CN109635229A - 一种伸缩臂叉装车配重计算方法 - Google Patents

一种伸缩臂叉装车配重计算方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种伸缩臂叉装车配重计算方法，集成于excel中，首先以伸缩臂叉装车的右后车轮中心面的接地点为原点O，以车辆前进方向为x轴正向，垂直x轴并指向左后车轮接地点的方向为y轴正向，垂直xoy平面向上的方向为z轴正向建立空间坐标，然后确定危险工况并收集关键数据，接着针对各危险工况的稳定条件计算伸缩臂叉装车配重质量的可行域；最后根据各工况下配重质量的可行域，取其可行域的交集，该交集即为综合工况下配重质量的可行域。本发明综合考虑车辆的多种危险工况，得出了一套计算配重的公式，该套公式贴合实际，计算稳定、可靠，使得配重的确定无需过多依赖经验和试验，降低了开发成本，适用性好，操作简便，应用价值高。

Description

一种伸缩臂叉装车配重计算方法
技术领域
本发明涉及伸缩臂叉装车领域，具体涉及一种伸缩臂叉装车配重计算方法。
背景技术
稳定性是伸缩臂叉装车的一项关键性能，而配重是保证伸缩臂叉装车稳定性的重要举措，但由于该车辆作业和行驶工况复杂、承受载荷变化大，导致车辆研发中难以确定合理的配重。目前，配重基本参考经验数据或进行多次试验确定。但是伸缩臂叉装车在国内市场较小，基本在国外研发，可参考的经验有限。同时，由于伸缩臂叉装车的制造成本较高，试验破坏性较大，使得试验成本也较高，故需要一套完整的、精确度可靠的配重计算方法来减小配重计算开发成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种伸缩臂叉装车配重计算方法，综合考虑伸缩臂叉装车的多路况多工况，从而简单可靠地计算配重。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种伸缩臂叉装车配重计算方法，集成于excel中，依次包括以下步骤：
(1)建立整车坐标系；
以伸缩臂叉装车的右后车轮中心面的接地点为原点O，以车辆前进方向为x轴正向，垂直x轴并指向左后车轮接地点的方向为y轴正向，垂直xoy平面向上的方向为z轴正向建立空间坐标系；
(2)确定危险工况；
伸缩臂叉装车的危险工况主要包括空载上坡、满载下坡、最远距离满载工作和最高距离满载工作四种；
(3)收集关键数据；
关键数据包括配重质心坐标(x0，y0，z0)、除配重以外的其他部件的质量M1、整车质心坐标(x，y，z)及除配重外其他部件的质心坐标(x1，y1，z1)；
(4)针对各危险工况的稳定条件计算伸缩臂叉装车配重质量的可行域；
(5)由步骤(4)中各工况下配重质量的可行域，取其可行域的交集，该交集即为综合工况下配重质量的可行域。
优选的，所述步骤(4)具体包括：
①计算整车质心坐标：
其中，W表示整车质心坐标(x，y，z)，M0表示配重质量，M1表示除配重外其他部件的质量，W0表示配重质心坐标(x0，y0，z0)，W1表示除配重外其他部件的质心坐标(x1，y1，z1)；
②对于空载上坡工况，车辆易发生后翻危险，其稳定条件为整车重力作用线接地点在后轮接地线之前，表达式为：
其中，表示整车质心-原点连线与z轴的夹角，α表示车辆最大爬坡角度；
综合考虑车辆结构，配重一般位于车体的尾部，因此可得空载上坡工况下配重质量的可行域为：
(0，(z1tanα-x1)M1/(x0-z0tanα))；
③对于满载下坡工况，车辆易发生前翻危险，其稳定条件为整车重力作用线接地点在前轮接地线之后，表达式为：
其中，L表示车辆轴距，表示整车质心-原点连线与z轴的夹角，α表示车辆最大爬坡角度；
综合考虑车辆结构，配重一般位于车体的尾部，因此可得满载下坡工况下配重质量的可行域为：
((x1+z1tanα-L)M1/(L-x0-z0tanα),+∞)；
其中，M1表示除配重外其他部件的质量；
④对于最远距离满载工况，车辆易发生前翻危险，其稳定条件为整车重力作用线接地点在前轮接地线之后，表达式为：
综合考虑车辆结构，配重一般位于车体的尾部，因此可得最远距离满载工况下配重质量的可行域为：
((x1-L)M1/(L-x0),+∞)；
其中，L表示车辆轴距，M1表示除配重外其他部件的质量；
⑤对于最高距离满载工况，车辆易发生侧翻危险，其稳定条件为整车重力的稳定力矩大于风力的侧翻力矩，表达式为：
其中，F表示最大风载压力，MG和MF分别表示整车重力的稳定力矩及风力的侧翻力矩，G表示整车的重力；
综合考虑车辆结构，配重一般位于车体的尾部，因此可得最高距离满载工况下配重质量的可行域为：
