本发明专利技术提供了一种悬臂结构弯矩的获取方法和装置，应用于包括悬臂结构和机械本体的工程机械，其通过n个支撑机构支撑于地面，包括：获得n个所述支撑机构的支撑力至预定转轴的距离；在悬臂结构处于第一姿态下，获得支撑机构的支撑力并构建弯矩平衡方程；在悬臂结构相对于第一姿态旋转一角度处于第二姿态下，获得支撑机构的支撑力并构建弯矩平衡方程；根据上述两个弯矩平衡方程求解得到机械本体的重力弯矩；在悬臂结构处于任意姿态下，根据支撑机构的支撑力以及支撑力至预定转轴的距离获得支撑机构的弯矩，再减去上述机械本体的重力弯矩得到悬臂结构的弯矩。这样，在无需拆卸悬臂结构的情况下能够准确地获取悬臂结构在任意姿态下的弯矩。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及工程机械领域，具体而言，涉及一种悬臂结构弯矩的获取方法与装置，以及具有该悬臂结构弯矩的获取装置的工程机械。
技术介绍
混凝土泵车等具备悬臂结构的工程机械具有如下结构特征包括具有悬臂的悬臂结构和机械本体，悬臂结构可旋转地安装在机械本体上，悬臂结构可相对于机械本体任意转动，且工作时悬臂结构的悬臂姿态随时变化 。例如泵车，悬臂结构是可伸缩和折叠的悬臂结构，可旋转地安装在转塔上、转塔固定在泵车的机械本体上，由于悬臂结构的跨度非常大，它对旋转位置施加的弯矩将是一个高达几百吨·米的重载荷。该载荷的准确获取对于转塔的设计、疲劳寿命的分析、悬臂结构性能的评估等均具有十分重要的意义。通常，弯矩的直接测量需要知道力和力臂两个要素。然而，如果不拆卸悬臂结构，悬臂结构的重量很难获取；悬臂结构在工作时姿态多变，其任意姿态下重心到预定转轴的力臂也无法获得。因此，为了获取悬臂结构的重量，通常将悬臂结构从机械本体上拆卸下来，置于地磅上进行最原始的测量，这需要消耗大量的人力物力，且重心无法获得。理论上，可以通过分析有限元模型获得悬臂结构的重量及重心，但由于很难准确计量任意姿态下悬臂结构系统的液压油及管道内混凝土的重量，导致悬臂结构的重心和重量的理论估算精度不高。相关技术中也有采用静标动测的原理实现动态弯矩的间接测量的方式。由于静态弯矩、动态弯矩可使试件某部位所产生的静态应变与动态应变相等。因此，以静载为基准，通过应变这一中间量来标定动载。但是，由于应变信号的信噪比不高，导致测量精度难以保证；并且对动态弯矩的测量，依赖于前期大量的静态标定过程，准备工作复杂；静态标定无法保证识别的连续性，必须依赖插值算法，从而降低了精度。因此，如何在非拆卸状态下，对工程机械悬臂结构的实际弯矩进行有效获取，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种悬臂结构弯矩的获取方法与装置，能够在非拆卸状态下更准确地获得工程机械的悬臂结构在任意姿态下的弯矩；本专利技术的另一个目的在于提出一种应用悬臂结构弯矩的获取装置的工程机械。根据本专利技术的一个方面，提供了一种悬臂结构弯矩的获取方法，应用于工程机械，所述悬臂结构可转动地安装在所述工程机械的机械本体上，所述工程机械可通过η个支撑机构支撑于地面，所述悬臂结构弯矩的获取方法包括获得η个所述支撑机构的支撑力至预定转轴的距离Xi ；在所述悬臂结构处于第一姿态下，获得η个所述支撑机构的支撑力Fi'，构建第一弯矩平衡方程权利要求1.一种悬臂结构弯矩的获取方法，应用于工程机械，所述悬臂结构可转动地安装在所述工程机械的机械本体上，所述工程机械可通过η个支撑机构支撑于地面，其特征在于，所述悬臂结构弯矩的获取方法包括 获得η个所述支撑机构的支撑力至预定转轴的距离Xi ； 在所述悬臂结构处于第一姿态下，获得η个所述支撑机构的支撑力Fi'，构建第一弯矩平衡方程2.根据权利要求I所述的悬臂结构弯矩的获取方法，其特征在于，所述悬臂结构在水平面内转动所述β角，或者，所述悬臂结构在竖直平面内转动所述β角。3.根据权利要求I或2所述的悬臂结构弯矩的获取方法，其特征在于，所述支撑机构为安装在所述机械本体上的支腿，在所述支腿上设置用于检测支撑力的力传感器，以及用于检测所述支撑机构的支撑位置的位置传感器。4.一种悬臂结构弯矩的获取方法，应用于工程机械，所述悬臂结构可转动地安装在所述工程机械的机械本体上，所述工程机械可通过η个支撑机构支撑于地面，其特征在于，所述悬臂结构弯矩的获取方法包括 获得η个所述支撑机构的支撑力至预定转轴的距离Xi ； 根据所述机械本体的重力弯矩Md，Md为定值，在所述悬臂结构处于任意姿态下，根据η个所述支撑机构的支撑力Fi以及各个支撑力Fi至所述预定转轴的距离Xi，获得所述悬臂结构的弯矩Mb为5.