一种小型反铲挖掘机铲掘阻力测试平台制造技术

本实用新型专利技术公开了一种小型反铲挖掘机铲掘阻力测试平台，应用于工程机械技术领域，包括：铲斗、机械臂装置、测量装置、工作台架和控制装置；所述铲斗与所述机械臂装置铰接，所述机械臂装置固定于所述工作台架上；所述控制装置与所述测量装置电性连接，通过所述测量装置采集的数据构建力平衡方程，经过受力分析得到铲掘阻力。本实用新型专利技术公开提供了一种小型反铲挖掘机铲掘阻力测试平台，体积较小，可以在实验室室内环境下进行铲掘过程模拟及铲掘阻力测量，使用该试验台进行铲掘阻力解析公式的验证，可以有效降低试验人员的工作强度，提高科研工作的效率，降低研发成本，同时控制简单，响应速度快，节约了制造成本，降低了设备重量，更便于制造。便于制造。便于制造。

【技术实现步骤摘要】
一种小型反铲挖掘机铲掘阻力测试平台


[0001]本技术涉及工程机械
，更具体的说是涉及一种小型反铲挖掘机铲掘阻力测试平台。

技术介绍

[0002]目前，挖掘机是市场保有量最大、用途最为广泛的一类土石方工程机械，铲斗和斗齿是挖掘机核心零部件，直接与作业介质相互作用，承受较大的冲击载荷，在粘土、冻土、沙石等极端恶劣工况下会出现铲斗开裂，斗齿断裂等问题，严重影响挖机作业效率。目前挖机缺少阻力直接测试装置，机手操作时不能准确的评估挖掘阻力大小，在挖掘、破碎大块岩石工况时常常出现超负荷作业，导致铲斗磨损严重。
[0003]由于挖掘机作业工况复杂，铲斗受力不断变化，不能通过在铲斗上安装传感器直接测量得到挖掘阻力，对挖掘阻力的获取成为一个技术难题问题。
[0004]现有挖掘阻力测试方法多采用在油缸部位安装压力传感器、位移传感器，在各铰点部位安装销轴传感器，测得挖掘作业时各传感器数值，通过理论推导计算出铲斗挖掘阻力值，现有测试技术主要存在两个缺点，一是传感器安装及采集系统较复杂，销轴传感器需定制，周期长、成本高；二是测试精度低，铲斗阻力计算公式复杂，推导计算的结果不能真实、直观的反应铲斗挖掘作业所受阻力。
[0005]因此，如何提供一种便于操作，计算简单的小型反铲挖掘机铲掘阻力测试平台是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本技术提供了一种小型反铲挖掘机铲掘阻力测试平台，以解决现有技术中计算复杂，传感器布设困难的问题。
[0007]为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：
[0008]一种小型反铲挖掘机铲掘阻力测试平台，包括：铲斗、机械臂装置、测量装置、工作台架和控制装置；
[0009]所述铲斗与所述机械臂装置铰接，所述机械臂装置固定于所述工作台架上；所述控制装置与所述测量装置电性连接，通过所述测量装置采集的数据构建力平衡方程，经过受力分析得到铲掘阻力。
[0010]优选的，在上述的一种小型反铲挖掘机铲掘阻力测试平台中，所述机械臂装置包括：小臂、铲斗电推杆、大臂、小臂电推杆、大臂电推杆、铲斗连杆和小臂连杆；
[0011]所述大臂与所述小臂铰接；所述铲斗电推杆的固定端固定在所述小臂上，自由端通过所述铲斗连杆与所述铲斗铰接，带动铲斗动作；所述小臂连杆一端与所述小臂铰接，另一端通过铲斗连杆与铲斗电推杆的铰接点连接；所述小臂电推杆的固定端固定在所述大臂上，自由端与所述小臂连接，带动小臂动作；所述大臂电推杆的固定端固定在工作台架上，自由端与所述大臂连接，带动所述大臂动作。
[0012]优选的，在上述的一种小型反铲挖掘机铲掘阻力测试平台中，所述测量装置包括：铲斗推杆位移传感器、小臂推杆位移传感器、大臂推杆位移传感器和四个销轴传感器；所述铲斗推杆位移传感器安装在所述铲斗电推杆上，获取铲斗电推杆的位移量；所述小臂推杆位移传感器安装在所述小臂电推杆上，获取小臂电推杆的位移量；所述大臂推杆位移传感器安装在大臂电推杆上，获取大臂电推杆的位移量；所述销轴传感器安装在铲斗与小臂铰接点两侧，以及铲斗连杆与铲斗铰接点的两侧。
[0013]优选的，在上述的一种小型反铲挖掘机铲掘阻力测试平台中，所述控制装置包括：驱动装置、数据采集卡、上位机、位移传感器信号处理模块和销轴传感器信号处理模块；所述驱动装置分别驱动所述铲斗电推杆、所述小臂电推杆和所述大臂电推杆；所述位移信号处理模块分别与所述铲斗推杆位移传感器、所述小臂推杆位移传感器、所述大臂推杆位移传感器电性连接；所述销轴传感器信号处理模块分别与四个所述销轴传感器电性连接；所述驱动装置、所述位移传感器信号处理模块和销轴传感器信号处理模块分别与所述数据采集卡电性连接；所述数据采集卡与所述上位机进行数据交互。
[0014]优选的，在上述的一种小型反铲挖掘机铲掘阻力测试平台中，所述机械臂装置包括：小臂、铲斗电推杆、大臂、小臂电推杆、大臂电推杆、铲斗连杆、小臂连杆、传感器支架和动臂铰接架；