优选的，所述步骤(5)中，可行域的交集的最小值，即为最合理的配重质量。
本发明综合考虑伸缩臂叉装车的多种行驶和工作工况，根据整车重心位置来确定最小配重的质量和位置参数，从而大大提高了确定配重的效率和精度，减小了开发成本，本发明集成于excel中，可自动完成配重的计算，用户只要输入必要参数，即可得到合理的配重信息，无需依赖经验，也无需多次试验，计算方法准确，且综合考虑了多种危险工况，贴合实际，计算结果可靠，可行性高。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为本发明所述的整车坐标系示意图；
图3为本发明所述的空载上坡工况示意图；
图4为本发明所述的满载下坡工况示意图；
图5为本发明所述的最远距离工况示意图；
图6为本发明所述的最高距离工况示意图一；
图7为本发明所述的最高距离工况示意图二。
具体实施方式
以下结合附图对本发明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发明的部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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其他所有实施例，都属于本发明的保护范围。
如图1所示，本发明公开了一种伸缩臂叉装车配重计算方法，集成于Excel中，可自动完成配重的计算，用户只要输入参数即可得到合理的配重信息，本发明依次包括以下步骤：
(1)建立整车坐标系；
如图2所示，伸缩臂叉装车包括车体1、伸缩臂2、货叉3、前车轮4、后车轮5及配重6，配置6设置于车体1的尾部，以伸缩臂叉装车的右后车轮中心面的接地点为原点O，以车辆前进方向为x轴正向，垂直x轴并指向左后车轮接地点的方向为y轴正向，垂直xoy平面向上的方向为z轴正向建立空间坐标系。
(2)确定危险工况；
伸缩臂叉装车的工况复杂，其危险工况主要包括空载上坡、满载下坡、最远距离满载工作和最高距离满载工作四种。
(3)收集关键数据；
关键数据包括配重质心坐标(x0，y0，z0)、除配重以外的其他部件的质量M1、整车质心坐标(x，y，z)及除配重外其他部件的质心坐标(x1，y1，z1)。
(4)针对各危险工况的稳定条件计算伸缩臂叉装车配重质量的可行域；
①计算整车质心坐标：
其中，W表示整车质心坐标(x，y，z)，M0表示配重质量，M1表示除配重外其他部件的质量，W0表示配重质心坐标(x0，y0，z0)，W1表示除配重外其他部件的质心坐标(x1，y1，z1)。
②如图3所示，7表示斜坡，对于空载上坡工况，车辆易发生后翻危险，其稳定条件为整车重力作用线接地点在后轮接地线之前，表达式为：
其中，表示整车质心W-原点O连线与z轴的夹角，α表示车辆最大爬坡角度。
综合考虑车辆结构，配重6一般位于车体1的尾部，因此可得空载上坡工况下配重质量的可行域为：
(0，(z1tanα-x1)M1/(x0-z0tanα))；
③如图4所示，对于满载下坡工况，车辆易发生前翻危险，其稳定条件为整车重力作用线接地点在前轮接地线之后，表达式为：
其中，L表示车辆轴距，表示整车质心W-原点O连线与z轴的夹角，α表示车辆最大爬坡角度。
综合考虑车辆结构，配重6一般位于车体1的尾部，因此可得满载下坡工况下配重质量的可行域为：
((x1+z1tanα-L)M1/(L-x0-z0tanα),+∞)；
其中，M1表示除配重外其他部件的质量。
④如图5所示，对于最远距离满载工况，车辆易发生前翻危险，其稳定条件为整车重力作用线接地点在前轮接地线之后，表达式为：
综合考虑车辆结构，配重6一般位于车体1的尾部，因此可得最远距离满载工况下配重质量的可行域为：
((x1-L)M1/(L-x0),+∞)；
其中，L表示车辆轴距，M1表示除配重外其他部件的质量。
⑤如图6及图7所示，对于最高距离满载工况，车辆易发生侧翻危险，其稳定条件为整车重力的稳定力矩大于风力的侧翻力矩，表达式为：
其中，F表示最大风载压力，MG和MF分别表示整车重力的稳定力矩及风力的侧翻力矩，G表示整车的重力。
综合考虑车辆结构，配重一般位于车辆尾部，因此可得最高距离满载工况下配重质量的可行域为：
(5)由步骤(4)中各工况下配重质量的可行域，取其可行域的交集，该交集即为综合工况下配重质量的可行域，取该交集的最小值，即为最合理的配重质量。
本发明综合考虑车辆的多种危险工况，得出了一套计算配重的公式，该套公式贴合实际，计算稳定、可靠，使得配重的确定无需过多依赖经验和试验，降低了开发成本，适用性好，操作简便，应用价值高。

