挖掘機(jī)燃油消耗量測(cè)試設(shè)備、方法、系統(tǒng)及挖掘的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了挖掘機(jī)燃油消耗量測(cè)試設(shè)備、方法、系統(tǒng)及挖掘機(jī)。該設(shè)備包括：接收裝置，用于接收挖掘機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)以及燃油計(jì)量脈沖信號(hào)；測(cè)試裝置，用于根據(jù)所述挖掘機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算所述挖掘機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡，根據(jù)所述燃油計(jì)量脈沖信號(hào)計(jì)算燃油消耗量，并建立所述挖掘機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡與所述燃油消耗量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。本發(fā)明能夠?qū)ν诰驒C(jī)作業(yè)工況下的燃油消耗量進(jìn)行計(jì)量，從而能夠展示燃油消耗量與挖掘機(jī)軌跡之間的關(guān)系，并能夠?yàn)橥诰驒C(jī)性能的進(jìn)一步提升提供依據(jù)。
【專利說(shuō)明】挖掘機(jī)燃油消耗量測(cè)試設(shè)備、方法、系統(tǒng)及挖掘機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工程機(jī)械領(lǐng)域，具體地，涉及一種挖掘機(jī)燃油消耗量測(cè)試設(shè)備、方法、系統(tǒng)及挖掘機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)的進(jìn)步，建立節(jié)約型社會(huì)成為民眾追求的目標(biāo)之一。對(duì)于工程機(jī)械的用戶而言，可以通過(guò)提升工程機(jī)械的工作效率和/或降低工程機(jī)械的燃油消耗量來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)約的目的。對(duì)于例如挖掘機(jī)的工程機(jī)械研發(fā)人員而言，為了改進(jìn)工程機(jī)械的性能，進(jìn)行精細(xì)化的研究變得非常重要?，F(xiàn)有技術(shù)中的測(cè)試方案沒(méi)有考慮各個(gè)工況或者各種節(jié)能技術(shù)，從而不能夠提高工程機(jī)械性能的目的。例如現(xiàn)有技術(shù)中存在技術(shù)方案是統(tǒng)計(jì)某段時(shí)間中的燃油消耗量或者測(cè)試在不同工作介質(zhì)下的效率、燃油消耗量，這些方案均沒(méi)有對(duì)相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行利用，從而不能夠?yàn)樘嵘こ虣C(jī)械的節(jié)能效果做出貢獻(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種挖掘機(jī)燃油消耗量測(cè)試設(shè)備、方法、系統(tǒng)及挖掘機(jī)，以獲得測(cè)試數(shù)據(jù)為提升工程機(jī)械的節(jié)能效果提供數(shù)據(jù)支持。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種挖掘機(jī)燃油消耗量測(cè)試設(shè)備，該設(shè)備包括:接收裝置，用于接收挖掘機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)以及燃油計(jì)量脈沖信號(hào)；測(cè)試裝置，用于根據(jù)所述挖掘機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算所述挖掘機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡，根據(jù)所述燃油計(jì)量脈沖信號(hào)計(jì)算燃油消耗量，并建立所述挖掘機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡與所述燃油消耗量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0005]相應(yīng)地，本發(fā)明提供了一種挖掘機(jī)燃油消耗量測(cè)試方法，該方法包括:接收挖掘機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)以及燃油計(jì)量脈沖信號(hào)；根據(jù)所述挖掘機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算所述挖掘機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡，根據(jù)所述燃油計(jì)量脈沖信號(hào)計(jì)算燃油消耗量，并建立所述挖掘機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡與所述燃油消耗量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0006]相應(yīng)地，本發(fā)明提供了一種挖掘機(jī)燃油消耗量測(cè)試系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括所述的設(shè)備；該系統(tǒng)還包括:第一角度檢測(cè)裝置，安裝于挖掘機(jī)動(dòng)臂上，用于檢測(cè)挖掘機(jī)動(dòng)臂相對(duì)于水平面繞回轉(zhuǎn)中心的第一旋轉(zhuǎn)角度G1 ;第二角度檢測(cè)裝置，安裝于挖掘機(jī)斗桿上，用于檢測(cè)挖掘機(jī)斗桿相對(duì)于水平面繞挖掘機(jī)斗桿和挖掘機(jī)動(dòng)臂連接點(diǎn)的第二旋轉(zhuǎn)角度θ2 ;第三角度檢測(cè)裝置，安裝于挖掘機(jī)鏟斗連桿機(jī)構(gòu)上，用于檢測(cè)挖掘機(jī)鏟斗連桿機(jī)構(gòu)的搖臂相對(duì)于水平面繞挖掘機(jī)鏟斗連桿機(jī)構(gòu)的搖臂與挖掘機(jī)斗桿連接點(diǎn)的第三旋轉(zhuǎn)角度Θ 3 ;第四角度檢測(cè)裝置，安裝于挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上，用于挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相對(duì)下車機(jī)構(gòu)的第四旋轉(zhuǎn)角度Θ 4。
