臂架载荷谱数据获取系统及其便携式臂架载荷谱数据获取装置制造方法
【专利摘要】本实用新型保护一种臂架载荷谱数据获取系统及其便携式臂架载荷谱数据获取装置，用于获取工程机械臂架的结构应力载荷谱数据，包括箱体；设置于箱体内用于获取臂架的结构应变值、臂架油缸压力值、臂架的每个臂节的倾角值、工程机械液压系统的液压油温度值、臂架回转角度值以及臂架泵排量值的数据采集装置；设置于箱体内并与数据采集装置连接且用于将数据采集装置获取的结构应变值、臂架油缸压力值、倾角值、液压油温度值、臂架回转角度值以及臂架泵排量值进行存储并实时处理以得到臂架的结构应力载荷谱的数据处理装置；接口模块，用于将数据采集装置与位于箱体外部的数据检测元件连接。本实用新型不仅结构紧凑，占用小空间小，还能方便携带，在实际工作中有利于效率的提高。
【专利说明】臂架载荷谱数据获取系统及其便携式臂架载荷谱数据获取装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种工程机械臂架载荷状态检测【技术领域】，尤其是一种臂架载荷谱数据获取系统及其便携式臂架载荷谱数据获取装置。
【背景技术】
[0002]混凝土泵车等工程机械的臂架在作业过程中因受到多种载荷作用易产生疲劳裂纹，需选取疲劳故障开裂发生频次较高点和应力值较大点，通过试验测试获得所有测点载荷谱。由于混凝土泵车臂架工况繁多，因此，采集混凝土泵车在实际作业过程中臂架应力载荷谱，为臂架疲劳试验提供基本数据，对臂架疲劳分析具有重要意义。
[0003]现有技术采用数据采集装置、逆变电源、计算机等设备构成采集混凝土泵车臂架载荷谱数据的装置对混凝土泵车臂架的应力进行数据采集，但针对不同型号的混凝土泵车采集载荷谱时，均需要临时搭建系统，完成工作后又要拆除系统，搭建和拆除工作繁杂。另夕卜，只有懂这方面的技术的测试工程师才会搭建系统，通用性较差。且现有的获取该混凝土泵车臂架载荷谱数据的装置携带设备繁多、体积大、重量重、搬运不方便，不易于测试工程师携带外出工作。另外，测试工程师一般是前往工地临时搭建载荷谱数据采集系统，容易遗忘或丢失某些小设备，导致系统搭建失败等。
[0004]因此，设计一种方便搭建、拆卸以及携带的获取臂架载荷谱数据的装置以及建立拥有该装置的臂架载荷谱数据获取系统是我们需要考虑的。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的是提供一种便携式臂架载荷谱数据获取装置，通过将所有的获取该臂架载荷谱数据的数据采集装置以及处理该采集装置获取的臂架载荷谱数据的数据处理装置都集成在一个箱体内，该装置不仅功能齐备，且体积小，易拆装，还方便携带，结构简单。
[0006]本实用新型还有一个目的是提供一种具有该便携式臂架载荷谱数据获取装置的臂架载荷谱数据获取系统。该系统不仅建立方便，且接线简单，不易出错。
[0007]为了实现上述目的，本实用新型提供一种便携式臂架载荷谱数据获取装置，用于获取工程机械臂架的结构应力载荷谱数据，包括箱体；数据采集装置，设置于箱体内，数据采集装置用于获取臂架的结构应变值、臂架油缸压力值、臂架的每个臂节的倾角值、工程机械液压系统的液压油温度值、臂架回转角度值以及臂架泵排量值；数据处理装置，设置于箱体内并与数据采集装置连接，数据处理装置用于将数据采集装置获取的结构应变值、臂架油缸压力值、倾角值、液压油温度值、臂架回转角度值以及臂架泵排量值进行存储并实时处理以得到臂架的结构应力载荷谱；电源模块，用于分别向数据采集装置和数据处理装置供电；接口模块，用于将数据采集装置与位于箱体外部的数据检测元件连接；以及显示器，枢转地设置于箱体上，用于实时显示数据处理装置存储的数据及/或处理得到的臂架的结构应力载荷谱。
[0008]优选地，箱体包括枢转地设置于前方的前面板，数据采集装置包括在前面板打开之后暴露于箱体外部的用于扩充数据采集通道数量的扩展槽。
[0009]优选地，接口模块设在箱体的侧面，箱体上相对于接口模块的另一侧面还设有冷却风扇。
[0010]优选地，箱体包括本体及设置于本体上的翻转式的箱盖，显示器安装于箱盖内。
[0011]优选地，箱体的本体包括上下设置的第一盒体及第二盒体，数据采集装置安装于第一盒体内，数据处理装置与电源模块安装于第二盒体内。
