CN106836366A - 轮式装载机的装载重量测量方法以及测量系统 - Google Patents

轮式装载机的装载重量测量方法以及测量系统 Download PDF

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Abstract

轮式装载机的装载重量测量方法用于测量具有特定倾斜地面倾斜角。地面上附属装置已装载有装载物的状态旋转动臂时检测动臂的角度变化以及动臂油缸的压力变化。之后，将地面倾斜角、动臂的角度变化、以及动臂油缸的压力变化应用于关于动臂旋转的旋转动力学方程式的变数，算出装载物的重量。

Description

轮式装载机的装载重量测量方法以及测量系统
技术领域
本发明是关于轮式装载机的装载重量测量方法以及测量系统，特别涉及，关于测量在倾斜地面工作中的轮式装载机的装载物重量的方法以及用于执行上述方法的测量系统。
背景技术
轮式装载机广泛地运用在挖掘、运输施工现场的土、沙等，并且向诸如自卸汽车的货物车辆执行装货等工作。
但所述自卸汽车是根据装货的量计算费用，超过规定的装载重量时有可能要缴纳罚金。不仅如此，装载超过铲斗的额定容量有可能是轮式装载机的破损原因。因此，需要准确地计量装载物的重量，以此防止所述自卸汽车的超载，节省轮式装载机维护维修费用。
发明内容
本发明的一目的是提供一种测量方法，可以用于测量在倾斜地面工作中的轮式装载机的装载物重量。
本发明的另一目的是提供一种测量装置，用于测量在倾斜地面工作中的轮式装载机的装载物重量。
为达成上述本发明的一目标，根据本发明示例性实施例的轮式装载机的装载重量测量方法，检测轮式装载机工作的倾斜地面的倾斜角的步骤。
在所述地面上，在附属装置上已装载有装载物的状态下旋转动臂时检测所述动臂的角度变化以及动臂油缸的压力变化。以及将所述地面的倾斜角、所述动臂的角度变化、以及所述动臂油缸的压力变化应用于关于所述动臂旋转的旋转动力学方程式的变数，算出所述装载物的重量的步骤。
在示例性实施例中，检测所述地面的倾斜角的步骤为：可以从选自安装有倾斜度传感器的智能手机以及地图应用程序中的至少一个接收所述地面的倾斜角。
在示例性实施例中，检测所述地面的倾斜角的步骤可以包括：在所述地面上，在附属装置上未装载有装载物的状态下旋转动臂时测量所述动臂的角度变化以及动臂油缸的压力变化；以及利用所述动臂的角度变化以及所述动臂油缸的压力变化从关于所述动臂旋转的动力学方程式，算出所述地面的倾斜角的步骤。
在示例性实施例中，检测所述地面的倾斜角的步骤还可以包括：从选自安装有倾斜度传感器的智能手机以及地图应用程序中的至少一个接收所述地面的倾斜角的步骤，当所述接收的倾斜角与所述算出的倾斜角之间的差距超过已经设定的范围时，可以重新执行接收所述倾斜角步骤以及算出所述倾斜角步骤中的至少一个步骤。
在示例性实施例中，算出所述装载物重量的步骤可以包括：从已经设定的阻尼系数图(damping coefficient)以及弹性系数图(modulus of elasticity)分别导出对应所述动臂油缸压力变化的阻尼系数以及弹性系数的步骤。
在示例性实施例中，所述旋转动力学方程式可以为：关于无负载力矩以及负载力矩之间差距的方程式，其中所述无负载力矩以及负载力矩之间差距由所述动臂、所述动臂油缸、以及所述附属装置之间的几何学关系导出。
在示例性实施例中，轮式装载机的装载重量测量方法，还可以包括：输出所述算出的装载物重量值的步骤。
为达成上述本发明的另一目标，根据本发明示例性实施例的轮式装载机的装载重量测量系统，可以包括：测量部，包括：角度传感器，设置在轮式装载机的动臂并用于检测伴随所述动臂旋转的角度变化；以及压力传感器，设置在动臂油缸并用于检测施加在所述动臂油缸的压力变化；以及运算部，用于利用所述动臂的角度变化以及所述动臂油缸的压力变化，从关于所述动臂旋转的动力学方程式，算出地面的倾斜角或连接在所述动臂的附属装置上装载的装载物重量。
