CN112113694B - 一种履带装置接地比压动态测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种履带装置接地比压动态测量装置，包括固定装置、传感器装置、A/D转换器盒和控制系统单片机，所述固定装置与待测接地比压装置的履带支架固定连接，传感器装置包括履带连接板和测力传感器，测力传感器固定设置于履带连接板上，履带连接板与履带固定连接，通过测力传感器测量履带在该处的压力，固定装置和履带连接板之间设置有周期性接触的连接装置，A/D转换器盒设置于固定装置上，测力传感器和A/D转换器盒之间设置有周期性连通的电路，A/D转换器盒与控制系统单片机电路连接，本发明可动态测量重型装备的履带装置的分布接地比压，并在履带装置分布比压不正常时进行调节，本发明涉及接地比压测试技术领域。

Description

一种履带装置接地比压动态测量装置
技术领域
本发明涉及接地比压测试技术领域，更具体而言，涉及一种履带装置接地比压动态测量装置。
背景技术
随着人类对资源和能源的需求量越来越大，大型露天矿山中对排岩机、挖掘机等重型装备的需求量越来越大。履带装置由于其稳定性高、承载性能好等特性，广泛应用于这些重型装备的行走装置中。这些履带装置的接地比压作为重型装备履带装置的重要参数，其测试方法目前还欠完善。为了测试履带装置的接地比压，专利“CN103743579B”公开了一种履带接地比压模拟测试装置，所述履带接地比压模拟测试装置是通过履带张紧装置和负重轮加载装置来模拟不同结构和不同地形下橡胶履带或者钢制履带接地压力分布的静态测试装置，揭示履带接地压力的分布规律，指导履带底盘结构的设计，但由于其加载是模拟状态下的，并不能直接准确地测量重型装备的履带装置在工作状态下的动态接地比压及其分布情况。另外，专利“CN107764438A”公开了一种拖拉机的接地比压测试系统，所述系统包括控制装置、薄膜压力传感器网络、数据处理装置、数据采集装置、上位机，当需测试履带装置在所述薄膜压力传感器网络上运作时，由于所述薄膜压力传感器网络分布矩阵状传感单元，所以可时时测试所述需测试履带装置分布接地比压，并将所测接地比压显示、分析、存储。由于所述接地比压测试方法测量时需将需测试履带装置置于所述薄膜压力传感器网络上，所以该改系统不能用于当履带重型装备在工作状态下的履带装置接地比压测量。重型装备在工作状态下，其履带装置的接地比压会随着环境和工况的变化而动态变化，模拟状态或试验状态下不能完全体现履带装置在工作过程中的状态。当履带装置分布接地比压不正常时可能会造成地基不均匀沉降，严重时可能造成重型装备整机的倾覆。对履带装置的分布接地比压进行动态测量可以改善地基承载能力，提高重型装备的整机稳定性。
因此，需要对现有技术进行改进。
发明内容
为了克服现有技术中存在的不足，提供一种动态测量履带重型装备的履带装置的分布接地比压、并在履带装置分布比压不正常时进行调节的履带装置接地比压动态测量装置。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种履带装置接地比压动态测量装置，包括固定装置、传感器装置、A/D转换器盒和控制系统单片机，所述固定装置与待测接地比压装置的履带支架固定连接，所述传感器装置包括履带连接板和测力传感器，测力传感器固定设置于履带连接板上，履带连接板与待测接地比压装置的履带固定连接，通过测力传感器测量履带在该处的压力，固定装置和履带连接板之间设置有周期性接触的连接装置，所述A/D转换器盒设置于固定装置上，所述测力传感器和A/D转换器盒之间设置有周期性连通的电路，所述控制系统单片机设置于固定装置上，A/D转换器盒与控制系统单片机电路连接。