[0007]相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了一種挖掘機(jī)，該挖掘機(jī)包括所述的系統(tǒng)。
[0008]本發(fā)明能夠?qū)ν诰驒C(jī)作業(yè)工況下的燃油消耗量進(jìn)行計(jì)量，從而能夠展示燃油消耗量與挖掘機(jī)軌跡之間的關(guān)系，并能夠?yàn)橥诰驒C(jī)性能的進(jìn)一步提升提供依據(jù)。
[0009]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說(shuō)明?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】
[0010]附圖是用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書的一部分，與下面的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0011]圖1是本發(fā)明提供的挖掘機(jī)燃油消耗量測(cè)試設(shè)備示意圖；
[0012]圖2是本發(fā)明提供的傳感器安裝位置示意圖；
[0013]圖3是本發(fā)明提供的燃油計(jì)量脈沖信號(hào)生成設(shè)備；
[0014]圖4是本發(fā)明提供的挖掘機(jī)燃油消耗量測(cè)試方法流程圖；
[0015]圖5是本發(fā)明提供的挖掘機(jī)燃油消耗量測(cè)試系統(tǒng)示意圖。
[0016]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0017]I 第一傾角傳感器 2 第二傾角傳感器
[0018]3 第三傾角傳感器 4 第四傾角傳感器
[0019]5 流量計(jì)6 報(bào)警裝置
[0020]7 燃油箱8 燃油泵
[0021]9 發(fā)動(dòng)機(jī)10散熱器
[0022]20動(dòng)臂30 斗桿
[0023]40搖臂50鏟斗
[0024]A 第一鉸點(diǎn)B 第二鉸點(diǎn)
[0025]C 第三鉸點(diǎn)D 鏟斗斗齒末端
[0026]E 第四鉸點(diǎn)F 第五鉸點(diǎn)
[0027]G 第六鉸點(diǎn)a 燃油箱出油口
[0028]b 流量計(jì)進(jìn)油口 c 散熱器第二進(jìn)油口
[0029]d 散熱器第二出油口 e 燃油箱進(jìn)油口
[0030]f 散熱器第一進(jìn)油口 g 散熱器第一出油口
[0031]h 流量計(jì)出油口i 發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)油口
[0032]j 發(fā)動(dòng)機(jī)出油口100接收裝置
[0033]200測(cè)試裝置300第一角度檢測(cè)裝置
[0034]400第二角度檢測(cè)裝置500第三角度檢測(cè)裝置
[0035]600第四角度檢測(cè)裝置700燃油計(jì)量脈沖信號(hào)生成設(shè)備
【具體實(shí)施方式】
[0036]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】?jī)H用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0037]為了促進(jìn)工程機(jī)械性能的提升，實(shí)現(xiàn)燃油消耗量的節(jié)省并提高工作效率，本發(fā)明提出了一種挖掘機(jī)燃油消耗量測(cè)試設(shè)備，以將測(cè)試得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，為工程機(jī)械研究人員提供數(shù)據(jù)上的支持。本發(fā)明提供的挖掘機(jī)測(cè)試設(shè)備如圖1所示，包括接收裝置100，用于挖掘機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)以及燃油計(jì)量脈沖信號(hào)；測(cè)試裝置200，用于根據(jù)所述挖掘機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算所述挖掘機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡，根據(jù)所述燃油計(jì)量脈沖信號(hào)計(jì)算燃油消耗量，并建立所述挖掘機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡與所述燃油消耗量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。現(xiàn)有技術(shù)中存在挖掘機(jī)二維軌跡的實(shí)現(xiàn)方案，可以被用發(fā)明所采用，通過(guò)二維軌跡和燃油消耗量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系來(lái)計(jì)算某個(gè)時(shí)刻或某個(gè)時(shí)間段的然后消耗量，從而為研究人員提供數(shù)據(jù)上的支持。此外，本發(fā)明還提供了一種挖掘機(jī)軌跡三維實(shí)現(xiàn)方法，其可以更形象地展示某個(gè)時(shí)刻或某個(gè)時(shí)間段所消耗的燃油量，從而能夠?yàn)檠芯咳藛T提供更全面的數(shù)據(jù)信息，以便研究人員進(jìn)一步地采取改進(jìn)工程機(jī)械來(lái)減少燃油消耗量。
