[发明专利]基于装载机测试实验台的力传感器设置方法及作业阻力测试方法

说明书

本发明公开了一种基于装载机测试实验台的力传感器设置方法，包括以下步骤：A、设定相互平行的固定板和快速连接板，所述的固定板的后壁和快速连接板的前壁之间通过n个三维力传感器连接；B、在固定板的后壁上预排布设置n个三维力传感器，对三维力传感器预排布的位置进行标定；C、施加压力在装载机前端工作部件上，各个三维力传感器可以直接显示出测试点处受力大小和方向，经过计算得到施加力的大小和方向。本发明还公开了基于装载机测试实验台以及力传感器设置后进行装载机工作部件作业阻力的测试方法。本发明能够对选定的前端工作部件进行性能实验研究或测定。

技术领域

本发明属于机械技术领域，具体涉及一种装载机前端工作部件作业阻力测试方法。

背景技术

轮式装载机是一种用途非常广泛的工程机械，可以完成铲装、卸载、搬运、平整散装物料等作业。使用不同的工作装置，轮式装载机可以完成推土、起重和装卸木料等不同的工作。轮式装载机工作装置的传统设计方法有类比试凑作图法和基于平移性的作图法，但是这些方法很难达到设计要求，研发周期长，工作过于繁琐，如今的设计更多的采用虚拟样机技术对轮式装载机工作装置进行设计分析。这些设计成形的工作装置都需要进一步的试验验证，来完成装载机可靠性研究和优化设计。

现有测试试验多用销轴传感器配合整机测试、用仿真软件验证等方法。整机测试方法存在以下不足：(1)只能测得铲斗部位受力情况；(2)测量精度不高。原因有三：(a)铲斗上/下铰接处的销轴传感器相互影响，使传感器无法得到准确的测量。(b)实验过程中装载机轮子与地面连接刚性差，产生较大的振动，干扰测量结果。(c)整机实验中铲装插入速度控制精度低，可重复性差，不利于准确得到作业阻力与作业时间关系。(3)测试系统的通用性差。该方法不具备更换铲斗和动臂的功能。(4)采用的传感器为特制的二维或三维销轴力传感器，成本高。(5)传感器安装采用过盈配合，装配与维护难度大。传感器的连接刚度有限，容易损坏，可靠性低。

现有技术缺乏搭建专用实验台对轮式装载机工作装置进行设计分析，以及在专用实验台中如何设置三维力传感器进行布局和计算的技术方案。

发明内容

本发明提供一种装载机前端工作部件作业阻力测试方法及作业阻力测试方法，能够模拟工程机械的工作状况，控制各种相应的工作参数，使实验在初始状态相同的状况下重复，对选定的前端工作部件进行性能实验研究或测定。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

所述的装载机前端工作部件测试的力传感器设置方法，包括以下步骤：

A、设定相互平行的固定板和快速连接板，所述的固定板的后壁和快速连接板的前壁之间通过n个三维力传感器连接；n＝3-6，n的取值根据安装刚度要求而确定；

所述的固定板的前壁上安装装载机前端工作部件，所述的装载机前端工作部件由铲斗、动臂、以及配套的液压缸组成；

所述的快速连接板的后壁与台车相连接，所述的台车能够直线运动并能够提供装载机前端工作部件所需的动力；

B、在固定板的后壁上预排布设置n个三维力传感器，然后用三坐标测量仪对三维力传感器预排布的位置进行测量，每个三维力传感器的位置对应一个坐标，一共有3n个未知数：：

x₁、y₁、z₁、x₂、y₂、z₂、x₃、y₃、z₃、x₄、y₄、z₄…x_n、y_n、z_n；