进一步的，还包括调节装置，所述调节装置包括配重悬臂和悬臂控制电机，所述配重悬臂转动设置于待测接地比压装置上，悬臂控制电机与配重悬臂连接。
进一步的，所述连接装置包括连接体和连轴装置，所述连接体包括连接板和接触板Ⅰ，接触板Ⅰ固定设置于连接板的一侧下端；所述连轴装置一端与固定装置连接，连轴装置的另一端与连接板的上侧连接；
所述履带连接板的上侧设置有接触板Ⅱ，工作过程中所述接触板Ⅱ和接触板Ⅰ周期性接触，所述接触板Ⅰ和接触板Ⅱ均为导电材料，接触板Ⅰ与A/D转换器盒电路连接，接触板Ⅱ与测力传感器电路连接。
进一步的，所述调节装置还包括调节装置单片机和调节装置固定装置，所述调节装置固定装置设置在待测接地比压装置上，调节装置单片机设置于调节装置固定装置中，所述调节装置固定装置还设置有A/D转换器，所述悬臂控制电机均与调节装置单片机通讯连接。
进一步的，所述固定装置包括U型板和第一螺栓、第二螺栓，所述U型板的上板内侧设置有竖直向下的第一凸出结构和第二凸出结构，第一螺栓、第二螺栓分别与U型板的下板螺纹连接，第一螺栓和第二螺栓的螺纹端向上且穿出U型板的下板；
所述U型板的侧板上设置有沿竖直方向的槽口。
进一步的，所述连轴装置包括伸缩架机构和T型连接板，所述T型连接板一端通过螺栓和U型板固定连接，T型连接板的上端固定设置有空心圆柱，空心圆柱的方向沿T型连接板的长度方向，T型连接板的下端设置有至少3个圆柱形孔，多个圆柱形孔不在同一直线上；
所述伸缩架机构设置至少3个，所述伸缩架机构包括菱形伸缩架和螺纹杆，所述菱形伸缩架的相邻两连杆之间均铰接，菱形伸缩架的上铰接轴与T型连接板的圆柱形孔铰接，连接板上端面设置有与T型连接板的圆柱形孔对应的圆柱形孔，菱形伸缩架的下铰接轴与连接板的圆柱形孔铰接，所述上铰接轴和下铰接轴均为带螺纹销轴，菱形伸缩架的左右两铰接轴上均设置有螺纹通孔，螺纹杆两侧的螺纹旋向相反，螺纹杆两侧的螺纹分别与左右铰接轴上的螺纹通孔螺纹配合。
进一步的，所述接触板Ⅰ和接触板Ⅱ结构相同，接触板Ⅰ的上端与连接板通过螺栓连接，接触板Ⅰ的下端悬空，接触板Ⅱ的下端与履带连接板通过螺栓连接，接触板Ⅱ的上端悬空，工作过程中接触板Ⅰ的下端和接触板Ⅱ的上端周期性接触。
进一步的，所述履带连接板通过螺栓与待测接地比压装置的履带连接，所述测力传感器设置于履带连接板的下侧，工作时测力传感器与地面接触。
进一步的，所述A/D转换器盒中设置有信号放大器和A/D转换器。
本发明与现有技术相比所具有的有益效果为：
1、本发明在主要传播线路中采用数字信号的传播，故本发明在测量并显示相关数据时不易受到履带重型装备在工作时发出的其它信号的的干扰，具有较好的数据准确性。
2、本发明中的一种履带装置接地比压测试装置可实现履带重型装备在工作状态下分布接地比压的动态测量，同时在分布接地比压不正常时进行调节，从而减少地基的不均匀沉降与重型装备的整机的倾覆的风险。
3、本发明每个装置都有特定的固定装置固定，在各装置发生故障时，便于检测和维修。
4、本发明的自动化程度较高，可以便捷的得到所测量的履带装置的接地比压。
5、本发明所设计的伸缩架可任意调节高度，使本发明可以适用于更多的履带装置。
6、在待测量接地比压装备中的履带装置中可设置多个本发明，即可实现对待测量接地比压装备分布接地比压的测量。
附图说明
下面将通过附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。
图1为本装置整体结构示意图；