[0038]在計(jì)算挖掘機(jī)的運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)，可以以第一鉸點(diǎn)A(即動(dòng)臂20與回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的連接點(diǎn))、第二鉸點(diǎn)B (即動(dòng)臂20與斗桿30的連接點(diǎn))、第三鉸點(diǎn)C (即斗桿40與鏟斗50的連接點(diǎn))為原點(diǎn)建立極坐標(biāo)系，極半徑可以根據(jù)第一鉸點(diǎn)A和第二鉸點(diǎn)B之間的距離、第二鉸點(diǎn)B和第三鉸點(diǎn)C之間的距離、第三鉸點(diǎn)C和鏟斗斗齒末端D之間的距離得到，而極角可以通過(guò)角度傳感器得到。角度以水平面為參考，用當(dāng)前檢測(cè)到的角度減去初始值可以得到旋轉(zhuǎn)角度。由于動(dòng)臂20、斗桿30、搖臂40可以繞同一點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，因此第三角度傳感器3檢測(cè)的值減去第二角度傳感器2檢測(cè)的值得到斗桿的自轉(zhuǎn)角，第四角度傳感器4的值減去第二角度傳感器2檢測(cè)的值和第三角度傳感器3的值得到搖臂的自轉(zhuǎn)角。挖掘高度和卸載高度可通過(guò)公式:H=LabX sin Θ「LBCX sin ( Θ 2-Θ「180。) -LcdX sin (360。-kX θ 3+θ 2+Θ J+h 求得，第一鉸點(diǎn)A與鏟斗斗齒末端D之間的水平距離M可以通過(guò)公式=M=LabXcos Θ「LBCXsin( θ 2- Θ「180。)-LcdX cos (360。_kX Θ 3+Θ 2+Θ J求得。Lab為第一鉸點(diǎn)A和第二鉸點(diǎn)B之間的距離，Θ !為第一鉸點(diǎn)A和第二鉸點(diǎn)B之間連線相對(duì)于水平面的旋轉(zhuǎn)角度；Lb。為第二鉸點(diǎn)B和第三鉸點(diǎn)C之間的距離，Θ 2為第二鉸點(diǎn)B和第三鉸點(diǎn)C之間連線相對(duì)于水平面的旋轉(zhuǎn)動(dòng)角，Lm為第三鉸點(diǎn)C和鏟斗斗齒末端D之間的距離，Θ 3為第三鉸點(diǎn)C和鏟斗斗齒末端D之間連線相對(duì)于水平面的旋轉(zhuǎn)角度，h為第一鉸點(diǎn)A的初始高度，k為鏟斗傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比，在挖掘機(jī)確定后，LAB、Lrc、Lm、h、k均為已知量。通過(guò)坐標(biāo)變換便可以得到挖掘機(jī)縱向平面中的挖掘軌跡以及挖掘深度和卸載高度，再結(jié)合第四角度傳感器4檢測(cè)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相對(duì)下車機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)角度，可以得到挖掘機(jī)在空間中的軌跡。坐標(biāo)軌跡獲取以后，可以為確定各軌跡點(diǎn)或軌跡段的燃油消耗量做準(zhǔn)備。
[0039]如上所述，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相對(duì)于下車機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)角度可以通過(guò)角度傳感器獲得，而初始角度可以根據(jù)實(shí)際需要來(lái)確定，例如回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)到最右側(cè)時(shí)認(rèn)定回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相對(duì)于下車機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)角度為O度。而實(shí)際上，本發(fā)明可以在測(cè)試開(kāi)始時(shí)將所述挖掘機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)(例如θ3，θ2，Q1等)以及所述燃油計(jì)量脈沖信號(hào)作為初始值存儲(chǔ)，并將該初始值作為零點(diǎn)對(duì)后續(xù)接收的所述挖掘機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)以及所述燃油計(jì)量脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)量。通過(guò)初始值的存儲(chǔ)，可以將任意位置作為測(cè)試的開(kāi)始位置，而不影響測(cè)試效果。
[0040]本發(fā)明中，還可以完成工作效率的計(jì)算。在測(cè)試過(guò)程中，根據(jù)接收到的角度傳感器在按照事先規(guī)定的測(cè)試規(guī)程(例如挖掘機(jī)需要從最右側(cè)挖土，然后將土卸載到最左側(cè))中的旋轉(zhuǎn)角度，可以確定其完成的工作循環(huán)數(shù)，例如可以將旋轉(zhuǎn)角度處理成方波，并對(duì)方波進(jìn)行計(jì)數(shù)可以得到相應(yīng)的工作循環(huán)數(shù)。