[0012]优选地，第二盒体包括相互独立的第一空间和第二空间，第一空间内安装有数据采集装置，第二空间内安装有电源模块，第一空间比第二空间更远离接口模块，且第二盒体上还设有与第一空间及第二空间相互独立的第三空间，第三空间比第二空间更靠近接口模块。
[0013]本实用新型还提供一种臂架载荷谱数据获取系统，包括该一种便携式臂架载荷谱数据获取装置与数据检测元件，数据检测元件包括:应变计，用于检测结构应变值；压力传感器，用于检测油缸压力值；倾角传感器，用于检测倾角值；温度计，用于检测液压油温度值；回转编码器，用于检测回转角度值；以及流量计，用于检测泵排量值，且倾角传感器、温度计、回转编码器及流量计通过CAN总线将其检测到的对应的信号传送给数据采集装置。
[0014]优选地,接口模块包括与应变计连接的至少一排第一接口，与压力传感器连接的至少一排第二接口，与CAN总线连接的至少一排第三接口。
[0015]优选地，每一排第一接口包括至少一个第一接口，每一排第二接口包括至少一个第二接口，每一排第三接口包括至少四个第三接口。
[0016]优选地，接口模块还包括USB接口，以及与电源模块连接的电源接口和电源开关。
[0017]根据本实用新型的技术方案，通过将用于获取臂架的结构应变值、臂架油缸压力值、臂架的每个臂节的倾角值、工程机械液压系统的液压油温度值、臂架回转角度值以及臂架泵排量值的数据采集装置以及数据采集装置连接，且将数据采集装置获取的结构应变值、臂架油缸压力值、倾角值、液压油温度值、臂架回转角度值以及臂架泵排量值进行存储并实时处理以得到臂架的结构应力载荷谱的数据处理装置、电源模块、接口模块以及显示器集成设在一个箱体内，且将箱体分设成两个盒体，将数据采集装置与数据处理装置、电源模块分别安装在两个盒体内，使得本实用新型不仅结构紧凑，占用小空间小，还能方便携带，在实际工作中有利于效率的提闻。
[0018]本实用新型的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0020]图1是本实用新型一实施例中便携式臂架载荷谱数据获取装置的打开状态的结构示意图；
[0021]图2是图1所示的便携式臂架载荷谱数据获取装置的闭合状态的结构示意图；
[0022]图3是图1所示的便携式臂架载荷谱数据获取装置的右视图。【具体实施方式】
[0023]以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，本实用新型中所说的显示器、键盘、数据采集装置、电源模块、数据处理装置、电线零部件均是采用现有技术中已有的元件，因此，图中并未示出，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0024]混凝土泵车等工程机械在作业过程中受到多种载荷作用下易产生疲劳裂纹，需选取疲劳故障开裂发生频次较高点和应力值较大点，通过试验测试获得所有测点载荷谱。因为混凝土泵车臂架工况繁多，获取泵车臂架疲劳载荷谱对臂架疲劳分析具有重要意义。采集泵车在实际作业过程中臂架应力载荷谱，为臂架疲劳试验提供基本数据。
[0025]如图1所示，本实用新型提供一种便携式臂架载荷谱数据获取装置，其适应于工程机械上用于分析疲劳故障开裂发生频次较高的位置处的应力载荷谱。本实施例中，所述工程机械为混凝土泵车，因为混凝土泵车臂架工况繁多，获取泵车臂架疲劳载荷谱对臂架疲劳分析具有重要意义。该便携式臂架载荷谱数据获取装置包括箱体1，该箱体I内集成设置有用于获取臂架的结构应变值、臂架油缸压力值、臂架的每个臂节的倾角值、工程机械液压系统的液压油温度值、臂架回转角度值以及臂架泵排量值的数据采集装置；设置于箱体I内并与该数据采集装置连接，且用于将数据采集装置获取的结构应变值、臂架油缸压力值、倾角值、液压油温度值、臂架回转角度值以及臂架泵排量值进行存储并实时处理以得到臂架的结构应力载荷谱的数据处理装置；分别向数据采集装置和数据处理装置供电的电源模块；将数据采集装置与位于箱体I外部的数据检测元件连接的接口模块9以及枢转地设置于箱体I上，用于实时显示数据处理装置存储的数据及/或处理得到的臂架的结构应力载荷谱的显示器。通过将数据采集装置、数据处理装置、电源模块、接口模块和显示器集成在一个箱体内，相比现有技术不仅功能齐备，且结构紧凑体积小，易携带。