图2为连轴装置结构示意图；
图3为固定装置结构示意图；
图4为伸缩架机构结构示意图；
图5为传感器装置结构示意图；
图中：1为固定装置，11为U型板，12为第一螺栓，13为第二螺栓，14为第一凸出结构，15为第二凸出结构，16为轴孔，2为传感器装置，21为履带连接板，22为测力传感器，23为接触板Ⅱ，3为A/D转换器盒，4为连接体，41为连接板，42为接触板Ⅰ，5为连轴装置，51为伸缩架机构，511为菱形伸缩架，512为螺纹杆，52为T型连接板，53为空心圆柱。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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一部分实施例，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
如图1至图5所示，一种履带装置接地比压动态测量装置，包括固定装置1、传感器装置2、A/D转换器盒3、控制系统单片机和调节装置，固定装置1包括U型板11和第一螺栓12、第二螺栓13，所述U型板11的上板内侧设置有竖直向下的第一凸出结构14和第二凸出结构15，第一螺栓12、第二螺栓13分别与U型板11的下板螺纹连接，第一螺栓12和第二螺栓13的螺纹端向上且穿出U型板11的下板，U型板11的侧板设置有轴孔16。
在待测接地比压装置的履带支架的侧边固定焊接一根连轴，将连轴穿过U型板侧板的沿竖直方向设置的槽口16，将第一突出结构和第二突出结构与履带支架的上部接触，通过第一螺栓和第二螺栓顶紧履带之间的下端，进而将固定装置与履带之间连接。
所述传感器装置2包括履带连接板21和测力传感器22，履带连接板21通过螺栓与待测接地比压装置的履带连接，测力传感器22设置于履带连接板21的下侧，工作时测力传感器22与地面接触，通过测力传感器22测量履带在该处的压力。
固定装置1和履带连接板21之间设置有周期性接触的连接装置，连接装置包括连接体4和连轴装置5，连接体4包括连接板41和接触板Ⅰ42，接触板Ⅰ42固定设置于连接板41的一侧下端；所述连轴装置5包括伸缩架机构51和T型连接板52，所述T型连接板52一端通过螺栓和U型板11固定连接，T型连接板52的上端固定设置有空心圆柱53，空心圆柱的方向沿T型连接板52的长度方向，连轴穿过空心圆柱，T型连接板52的下端设置有4个圆柱形孔，4个圆柱形孔不在同一直线上；
所述伸缩架机构51设置有4个，所述伸缩架机构51包括菱形伸缩架511和螺纹杆512，所述菱形伸缩架511的相邻两连杆之间均铰接，菱形伸缩架511的上铰接轴与T型连接板的圆柱形孔铰接，连接板上端面设置有与T型连接板的圆柱形孔对应的圆柱形孔，菱形伸缩架511的下铰接轴与连接板41的圆柱形孔铰接，上铰接轴和下铰接轴均为带螺纹销轴，带螺纹端与螺母配合，通过拧紧螺母，可以固定菱形伸缩架和T型连接板、菱形伸缩架和连接板；松开螺母，可以调节菱形伸缩架的高度，菱形伸缩架511的左右两铰接轴上均设置有螺纹通孔，螺纹杆512两侧的螺纹旋向相反，螺纹杆512两侧的螺纹分别与左右铰接轴上的螺纹通孔螺纹配合；通过转动螺纹杆512可以控制伸缩架机构的高度。
所述接触板Ⅰ42和接触板Ⅱ23结构相同，接触板Ⅰ42的上端与连接板41通过螺栓连接，接触板Ⅰ42的下端悬空，接触板Ⅱ23的下端与履带连接板21通过螺栓连接，接触板Ⅱ23的上端悬空，工作过程中接触板Ⅰ42的下端和接触板Ⅱ23的上端周期性接触，所述接触板Ⅰ42和接触板Ⅱ23均为导电材料，接触板Ⅰ42与A/D转换器盒3电路连接，接触板Ⅱ23与测力传感器22电路连接。