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)角度在小于θ X0.95時(shí)為低電平，θ Χ0.95~θ X1.1時(shí)為高電平；當(dāng)旋轉(zhuǎn)角度最大值大于設(shè)定值θ X1.1，也為高電平但會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)；可以通過(guò)將旋轉(zhuǎn)角度處理為方波信號(hào)，利用三個(gè)計(jì)數(shù)器分別得到旋轉(zhuǎn)角度大于1.1X Θ的方波數(shù)nl，旋轉(zhuǎn)角度小于0.95 X Θ的方波數(shù)n2，旋轉(zhuǎn)角度小于θ X 1.1并大于θ X0.95的方波數(shù)η3，Θ為預(yù)設(shè)的挖掘機(jī)卸料回轉(zhuǎn)角度。。通過(guò)加權(quán)運(yùn)算可以得到最終的挖掘機(jī)工作循環(huán)總數(shù)n4，例如n4=n3+ (n2X0.97)+ (nlX1.06)。需要說(shuō)明的是，例如0.97,1.06的加權(quán)系數(shù)可以通過(guò)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)得到，例如統(tǒng)計(jì)若干次挖掘機(jī)工作循環(huán)，統(tǒng)計(jì)出旋轉(zhuǎn)角度小于θ X0.95的工作循環(huán)次數(shù)以及旋轉(zhuǎn)角度大于θ X1.1的工作循環(huán)次數(shù)，分別計(jì)算出占挖掘機(jī)工作循環(huán)總次數(shù)的比例，例如旋轉(zhuǎn)角度小于θ X0.95的工作循環(huán)次數(shù)占挖掘機(jī)工作循環(huán)總次數(shù)的3%，旋轉(zhuǎn)角度大于θ X1.1的工作循環(huán)次數(shù)占挖掘機(jī)工作循環(huán)總次數(shù)的6%，從而可以確定旋轉(zhuǎn)角度小于θ X0.95的工作循環(huán)的加權(quán)系數(shù)為0.97，旋轉(zhuǎn)角度大于θ X 1.1的工作循環(huán)的加權(quán)系數(shù)為1.06。通過(guò)計(jì)算得到挖掘機(jī)工作循環(huán)總數(shù)n4，根據(jù)工作效率的定義:每小時(shí)完成的挖掘斗數(shù)，將挖掘機(jī)工作循環(huán)總數(shù)除以對(duì)應(yīng)是時(shí)間(以小時(shí)為單位)就可以得到被試驗(yàn)的挖掘機(jī)的工作效率。需要說(shuō)明的是，挖掘機(jī)工作循環(huán)總數(shù)可以是從試驗(yàn)開(kāi)始到試驗(yàn)結(jié)束過(guò)程中的加權(quán)挖掘機(jī)工作循環(huán)數(shù)，也可以是某段時(shí)間內(nèi)的加權(quán)挖掘機(jī)工作循環(huán)數(shù)。
[0041]上述方波數(shù)nl和方波數(shù)n2均為挖掘機(jī)非正常工作循環(huán)數(shù)，也可以稱為挖掘機(jī)非正常工作循環(huán)數(shù)nl和挖掘機(jī)非正常工作循環(huán)數(shù)n2，因?yàn)樗鼈兯?jì)算的工作循環(huán)數(shù)所參照的回轉(zhuǎn)角度沒(méi)有在正常的工作范圍，而方波數(shù)n3為挖掘機(jī)正常工作循環(huán)數(shù)，也可以稱為挖掘機(jī)正常工作循環(huán)數(shù)n3，因?yàn)樗?jì)算的工作循環(huán)數(shù)所參照的回轉(zhuǎn)角度在正常的工作范圍。
[0042]θ4、θ3、θ2、以及01可以通過(guò)傳感器得到。圖2顯示傳感器安裝位置，第一傾角傳感器1，用于檢測(cè)挖掘機(jī)動(dòng)臂和挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接點(diǎn)與挖掘機(jī)斗桿和挖掘機(jī)動(dòng)臂連接點(diǎn)之間的連線相對(duì)于水平面的的第一旋轉(zhuǎn)角度Θ i ;第二傾角傳感器2，用于檢測(cè)挖掘機(jī)斗桿和挖掘機(jī)動(dòng)臂連接點(diǎn)與挖掘機(jī)斗桿和挖掘機(jī)鏟斗連接點(diǎn)之間連線相對(duì)于水平面的第二旋轉(zhuǎn)角度Θ 2 ;第三傾角傳感器3，用于挖掘機(jī)鏟斗和挖掘機(jī)斗桿的連接點(diǎn)與挖掘機(jī)鏟斗斗齒末端之間的連線相對(duì)于水平面的第三旋轉(zhuǎn)角度Θ 3 ;第四傾角傳感器4，用于挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相對(duì)下車機(jī)構(gòu)的第四旋轉(zhuǎn)角度θ4。此外，本發(fā)明還提供了報(bào)警裝置6，報(bào)警裝置6可以在回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相對(duì)下車機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)角度沒(méi)有在正常工作范圍內(nèi)時(shí)發(fā)出警告，例如回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相對(duì)下車機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)角度大于θ X1.1的情況下。
[0043]此外，本發(fā)明中還可以將得到的挖掘機(jī)挖掘高度或挖掘機(jī)卸載高度H、挖掘機(jī)鏟斗和挖掘機(jī)斗桿的連接點(diǎn)與挖掘機(jī)鏟斗斗齒末端之間的水平距離Μ、挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相對(duì)下車機(jī)構(gòu)的第四旋轉(zhuǎn)角度θ4、以及燃油消耗量通過(guò)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)發(fā)射器發(fā)送出去，在遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)接收器接收以后，可以通過(guò)挖掘機(jī)仿真系統(tǒng)來(lái)動(dòng)態(tài)再現(xiàn)整個(gè)挖掘過(guò)程，從而可以使得技術(shù)人員通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件可視化技術(shù)直觀地了解整個(gè)測(cè)試過(guò)程，并可以了解整個(gè)測(cè)試過(guò)程中燃油量消耗的細(xì)節(jié)，從而為研究人員改進(jìn)工程機(jī)械以節(jié)約燃油提供數(shù)據(jù)上的支持。
