一种用于获取挖掘机燃油效率的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于获取挖掘机燃油效率的方法及系统，所述方法包括：获取动臂的相关参量、斗杆的相关参量、铲斗的相关参量以及所述铲斗中物料的相关参量；根据第一连接点的力矩平衡公式得到第一预测物料重量；根据第二连接点的力矩平衡公式得到第二预测物料重量；根据第三连接点的力矩平衡公式得到第三预测物料重量；由第一预测物料重量、第二预测物料重量、第三预测物料重量确定出当前工作循环下的物料重量；进一步根据所有的物料重量确定出目标物料重量，得到挖掘机的燃油效率指数。本发明专利技术自动化程度高、精度高，能够面对所有挖掘机全生命周期内的燃油效率进行实时监测。

A Method and System for Acquiring Fuel Efficiency of Excavator

The invention discloses a method and system for obtaining the fuel efficiency of excavators, which includes: obtaining the relevant parameters of the arm, bucket bar, bucket and material in the bucket; obtaining the first predicted material weight according to the moment balance formula of the first connecting point; and obtaining the second according to the moment balance formula of the second connecting point. Predict the material weight; get the third predicted material weight according to the moment balance formula of the third connecting point; determine the material weight under the current working cycle from the first predicted material weight, the second predicted material weight and the third predicted material weight; further determine the target material weight according to all the material weight, and get the fuel efficiency index of the excavator. The invention has high degree of automation and high precision, and can real-time monitor the fuel efficiency of all excavators in the whole life cycle.

【技术实现步骤摘要】
一种用于获取挖掘机燃油效率的方法及系统
本专利技术涉及挖掘机
，尤其涉及一种用于获取挖掘机燃油效率的方法及系统。
技术介绍
挖掘机作为一种快速、高效的施工作业机械，已经成为工程机械产品家族中的一个主要机种，被称为工程机械之王；其广泛应用于工业与民用建筑、交通运输、水利电力工程、农田改造、矿山采掘以及现代化军事工程等行业的机械化施工中。其中，油耗是挖掘机施工作业中的重要指标，是国内外厂家、用户特别关注的一项指标。然而，现有的燃油测试仅限于试验样机的测试，无法针对所有机器的全生命周期的检测；并且，现有的油耗涉及整机动力匹配、工作装置机构设计、发动机转速、司机技能及发挥程度、物料颗粒大小湿度硬度、天气、挖掘高度、卸料距离、卸料高度等复杂因素，很难准确测量或者评估；厂家一般采用不同厂家相同吨位的挖掘机，由同一司机在相对稳定的作业物料和作业环境进行操作，工作前后进行燃油的对比，得到油耗；这样测试不但耗费人力物力，而且实验的一致性、重复性也会大大的打折扣，得到的油耗不具有普遍性。因此，需要提出一种能够高效准确的获取挖掘机燃油效率的技术方案，以解决挖掘机燃油测试的繁琐、评价指标单一、仅限于样机测试等技术问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种用于获取挖掘机燃油效率的方法及系统，具体地：第一方面提供了一种用于获取挖掘机燃油效率的方法，所述挖掘机包括动臂、斗杆、铲斗和回转平台；所述回转平台和动臂在第一连接点进行连接，所述动臂和斗杆在第二连接点进行连接，所述斗杆和铲斗在第三连接点进行连接；所述方法包括：获取动臂的相关参量、斗杆的相关参量、铲斗的相关参量以及所述铲斗中物料的相关参量；根据所述动臂的相关参量、斗杆的相关参量、铲斗的相关参量和物料的相关参量，以及所述第一连接点的力矩平衡公式，得到第一预测物料重量；根据所述斗杆的相关参量、铲斗的相关参量、物料的相关参量，以及所述第二连接点的力矩平衡公式，得到第二预测物料重量；根据所述铲斗的相关参量、物料的相关参量，以及所述第三连接点的力矩平衡公式，得到第三预测物料重量；由所述第一预测物料重量、第二预测物料重量、第三预测物料重量确定出当前工作循环下的物料重量；按照获取当前工作循环下的物料重量的方式，得到预设工作循环次数下所有的物料重量，并根据所述所有的物料重量确定出目标物料重量；所述挖掘机的工作循环次数为所述挖掘机的挖掘斗数；根据所述目标物料重量以及所述预设工作循环次数的作业总时长内总的油耗，得到所述挖掘机的燃油效率。