CN111964629A - 一种臂架幅度的测量方法、测量装置及工程机械 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种臂架幅度的测量方法、测量装置及工程机械，该方法包括步骤A、测量工程机械的臂架长度L，测量所述臂架的后铰点到工程机械的回转中心的水平距离R0，测量工程机械的底盘水平左右倾斜角度θx、前后倾斜角度θy，测量所述臂架水平左右倾斜角度βx、前后倾斜角度βy；步骤B、根据所述底盘水平左右倾斜角度θx、前后倾斜角度θy和所述臂架水平左右倾斜角度βx获取所述工程机械的上车车体前后倾斜角度α；步骤C、根据上述参数获取所述臂架的工作幅度；本发明提供的测量方法，消除斜坡对臂架工作幅度产生的影响，提高计算所得臂架工作幅度的准确性，也提高工程机械的安全性和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及工程机械技术领域，具体涉及一种臂架幅度的测量方法、测量装置及工程机械。
背景技术
臂架是工程机械的重要组成部分，广泛应用于多种工程机械中。以吊管机为例，起重臂即为吊管机的臂架，是吊管机不可或缺的组成部分，在吊管机中起着重要的作用。
起重力矩限制器是起重机械在工作时，对于超载作业有保护和/或提示作用的安全装置；其通过测量起重机械的各种工作状态参数，对起重机械的实时起重力矩进行限制，超出额定起重力矩时进行报警提示，同时停止相关的危险操作。力矩限制器在进行实时力矩计算时，臂架的实时工作幅度是一项非常关键的计算参数，它的准确性直接关系着实时力矩计算的准确性，影响着起重机械作业时的安全性。
现有起重机械臂架工作幅度测量方法适用于对坡度有严格要求的起重机械作业时的工作幅度测量，其在坡度较大时无法准确测量起重机械的工作幅度。专利CN102032884B提出了一种考虑起重机械臂架挠度影响的工作幅度测量方法，此方法未考虑坡度作业时坡度对起重机械臂架工作幅度的影响。在坡度作业时常规幅度计算方法由于坡度影响无法计算得出准确的臂架工作幅度；当计算得出的臂架工作幅度与实际工作幅度相差较大时，可能造成起重机械的操作不安全，给操作人员和机械设备的带来危险。
因此，提高工程机械的臂架工作幅度的测量精度，提高工程机械作业的安全性和可靠性，是本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
本发明第一个目的是提供一种臂架幅度的测量方法，该测量方法能有效提高臂架工作幅度的测量精度。本发明第二个目的是提供一种臂架幅度的测量装置。本发明的第三个目的是提供一种包括上述测量装置的工程机械。
为实现本发明的第一目的，本发明提供了一种臂架幅度的测量方法，包括如下步骤：
步骤A、测量工程机械的臂架长度L，测量所述臂架的后铰点到工程机械的回转中心的水平距离R0，测量工程机械的底盘水平左右倾斜角度θx、前后倾斜角度θy，测量所述臂架水平左右倾斜角度βx、前后倾斜角度βy；
步骤B、根据所述底盘水平左右倾斜角度θx、前后倾斜角度θy和所述臂架水平左右倾斜角度βx获取所述工程机械的上车车体前后倾斜角度α＝βx-k(θx-θy)，其中，k为转换系数；
步骤C、根据所述上车车体前后倾斜角度α、所述臂架长度L、所述臂架的后铰点到工程机械回转中心的水平距离R0和所述臂架前后倾斜角度βy获取所述臂架的工作幅度。
进一步地，所述臂架的工作幅度R＝R0*conα+L*conβy。
进一步地，所述底盘水平左右倾斜角度θx、前后倾斜角度θy和所述臂架水平左右倾斜角度βx、前后倾斜角度βy是分别测量获取的。
为实现本发明的第二目的，本发明提供了一种臂架幅度的测量装置，包括：
测量部件，用于测量工程机械的臂架长度L，测量所述臂架的后铰点到工程机械的回转中心的水平距离R0，测量工程机械的底盘水平左右倾斜角度θx、前后倾斜角度θy，测量所述臂架水平左右倾斜角度βx、前后倾斜角度βy；
控制器，用于根据所述底盘水平左右倾斜角度θx、前后倾斜角度θy和所述臂架水平左右倾斜角度βx获取所述工程机械的上车车体前后倾斜角度α；以及