在示例性实施例中，所述运算部用于：当所述附属装置未装载有装载物时，可以算出所述轮式装载机工作中的所述地面的倾斜角；当在所述附属装置上已装载有装载物时，可以算出所述装载物重量。
在示例性实施例中，轮式装载机的装载重量测量系统，还可以包括：输入部，用于从选自安装有倾斜度传感器的智能手机以及地图应用程序中的至少一个接收所述地面的倾斜角。
在示例性实施例中，轮式装载机的装载重量测量系统，还可以包括：系数算出部，具有阻尼系数图(damping coefficient)以及弹性系数图(modulus of elasticity)，其中在所述阻尼系数图以及弹性系数图中分别定义有与所述动臂油缸的压力变化对应的阻尼系数以及弹性系数。
在示例性实施例中，轮式装载机的装载重量测量系统，还可以包括：输出部，用于将从所述运算部算出的所述装载物重量信息提供给驾驶人。
根据示例性实施例的轮式装载机的装载重量测量方法可以准确的掌握在倾斜地面工作中的所述轮式装载机装载的装载物重量。因此，装货工作时可以防止自卸汽车超载，遵守铲斗的额定容量，因此可以节省轮式装载机维护维修费用。
但是，本发明的效果不被上述涉以及的效果所限定，在不脱离本发明思想以及领域的范围内可以以多种形式扩展。
附图说明
图1是根据示例性实施例的轮式装载机的侧面示意图。
图2是图1的轮式装载机的工作装置的示意图。
图3是根据示例性实施例的轮式装载机的装载重量测量系统的模块示意图。
图4是根据示例性实施例的轮式装载机的装载重量测量方法的步骤流程
示意图。
图5是检测图4的地面倾斜角的步骤流程示意图。
附图标记说明
10：轮式装载机 12：前方车体
14：后方车体 16：中心销
20：动臂 22：动臂油缸
30：铲斗 32：铲斗油缸
34：摇臂 40：驾驶室
50：发动机室 60：动臂铰接点
62：动臂油缸铰接点 64：动臂油缸链接凸起
66：铲斗铰接点 70：前轮
72：后轮 80：装载物
100：装载重量测量装置 110：测量部
112：角度传感器 114：压力传感器
114a：第一压力传感器 114b：第二压力传感
120：系数算出部 130：输入部
140：运算部 150：输出部
200：旋转系统 G1：第一重心
G2：第二重心 G3：第三重心
r1：第一距离 r2：第二距离
r3：第三距离 x：第四距离
y：第五距离 lc：第六距离
lcyl：第七距离 θ：第一角度
α：第二角度 β：第三角度
具体实施方式
在本文公开的本发明的实施例中，对特定的结构或功能的说明仅仅用于说明本发明的实施例，本发明的实施例可以以多种形态实施并且并不限定于本文说明的实施例。
本发明可以添加多种模式并可以具有多种形态，将特定的实施例示例在示意图并详细地在本文说明。但该实施例不被本发明特定的公开形态限定，并且包括本发明的思想以及技术范围包括的所有变化，均等物以及代替物。
第一，第二等用语可以在说明多种构成要素时使用，但所述构成要素不被所述用语所限定。所述用语可以使用于区别一个构成要素与另一个构成要素为目的。例如，在不脱离本发明的权力范围下，第一构成要素可以命名为第二构成要素，类似的第二构成要素可以命名为第一构成要素。
在提到一个构成要素‘连接’或‘链接’在另一构成要素时，有可能与那个另一构成要素直接连接或链接，但中间也有可能存在其他的构成要素。相反的，提到一个构成要素‘直接连接’或‘直接衔接’时，中间不存在其他构成要素。说明构成要素之间关系的其他表达，即‘…之间’和‘就在…之间’或‘…相邻’和‘…直接相邻’也跟上诉情况相同。