[0026]为了满足对不同节数的臂架或需要对不同数据进行获取，需要根据实际工况的需求来连接该臂架载荷谱数据装置，因此，在该数据采集装置上设置有用于扩充数据采集通道数量的扩展槽，且为了进步一步保护该扩展槽在非工况下使用时的安全性，在该箱体I上的前方枢转地设有可打开和关闭该扩展槽与箱体I外部接触的前面板，当打开该前面板后，该扩展槽就暴露在箱体外了，方便操作人员能够快速地接线。这里需要说明的是，该扩展槽是可以根据预先知晓的实际工况随意更换的，箱体的前方指的是如图1所示，该便携式臂架载荷谱数据装置在实际使用过程中靠近操作人员面对显示器时的一方。
[0027]为了保护显示器在工况下不受周边环境的影响，需要在该箱体I上设有有可翻转式的箱盖111，将该显示器安装在该箱盖111内，不仅使得该箱体结构简单，且相比现有技术，结构显得更加紧凑，尤其将显示器安装在可打开和关闭的箱盖上，不仅节约了箱体内的空间，而且在本装置采集完所需的工作数据后，直接将箱盖关闭，无需再将显示器取出，方便本装置在转换工作场地时一起携带。这里需要说明的是，该显示器可以通过粘接或螺栓等其他固定方式固定在箱盖上，也可以通过内置在箱盖所开设的槽内。
[0028]为了将显示器、数据采集装置、电源模块、数据处理装置、电线等其他零部件分别更好的集成安装在箱体内，该箱体I包括上下设置的第一盒体11及第二盒体12，且该数据采集装置安装在该第一盒体11内，该数据处理装置和电源模块安装在该第二盒体12内。与此同时，在箱体I的侧面还安装有接口模块9。
[0029]为了使得将采集装置和电源模块等其他元件更加紧凑的安装在第二盒体内，这里需要对第二盒体的具体结构进行说明，如图1所示，该第二盒体12包括相互独立的第一空间121和第二空间122，该第一空间121内安装有该数据采集装置，该第二空间122内安装有该电源模块，该第一空间121相比第二空间122更远离该接口模块9。由于该采集混凝土泵车臂架载荷谱数据的装置在实际使用过程中需要将电源模块、数据采集装置以及显示器和键盘等其他元件需要通过电路与接口模块9连接，为了方便组装，提高安装的准确性，防止各元件的组装时丢失，优选地，还可以在该第二盒体12上设有与该第一空间121和第二空间122相互独立的用于放置连接电路的零件的第三空间123，该第三空间123相比第二空间122更靠近该接口模块9，且该第二空间122位于该第一空间111和该第三空间123之间。
[0030]通过将第二盒体划分为三个相互独立的空间，这样就可以将电源模块、数据采集装置以及两者、显示器、键盘等其他元件与该接口模块连接的电线分别置于不同的空间内，这样不仅显得结构紧凑，方便接线，还能够防止因接线复杂而出现线路混搭而出现的设备无法正常使用的情况，同时，在出现上述情况也能很快速地找出接线的问题所在。另外，为了方便根据不同场地对数据采集装置的要求，连接在数据处理装置的接线槽是可以根据采集不同数据的种类的多少而更换的。
[0031 ] 为了防止数据采集装置在运行过程中发热而烧坏，如图2所示，优选地，在该箱体I上远离安装有接口模块9的一侧的另一侧面设有冷却风扇2。
[0032]这里需要说明的是，为了保证本实用新型在非工作状态下不受灰尘对电器元件的影响，在第一空间121、第二空间122和第三空间123上还分别设有对应的可打开和关闭的门板(图中未示 出)，有利于本实用新型不工作时，保证电器元件不受灰尘的影响而发生设备故障的问题。
[0033]本实用新型还提供一种具有该便携式臂架载荷谱数据装置的臂架载荷谱数据获取系统，还包括该数据检测元件，该数据检测元件包括用于检测结构应变值的应变计；用于检测油缸压力值的压力传感器；用于检测倾角值的倾角传感器；用于检测液压油温度值的温度计；用于检测回转角度值的回转编码器以及用于检测泵排量值的流量计，且倾角传感器、温度计、回转编码器及流量计通过CAN总线将其检测到的对应的信号传送给数据采集
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[0034]为了体现检测元件与数据采集装置之间的连接关系，这里需要对接口模块的具体机构进行详细的说明，如图3所示，接口模块9包括至少一排与应变计连接的第一接口 20，至少一排与该压力传感器连接的第二接口 21，至少一排与CAN总线连接的第三接口 22。
