發(fā)布時間：2020-10-13 10:16

　　 裝載機(jī)動態(tài)稱重系統(tǒng)可以在動臂舉升的過程中計(jì)算出負(fù)載的質(zhì)量,從而避免前后兩次通過靜態(tài)的稱量裝置來測量質(zhì)量;可以幫助操作員每次都達(dá)到精確的裝載目標(biāo),避免超載和欠載的發(fā)生;可以為物料運(yùn)輸過程中的記錄管理、計(jì)費(fèi)和監(jiān)控物料的運(yùn)輸提供新的方式,是裝載機(jī)自動化、智能化的發(fā)展需要。本文在前人的基礎(chǔ)上,通過分析現(xiàn)有裝載機(jī)稱重方案的優(yōu)缺點(diǎn)并對其研究現(xiàn)狀進(jìn)行充分調(diào)研后,提出了一種基于停車工況下的質(zhì)量標(biāo)定并在稱重測量時對動臂角速度、地面坡度、油液溫度和液壓缸摩擦力等因素進(jìn)行動態(tài)補(bǔ)償?shù)难b載機(jī)動態(tài)稱重方法。該方法通過傳感器檢測動臂液壓缸壓力和動臂舉升角度等信息間接計(jì)算出負(fù)載質(zhì)量。該方法的優(yōu)點(diǎn)是標(biāo)定過程簡單可行,不需要知道裝載機(jī)工作裝置機(jī)械構(gòu)件的尺寸參數(shù),因此可以適用于不同的裝載機(jī)機(jī)型。本文采用理論分析、建模仿真和實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方法對動態(tài)稱重系統(tǒng)的原理和影響因素進(jìn)行了研究。動態(tài)稱重系統(tǒng)的理論分析。首先建立了裝載機(jī)工作裝置的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)數(shù)學(xué)模型,為后續(xù)動態(tài)稱重系統(tǒng)的研究提供理論依據(jù);隨后推導(dǎo)出鏟斗中物料質(zhì)量的計(jì)算方式,并給出系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)方案;然后對各個因素對所建立稱重系統(tǒng)的影響進(jìn)行了理論分析,并給出了相應(yīng)的補(bǔ)償方法;最后總結(jié)出包含標(biāo)定過程、稱重測試時的動態(tài)補(bǔ)償過程和質(zhì)量計(jì)算過程的動態(tài)稱重算法。動態(tài)稱重系統(tǒng)的仿真研究。在Simulink環(huán)境中建立了裝載機(jī)工作裝置機(jī)、液仿真模型;基于該仿真模型對不同負(fù)載、不同舉升速度、不同地面坡度和不同油液溫度工況下進(jìn)行動臂舉升時液壓缸壓力隨動臂舉升角度的變化進(jìn)行了分析,并對不同工況下的稱重計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了補(bǔ)償前、后的對比分析,為稱重算法的改進(jìn)和后續(xù)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)提供了參考。動態(tài)稱重系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究。首先介紹了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的搭建和信號的處理方法;然后針對不同的實(shí)驗(yàn)工況設(shè)計(jì)了詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)方案,并通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對前述的理論和仿真進(jìn)行驗(yàn)證;最后通過裝載機(jī)工作裝置控制器對設(shè)計(jì)的動態(tài)稱重系統(tǒng)進(jìn)行停車、跑車工況下的實(shí)驗(yàn)測試,結(jié)果證明本文設(shè)計(jì)的動態(tài)稱重系統(tǒng)稱重誤差小,稱重平穩(wěn)性高,操作簡單。
【學(xué)位單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TH243
【部分圖文】：

第１章緒論??第二種方法是通過在裝載機(jī)鏟斗鉸鏈處安裝機(jī)械軸式力傳感器進(jìn)行測量。此??方法屬于直接測量物料質(zhì)量，精度也較高，但是不能保證使用壽命。如圖１．１所??示，Ｋｈｅｉｒａｌｌａ等［｜３】設(shè)計(jì)了一祌安裝于鏟斗鉸鏈處的三個局部負(fù)載銷傳感器用以??代替輪式裝載機(jī)動臂和鏟斗之間的銷軸，該銷縱向均勻圓截面受到鏟斗中負(fù)載的??作用會發(fā)生彈性變形，電阻應(yīng)變片以全橋的方式被安裝在這個銷里面。??＆尚）??＇魏＼??ｆ－％??圖１．１負(fù)載銷傳感器在裝載機(jī)中的安裝位置??第三種方法是裝載機(jī)工作裝置上加裝特定的機(jī)械結(jié)構(gòu)，使得鏟斗中負(fù)載的重??力作用于該機(jī)構(gòu)，然后通過傳感器測得［１４】。此方法存在機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝困難??及可能影響裝載機(jī)的正常工作等問題。??第四種方法是通過使用壓力傳感器來測量動臂油缸兩腔油壓來間接測量鏟??斗中的物料質(zhì)量，這種方法在目前的國內(nèi)外裝載機(jī)稱重產(chǎn)品中使用最為廣泛。此??方法最重要的是確定動臂液壓缸壓力與鏟斗中物料質(zhì)量之間的轉(zhuǎn)換方式。??１．２．２國內(nèi)外研究現(xiàn)狀??目前對于上文提出的第四種方法，有基于裝載機(jī)工作裝置運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)模??型［１５］１１６】［１７］來進(jìn)行估計(jì)

玉東［３１］就裝載機(jī)動態(tài)稱重中的偏載問題進(jìn)行了相關(guān)的研究，王偉對鏟斗中貨物??處于偏載狀態(tài)時進(jìn)行了動力學(xué)分析，張玉東就動臂舉升過程中的鏟斗物料重心變??化過程進(jìn)行了分析。如圖１．２所示〖３Ｇ］，鏟斗負(fù)載重心前傾會導(dǎo)致動臂液壓缸輸出??力Ｆ值增大，重心后傾，Ｆ值減少，然而在這過程中負(fù)載質(zhì)量并沒有發(fā)生變化，??因此負(fù)載重心的變化必會帶來誤差�；谀Ｐ偷难b載機(jī)動態(tài)稱重算法％存在不足??之處有，所建立的動力學(xué)模型過于復(fù)雜，需要知道各個部件的參數(shù)信息且不適用??于各種機(jī)型之間的切換，容易受非線性干擾因素的影響導(dǎo)致稱重結(jié)果的不穩(wěn)定性；??所采用的參數(shù)辨識算法迭代過程復(fù)雜，計(jì)算資源需求大。??４??

：、ｙ置鍾』??圖１．３杭州萬泰Ｔ２０００型電子秤?圖１．４鄭州亞太衡器ＹＴ２０００型電子秤??由于裝載機(jī)稱重系統(tǒng)受各種非線性時變因素的影響，因此很難實(shí)現(xiàn)真正意義??上的動態(tài)稱重。當(dāng)前的稱重產(chǎn)品往往只是考慮了單一因素的影響，而忽略了其它??因素，而且需要操作員按要求進(jìn)行操作。為了得到一個精確的稱重測量結(jié)果需要??符合以下條件。首先操作員應(yīng)該先進(jìn)行幾次舉升、下降動臂以預(yù)熱裝載機(jī)，以減??小摩擦力的影響。其次在舉升動臂之前完全收回鏟斗并保持鏟斗位置不變，盡量??保持勻速舉升動臂，盡量在車體靜止時舉升動臂，稱重測量位置角度范圍小等。??為了在不影響操作員正常工作流程的情況下實(shí)現(xiàn)動態(tài)連續(xù)的稱重，所采用的??稱重方法需要獨(dú)立于以下幾個因素
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2839045