依次設置的后置面板、后置保護層、薄膜壓力傳感器、前置保護層以及前置面板；所述后置面板的前端面設置有凹槽，所述后置保護層、薄膜壓力傳感器、前置保護層以及前置面板皆與凹槽匹配設置，且依次安裝于凹槽內；所述凹槽的上下邊上設置有滑槽，所述前置面板的上下邊上設置有凸塊，所述凸塊與滑槽匹配設置，凸塊能夠在滑槽內滑動；所述前置面板為與待挖物料介質接觸的面板。本發明的有益效果為：能夠識別并測試挖斗內物料介質對挖斗內側底面平板測試裝置的壓力，且能夠改善滿斗率，提升整機作業效率，減少物料大量散落以及防止載荷過大。

技術領域

本發明涉及工程機械技術領域，涉及一種挖斗載荷分布測試裝置、挖斗及其控制系統，具體涉及一種挖掘機挖斗載荷分布測試裝置、挖斗及其控制系統。

背景技術

挖掘機是市場保有量最大、用途最為廣泛的一類土方工程機械。當挖掘機挖掘乘機面以下的物料時，由于視野限制，機手不能準確的評估挖斗內的物料狀況，當鏟掘物料過少時，會降低挖斗的滿斗率，影響整機的作業效率；當鏟掘物料堆積過量時，挖掘裝載過程中容易大量散落在工作區域，增加清理工作量，另一方面，物料堆積過量時斗內載荷較大，會降低工作裝置壽命，影響整機作業可靠性。目前無人駕駛可通過輸入人工指令，實現挖掘機自動工作，并以設定的軌跡完成挖掘作業，但由于缺少斗內物料狀況監測裝置，電腦端無法根據挖斗內物料信息自主的調整鏟掘位姿，同樣面臨斗內物料定量控制策略。

現有技術常采用基于機器視覺的滿斗率預測系統和方法，將圖片信息、位置與速度信息、物料信息等通過圖像處理算法推算，得到滿斗率預測數據，以便于裝載機或操作人員及時調整鏟掘策略，如發明專利“基于機器視覺的滿斗率預測系統和方法”(CN113486818A)和發明專利“基于機器視覺和挖斗位置信息融合的裝載機滿斗率識別方法”(CN111368664A)；或者采用在油缸部位安裝壓力傳感器、位移傳感器，在各鉸點部位安裝銷軸傳感器，測得挖掘作業時各傳感器數值，通過理論推導計算出挖斗挖掘阻力值，進而推算挖斗內側物料信息，如發明專利“基于位置計算的裝載機鏟裝作業阻力實時測試方法”(CN111103081A)。

現有技術的缺點主要體現在兩個方面，一是實際工況較復雜多變，理論推算結果誤差較大，不能真實的反映挖斗內物料信息；二是傳感器安裝及采集系統較復雜，銷軸傳感器需定制，周期長、成本高。

發明內容

針對現有技術中的不足，本發明提供了一種挖斗載荷分布測試裝置、挖斗及其控制系統，能夠識別并測試挖斗內物料介質對挖斗內側底面平板測試裝置的壓力，且能夠改善滿斗率，提升整機作業效率，減少物料大量散落以及防止載荷過大。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

第一方面，本發明提出了一種挖斗載荷分布測試裝置，包括依次設置的后置面板、后置保護層、薄膜壓力傳感器、前置保護層以及前置面板；所述后置面板的前端面設置有凹槽，所述后置保護層、薄膜壓力傳感器、前置保護層以及前置面板皆與凹槽匹配設置，且依次安裝于凹槽內；所述凹槽的上下邊上設置有滑槽，所述前置面板的上下邊上設置有凸塊，所述凸塊與滑槽匹配設置，凸塊能夠在滑槽內滑動；所述前置面板為與待挖物料介質接觸的面板。

結合第一方面，優選地，滑槽為V型滑槽，凸塊為V型凸塊，滑槽與凸塊都是居中設置，通過滑槽與凸塊的設置，能夠實現前置面板在凹槽內的定位及滑動。

結合第一方面，進一步地，所述前置面板包括剛性層和柔性層，所述柔性層與前置保護層接觸，所述剛性層用于與待挖物料介質接觸。前置面板受到挖斗內側的物料載荷，剛性層在后置面板的凹槽內滑動，避免錯誤挖掘狀況下高強度載荷對柔性層的沖擊，實現對柔性層的過載保護。優選地，柔性層為柔性耐磨材料，能將挖斗內側的物料載荷傳遞給薄膜壓力傳感器，同時防止薄膜壓力傳感器及前置保護層被物料磨損。