[0044]為了提高燃油消耗量的計(jì)量精確性，本發(fā)明提供了燃油計(jì)量脈沖信號(hào)生成設(shè)備，如圖3所示。該燃油計(jì)量脈沖信號(hào)生成設(shè)備包括燃油泵8、流量計(jì)5以及散熱器10，所述燃油泵8的進(jìn)油口與燃油箱7的出油口 a通過(guò)管路連接，所述流量計(jì)5的進(jìn)油口 b與所述燃油泵8的出油口通過(guò)管路連接，所述流量計(jì)5的出油口 h與發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)油口 i通過(guò)管路連接，所述發(fā)動(dòng)機(jī)的出油口 j與散熱器的第一進(jìn)油口 f通過(guò)管路連接，所述散熱器10的第一出油口 g與所述流量計(jì)5的出油口 h通過(guò)管路連接。燃油泵8的出油口還與所述散熱器10的第二進(jìn)油口 c通過(guò)管路連接，所述散熱器10的第二出油口 d與所述燃油箱7的進(jìn)油口 e通過(guò)管路連接。
[0045]散熱器10及其與發(fā)動(dòng)機(jī)、流量計(jì)之間的管路可以構(gòu)成燃油回流裝置，用于將發(fā)動(dòng)機(jī)出油口流出的燃油送入發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)油口，從而完成對(duì)燃油的二次利用，提高流量計(jì)計(jì)量的準(zhǔn)確性。燃油回流裝置的進(jìn)油口可以包括發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)油口，燃油回流裝置可以通過(guò)管路連接在發(fā)動(dòng)機(jī)的出油口和發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)油口之間。流量計(jì)可以輸出脈沖信號(hào)，每個(gè)脈沖信號(hào)對(duì)應(yīng)特定的燃油消耗，例如0.01ml。因此，可以通過(guò)脈沖計(jì)數(shù)得到消耗的燃油量。為了對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行充分的利用，可以在時(shí)間相同的基礎(chǔ)上將挖掘機(jī)的軌跡和燃油消耗量對(duì)應(yīng)起來(lái)，根據(jù)該對(duì)應(yīng)關(guān)系可以得到在某一時(shí)刻挖掘機(jī)空間信息以及其燃油消耗量，也可以計(jì)算在某一時(shí)間段挖掘機(jī)空間運(yùn)行狀態(tài)及其燃油消耗量，從而使得對(duì)能量消耗的研究可以進(jìn)一步地細(xì)化，并找到相應(yīng)的技術(shù)方案以減少燃油的消耗量。需要說(shuō)明的是，上述的燃油回流裝置僅作為示例而非限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的內(nèi)容做出其他變型。
[0046]相應(yīng)地，本發(fā)明提供了一種挖掘機(jī)測(cè)試方法，如圖4所示，該方法包括:
[0047]接收挖掘機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)以及燃油計(jì)量脈沖信號(hào)(步驟401);根據(jù)所述挖掘機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算所述挖掘機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡，根據(jù)所述燃油計(jì)量脈沖信號(hào)計(jì)算燃油消耗量，并建立所述挖掘機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡與所述燃油消耗量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系(步驟403)。在該方法中，為了使得燃油消耗量的計(jì)量更加準(zhǔn)確，本發(fā)明中將發(fā)動(dòng)機(jī)出油口流出的燃油回流至發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)油口，從而能夠?qū)θ加瓦M(jìn)行二次利用，實(shí)現(xiàn)更精確的燃油消耗量計(jì)量。對(duì)于具體的實(shí)現(xiàn)方式，前述方案已經(jīng)做了詳細(xì)的介紹，在此不再贅述。
[0048]相應(yīng)地，本發(fā)明提供了一種挖掘機(jī)測(cè)試系統(tǒng)，如圖5所示，該系統(tǒng)包括接收裝置100、測(cè)試裝置200、第一角度檢測(cè)裝置300、第二角度檢測(cè)裝置400、第三角度檢測(cè)裝置500、以及第四角度檢測(cè)裝置600。第一角度檢測(cè)裝置300，安裝于挖掘機(jī)動(dòng)臂上，用于檢測(cè)挖掘機(jī)動(dòng)臂和挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接點(diǎn)與挖掘機(jī)斗桿和挖掘機(jī)動(dòng)臂連接點(diǎn)之間的連線相對(duì)于水平面的的第一旋轉(zhuǎn)角度θ1;第二角度檢測(cè)裝置400，安裝于挖掘機(jī)斗桿上，用于檢測(cè)挖掘機(jī)斗桿和挖掘機(jī)動(dòng)臂連接點(diǎn)與挖掘機(jī)斗桿和挖掘機(jī)鏟斗連接點(diǎn)之間連線相對(duì)于水平面的第二旋轉(zhuǎn)角度θ2 ;第三角度檢測(cè)裝置500，安裝于挖掘機(jī)鏟斗連桿機(jī)構(gòu)上，用于挖掘機(jī)鏟斗和挖掘機(jī)斗桿的連接點(diǎn)與挖掘機(jī)鏟斗斗齒末端之間的連線相對(duì)于水平面的第三旋轉(zhuǎn)角度Θ 3 ;第四角度檢測(cè)裝置600，安裝于挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上，用于挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相對(duì)下車機(jī)構(gòu)的第四旋轉(zhuǎn)角度θ4。為了計(jì)算燃油消耗量，該系統(tǒng)還可以包括燃油計(jì)量脈沖信號(hào)生成設(shè)備700。
