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原文传递一种液压挖掘机物料在线称重装置及方法

专利名称：	一种液压挖掘机物料在线称重装置及方法
摘要：	本发明公开了一种液压挖掘机物料在线称重装置及方法，物料在线称重装置包括传感器模块、数据处理模块和显示模块；数据处理模块与传感器模块相连，将传感器检测的信号进行在线处理；显示模块安装在驾驶室内，并与数据处理模块相连，数据处理模块处理后的数据通过显示模块进行显示。传感器模块包括动态姿态传感器、油压传感器和超声波位移传感器，动态姿态传感器用于测量挖掘机上车、动臂以及斗杆的姿态角；油压传感器用于测量油缸的推力；超声波位移传感器安装在铲斗油缸上，用于测量铲斗油缸的位移。本发明解决了铲斗物料在线称重的难题，实现了工作装置姿态和车辆姿态的变化不影响称重，提高了挖掘机装车作业中的作业量效率和计量精度。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	徐州徐工挖掘机械有限公司
发明人：	居世昊;王世阳;魏聪;张孝天;胡一明;刘洋
专利状态：	有效
申请日期：	2019-02-12T00:00:00+0800
发布日期：	2019-04-26T00:00:00+0800
申请号：	CN201910111981.X
公开号：	CN109680738A
代理机构：	徐州市三联专利事务所
代理人：	董开龙
分类号：	E02F3/36(2006.01);E;E02;E02F;E02F3
申请人地址：	221000 江苏省徐州市经济技术开发区高新路39号
主权项：	1.一种液压挖掘机物料在线称重装置，其特征在于，包括：传感器模块；数据处理模块，其与所述传感器模块相连，将传感器检测的信号进行在线处理；显示模块，其安装在驾驶室内，并与所述数据处理模块相连，数据处理模块处理后的数据通过显示模块进行显示；其中，所述传感器模块包括：动态姿态传感器，其用于测量挖掘机上车、动臂以及斗杆的姿态角；油压传感器，其用于测量油缸的推力；超声波位移传感器，其安装在铲斗油缸上，用于测量铲斗油缸的位移。 2.根据权利要求1所述的一种液压挖掘机物料在线称重装置，其特征在于，所述动态姿态传感器包括：斗杆动态姿态传感器，其安装在斗杆上，测量斗杆的姿态角；动臂动态姿态传感器，其安装在动臂上，测量动臂的姿态角；上车动态姿态传感器，其安装在挖掘机上车处，测量挖掘机上车的姿态角。 3.根据权利要求2所述的一种液压挖掘机物料在线称重装置，其特征在于：所述斗杆动态姿态传感器输出的CAN信号，通过T型连接器连接至动臂动态姿态传感器上，动臂动态姿态传感器输出的CAN信号通过T型连接器连接至上车动态姿态传感器上，上车动态姿态传感器输出的CAN信号通过T型连接器连接到数据处理模块。 4.根据权利要求1所述的一种液压挖掘机物料在线称重装置，其特征在于，所述油压传感器包括：动臂油缸压力传感器，其安装在动臂油缸上，用于测量动臂油缸的推力；斗杆油缸压力传感器，其安装在斗杆油缸上，用于测量斗杆油缸的推力。 5.根据权利要求4所述的一种液压挖掘机物料在线称重装置，其特征在于：所述动臂油缸压力传感器、斗杆油缸压力传感器通过电压模拟信号接入数据处理模块。 6.根据权利要求1所述的一种液压挖掘机物料在线称重装置，其特征在于：超声波位移传感器通过电压模拟信号接入数据处理模块。 7.根据权利要求1所述的一种液压挖掘机物料在线称重装置，其特征在于：所述数据处理模块安装在挖掘机上车处，且数据处理模块具有数据存储功能，能实时将数据存储并调出。 8.一种液压挖掘机物料在线称重方法，其特征在于，包括如下操作步骤：步骤一、斗杆动态姿态传感器输出的CAN信号，通过T型连接器连接至动臂动态姿态传感器上，动臂动态姿态传感器输出的CAN信号通过T型连接器连接至上车动态姿态传感器上，上车动态姿态传感器输出的CAN信号通过T型连接器连接到数据处理模块；动臂油缸压力传感器、斗杆油缸压力传感器通过电压模拟信号接入数据处理模块；步骤二、数据处理模块将CAN总线信号和模拟量信号进行在线计算；步骤三、数据处理模块最终计算出的物料重量和总挖掘质量在显示模块上实时地显示。 9.根据权利要求8所述的液压挖掘机物料在线称重方法，其特征在于，在步骤二中，数据处理模块的计算数学模型如下：当挖掘机处于水平位置时，m为铲斗内物料质量，斗杆处于某姿态下，铲斗空载时铲斗油缸对铰点O1的力矩为M1，当铲斗有物料时铲斗油缸对铰点O1的力矩为M1'，对力矩的方向定义是顺时针为负值，逆时针为正值；由M1、M1'可得铲斗内物料对铰点O1的力矩为： dM1＝M′1-M1 (1) 同理可得空载时动臂油缸对动臂铰点O力矩为M2，有物料时动臂油缸对动臂铰点O力矩为：M′2；由M2、M2′可得铲斗内物料对动臂铰点O的力矩为： dM2＝M′2-M2 (2) 将M1、M2的参数事先输入到数据处理模块中，利用查表法提取M1、M2数据；通过两个力矩dM1、dM2反推出物料质量的计算方程如下：方程(3)中，a、b为动臂、斗杆通过动态姿态传感器测得的俯仰角，Y1、Y2为斗杆、动臂的铰点中心距。 10.根据权利要求9所述的液压挖掘机物料在线称重方法，其特征在于：当工作装置出现侧向倾斜时，即横滚角不为零时，假设动态姿态传感器测得的横滚角为α时，则方程(3)中的重力加速度g修正为g′，a、b修正为a′、b′，修正公式为：
所属类别：	发明专利