在本申请使用的用语仅仅用于说明特定实施例而使用的，没有限定本发明的意图。除上下文明确的表示不同之外，单数的表达包括复数。在本申请，‘包括’或‘具有’等用语用于指定设计的特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或其组合物的存在，而不是提前排除一个或以上的其他特征或数字、步骤、动作、构成要素、部件或其组合物的存在或其他附加的可能性。
没有另行定义时，包括技术性或科学性用语，在这里使用的所有用语与本发明技术领域的普通技术人员通常理解的用语具有相同含义。通常的使用的，像在字典定义的用语与关联技术的上下文具有的含义一致，除本申请明确定义外，不被诠释成异常或过度的形式的含义。
以下，参照附加的示意图，详细的说明本发明的实施例。对示意图的相同的构成要素使用相同的参照符号，对相同的构成要素省略重复的说明。
图1是根据示例性实施例的轮式装载机的侧面示意图。图2是图1的轮式装载机的工作装置的示意图。图3是根据示例性实施例的轮式装载机的装载重量测量系统的模块示意图。
参照图1至图3，轮式装载机10可以包括相互可旋转连接的前方车体12以及后方车体14。前方车体12包括工作设备以及前轮70，后方车体14可以包括驾驶室40、发动机室50以及后轮72。
所述工作装置可以包括动臂20以及铲斗30。动臂20以可旋转状态贴附在前方车体12，铲斗30以可旋转状态贴附在动臂20的一端部。这时，所述工作装置根据工作目的可以贴附铲斗30以外的多种附属装置。以下，为了方便说明只说明所述附属装置是铲斗30的情况。
动臂20可以由一对动臂油缸22连接在前方车体12。即动臂油缸22的一端部以可旋转状态连接在前方车体12，另一端部以可旋转状态连接在动臂20。动臂20可由动臂油缸22的驱动往上下方向旋转。
随动臂20的旋转，动臂20对地面可以具有第一角度θ。这时，所述地平面可以是与重力方向垂直的平面。另外，轮式装载机10在倾斜地面执行工作时，对地面的所述地平面的角度，即所述地面倾斜角是第二角度α，对所述地面的动臂20的角度可以是第三角度β。所述第一角度θ可以等于所述第二角度α与所述第三角度β之合。
摇臂34以可旋转状态可以贴附在动臂20的中心部附近。摇臂34的一端部以一对铲斗油缸32为媒介与前方车体12连接，另一端以倾斜杆为媒介与铲斗30连接。铲斗30可以由铲斗油缸32的驱动往上下方向旋转(外翻或内钩)。
动臂20，动臂油缸22以及铲斗30之间的联系关系具体地图示在图2。如图2图示，位于动臂20的一端部的动臂铰接点60可以以可旋转状态连接在前方车体12，铲斗30可以以可旋转状态连接在位于动臂20另一端部的铲斗铰接点64。位于动臂油缸22的一端部的动臂油缸铰接点62可以以可旋转状态连接在前方车体12，位于动臂油缸22另一端的动臂油缸链接凸起64可以以可旋转状态连接在动臂20。
这时，动臂铰接点60与动臂油缸铰接点62可以沿着水平方向以及垂直方向相互间隔分别约第四距离x以及第五距离y。而且，动臂铰接点60与动臂油缸链接凸起64的距离是第六距离lc，动臂油缸铰接点62与动臂油缸链接凸起64距离可以是第七距离lcyl。所述第七距离lcyl可以是动臂油缸22的长度。
另外，动臂20以及铲斗30的重心是第一重心G1，装载物80的重心可以是第二重心G2。这时，所述第二重心G2可以位于铲斗30的中心部。而且，包括动臂20、铲斗30、以及装载物80的系统的重心可以是第三重心G3。这时，从动臂铰接点60到所述第一重心G1、所述第二重心G2、所述第三重心G3的距离分别可以是第一距离r1、第二距离r2、第三距离r3。根据示例性实施例，所述第三距离r3可以大于所述第一距离r1，小于所述第二距离r2。
动臂油缸22的油缸杆前进时动臂20可以以动臂铰接点60为中心旋转，以此铲斗30以及装载物80可以上升。这时，所述油缸杆前进是指所述油缸杆往动臂油缸22的长(第七距离lcyl)变大的方向移动。随着动臂油缸22的长(第七距离lcyl)增加，包括动臂20、铲斗30、以及装载物80的系统以动臂铰接点60为中心顺时针旋转。以下，为了方面说明，将动臂20、铲斗30、以及装载物80合称为旋转系统200。