第二方面提供了一种用于获取挖掘机燃油效率的方法系统，所述系统包括：相关参量获取模块，用于获取挖掘机的动臂的相关参量、挖掘机的斗杆的相关参量、挖掘机的铲斗的相关参量以及所述铲斗中物料的相关参量；第一预测物料重量得到模块，用于根据所述动臂的相关参量、斗杆的相关参量、铲斗的相关参量和物料的相关参量，以及第一连接点的力矩平衡公式，得到第一预测物料重量；第一连接点为所述挖掘机的回转平台和动臂的连接处；第二预测物料重量得到模块，用于根据所述斗杆的相关参量、铲斗的相关参量、物料的相关参量，以及第二连接点的力矩平衡公式，得到第二预测物料重量；所述第二连接点为所述动臂和斗杆的连接处；第三预测物料重量得到模块，用于根据所述铲斗的相关参量、物料的相关参量，以及第三连接点的力矩平衡公式，得到第三预测物料重量；所述第三连接点为斗杆和铲斗的连接处；当前物料重量得到模块，用于由所述第一预测物料重量、第二预测物料重量、第三预测物料重量确定出当前工作循环下的物料重量；目标物料重量得到模块，用于按照获取当前工作循环下的物料重量的方式，得到预设工作循环次数下所有的物料重量，并根据所述所有的物料重量确定出目标物料重量；所述挖掘机的工作循环次数为所述挖掘机的挖掘斗数；燃油效率得到模块，用于根据所述目标物料重量以及所述预设工作循环次数的作业总时长内总的油耗，得到所述挖掘机的燃油效率。本专利技术提供的用于获取挖掘机燃油效率的方法的技术方案，具有如下技术效果：本专利技术自动化程度高、精度高，能够面对所有挖掘机全生命周期内的燃油效率进行实时监测。本专利技术检测过程成本低，在自动或半自动挖掘机的基础上能够进行简单改装获取。通过本专利技术的耗油的检测以及大量数据的获取，能够为挖掘机的智能化和产品技术升级提供大数据基础。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。图1是本说明书实施例提供的整机示意图；图2是本说明书实施例提供的一种用于获取挖掘机燃油效率的方法方式流程图；图3(a)是本说明书实施例提供的动臂的重心位置的示意图；图3(b)是本说明书实施例提供的斗杆的重心位置的示意图；图3(c)是本说明书实施例提供的铲斗及物料的重心位置的示意图；图4是本说明书实施例提供的挖掘终了点示意图图5是本说明书实施例提供的卸料点示意图；图6是本说明书实施例提供的一种挖掘机组成及其相关数据信息的示意图；图7是本说明书实施例所示的满斗率统计示意图；图8是本说明书实施例所示的物料重量统计示意图，图9是本说明书实施例所示的斗数时间统计示意图；图10是本说明书实施例所示的回转角度统计示意图；图11是本说明书实施例所示的提升高度统计示意图；图12是本说明书实施例所示的扬程统计示意图；图13是本说明书实施例所示的油耗统计示意图；图14是本说明书实施例所示的燃油效率统计示意图；图15是本说明书实施例所示的加油统计示意图；图16是本说明书实施例所示的发动机转速分布统计示意图；图17是本说明书实施例所示的铲斗大腔压力分布统计示意图；图18是本说明书实施例所示的铲斗小腔压力分布统计示意图；图19是本说明书实施例所示的斗杆大腔压力分布统计示意图；图20是本说明书实施例所示的斗杆小腔压力分布统计示意图；图21是本说明书实施例所示的动臂大腔压力分布统计示意图；图22是本说明书实施例所示的动臂小腔压力分布统计示意图；图23是本说明书实施例所示的回转压力分布统计示意图；图24是本说明书实施例所示的行走压力分布统计示意图；图25是本说明书实施例所示的主泵压力分布统计示意图；图26是本说明书实施例所示的铲斗油缸行程分布统计示意图；图27是本说明书实施例所示的斗杆油缸行程分布统计示意图；图28是本说明书实施例所示的动臂油缸行程分布统计示意图；图29是本说明书实施例所示的动臂油缸做功统计示意图；图30是本说明书实施例所示的斗杆油缸做功统计示意图；图31是本说明书实施例所示的铲斗油缸做功统计示意图；图32是本说明书实施例所示的工作效率统计示意图；图33是本说明书实施例所示的挖掘点分布频率统计示意图；图34是本说明书实施例所示的卸料点分布频率统计示意图；图35是本说明书实施例所示的机器倾翻趋势统计示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于获取挖掘机燃油效率的方法，所述挖掘机包括动臂、斗杆、铲斗和回转平台；所述回转平台和动臂在第一连接点进行连接，所述动臂和斗杆在第二连接点进行连接，所述斗杆和铲斗在第三连接点进行连接；其特征在于，所述方