所述A/D转换器盒3设置于固定装置1上，所述控制系统单片机设置于固定装置上，A/D转换器盒3与控制系统单片机电路连接。
所述A/D转换器盒3中设置有信号放大器和A/D转换器。
所述调节装置包括配重悬臂、悬臂控制电机、调节装置单片机和调节装置固定装置，配重悬臂为重型履带设备一般均会包含的机构（如重型履带设备：排土机PA200 1800/5），配重悬臂与待测接地比压装置转动连接，悬臂控制电机与配重悬臂连接；调节装置固定装置设置在待测接地比压装置上，调节装置单片机设置于调节装置固定装置中，所述调节装置固定装置还设置有A/D转换器，所述悬臂控制电机均与调节装置单片机通讯连接，调节装置单片机和控制系统单片机通讯连接。
工作原理：
测力传感器22在待测接地比压装置工作时与地面接触，所述测力传感器将所测得的由于压力产生的电信号通过线路传输到所述接触板Ⅱ23上，通过接触板Ⅱ23与所述接触板Ⅰ42的接触，将电信号传递到接触板Ⅰ42上，再通过线路将电信号传输到所述A/D转换器盒3中的所述信号放大器中，将所得电信号放大，由A/D转换器盒中的信号放大器将放大的电信号传输到A/D转换器中，将电信号转化为数字信号，再通过线路将转化的数字信号传输到给控制系统单片机，由于数字信号实时传输，所以可以实现动态测量，所述控制系统单片机可以连接显示器将信号显示出来，
同时控制系统单片机将所述数字信号传输至所述调节装置单片机，调节装置单片机通过所述数字信号判断所测履带装置分布接地比压是否正常，当不正常时，所述调节装置单片机向悬臂控制电机发出指令，带配重的配重悬臂转动，直至调节装置判断所测所述履带装置分布接地比压正常时，带配重的配重悬臂停止转动，当所述调节装置单片机判断所测所述履带装置分布接地比压严重不正常时，调节装置发出停机信号，整机停止工作。
本发明测量的是履带沿履带装置行走方向的接地压力，通过目前的研究可知，履带装置的分布接地比压沿履带行走方向变化，所以测量沿履带行走方向的履带接地比压即可测量履带装置的分布接地比压。
在待测量接地比压装备中的履带装置中可设置多个测试装置，即可实现对待测量接地比压装备分布接地比压的测量。当所述履带装置分布接地比压不正常时也可在一定范围内进行调节。
本发明中的一种履带装置接地比压测试装置可实现履带重型装备在工作状态下分布接地比压的动态测量，同时在分布接地比压不正常时进行调节，从而减少地基的不均匀沉降与重型装备的整机倾覆风险。本发明对提高重型装备的稳定性有有重要意义。
上面仅对本发明的较佳实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种履带装置接地比压动态测量装置，其特征在于：包括固定装置(1)、传感器装置(2)、A/D转换器盒(3)和控制系统单片机，所述固定装置(1)与待测接地比压装置的履带支架固定连接，所述传感器装置(2)包括履带连接板(21)和测力传感器(22)，测力传感器(22)固定设置于履带连接板(21)上，履带连接板(21)与待测接地比压装置的履带固定连接，通过测力传感器(22)测量履带在该处的压力，固定装置(1)和履带连接板(21)之间设置有周期性接触的连接装置，所述A/D转换器盒(3)设置于固定装置(1)上，所述测力传感器(22)和A/D转换器盒(3)之间设置有周期性连通的电路，所述控制系统单片机设置于固定装置上，A/D转换器盒(3)与控制系统单片机电路连接；