在后方车体14可以搭载用于行驶轮式装载机10的发动机以及行驶装置。所述发动机配置在发动机室50并可以向所述行驶装置供应动力输出。所述行驶装置可以包括例如变矩器，变速器，螺旋桨轴，车轴等。
前方车体12与后方车体14由中心销16以可旋转状态连接，由转向油缸(未图示)的伸缩，前方车体12对后方车体14可以往左右弯曲。
根据示例性实施例，轮式装载机10可以包括的测量装载物重量的装载重量测量系统100。如图3图示，装载重量测量系统100可以包括测量部110、系数算出部120、输入部130、运算部140以及输出部150。
测量部110可以测量动臂20的角度β，动臂油缸22的压力(P1，P2)以及所述发动机的旋转速度。所述测量的值可以往算出部120以及运算部140输入。
根据示例性实施例，测量部110可以包括多个传感器。例如，所述测量部110可以包括至少一个角度传感器112以及至少一个压力传感器114。
角度传感器112设置在动臂铰接点60，可以测量动臂20的角度β。例如，所述角度传感器可以是利用霍尔效应(Hall effect)的霍尔传感器。所述霍尔传感器可以设置在动臂20旋转轴的动臂铰接点60，利用根据动臂20旋转的自我场变化来测量动臂20的角度β。可以将所述测量的动臂20的角度输入至运算部140。
压力传感器114设置在动臂油缸22内部并可以测量动臂油缸22的压力(P1，P2)。根据示例性实施例，压力传感器114可以包括设置在动臂油缸22内部的油缸盖侧的第一压力传感器114a，以及设置在油缸杆侧的第二压力传感器114b。第一压力传感器114a可以测量所述油缸盖侧的压力P1，第二压力传感器114b可以测量所述油缸杆侧的压力P2。动臂油缸22的压力可以是从第一压力传感器114a和第二压力传感器114b测出的压力的差。所述测量的动臂油缸22的压力可以往系数算出部120以及运算部140输入。
根据示例性实施例，测量部110可以还包括用于测量所述发动机旋转速度的发动机速度测量传感器(未图示)。所述发动机速度测量传感器可以包括设置在所述发动机旋转轴的机械式回转仪，电动回转仪，霍尔传感器光学传感器等。所述测量的发动机的速度可以往系数算出部120以及运算部140输入。不同于此，测量部110不具备另外的发动机速度测量感应器，可以从发动机控制装置(Engine Control Unit，简称为ECU)等接收输入。
系数算出部120可以利用从测量部110输入的信息决定所述工作装置的阻尼系数(damping coefficient)以及弹性系数(modulus of elasticity)。
根据示例性实施例，系数算出部120可以包括通过实验预先生成的阻尼系数图以及弹性系数图。所述阻尼系数图可以表示所述发动机速度，动臂油缸22的压力变化率以及所述阻尼系数之间的关系，所述弹性系数图可以表示所述发动机速度，动臂油缸22的压力变化率以及所述弹性系数之间的关系。系数算出部120从测量部110输入发动机速度以及动臂油缸22的压力，从所述动臂油缸22的压力可以算出根据时间的动臂油缸22的压力变化率。系数算出部120可以从阻尼系数图以及弹性系数图分别导出对应所述发动机速度以及动臂油缸22的压力变化率的阻尼系数以及弹性系数。所述导出的阻尼系数以及弹性系数可以往运算部140输入。
输入部130可以从驾驶人接收地面倾斜角α相关的信息，传达到运算部140。例如，所述输入部可以是设置在驾驶室40内部的仪器面板(未图示)。即驾驶人可以通过智能手机包括的倾斜度传感器或谷歌地图等网络上的地图应用程序获取工作区域的地面倾斜角α的信息，驾驶人通过的所述仪器面板将此信息直接输入，或输入部130连接在远程信息处理系统(telematics system，简称为TMS)，以此直接接收地面倾斜角信息。不同于此，后述的利用倾斜角测量模式测量地面倾斜角α时，装载重量测量系统100可以不包括另外的输入部130。
