专利名称：一种接地比压测试装置及其测试方法
技术领域：
本发明主要涉及工程机械的接地比压测试领域，具体地说，涉及一种接地比压测试装置，以及该接地比压测试装置的测试方法。
背景技术：
接地比压是工程机械如履带起重机、挖掘机等产品设计的一个关键设计参数。以履带起重机为例，接地比压数值的大小一方面决定了履带起重机的使用范围，另一方面也决定了履带起重机施工现场地基处理的要求。现有技术中，履带起重机接地比压的获得方法主要有理论计算法和轮胎接地反力测试法两种。对于理论计算法，其结果完全依靠理论公式，并没有任何一种试验方法和装置可以验证理论计算的准确性；若接地比压计算不准确，过高或过低均会影响施工现场的地基处理。如果测试结果相对于实际过低，造成地基处理不符合要求，有可能出现履带起重机安全事故，导致极大的人员及财产损失；而如果测试结果过高，则可能造成地基处理过强，增加现场施工的时间和成本。对于轮胎接地反力测试法，其是将压力传感器深埋于地基中，破坏调试场地基，不值得借鉴。此外，由于压力传感器埋植难度较大，一般仅采用少量几个压力传感器(如3个)，接地比压的测试精度和准确性也不高。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种接地比压测试装置，可以避免对调试场地基进彳T破坏。本发明的接地比压测试装置，包括箱体，所述箱体包括底板、侧板和顶板，所述侧板位于所述底板和顶板之间，所述底板上设置有压力传感器，所述压力传感器的上表面贴合所述顶板的下表面，所述压力传感器用于检测作用于所述顶板上的压力。进一步地，所述压力传感器为圆柱形结构，所述底板上设置有圆筒形的固定套，所述压力传感器套装于所述固定套内。进一步地，所述压力传感器的底部和所述底板上均设置有第一螺孔，穿过所述第一螺孔的第一螺钉将所述压力传感器和所述底板固定连接。进一步地，所述压力传感器的数量为多个，规则地设置于所述底板上，形成AXB的点阵排列，其中A为大于等于I的正整数，B为大于等于3的正整数。进一步地，所述顶板的下表面设置平行的第一立板和第二立板，所述侧板卡合于所述第一立板和第二立板之间，所述侧板、第一立板和第二立板上均设置有第二螺孔，穿过所述第二螺孔的第二螺钉将所述顶板和所述侧板固定连接。进一步地，所述顶板由并列设置的多块组成。进一步地，所述箱体内设置有多个横向和纵向交错的内筋板，所述内筋板将所述箱体划分为多个格区，部分或全部所述格区内设置有所述压力传感器。进一步地，所述内筋板的上表面与所述压力传感器的上表面等高。本发明的另一个方面，还提供一种接地比压测试方法，包括以下步骤将前述的接地比压测试装置和与其等高的路基箱平铺于地基上；被测设备行走于所述顶板和所述路基箱上方；所述箱体内的压力传感器向控制器发送压力信号；所述控制器根据所述压力信号，进行逻辑处理并计算被测设备的接地比压。进一步地，多个所述压力传感器的连线形成一列，所述被测设备的行走方向与所述压力传感器的连线方向垂直。本发明将多个压力传感器设置于箱体内，在接地比压测试时将箱体与路基箱平铺于地基上，可实时得到工程机械行走过程中的接地比压分布情况。与现有技术相比，本发明采用专用的箱体安装压力传感器，不需要将压力传感器深埋于调试场地基下，避免了对调试场地基的破坏；而且，在压力传感器出现故障时，可以方便地对箱体和压力传感器进行拆卸、检修和更换，使用起来十分方便。此外，由于压力传感器在箱体上安装方便，在本发明优选实施例中，可以根据需要规则地装配较多压力传感器，并形成AXB的点阵排列，因此能提高接地比压的测量精度和准确性，一方面为接地比压理论计算提供了验证依据，另一方面也为施工现场的地基处理提供了测试依据。因此，本发明不仅可避免因现场地基处理不满足要求，出现履带起重机安全事故的问题，而且也可避免因现场地基处理过强，增加施工成本的问题。