Claims (3)

1.一种伸缩臂叉装车配重计算方法，集成于excel中，其特征在于，依次包括以下步骤：
(1)建立整车坐标系；
以伸缩臂叉装车的右后车轮中心面的接地点为原点O，以车辆前进方向为x轴正向，垂直x轴并指向左后车轮接地点的方向为y轴正向，垂直xoy平面向上的方向为z轴正向建立空间坐标系；
(2)确定危险工况；
伸缩臂叉装车的危险工况主要包括空载上坡、满载下坡、最远距离满载工作和最高距离满载工作四种；
(3)收集关键数据；
关键数据包括配重质心坐标(x0，y0，z0)、除配重以外的其他部件的质量M1、整车质心坐标(x，y，z)及除配重外其他部件的质心坐标(x1，y1，z1)；
(4)针对各危险工况的稳定条件计算伸缩臂叉装车配重质量的可行域；
(5)由步骤(4)中各工况下配重质量的可行域，取其可行域的交集，该交集即为综合工况下配重质量的可行域。
2.如权利要求1所述的一种伸缩臂叉装车配重计算方法，其特征在于，所述步骤(4)具体包括：
①计算整车质心坐标：
其中，W表示整车质心坐标(x，y，z)，M0表示配重质量，M1表示除配重外其他部件的质量，W0表示配重质心坐标(x0，y0，z0)，W1表示除配重外其他部件的质心坐标(x1，y1，z1)；
②对于空载上坡工况，车辆易发生后翻危险，其稳定条件为整车重力作用线接地点在后轮接地线之前，表达式为：
其中，表示整车质心-原点连线与z轴的夹角，α表示车辆最大爬坡角度；
综合考虑车辆结构，配重一般位于车体的尾部，因此可得空载上坡工况下配重质量的可行域为：
(0，(z1 tanα-x1)M1/(x0-z0tanα))；
③对于满载下坡工况，车辆易发生前翻危险，其稳定条件为整车重力作用线接地点在前轮接地线之后，表达式为：
其中，L表示车辆轴距，表示整车质心-原点连线与z轴的夹角，α表示车辆最大爬坡角度；
综合考虑车辆结构，配重一般位于车体的尾部，因此可得满载下坡工况下配重质量的可行域为：
((x1+z1 tanα-L)M1/(L-x0-z0 tanα),+∞)；
其中，M1表示除配重外其他部件的质量；
④对于最远距离满载工况，车辆易发生前翻危险，其稳定条件为整车重力作用线接地点在前轮接地线之后，表达式为：
综合考虑车辆结构，配重一般位于车体的尾部，因此可得最远距离满载工况下配重质量的可行域为：
((x1-L)M1/(L-x0),+∞)；
其中，L表示车辆轴距，M1表示除配重外其他部件的质量；
⑤对于最高距离满载工况，车辆易发生侧翻危险，其稳定条件为整车重力的稳定力矩大于风力的侧翻力矩，表达式为：
其中，F表示最大风载压力，MG和MF分别表示整车重力的稳定力矩及风力的侧翻力矩，G表示整车的重力；
综合考虑车辆结构，配重一般位于车体的尾部，因此可得最高距离满载工况下配重质量的可行域为：
3.如权利要求1所述的一种伸缩臂叉装车配重计算方法，其特征在于：所述步骤(5)中，可行域的交集的最小值，即为最合理的配重质量。
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