运算部140利用从测量部110输入的信息可以计算装载物80的重量。具体地，运算部140从测量部110输入动臂20的角度β以及动臂油缸22的压力，从系数算出部120输入阻尼系数以及弹性系数，从输入部130可以输入地面倾斜角α。运算部140利用所述输入的信息可以计算装载物80的重量。以下，将更详细地说明运算部140计算装载物80的过程。
参照图2，随着动臂油缸22的所述油缸杆前进，包括动臂20，铲斗30以及装载物80的旋转系统200可以顺时针方向旋转。这时，作用于旋转系统200的有关扭矩的旋转动力学方程式可以在以下数学式1表示。
数学式1
其中，J表示旋转系统200的惯性力矩(moment of inertia)，c以及k分别表示旋转系统200的阻尼系数(damping coefficient)以及弹性系数(modulus of elasticity)。T表示将空铲斗30上升时作用于旋转系统200的扭矩(torque)，即作用于旋转系统200的无负载力矩值，TL表示装载有装载物80时作用于旋转系统200的负载力矩。而且，θ表示动臂20对地平面的角度。因此，以及可以分别表示动臂20的角速度以及角加速度。
首先，利用以下的数学式2可以计算旋转系统200的惯性力矩J。
数学式2
J＝∑mr2＝m1r1 2+m2r2 2
其中，m1是动臂20及铲斗30的质量，m2是装载物80的质量。第一距离r1是从动臂铰接点60至第一重心G1的距离，第二距离r2表示从动臂铰接点60至第二重心G2的距离。
无负载扭矩T利用动臂20以及动臂油缸22之间几何学的关系(geometry)可以在以下数学式3表示。
数学式3
其中，F作为作用于动臂油缸22的力，其中利用从第一压力传感器114a以及第二压力传感器114b分别测量的动臂油缸22内部的压力值可以计算F。具体地，所述力F可以在以下数学式4表示。
数学式4
F＝P1A1-P2A2
其中，P1是从第一压力传感器114a测量的动臂油缸22的油缸盖侧内部压力，A1表示所述油缸盖侧的面积。且P2是从第二压力传感器114b测量的动臂油缸22油缸杆侧内部的压力，A2表示所述油缸杆侧面积。
负载扭矩TL利用动臂20以及动臂油缸22之间的几何学的排列(geometry)可以在以下数学式5表示。
数学式5
TL＝m3gr3cosθ＝(m1+m2)gr3cosθ
其中，m3是将动臂20，铲斗30以及装载物80都包括的旋转系统200的质量，第三距离r3表示从动臂铰接点60到旋转系统200的重心(第三重心G3)的距离。而且g表示重力加速度。
此时，第三距离r3与第一距离r1、第二距离r2之间可以满足以下数学式6。
数学式6
将所述数学式6代入所述数学式5，所述负载扭矩TL可以在以下数学式7表示。
数学式7
TL＝m1gr1cosθ+m2gr2cosθ
另外，第一角度θ等于第二角度α与所述第三角度β之合，因第二角度α是固定值，动臂20的角速度以及角加速度可以在以下数学式8表示。
数学式8
θ＝α+β，
将所述数学式2、所述数学式3、所述数学式4、所述数学式7、以及所述数学式8代入所述数学式1，整理关于装载物80的质量m2，可以得出以下的数学式9。
数学式9
阻尼系数c以及弹性系数k可以从系数算出部120接收输入。系数算出部120从测量部110可以输入所述发动机旋转速度以及臂油缸22压力信息。系数算出部120将线性插值法应用在根据时间的压力值算出压力变化率，可以分别输出与所述压力变化率以及所述发动机旋转速度对应的阻尼系数c以及弹性系数k。可以向运算部140提供输出的所述阻尼系数c以及弹性系数k。
通过输入部130可以输入地面倾斜角α，通过测量部110可以输入动臂20的角度β以及动臂油缸22内部的压力(P1，P2)。
