[发明专利]履带式机构的受力测量装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种履带式机构的重心测量技术，尤其涉及一种履带式机构的受力测量装置和方法。

背景技术

目前，挖掘机、旋挖钻机和起重机等重型工程机械都采用履带式底盘，该履带式机构受力情况复杂，重量难以测量，重心更难以计算。传统上一般采用悬挂与地面反力法来测量，即先测量机器放平和前后倾斜时的地面反力，再计算出每次重心距接地点的水平距离，并在固定于机器上的划线板上划出垂直线，垂直线的相交点表示重心，重心准确的位置应取三角形中央的交点，然而，这种测试方案不能进行精确的测量。此外，目前也有采用精准的地磅和起重机对履带式机构进行重心测定的方案，但是，这需要巨额的成本和大量的人力。此外，无论采用上述哪种方式，其只能针对履带式机构整机的重量和重心进行测量，而不能测量各个支重轮的受力情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种履带式机构的受力测量装置和方法，以低成本实现对履带式机构整机重量和重心的准确测量，并能实现对其各个支重轮的受力情况进行准确分析。

为达到上述目的，本发明一方面提供了一种履带式机构的受力测量装置，包括：

若干个矩形排列的承重测试模块，其与履带式机构各个支重轮的尺寸、数量和状态匹配；

与所述承重测试模块数量匹配的直流电桥，每个所述直流电桥的应变片分别对应设置于一个所述承重测试模块的侧壁上，其中，所述应变片，用于采集对应支重轮的承重载荷；

数据采集分析系统，用于将所述应变片采集到的承重载荷进行放大、A/D转换和滤波处理，然后传输给上位机；

上位机，用于根据所述承重测试模块分别在支重轮测试排列和重心测试排列方式下采集的承重载荷，对应计算出所述履带式机构各个支重轮的受力情况和其静止状态下的重心。

本发明的履带式机构的受力测量装置，所述上位机计算出履带式机构在静止状态下的重心具体实现如下：

将4个所述承重测试模块在按照重心测试方式排列下采集的承重载荷相加计算出所述履带式机构的重量G；

根据公式x₀＝x.2-x₁计算出所述履带式机构的重心水平纵坐标x₀，其中，x为所述履带式机构的支重轮上最前侧、最后侧承重测试模块之间的距离，x满足x＝x₁+x₂，x₁为所述最后侧承重测试模块的力臂，x₂为所述最前侧承重测试模块的力臂，x₁和x₂满足x₁×F_1a＝x₂×F_2a，其中，F_1a为所述最后侧承重测试模块采集到的承重载荷之和，F_2a为所述最前侧承重测试模块采集到的承重载荷之和；

根据公式y₀＝y/2-y₁计算出所述履带式机构的重心水平横坐标y₀，其中，y为所述履带式机构的支重轮上左侧、右侧承重测试模块之间的距离，y满足y＝y₁+y₂，y₁为所述左侧承重测试模块的力臂，y₂为所述右侧承重测试模块的力臂，y₁和y₂满足y₁×F_1b＝y₂×F_2b，其中，F_1b为所述左侧承重测试模块采集到的承重载荷之和，F_2b为所述右侧承重测试模块采集到的承重载荷之和；

将公式F_1c×P₁＝G×L×cosθ代入公式计算出所述履带式机构在水平时，支撑点至所述履带式机构的重心的连线与水平面的夹角θ，即其中，F_1c为所述履带式机构在水平时对应的两个第一承重测试模块采集到的承重载荷之和，F_2c为所述履带式机构在倾斜角度时对应的两个第二承重测试模块采集到的承重载荷之和，P₁为所述履带式机构在水平时两个所述第一承重测试模块至所述支撑点的水平距离，P₂为所述履带式机构在倾斜角度时两个所述第二承重测试模块至所述支撑点的水平距离，G为所述履带式机构的重量，L为所述履带式机构的重心至所述支撑点的距离；

根据公式h＝L×sinθ计算出所述履带式机构的重心垂直坐标h。