所述连接装置包括连接体(4)和连轴装置(5)，所述连接体(4)包括连接板(41)和接触板Ⅰ(42)，接触板Ⅰ(42)固定设置于连接板(41)的一侧下端；所述连轴装置(5)一端与固定装置(1)连接，连轴装置(5)的另一端与连接板(41)的上侧连接；
所述履带连接板(21)的上侧设置有接触板Ⅱ(23)，工作过程中所述接触板Ⅱ(23)和接触板Ⅰ(42)周期性接触，所述接触板Ⅰ(42)和接触板Ⅱ(23)均为导电材料，接触板Ⅰ(42)与A/D转换器盒(3)电路连接，接触板Ⅱ(23)与测力传感器(22)电路连接。
2.根据权利要求1所述的一种履带装置接地比压动态测量装置，其特征在于：还包括调节装置，所述调节装置包括配重悬臂和悬臂控制电机，所述配重悬臂转动设置于待测接地比压装置上，悬臂控制电机与配重悬臂连接。
3.根据权利要求2所述的一种履带装置接地比压动态测量装置，其特征在于：所述调节装置还包括调节装置单片机和调节装置固定装置，所述调节装置固定装置设置在待测接地比压装置上，调节装置单片机设置于调节装置固定装置中，所述调节装置固定装置还设置有A/D转换器，所述悬臂控制电机均与调节装置单片机通讯连接。
4.根据权利要求1所述的一种履带装置接地比压动态测量装置，其特征在于：所述固定装置(1)包括U型板(11)和第一螺栓(12)、第二螺栓(13)，所述U型板(11)的上板内侧设置有竖直向下的第一凸出结构(14)和第二凸出结构(15)，第一螺栓(12)、第二螺栓(13)分别与U型板(11)的下板螺纹连接，第一螺栓(12)和第二螺栓(13)的螺纹端向上且穿出U型板(11)的下板；
所述U型板(11)的侧板设置有沿竖直方向的槽口(16)。
5.根据权利要求1所述的一种履带装置接地比压动态测量装置，其特征在于：所述连轴装置(5)包括伸缩架机构(51)和T型连接板(52)，所述T型连接板(52)一端通过螺栓和U型板(11)固定连接，T型连接板(52)的上端固定设置有空心圆柱(53)，空心圆柱的方向沿T型连接板(52)的长度方向，T型连接板(52)的下端设置有至少3个圆柱形孔，多个圆柱形孔不在同一直线上；
所述伸缩架机构(51)设置至少3个，所述伸缩架机构(51)包括菱形伸缩架(511)和螺纹杆(512)，所述菱形伸缩架(511)的相邻两连杆之间均铰接，菱形伸缩架(511)的上铰接轴与T型连接板的圆柱形孔铰接，连接板上端面设置有与T型连接板的圆柱形孔对应的圆柱形孔，菱形伸缩架(511)的下铰接轴与连接板的圆柱形孔铰接，所述上铰接轴和下铰接轴均为带螺纹销轴，菱形伸缩架(511)的左右两铰接轴上均设置有螺纹通孔，螺纹杆(512)两侧的螺纹旋向相反，螺纹杆(512)两侧的螺纹分别与左右铰接轴上的螺纹通孔螺纹配合。
6.根据权利要求1所述的一种履带装置接地比压动态测量装置，其特征在于：所述接触板Ⅰ(42)和接触板Ⅱ(23)结构相同，接触板Ⅰ(42)的上端与连接板(41)通过螺栓连接，接触板Ⅰ(42)的下端悬空，接触板Ⅱ(23)的下端与履带连接板(21)通过螺栓连接，接触板Ⅱ(23)的上端悬空，工作过程中接触板Ⅰ(42)的下端和接触板Ⅱ(23)的上端周期性接触。
7.根据权利要求1所述的一种履带装置接地比压动态测量装置，其特征在于：所述履带连接板(21)通过螺栓与待测接地比压装置的履带连接，所述测力传感器(22)设置于履带连接板(21)的下侧，工作时测力传感器(22)与地面接触。
8.根据权利要求1所述的一种履带装置接地比压动态测量装置，其特征在于：所述A/D转换器盒(3)中设置有信号放大器和A/D转换器。
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