而且，运算部140从输入的动臂20的角度β信息可以算出角速度以及角加速度例如，将所述运算部将所述输入的动臂20的角度β应用于凯尔曼滤波器(Kalman filter)，以此可以算出动臂20的角速度以及角加速度
即，所述数学式9可以仅包括：已知的值lc、lcyl、x、y、A1、A2、m1、r1、r2、g，通过测量部110输入的值P1、P2、β，通过输入部130输入的值α，从系数算出部120输入的值c、k，以及运算部140计算的值因此，运算部140利用所述数学式9可以计算在倾斜地面工作中的轮式装载机的装载物重量。
根据示例性实施例，运算部140通过上升动臂20的操作可以计算地面倾斜角α。即，运算部140通过输入部130没有输入地面倾斜角α时，在动臂20上升时利用从测量部110测量的信息可以直接计算地面倾斜角α。
例如，上升没有装载物80的空铲斗30时利用测量部110测量动臂20的角度β以及动臂油缸22的压力(P1，P2)，运算部140利用测量的信息可以计算地面倾斜角α。以下，将更详细地说明运算部140计算地面倾斜角α的过程。
因铲斗30是没有装载有装载物80的状态，在所述数学式9将装载物80的质量可以替换为0。之后，将所述数学式9对地面的倾斜角α整理。这时，使用以下两种假设会有线性化以及简化公式效果。
假设1
假设2
以此，可以得出以下数学式10。
数学式10
其中，所述数学式10可以仅包括：已知的值lc、lcyl、x、y、A1、A2、m1、r1、r2、g；通过测量部110输入的值P1、P2、β；通过输入部130输入的值α；从系数算出部120输入的值c；以及运算部140计算的值以此，运算部140利用所述数学式10可以计算工作区域的地面倾斜度α。
根据示例性实施例，装载重量测量系统100还可以包括：比较部(未图示)，通过相互比较输入部130输入的倾斜角和在运算部140计算的倾斜角。即，装载重量测量系统100通过输入部130输入地面倾斜角时，也可以通过利用输入到测量部110的信息计算地面倾斜角。之后，将所述的值相互比较，其差距大于已设定的范围时，将要求驾驶人重新输入倾斜角信息，或执行再运算，以此提高地面倾斜角α的准确度。以此，从结果来看可以提高对测量装载物80的重量m2的准确度。
通过输出部150可以将运算部140计算的装载物80的重量m2提供给驾驶人。例如，所述输出部可以包括仪器面板等视觉显示设备，以及扩音器等音频输出等设备。
根据示例性实施例，装载重量测量系统100还可以包括：用于选择获取地面倾斜角方法的选择开关(未图示)。例如，所述选择开关可以包括：倾斜角输入模式，用于从外部输入地面倾斜角；以及倾斜角测量模式，用于直接计算地面倾斜角。
选择所述倾斜角输入模式时，通过输入部130可以输入地面倾斜角。例如，驾驶人通过所述仪器面板直接输入倾斜角，或者可以将智能手机或计算机连接在输入部130，以此输入倾斜角。
选择所述倾斜角测量模式时，上升没有装载有装载物80的空铲斗30时通过测量部110测量动臂20的角度以及动臂油缸22的压力，运算部140利用所述测量的信息可以计算地面倾斜角。
如上述，根据示例性实施例的装载重量测量系统100可以准确地测量装载在倾斜地面工作中的轮式装载机10的装载物80的重量。因此，准确掌握装货工作时装载在自卸汽车的装载物重量，以此可以防止所述自卸汽车的超载。而且，通过遵守铲斗30的额定容量，可以节省轮式装载机10的维护维修费用。
以下，对利用图3的装载重量测量系统100测量装载在轮式装载机10的装载物80的重量方法进行说明。
图4是根据示例性实施例的轮式装载机的装载重量测量方法的步骤流程示意图。图5是检测图4的地面倾斜角的步骤流程示意图。
参照图4，首先接收轮式装载机10的资料信息(S100)。