[0049]以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0050]另外需要說(shuō)明的是，在上述【具體實(shí)施方式】中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過(guò)任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對(duì)各種可能的組合方式不再另行說(shuō)明。
[0051]此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開(kāi)的內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種挖掘機(jī)燃油消耗量測(cè)試設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備包括: 接收裝置，用于接收挖掘機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)以及燃油計(jì)量脈沖信號(hào)； 測(cè)試裝置，用于根據(jù)所述挖掘機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算所述挖掘機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡，根據(jù)所述燃油計(jì)量脈沖信號(hào)計(jì)算燃油消耗量，并建立所述挖掘機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡與所述燃油消耗量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系O
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述挖掘機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)包括: 挖掘機(jī)動(dòng)臂和挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接點(diǎn)與挖掘機(jī)斗桿和挖掘機(jī)動(dòng)臂連接點(diǎn)之間的連線相對(duì)于水平面的第一旋轉(zhuǎn)角度Θ 1、挖掘機(jī)斗桿和挖掘機(jī)動(dòng)臂連接點(diǎn)與挖掘機(jī)斗桿和挖掘機(jī)鏟斗連接點(diǎn)之間連線相對(duì)于水平面的第二旋轉(zhuǎn)角度Θ 2、挖掘機(jī)鏟斗和挖掘機(jī)斗桿的連接點(diǎn)與挖掘機(jī)鏟斗斗齒末端之間的連線相對(duì)于水平面的第三旋轉(zhuǎn)角度Θ 3、挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相對(duì)下車機(jī)構(gòu)的第四旋轉(zhuǎn)角度Θ 4、挖掘機(jī)動(dòng)臂和挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接點(diǎn)與挖掘機(jī)斗桿和挖掘機(jī)動(dòng)臂連接點(diǎn)之間的距離Lab、挖掘機(jī)斗桿和挖掘機(jī)動(dòng)臂連接點(diǎn)與挖掘機(jī)斗桿和挖掘機(jī)鏟斗連接點(diǎn)之間的距離Lb。、挖掘機(jī)鏟斗和挖掘機(jī)斗桿的連接點(diǎn)與挖掘機(jī)鏟斗斗齒末端之間的距離Lm、挖掘機(jī)動(dòng) 臂和挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接點(diǎn)的初始高度h、以及鏟斗傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比k。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述測(cè)試裝置還用于根據(jù)下述公式計(jì)算挖掘機(jī)挖掘高度或挖掘機(jī)卸載高度H、以及挖掘機(jī)鏟斗和挖掘機(jī)斗桿的連接點(diǎn)與挖掘機(jī)鏟斗斗齒末端之間的水平距離M:
H=LabX sin Θ「LBCX sin ( θ 2-Θ「180。)-LcdX sin (360。_kX θ 3+θ 2+Θ J+h;
M=LabXcos Θ ^LbcX sin ( θ 2-Θ「180。)-LcdX cos (360。