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图1是本发明一实施例的接地比压测试装置的结构示意图；图2是图1中A区域的放大图；图3是本发明另一实施例的接地比压测试装置的结构示意图；图4是履带起重机在调试场的测试状态图；图5是本发明接地比压测试方法的原理图。附图标记说明底板-11侧板-12顶板-13内筋板-14压力传感器_2固定套_3第一螺钉_41第二螺钉-42第一立板-1a第二立板-1b路基箱_5被测设备-具体实施例方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。图1所示是本发明一实施例的接地比压测试装置的结构示意图。该实施例的接地比压测试装置包括箱体和位于其内的压力传感器2，箱体包括如图1所示的底板11、侧板12和顶板13,侧板12位于底板11和顶板13之间,底板11、侧板12和顶板13围成箱形结构，优选围成长方体结构。箱体作为安装压力传感器2的骨架，一方面保护位于其内的压力传感器2，另一方面，在接地比压测试过程中，起到支撑位于其上的被测设备6的作用。该压力传感器2设置于底板11上，压力传感器2的上表面贴合顶板13的下表面，压力传感器2用于检测作用于顶板13上的压力。在被测工程车辆行走于该顶板13上时，所承受的压力通过顶板13传递至压力传感器2，以便于压力传感器2的检测。该压力传感器2可以具有多种可能的结构，优选该压力传感器2为现有技术中常见的圆柱形结构，为了将压力传感器2的径向固定约束，该实施例的接地比压测试装置还包括圆筒形的固定套3，该固定套3设置于底板11上，压力传感器2套装于固定套3内。该固定套3可以焊接于底板11上。进一步地，优选压力传感器2和底板11之间可拆卸地连接，在压力传感器2的底部和底板11上均设置有第一螺孔，穿过第一螺孔的第一螺钉41将压力传感器2和底板11固定连接，从而便于压力传感器2的安装、拆卸、检修和更换。压力传感器2的数量可以为一个或多个。为了提高测试精度，获得更多的测试点，优选压力传感器2的数量为多个，并规则地设置于底板11上，形成AXB的点阵排列，其中A为大于等于I的正整数，B为大于等于3的正整数。在图1所示的实施例中，A = 4，B = 10，即设置有4排10列共计40个压力传感器
2。与图1不同的是，在图3所示的实施例中，A = LB = 10，即设置有I排10列共计10个压力传感器2。应当清楚，A和B还可以为其它多种可能的数量，本发明并不受限于此。箱体的侧板12可以采用焊接等方式固定安装于底板11上，此外，为了便于拆卸，顶板13与侧板12之间可以通过螺接等方式可拆卸地连接。作为一种优选实施方式，如图2所示，顶板13的下表面设置平行的第一立板Ia和第二立板lb，侧板12卡合于第一立板Ia和第二立板Ib之间,侧板12、第一立板Ia和第二立板Ib上均设置有第二螺孔,穿过第二螺孔的第二螺钉42将顶板13和侧板12固定连接。第一立板Ia和第二立板Ib之间的距离与侧板12的厚度对应。更优选地，顶板13由并列设置的多块组成，相对于一整块结构的顶板13而言，位于各块顶板13下方的压力传感器2受力更加均衡，更能准确反映位于其上的被测设备6的接地比压。优选各块顶板13的两个端部的下表面均设置有前述第一立板Ia和第二立板Ib,便于定位和安装。在图1和图3所示的实施例中，顶板13纵向设置，其数量为10，即与AXB的点阵排列中的B的数量相同。应当清楚，在顶板13横向设置，其数量为A时，同样能够实现本发明的技术效果。为了加强箱体的强度和刚度，在图1和图3所示的实施例中，箱体内还设置有多个横向和纵向交错的内筋板14，内筋板14将箱体划分为多个格区，部分或全部格区内设置有压力传感器2。在图1所示的实施例中，各格区内均设置有压力传感器2 ;而在图3所示的实施例中，仅在其中一列格区中设置有压力传感器2。优选在接地比压测试时，内筋板14也承受位于其上的被测设备6的压力，该内筋板14的上表面与压力传感器2的上表面等高，即该内筋板14的上表面与顶板13的下表面贴合。参考图4和图5，前述实施例的接地比压测试装置的测试方法可以包括以下步骤
步骤1:将前述实施例的接地比压测试装置和与其等高的路基箱5平铺于地基上。参考图3，接地比压测试装置仅设置有一组(即一个箱体)，路基箱5可设置有多组。步骤2 :被测设备6行走于顶板13和路基箱5上方。以履带起重机为例，需要设置左右两组路基箱5，履带起重机的左右履带行走于由顶板13和路基箱5组成的测试平台上。步骤3 :箱体内的压力传感器2向控制器发送压力信号。当履带起重机的履带板经过顶板13时，压力传感器2检测到压力信号，同时将各压力信号发送至控制器。步骤4 :控制器根据压力信号，进行逻辑处理并计算被测设备6的接地比压。如图5所示，控制器还可连接电脑，通过电脑数据处理软件处理，即可实时得到接地比压分布数据及接地比压分布云图，直观地显示出履带起重机接地比压分布情况。