驾驶人通过输入部130可以输入各种关于轮式装载机10的资料信息。如图2图示，所述资料信可以包括：例如，动臂20及铲斗30的质量m1；从动臂铰接点60至铲斗30的重心(G1)的距离r1；表示从动臂铰接点60至装载物80的重心(G2)的距离r2；动臂铰接点60与动臂油缸铰接点62之间的水平距离x以及垂直距离y；动臂铰接点60与动臂油缸链接凸起64的距离lc；以及动臂油缸22内部面积(A1，A2)的信息。不同于此，所述资料信息可以提前被输入储存在运算部130。
之后，检测地面倾斜角(S110)。
例如，驾驶人利用包括在智能手机里的倾斜度传感器，或谷歌地图等地图应用程序可以检测工作区域的地面倾斜角α。驾驶人通过输入部130可以输入所述获取的地面倾斜角α。
不同于此，不通过智能手机等外部设备，而通过测量部110也可以检测地面倾斜角。对此已在图5中予以图示。
参照图5，首先，确认铲斗30是否为空(S200)，在铲斗30上装载有装载物80时输出警告信号(S210)。
例如，利用压力传感器等，判断铲斗30内部是否存在装载物80，在铲斗30上装载有装载物80时可以利用蜂鸣器、灯具、显示器通知驾驶人。
铲斗30内部不存在装载物80时，旋转动臂20时(S220)检测动臂20的角度变化以及动臂油缸22的压力变化(S230)。
例如，利用设置在动臂铰接点60的角度传感器112测量对地面的动臂20角度β，利用设置在油缸内部的压力传感器114可以测量动臂油缸22内部的压力(P1，P2。)。然后，可以监测根据经过的时间而变化的动臂20角度以及动臂油缸22的压力变化。所述测量的角度以及压力可以输入到运算部140。
运算部140利用所述输入的动臂20角度β算出动臂20的角速度以及角加速度利用所述数学式10可以计算地面倾斜角α(S250)。
根据示例性实施例，所述轮式装载机的装载重量测量方法还可以包括将所述计算的地面倾斜角与输入的地面倾斜角相比较的步骤。
具体地，驾驶人利用智能手机等外部设备掌握工作区域的地面倾斜角，通过输入部130将其输入。之后，上升没有装载有装载物80的铲斗30时获取轮式装载机10动作状态信息。运算部140利用上述信息可以计算地面倾斜角。之后，将所述输入的地面倾斜角与所述计算的地面倾斜角相比较。所述输入的倾斜角与所述计算的倾斜角之间差距与以设定的范围相比大时，将输出警告信号以使驾驶人重新输入倾斜角信息。不同于此，将所述输入的倾斜角视作准确的信息，执行再运算可以对所述计算的倾斜角进行验证。因此，可以提高地面倾斜角的准确度，而且还可以提高装载物80的重量m2的准确度。
获取地面倾斜角信息之后，旋转装载有装载物80的铲斗30(S120)。这时，检测动臂20的角度变化以及动臂油缸22的压力变化(S130)。
例如，利用设置在动臂铰接点60的角度传感器112测量与相对于地面的动臂20的角度β，利用设置在动臂油缸22内部的压力传感器114可以测量动臂油缸22内部的压力(P1，P2)。之后可以监测根据经过的时间而变化的动臂20角度以及变化的动臂油缸22压力。而且，利用发动机速度测量传感器获取关于发动机速度的信息。所述获取的信息可以输入到系数算出部120以及运算部140。
系数算出部120利用输入的所述发动机速度以及动臂油缸22的压力变化可以算出与其对应的阻尼系数c以及弹性系数k。阻尼系数c以及弹性系数k可以输入到运算部140。
运算部140利用所述输入的动臂20的角度β算出动臂20的角速度以及角加速度利用所述数学式9可以计算装载物80的重量m2(S140)。
通过输出部150可以将所述计算的装载物80的重量m2提供给驾驶人(S150)。
例如，将装载物80的重量m2用文字或数字来显在所述仪器面板等，或通过扩音器可以通知驾驶人。不同于此，可以仅在装载物80的重量m2超过额定容量时向驾驶人输出警告信号。