用于根据所述上车车体前后倾斜角度α、所述臂架长度L、所述臂架的后铰点到工程机械回转中心的水平距离R0和所述臂架前后倾斜角度βy获取所述臂架的工作幅度。
进一步地，所述测量部件包括安装在所述底盘上的第一测量部件和安装在所述臂架上的第二测量部件；
所述第一测量部件用于测量所述底盘水平左右倾斜角度θx、前后倾斜角度θy；
所述第二测量部件用于测量所述臂架水平左右倾斜角度βx、前后倾斜角度βy。
进一步地，所述测量部件还包括第三测量部件，安装在测量所述臂架上，用于测量所述臂架的长度L。
为实现本发明的第三目的，本发明提供了一种工程机械，包括上述的测量装置。
根据上述技术方案，本发明的实施例至少具有以下效果：
1、本发明提供的测量方法，通过计算上车车体前后倾斜角度α、臂架长度L、臂架的后铰点到工程机械回转中心的水平距离R0和臂架前后倾斜角度βy获取工程机械斜坡作业时臂架的实际工作幅度，消除斜坡对臂架工作幅度产生的影响，提高计算所得臂架工作幅度的准确性，也提高工程机械的安全性和可靠性；
2、本发明的测量装置可以有效消除作业斜坡在臂架工作幅度计算时产生的影响，同时计算出上车车体前后倾斜角度对臂架后铰点到回转中心水平距离R0产生的变化值；从而提高所得到臂架工作幅度的准确性，也提高了工程机械的安全性和可靠性，为工程机械安全工作提供保障；
3、本发明提供的测量装置，需要安装的测量部件较少，通过测量部件获取底盘前后、左右倾斜角度值和臂架前后、左右倾斜角度值工作量相对较小，尽可能地减小其测量成本和测量难度。
附图说明
图1为本发明具体实施方式中测量方法的流程图；
图2为本发明具体实施方式中工程机械底盘的投影示意图；
图3为本发明具体实施方式中工程机械平地作业的示意图；
图4为本发明具体实施方式中工程机械斜坡作业的示意图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图中所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明描述中使用的术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”指的是附图中的方向，术语“内”、“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
如图1所示，本发明提供了一种臂架幅度的测量方法，包括如下步骤：
步骤一、测量工程机械的臂架长度L，测量臂架的后铰点到工程机械的回转中心的水平距离R0，测量工程机械的底盘水平左右倾斜角度θx、前后倾斜角度θy，测量臂架水平左右倾斜角度βx、前后倾斜角度βy。
在某一指定的工程机械里，其臂架的后铰点到回转中心Y的水平距离R0的值是一定的，经过测量后可以作为基本数据存储，为后续计算作基础。工程机械臂架在实际应用中会因工况不同调整其长度，所以臂架长度L在每一次计算工作幅度时需要测量。另外臂架在斜坡作业时，其上车车体和臂架的前后、左右倾斜角度也会随坡度和回转角度的不同而不同。
步骤二、根据底盘水平左右倾斜角度θx、前后倾斜角度θy和臂架水平左右倾斜角度βx获取工程机械的上车车体前后倾斜角度α，α＝βx-k(θx-θy)，其中，k为转换系数。
步骤三、根据上车车体前后倾斜角度α、臂架长度L、臂架的后铰点到工程机械回转中心的水平距离R0和臂架前后倾斜角度βy获取臂架的工作幅度R＝R0*conα+L*conβy。
通过上述测量方法，可以有效的计算工程机械斜坡作业时臂架的实际工作幅度，消除由于斜坡对臂架工作幅度产生的影响，提高计算所得臂架工作幅度的准确性，也提高工程机械的安全性和可靠性。
具体地，本发明所提供的测量方法中以工程机械行走底盘为测量点，测量底盘前后倾斜角度值θy；测量底盘左右倾斜角度值θx；以工程臂架后铰点连接轴中心线和与此中心线垂直相交沿着臂架方向的直线组成的平面作为测量点，测量臂架左右倾斜角度值βx；测量臂架前后倾斜角度值βy；根据θx和βx间的关系，再根据θy值计算工程机械上车车体前后倾斜角度值α；最后计算臂架工作幅度R＝R0*conα+L*conβy。