[0015]所述大臂与所述小臂铰接；所述铲斗电推杆的固定端固定在所述小臂上，自由端通过所述铲斗连杆与所述铲斗铰接，带动铲斗动作；所述小臂连杆一端与所述小臂铰接，另一端通过铲斗连杆与铲斗电推杆的铰接点连接；所述小臂电推杆的固定端固定在所述大臂上，自由端与所述小臂连接，带动小臂动作；所述大臂电推杆的固定端固定在动臂铰接架上，自由端与所述大臂连接，带动所述大臂动作；所述动臂铰接架通过所述传感器支架安装在所述工作台架上。
[0016]优选的，在上述的一种小型反铲挖掘机铲掘阻力测试平台中，所述测量装置包括：六个力传感器；所述传感器支架由互相垂直第一安装面和第二安装面组成；所述第一安装面和所述第二安装面分别设置有三个所述力传感器，且每个安装面上的三个所述力传感器呈三角形设置；根据所述第一安装面获取阻力的第一分力，通过所述第二安装面获取阻力的第二分力；并根据每个安装面上所述力传感器的差异得到左右偏距和侧倾偏距。
[0017]优选的，在上述的一种小型反铲挖掘机铲掘阻力测试平台中，所述控制装置包括：驱动装置、力传感器变送器组、数据采集卡和上位机；所述驱动装置分别驱动所述铲斗电推杆、所述小臂电推杆和所述大臂电推杆；所述力传感器变送器组分别与六个所述力传感器电性连接；所述驱动装置、所述力传感器变送器组分别与所述数据采集卡电性连接；所述数据采集卡与所述上位机进行数据交互。
[0018]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本技术公开提供了一种小型反铲挖掘机铲掘阻力测试平台，体积较小，可以在实验室室内环境下进行铲掘过程模拟及铲掘阻力测量，使用该试验台进行铲掘阻力解析公式的验证，可以有效降低试验人员的工作强度，提高科研工作的效率，降低研发成本，同时控制简单，响应速度快，节约了制造成本，降低了设备重量，更便于制造。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0020]图1为本技术实施例1的整体侧视图；
[0021]图2为本技术实施例1的整体主视图；
[0022]图3为本技术实施例1的电气连接示意图；
[0023]图4为本技术实施例1的销轴传感器安装位置示意图；
[0024]图5为本技术实施例1的铲斗受力图；
[0025]图6为本技术实施例1的销轴传感器原理图；
[0026]图7为本技术实施例2的整体侧视图；
[0027]图8为本技术实施例2力传感器安装位置示意图；
[0028]图9为本技术实施例2的电气连接示意图；
[0029]图10为本技术实施例2的阻力位置示意图；
[0030]图11为本技术实施例2的传感器组受力简图；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种小型反铲挖掘机铲掘阻力测试平台，其特征在于，包括：铲斗、机械臂装置、测量装置、工作台架和控制装置；所述铲斗与所述机械臂装置铰接，所述机械臂装置固定于所述工作台架上；所述控制装置与所述测量装置电性连接，通过所述测量装置采集的数据构建力平衡方程，经过受力分析得到铲掘阻力。2.根据权利要求1所述的一种小型反铲挖掘机铲掘阻力测试平台，其特征在于，所述机械臂装置包括：小臂、铲斗电推杆、大臂、小臂电推杆、大臂电推杆、铲斗连杆和小臂连杆；所述大臂与所述小臂铰接；所述铲斗电推杆的固定端固定在所述小臂上，自由端通过所述铲斗连杆与所述铲斗铰接，带动铲斗动作；所述小臂连杆一端与所述小臂铰接，另一端通过铲斗连杆与铲斗电推杆的铰接点连接；所述小臂电推杆的固定端固定在所述大臂上，自由端与所述小臂连接，带动小臂动作；所述大臂电推杆的固定端固定在工作台架上，自由端与所述大臂连接，带动所述大臂动作。3.根据权利要求2所述的一种小型反铲挖掘机铲掘阻力测试平台，其特征在于，所述测量装置包括：铲斗推杆位移传感器、小臂推杆位移传感器、大臂推杆位移传感器和四个销轴传感器；所述铲斗推杆位移传感器安装在所述铲斗电推杆上，获取铲斗电推杆的位移量；所述小臂推杆位移传感器安装在所述小臂电推杆上，获取小臂电推杆的位移量；所述大臂推杆位移传感器安装在大臂电推杆上，获取大臂电推杆的位移量；所述销轴传感器安装在铲斗与小臂铰接点两侧，以及铲斗连杆与铲斗铰接点的两侧。4.根据权利要求3所述的一种小型反铲挖掘机铲掘阻力测试平台，其特征在于，所述控制装置包括：驱动装置、数据采集卡、上位机、位移传感器信号处理模块和销轴传感器信号处理模块；所述驱动装置分别驱动所述铲斗电推杆、所述小臂电推杆和所述大臂电推杆；所述位移传感器信号处理模块分别与所述铲斗推杆位移传感器、所述小臂推杆位移传感器、所述大臂推杆位移传感器电性...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨宇恒，李冰，黄龙，徐武彬，
申请(专利权)人：广西科技大学，
类型：新型
国别省市：