为了保证测量数据的准确性，最好保证每块履带板都经过接地比压测试装置，为提高测试效率，多个压力传感器2的连线形成一列，优选履带起重机的行走方向与压力传感器2的连线方向垂直。在图4所示的实施例中，压力传感器2的长度方向即为AXB的点阵排列中B个传感器的连线方向。应当清楚，除了履带起重机以外，本发明的接地比压测试装置还可以用于如挖掘机等多种可能的设备的测试。综上所述，本发明前述实施例采用专用的箱体安装压力传感器2，不需要将压力传感器2深埋于调试场地基下，避免了对调试场地基的破坏；而且，在压力传感器2出现故障时，可以方便地对箱体和压力传感器2进行拆卸、检修和更换，使用起来十分方便。此外，前述实施例压力传感器2在箱体上安装方便，可以根据需要规则地装配较多压力传感器2，并形成AXB的点阵排列，因此能提高接地比压的测量精度和准确性。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种接地比压测试装置，其特征在于，包括箱体，所述箱体包括底板(11)、侧板(12)和顶板(13)，所述侧板(12)位于所述底板(11)和顶板(13)之间，所述底板(11)上设置有压力传感器(2)，所述压力传感器(2)的上表面贴合所述顶板(13)的下表面，所述压力传感器(2 )用于检测作用于所述顶板(13 )上的压力。
2.根据权利要求1所述的接地比压测试装置，其特征在于，所述压力传感器(2)为圆柱形结构，所述底板(11)上设置有圆筒形的固定套(3)，所述压力传感器(2)套装于所述固定套(3)内。
3.根据权利要求2所述的接地比压测试装置，其特征在于，所述压力传感器(2)的底部和所述底板(11)上均设置有第一螺孔，穿过所述第一螺孔的第一螺钉(41)将所述压力传感器(2 )和所述底板(11)固定连接。
4.根据权利要求1所述的接地比压测试装置，其特征在于，所述压力传感器(2)的数量为多个，规则地设置于所述底板(11)上，形成AXB的点阵排列，其中A为大于等于I的正整数，B为大于等于3的正整数。
5.根据权利要求1所述的接地比压测试装置，其特征在于，所述顶板(13)的下表面设置平行的第一立板(Ia)和第二立板(lb)，所述侧板(12)卡合于所述第一立板(Ia)和第二立板(Ib)之间，所述侧板(12)、第一立板(Ia)和第二立板(Ib)上均设置有第二螺孔，穿过所述第二螺孔的第二螺钉(42)将所述顶板(13)和所述侧板(12)固定连接。
6.根据权利要求1-5任一项所述的接地比压测试装置，其特征在于，所述顶板(13)由并列设置的多块组成。
7.根据权利要求1-5任一项所述的接地比压测试装置，其特征在于，所述箱体内设置有多个横向和纵向交错的内筋板( 14)，所述内筋板(14)将所述箱体划分为多个格区，部分或全部所述格区内设置有所述压力传感器(2)。
8.根据权利要求6所述的接地比压测试装置，其特征在于，所述内筋板(14)的上表面与所述压力传感器(2)的上表面等高。
9.一种接地比压测试方法，其特征在于，包括以下步骤: 将权利要求1-8任一项所述的接地比压测试装置和与其等高的路基箱(5)平铺于地基上； 被测设备(6)行走于所述顶板(13)和所述路基箱(5)上方； 所述箱体内的压力传感器(2)向控制器发送压力信号； 所述控制器根据所述压力信号，进行逻辑处理并计算被测设备(6 )的接地比压。
10.根据权利要求9所述的接地比压测试方法，其特征在于，多个所述压力传感器(2)的连线形成一列，所述被测设备(6)的行走方向与所述压力传感器的连线方向垂直。
全文摘要
本发明公开了一种接地比压测试装置及其测试方法。该接地比压测试装置包括箱体，所述箱体包括底板、侧板和顶板，所述侧板位于所述底板和顶板之间，所述底板上设置有压力传感器，所述压力传感器的上表面贴合所述顶板的下表面，所述压力传感器用于检测作用于所述顶板上的压力。本发明采用专用的箱体安装压力传感器，具有使用方便、便于检修、测量精度高等优点，可用于履带起重机等多种设备的接地比压测试。
文档编号G01M99/00GK103076193SQ20121057873
公开日2013年5月1日 申请日期2012年12月27日 优先权日2012年12月27日
发明者王宝玉, 张晴雯, 孙正茂, 廖建国 申请人:三一重工股份有限公司