测量工程机械底盘前后、左右倾斜角度值和臂架前后、左右倾斜角度值工作量相对较小，需要安装的测量部件也较少。因此通过此种测量方法计算得到的臂架的工作幅度，可以在提高幅度测量精度的同时，尽可能地减小其测量成本和测量难度。
基于上述的臂架幅度的测量方法，本发明还提供臂架幅度的测量装置。该测量装置包括控制器和至少两个测量部件，第一测量部件安装与工程机械行走底盘上，不随上车车体和臂架回转，用于测量安装第一测量部件的底盘与水平面的左右倾斜角度和前后倾斜角度；第二测量部件安装在工程机械臂架上，用于测量安装第二测量部件的臂架与水平面的左右倾斜角度和前后倾斜角度。控制器分别根据角度计算得到上车车体的前后倾斜角度值、臂架的工作幅度。
本测量装置的测量部件还包括第三测量部件，第三测量部件用于测量所述臂架的长度L。
通过上述测量装置可以有效消除作业斜坡在臂架工作幅度计算时产生的影响，同时计算出上车车体前后倾斜角度对臂架后铰点到回转中心水平距离R0产生的变化值；从而提高所得到臂架工作幅度的准确性，也提高了工程机械的安全性和可靠性，为工程机械安全工作提供保障。
本发明还提供了一种包括上述测量装置的工程机械，该工程机械其它的部分本发明不在多做阐述。进一步地，本发明的工程机械为吊管机。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
Claims (7)
1.一种臂架幅度的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤A、测量工程机械的臂架长度L，测量所述臂架的后铰点到工程机械的回转中心的水平距离R0，测量工程机械的底盘水平左右倾斜角度θx、前后倾斜角度θy，测量所述臂架水平左右倾斜角度βx、前后倾斜角度βy；
步骤B、根据所述底盘水平左右倾斜角度θx、前后倾斜角度θy和所述臂架水平左右倾斜角度βx获取所述工程机械的上车车体前后倾斜角度α＝βx-k(θx-θy)，其中，k为转换系数；
步骤C、根据所述上车车体前后倾斜角度α、所述臂架长度L、所述臂架的后铰点到工程机械回转中心的水平距离R0和所述臂架前后倾斜角度βy获取所述臂架的工作幅度。
2.根据权利要求1所述的臂架幅度的测量方法，其特征在于，所述臂架的工作幅度R＝R0*conα+L*conβy。
3.根据权利要求1所述的臂架幅度的测量方法，其特征在于，所述底盘水平左右倾斜角度θx、前后倾斜角度θy和所述臂架水平左右倾斜角度βx、前后倾斜角度βy是分别测量获取的。
4.一种臂架幅度的测量装置，其特征在于，包括：
测量部件，用于测量工程机械的臂架长度L，测量所述臂架的后铰点到工程机械的回转中心的水平距离R0，测量工程机械的底盘水平左右倾斜角度θx、前后倾斜角度θy，测量所述臂架水平左右倾斜角度βx、前后倾斜角度βy；
控制器，用于根据所述底盘水平左右倾斜角度θx、前后倾斜角度θy和所述臂架水平左右倾斜角度βx获取所述工程机械的上车车体前后倾斜角度α；以及
用于根据所述上车车体前后倾斜角度α、所述臂架长度L、所述臂架的后铰点到工程机械回转中心的水平距离R0和所述臂架前后倾斜角度βy获取所述臂架的工作幅度。
5.根据权利要求4所述的臂架幅度的测量装置，其特征在于，所述测量部件包括安装在所述底盘上的第一测量部件和安装在所述臂架上的第二测量部件；
所述第一测量部件用于测量所述底盘水平左右倾斜角度θx、前后倾斜角度θy；
所述第二测量部件用于测量所述臂架水平左右倾斜角度βx、前后倾斜角度βy。
6.根据权利要求4所述的臂架幅度的测量装置，其特征在于，所述测量部件还包括第三测量部件，所述第三测量部件安装在测量所述臂架上，用于测量所述臂架的长度L。
7.一种工程机械，其特征在于，包括权利要求4至6任一项所述的测量装置。
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