_kX θ 3+θ 2+Θ 丄)； 并根據(jù)所述挖掘機(jī)挖掘高度或挖掘機(jī)卸載高度H、所述挖掘機(jī)鏟斗和挖掘機(jī)斗桿的連接點(diǎn)與挖掘機(jī)鏟斗斗齒末端之間的水平距離M、結(jié)合所述挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相對(duì)下車機(jī)構(gòu)的第四旋轉(zhuǎn)角度θ4計(jì)算出挖掘機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述挖掘機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)包括挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相對(duì)下車機(jī)構(gòu)的第四旋轉(zhuǎn)角度Θ 4，所述測(cè)試裝置還用于按照如下方式計(jì)算挖掘機(jī)工作循環(huán)總數(shù)η4以計(jì)算挖掘機(jī)工作效率: 在所述第四旋轉(zhuǎn)角度Θ 4大于θ X 1.1情況下計(jì)算挖掘機(jī)工作循環(huán)數(shù)nl ； 在所述第四旋轉(zhuǎn)角度θ4小于θ Χ0.95情況下計(jì)算挖掘機(jī)工作循環(huán)數(shù)η2;以及 在所述第四旋轉(zhuǎn)角度θ4大于θ Χ0.95且小于θ X1.1情況下計(jì)算挖掘機(jī)工作循環(huán)數(shù)η3 ； 其中Θ為預(yù)設(shè)的挖掘機(jī)卸料回轉(zhuǎn)角度，n4=n3+ (n2X0.97)+ (nlX1.06)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述測(cè)試裝置還用于在測(cè)試開(kāi)始時(shí)將所述挖掘機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)以及所述燃油計(jì)量脈沖信號(hào)作為初始值存儲(chǔ)，并將該初始值作為零點(diǎn)對(duì)后續(xù)接收的所述挖掘機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)以及所述燃油計(jì)量脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)量。
6.一種挖掘機(jī)燃油消耗量測(cè)試方法，其特征在于，該方法包括: 接收挖掘機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)以及燃油計(jì)量脈沖信號(hào)； 根據(jù)所述挖掘機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算所述挖掘機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡，根據(jù)所述燃油計(jì)量脈沖信號(hào)計(jì)算燃油消耗量，并建立所述挖掘機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡與所述燃油消耗量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述挖掘機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)包括:挖掘機(jī)動(dòng)臂和挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接點(diǎn)與挖掘機(jī)斗桿和挖掘機(jī)動(dòng)臂連接點(diǎn)之間的連線相對(duì)于水平面的第一旋轉(zhuǎn)角度Θ 1、挖掘機(jī)斗桿和挖掘機(jī)動(dòng)臂連接點(diǎn)與挖掘機(jī)斗桿和挖掘機(jī)鏟斗連接點(diǎn)之間連線相對(duì)于水平面的第二旋轉(zhuǎn)角度Θ 2、挖掘機(jī)鏟斗和挖掘機(jī)斗桿的連接點(diǎn)與挖掘機(jī)鏟斗斗齒末端之間的連線相對(duì)于水平面的第三旋轉(zhuǎn)角度Θ 3、挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相對(duì)下車機(jī)構(gòu)的第四旋轉(zhuǎn)角度Θ 4、挖掘機(jī)動(dòng)臂和挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接點(diǎn)與挖掘機(jī)斗桿和挖掘機(jī)動(dòng)臂連接點(diǎn)之間的距離Lab、挖掘機(jī)斗桿和挖掘機(jī)動(dòng)臂連接點(diǎn)與挖掘機(jī)斗桿和挖掘機(jī)鏟斗連接點(diǎn)之間的距離Lb。、挖掘機(jī)鏟斗和挖掘機(jī)斗桿的連接點(diǎn)與挖掘機(jī)鏟斗斗齒末端之間的距離Lm、挖掘機(jī)動(dòng)臂和挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接點(diǎn)的初始高度h、以及鏟斗傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比k。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，該方法還包括: 根據(jù)下述公式計(jì)算挖掘機(jī)挖掘高度或挖掘機(jī)卸載高度H、以及挖掘機(jī)鏟斗和挖掘機(jī)斗桿的連接點(diǎn)與挖掘機(jī)鏟斗斗齒末端之間的水平距離M:
H=LabX sin Θ「LBCX sin ( θ 2-Θ「180。)-LcdX sin (360。_kX θ 3+θ 2+Θ J+h;
M=LabXcos Θ ^LbcX sin ( θ 2-Θ「180。)-LcdX cos (360。_kX θ 3+θ 2+Θ 丄)； 并根據(jù)所述挖掘機(jī)挖掘高度或挖掘機(jī)卸載高度H、所述挖掘機(jī)鏟斗和挖掘機(jī)斗桿的連接點(diǎn)與挖掘機(jī)鏟斗斗齒末端之間的水平距離M、結(jié)合所述挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相對(duì)下車機(jī)構(gòu)的第四旋轉(zhuǎn)角度θ4計(jì)算出挖掘機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡。