如上述，根据示例性实施例的轮式装载机的装载重量测量方法可以准确地测量在倾斜地面工作中的轮式装载机10装载的装载物80的重量。因此，准确掌握装货工作时装载在自卸汽车的装载物的重量可以防止所述自卸汽车超载。而且，通过遵守铲斗30的额定容量，可以节省轮式装载机10的维护维修费用。
以上是参照本发明的实施例说明的，本领域普通技术人员可以理解，在不脱离本专利权利要求范围记载的本发明的思想以及领域的范围内，本发明可以进行多种修正以及变更。

Claims (12)

1.一种轮式装载机的装载重量测量方法，包括：
检测轮式装载机工作的倾斜地面的倾斜角的步骤；
在所述地面上，在附属装置上已装载有装载物的状态下旋转动臂时检测所述动臂的角度变化以及动臂油缸的压力变化；以及将所述地面的倾斜角、所述动臂的角度变化、以及所述动臂油缸的压力变化应用于关于所述动臂旋转的旋转动力学方程式的变数，算出所述装载物的重量的步骤。
2.如权利要求1所述的轮式装载机的装载重量测量方法，其中，检测所述地面的倾斜角的步骤为：
从选自安装有倾斜度传感器的智能手机以及地图应用程序中的至少一个接收所述地面的倾斜角。
3.如权利要求1所述的轮式装载机的装载重量测量方法，其中，检测所述地面的倾斜角的步骤包括：
在所述地面上，在附属装置上未装载有装载物的状态下旋转动臂时测量所述动臂的角度变化以及动臂油缸的压力变化；以及
利用所述动臂的角度变化以及所述动臂油缸的压力变化从关于所述动臂旋转的动力学方程式，算出所述地面的倾斜角的步骤。
4.如权利要求3所述的轮式装载机的装载重量测量方法，其中，
检测所述地面的倾斜角的步骤还包括：从选自安装有倾斜度传感器的智能手机以及地图应用程序中的至少一个接收所述地面的倾斜角的步骤，
当所述接收的倾斜角与所述算出的倾斜角之间的差距超过已经设定的范围时，重新执行接收所述倾斜角步骤以及算出所述倾斜角步骤中的至少一个步骤。
5.如权利要求1所述的轮式装载机的装载重量测量方法，其中，算出所述装载物重量的步骤包括：
从已经设定的阻尼系数图以及弹性系数图分别导出对应所述动臂油缸压力变化的阻尼系数以及弹性系数的步骤。
6.如权利要求1所述的轮式装载机的装载重量测量方法，其中，所述旋转动力学方程式为：
关于无负载力矩以及负载力矩之间差距的方程式，其中所述无负载力矩以及负载力矩之间差距由所述动臂、所述动臂油缸、以及所述附属装置之间的几何学关系导出。
7.如权利要求1所述的轮式装载机的装载重量测量方法，还包括：
输出所述算出的装载物重量值的步骤。
8.一种轮式装载机的装载重量测量系统，包括：
测量部，包括：角度传感器，设置在轮式装载机的动臂并用于检测伴随所述动臂旋转的角度变化；以及压力传感器，设置在动臂油缸并用于检测施加在所述动臂油缸的压力变化；以及
运算部，用于利用所述动臂的角度变化以及所述动臂油缸的压力变化，从关于所述动臂旋转的动力学方程式，算出地面的倾斜角或连接在所述动臂的附属装置上装载的装载物重量。
9.如权利要求8所述的轮式装载机的装载重量测量系统，其中，所述运算部用于：
当所述附属装置未装载有装载物时，算出所述轮式装载机工作中的所述地面的倾斜角；
当在所述附属装置上已装载有装载物时，算出所述装载物重量。
10.如权利要求8所述的轮式装载机的装载重量测量系统，还包括：
输入部，用于从选自安装有倾斜度传感器的智能手机以及地图应用程序中的至少一个接收所述地面的倾斜角。
11.如权利要求8所述的轮式装载机的装载重量测量系统，还包括：
系数算出部，具有阻尼系数图以及弹性系数图，其中在所述阻尼系数图以及弹性系数图中分别定义有与所述动臂油缸的压力变化对应的阻尼系数以及弹性系数。
12.如权利要求8所述的轮式装载机的装载重量测量系统，还包括：
输出部，用于将从所述运算部算出的所述装载物重量信息提供给驾驶人。
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