一种悬臂结构弯矩的获取装置，应用于工程机械，所述悬臂结构可转动地安装在所述工程机械的机械本体上，所述工程机械可通过η个支撑机构支撑于地面，其特征在于，所述悬臂结构弯矩的获取装置包括处理器、力传感器、位置传感器和转角传感器，所述转角传感器用于检测悬臂结构的旋转角度，所述力传感器用于检测η个所述支撑机构的支撑力，所述位置传感器用于检测n个所述支撑机构的支撑位置，所述处理器可根据所述支撑位置计算所述支撑力至预定转轴的距离Xi ; 在所述悬臂结构处于第一姿态下，所述处理器根据n个所述支撑机构的支撑力Fi'，构建第一弯矩平衡方程 在所述悬臂结构相对于第一姿态旋转P角处于第二姿态下，所述处理器根据n个所述支撑机构的支撑力Fi "，构建第二弯矩平衡方程6.根据权利要求5所述的悬臂结构弯矩的获取装置，其特征在于，所述支撑机构为安装在所述机械本体上的支腿，力传感器和位置传感器设置在所述支腿上。7.根据权利要求6所述的悬臂结构弯矩的获取装置，其特征在于，所述支腿为伸缩支腿，所述位置传感器具体为检测支腿水平伸出长度的位移传感器；所述支腿为摆动支腿，所述位置传感器具体为检测摆动支腿展开角度的角度传感器。8.根据权利要求5所述的悬臂结构弯矩的获取装置，其特征在于，所述转角传感器用于检测悬臂结构在水平面内的转动角度，或者，所述转角传感器用于检测悬臂结构在竖直平面内的转动角度。9.根据权利要求5至8中任一项所述的悬臂结构弯矩的获取装置，其特征在于，还包括显示器，与所述处理器连接，用于显示在任意姿态下所述支撑机构的支撑力Fi,以及所述悬臂结构的弯矩Mb。10.一种工程机械，包括机械本体和悬臂结构，所述悬臂结构可转动地安装在机械本体上，所述工程机械可通过支撑机构支撑于地面，其特征在于，包括权利要求5至9中任一项所述的悬臂结构弯矩的获取装置。11.根据权利要求10所述的工程机械，其特征在于，所述工程机械具体为混凝土泵车、起重机或者高空消防车，所述悬臂结构为混凝土泵车、起重机或者高空消防车的臂架结构。全文摘要本专利技术提供了一种悬臂结构弯矩的获取方法和装置，应用于包括悬臂结构和机械本体的工程机械，其通过n个支撑机构支撑于地面，包括获得n个所述支撑机构的支撑力至预定转轴的距离；在悬臂结构处于第一姿态下，获得支撑机构的支撑力并构建弯矩平衡方程；在悬臂结构相对于第一姿态旋转一角度处于第二姿态下，获得支撑机构的支撑力并构建弯矩平衡方程；根据上述两个弯矩平衡方程求解得到机械本体的重力弯矩；在悬臂结构处于任意姿态下，根据支撑机构的支撑力以及支撑力至预定转轴的距离获得支撑机构的弯矩，再减去上述机械本体的重力弯矩得到悬臂结构的弯矩。这样，在无需拆卸悬臂结构的情况下能够准确地获取悬臂结构在任意姿态下的弯矩。文档编号G01L3/00GK102768088SQ20121028248公开日2012年11月7日 申请日期2012年8月9日 优先权日2012年8月9日专利技术者易小刚, 李 东, 沈华龙, 罗超 申请人:三一重工股份有限公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种悬臂结构弯矩的获取方法，应用于工程机械，所述悬臂结构可转动地安装在所述工程机械的机械本体上，所述工程机械可通过n个支撑机构支撑于地面，其特征在于，所述悬臂结构弯矩的获取方法包括：获得n个所述支撑机构的支撑力至预定转轴的距离xi；在所述悬臂结构处于第一姿态下，获得n个所述支撑机构的支撑力Fi′，构建第一弯矩平衡方程：Σi=1nFi′xi=Md+Mb′;在所述悬臂结构相对于第一姿态旋转β角处于第二姿态下，获得n个所述支撑机构的支撑力Fi″，构建第二弯矩平衡方程：Σi=1nFi′′xi=Md+Mb′′=Md+Mb′cos(β);其中，1≤i≤n，Md为所述机械本体的重力弯矩，M′b为所述悬臂结构在第一姿态下的重力弯矩，M＂b为所述悬臂结构在第二姿态下的重力弯矩；联立所述第一弯矩平衡方程和所述第二弯矩平衡方程，求解方程组得到所述机械本体的重力弯矩Md；基于所述机械本体的重力弯矩Md，在所述悬臂结构处于任意姿态下，根据n个所述支撑机构的支撑力Fi以及各个支撑力Fi至所述预定转轴的距离xi，获得所述悬臂结构的弯矩Mb为：Mb=Σi=1nFixi-Md....
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：易小刚，罗超，沈华龙，李东，
申请(专利权)人：三一重工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。