9.根據(jù)權(quán)利要求 6所述的方法，其特征在于，所述挖掘機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)包括挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相對(duì)下車機(jī)構(gòu)的第四旋轉(zhuǎn)角度Θ 4 ;該方法還包括按照如下方式計(jì)算挖掘機(jī)工作循環(huán)總數(shù)η4以計(jì)算挖掘機(jī)工作效率: 在所述第四旋轉(zhuǎn)角度Θ 4大于θ X 1.1情況下計(jì)算挖掘機(jī)工作循環(huán)數(shù)nl ； 在所述第四旋轉(zhuǎn)角度θ4小于θ Χ0.95情況下計(jì)算挖掘機(jī)工作循環(huán)數(shù)η2;以及 在所述第四旋轉(zhuǎn)角度θ4大于θ Χ0.95且小于θ X1.1情況下計(jì)算挖掘機(jī)工作循環(huán)數(shù)η3 ； 其中Θ為預(yù)設(shè)的挖掘機(jī)卸料回轉(zhuǎn)角度，n4=n3+ (n2X0.97)+ (η1Χ1.06)。
10.根據(jù)權(quán)利要求5-9任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，該方法還包括: 在測(cè)試開(kāi)始時(shí)將所述挖掘機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)以及所述燃油計(jì)量脈沖信號(hào)作為初始值存儲(chǔ)，并將該初始值作為零點(diǎn)對(duì)后續(xù)接收的所述挖掘機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)以及所述燃油計(jì)量脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)量。
11.根據(jù)權(quán)利要求5-9任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，該方法還包括將發(fā)動(dòng)機(jī)出油口流出的未被消耗而剩余的燃油不記燃油計(jì)量脈沖信號(hào)而直接回流至發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)油口。
12.一種挖掘機(jī)燃油消耗量測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括根據(jù)權(quán)利要求2-5任意一項(xiàng)所述的設(shè)備；該系統(tǒng)還包括: 第一角度檢測(cè)裝置，安裝于挖掘機(jī)動(dòng)臂上，用于檢測(cè)挖掘機(jī)動(dòng)臂和挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接點(diǎn)與挖掘機(jī)斗桿和挖掘機(jī)動(dòng)臂連接點(diǎn)之間的連線相對(duì)于水平面的第一旋轉(zhuǎn)角度Q1 ; 第二角度檢測(cè)裝置，安裝于挖掘機(jī)斗桿上，用于檢測(cè)挖掘機(jī)斗桿和挖掘機(jī)動(dòng)臂連接點(diǎn)與挖掘機(jī)斗桿和挖掘機(jī)鏟斗連接點(diǎn)之間連線相對(duì)于水平面的第二旋轉(zhuǎn)角度θ2 ; 第三角度檢測(cè)裝置，安裝于挖掘機(jī)鏟斗連桿機(jī)構(gòu)上，用于挖掘機(jī)鏟斗和挖掘機(jī)斗桿的連接點(diǎn)與挖掘機(jī)鏟斗斗齒末端之間的連線相對(duì)于水平面的第三旋轉(zhuǎn)角度Θ 3 ；第四角度檢測(cè)裝置，安裝于挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上，用于挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相對(duì)下車機(jī)構(gòu)的第四旋轉(zhuǎn)角度θ4。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括燃油計(jì)量脈沖信號(hào)生成設(shè)備，該燃油計(jì)量脈沖信號(hào)生成設(shè)備包括燃油泵、流量計(jì)以及燃油回流裝置，所述燃油泵的進(jìn)油口與燃油箱的出油口通過(guò)管路連接，所述流量計(jì)的進(jìn)油口與燃油回流裝置的進(jìn)油口通過(guò)管路連接，所述燃油回流裝置通過(guò)管路連接在發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)油口和發(fā)動(dòng)機(jī)的出油口之間，所述燃油回流裝置用于將發(fā)動(dòng)機(jī)出油口流出的燃油送入發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)油口。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述燃油回流裝置包括散熱器，所述燃油回流裝置的進(jìn)油口包括所述發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)油口，所述流量計(jì)的出油口與所述發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)油口通過(guò)管路連接，所述發(fā)動(dòng)機(jī)的出油口與散熱器的第一進(jìn)油口通過(guò)管路連接，所述散熱器的第一出油口與所述流量計(jì)的出油口通過(guò)管路連接。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述燃油泵的出油口還與所述散熱器的第二進(jìn)油口通過(guò)管路連接，所述散熱器的第二出油口與所述燃油箱的進(jìn)油口通過(guò)管路連接。
16.一種挖掘機(jī)，其特征在于，該挖掘機(jī)包括根據(jù)權(quán)利要求12-15任意一項(xiàng)所述的系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】E02F9/00GK103575350SQ201310541704
【公開(kāi)日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月4日
【發(fā)明者】馮坤鵬, 袁治遠(yuǎn), 袁蒙, 吳登虎, 薛莽 申請(qǐng)人:中聯(lián)重科股份有限公司渭南分公司, 中聯(lián)重科股份有限公司