法包括：获取动臂的相关参量、斗杆的相关参量、铲斗的相关参量以及所述铲斗中物料的相关参量；根据所述动臂的相关参量、斗杆的相关参量、铲斗的相关参量和物料的相关参量，以及所述第一连接点的力矩平衡公式，得到第一预测物料重量；根据所述斗杆的相关参量、铲斗的相关参量、物料的相关参量，以及所述第二连接点的力矩平衡公式，得到第二预测物料重量；根据所述铲斗的相关参量、物料的相关参量，以及所述第三连接点的力矩平衡公式，得到第三预测物料重量；由所述第一预测物料重量、第二预测物料重量、第三预测物料重量确定出当前工作循环下的物料重量；按照获取当前工作循环下的物料重量的方式，得到预设工作循环次数下所有的物料重量，并根据所述所有的物料重量确定出目标物料重量；所述挖掘机的工作循环次数为所述挖掘机的挖掘斗数；根据所述目标物料重量以及所述预设工作循环次数的作业总时长内总的油耗，得到所述挖掘机的燃油效率。

【技术特征摘要】
1.一种用于获取挖掘机燃油效率的方法，所述挖掘机包括动臂、斗杆、铲斗和回转平台；所述回转平台和动臂在第一连接点进行连接，所述动臂和斗杆在第二连接点进行连接，所述斗杆和铲斗在第三连接点进行连接；其特征在于，所述方法包括：获取动臂的相关参量、斗杆的相关参量、铲斗的相关参量以及所述铲斗中物料的相关参量；根据所述动臂的相关参量、斗杆的相关参量、铲斗的相关参量和物料的相关参量，以及所述第一连接点的力矩平衡公式，得到第一预测物料重量；根据所述斗杆的相关参量、铲斗的相关参量、物料的相关参量，以及所述第二连接点的力矩平衡公式，得到第二预测物料重量；根据所述铲斗的相关参量、物料的相关参量，以及所述第三连接点的力矩平衡公式，得到第三预测物料重量；由所述第一预测物料重量、第二预测物料重量、第三预测物料重量确定出当前工作循环下的物料重量；按照获取当前工作循环下的物料重量的方式，得到预设工作循环次数下所有的物料重量，并根据所述所有的物料重量确定出目标物料重量；所述挖掘机的工作循环次数为所述挖掘机的挖掘斗数；根据所述目标物料重量以及所述预设工作循环次数的作业总时长内总的油耗，得到所述挖掘机的燃油效率。2.根据权利要求1所述的用于获取挖掘机燃油效率的方法，其特征在于，所述根据所述目标物料重量以及所述预设工作循环次数的作业总时长内总的油耗，得到所述挖掘机的燃油效率，包括：根据公式得到所述挖掘机的燃油效率；其中，所述Qf为用于体现燃油效率的单位燃油挖土量；∑m4为在所述作业总时长内的总的挖土量；Gf为在所述作业总时长内总的油耗。3.根据权利要求1所述的用于获取挖掘机燃油效率的方法，其特征在于，所述方法还包括：按照得到所述挖掘机的燃油效率的方式，获取多个对比燃油效率值；通过控制变量法，将多个对比燃油效率值进行比较分析。4.根据权利要求1所述的用于获取挖掘机燃油效率的方法，其特征在于，所述方法还包括：在检测到回转平台的倾角波动大于等于预设角度值时，进行平台振动加速度的检测；在检测到所述回转平台的振动加速度大于等于预设加速度值时，对所述回转平台的波动时长进行判断；若所述波动时长在预设时长之内，则将所述挖掘机的倾翻趋势次数累计一次。5.根据权利要求1所述的用于获取挖掘机燃油效率的方法，其特征在于，所述动臂的相关参量包括动臂的油缸作用力、动臂油缸相对第一连接点的综合力臂、动臂相对所述第一连接点的转动惯量；所述斗杆的相关参量包括斗杆的油缸作用力、斗杆油缸相对第二连接点的综合力臂、斗杆相对所述第一连接点和所述第二连接点的转动惯量；所述铲斗的相关参量包括铲斗的油缸作用力、铲斗油缸相对第三连接点的综合力臂、铲斗相对所述第一连接点、第二连接点和第三连接点的转动惯量；所述物料的相关参量包括物料相对所述第一连接点、第二连接点和第三连接点的转动惯量。6.根据权利要求5所述的用于获取挖掘机燃油效率的方法，其特征在于，所述获取动臂的相关参量、斗杆的相关参量、铲斗的相关参量以及物料的相关参量，包括：获取动臂的第一惯量相关参数和第一油缸相关参数、斗杆的第二惯量相关参数和第二油缸相关参数、铲斗的第三惯量相关参数和第三油缸相关参数，以及所述铲斗中物料的第四惯量相关参数；根据所述第一惯量相关参数得到所述动臂相对所述第一连接点的转动惯量，根据所述第一油缸相关参数得到所述动臂的油缸作用力；根据所述第二惯量相关参数得到所述斗杆相对所述第一连接点和所述第二连接点的转动惯量，根据所述第二油缸相关参数得到所述斗杆的油缸作用力；根据所述第三惯量相关参数得到所述铲斗相对所述第一连接点、第二连接点和第三连接点的转动惯量，根据所述第三油缸相关参数得到所述铲斗的油缸作用力；根据所述第四惯量相关参数得到所述物料相对所述第一连接点、第二连接点和第三连接点的转动惯量。7.根据权利要求6所述的用于获取挖掘机燃油效率的方法，其特征在于，所述第一惯量相关参数包括：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴韦林，何周雄，刘剑，卢书湘，林深才，肖青松，邢树鑫，刘晓强，宾旭洲，张强，李欲江，姜旭东，陈克雷，
申请(专利权)人：柳州柳工挖掘机有限公司，柳工常州机械有限公司，广西柳工机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广西,45