[0035]根据实际工况的需求，可以对应变计、压力传感器以及倾角传感器、温度计、回转编码器和流量计的数量进行多个并排设计，该第一接口 20可以包括多排且相互平行设计在接口模块9上，且该第一接口 20的数量应该包括至少一个；该第二接口 21可以包括多排且相互平行设计在接口模块9上，且该第二接口 21的数量应该包括至少一个；该第三接口22可以包括多排且相互平行设计在接口模块9上，且同一排的第三接口 22的数量应该包括至少四个，一个用于连接倾角传感器、一个用于连接温度计、一个用于回转编码器和一个用于流量计；为了将形成的臂架载荷谱从该便携式臂架载荷谱数据装置中转移出来，该接口模块9还包括用于将数据处理装置处理好的数据拷贝出来的USB接口 23，以及与电源模块连接的电源接口 24和电源开关25。
[0036]结合本实用新型的【具体实施方式】来说明本实用新型的工作原理，如图1、图2和图3所示，在该箱体I的箱盖111上还可以设有一个方便提拉该装置的把手(图中未示出)。当操作人员接到需要去施工场地采集混凝土泵车臂架载荷谱数据的任务时，直接通过手提把手(图中未示出)，将本实用新型所说的装置携带进入施工场地，先将数据采集装置通过接口模块9与应变计、压力传感器、倾角传感器、温度计、回转编码器以及流量计电连接，且电源模块、系统电源和数据处理装置与接口模块9连接好后，打开箱盖111，关闭系统总电源开关25，数据采集装置开始采集数据直至完毕后，在通过数据处理装置进行处理。当整个任务完成后，关闭系统电源开关25，拔掉所有与接口模块9相连的电线，将所有的电线放置在第三空间131内，关闭箱盖111，手提把手(图中未示出)携带本装置出施工场地。
[0037]以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
[0038]另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，而不限于权利要求书中各项权利要求的引用关系。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0039]此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
【权利要求】
1.一种便携式臂架载荷谱数据获取装置，用于获取工程机械臂架的结构应力载荷谱数据，其特征在于，包括箱体(1)； 数据采集装置，设置于所述箱体(1)内，所述数据采集装置用于获取所述臂架的结构应变值、臂架油缸压力值、所述臂架的每个臂节的倾角值、所述工程机械液压系统的液压油温度值、臂架回转角度值以及臂架泵排量值； 数据处理装置，设置于所述箱体(1)内并与所述数据采集装置连接，所述数据处理装置用于将所述数据采集装置获取的结构应变值、臂架油缸压力值、倾角值、液压油温度值、臂架回转角度值以及臂架泵排量值进行存储并实时处理以得到所述臂架的结构应力载荷谱； 电源模块，用于分别向所述数据采集装置和所述数据处理装置供电； 接口模块(9)，用于将所述数据采集装置与位于所述箱体(1)外部的数据检测元件连接；以及 显示器，枢转地设置于所述箱体(1)上，用于实时显示所述数据处理装置存储的数据及/或处理得到的所述臂架的结构应力载荷谱。
2.根据权利要求1所述的便携式臂架载荷谱数据获取装置，其特征在于，所述箱体(1)包括枢转地设置于前方的前面板，所述数据采集装置包括在所述前面板打开之后暴露于箱体(1)外部的用于扩充数据采集通道数量的扩展槽。
3.根据权利要求1所述的便携式臂架载荷谱数据获取装置，其特征在于，所述接口模块(9 )设在所述箱体(1 )的侧面，所述箱体(1)上相对于所述接口模块(9 )的另一侧面还设有冷却风扇(2)。
4.根据权利要求3所述的便携式臂架载荷谱数据装置，其特征在于，所述箱体(1)包括本体(112 )及设置于所述本体(112 )上的翻转式的箱盖(111)，所述显示器安装于所述箱盖(111)内。
5.根据权利要求4所述的便携式臂架载荷谱数据获取装置，其特征在于，所述箱体(1)的本体包括上下设置的第一盒体(11)及第二盒体(12)，所述数据采集装置安装于所述第一盒体(11)内，所述数据处理装置与所述电源模块安装于所述第二盒体(12)内。
6.根据权利要求5所述的便携式臂架载荷谱数据获取装置，其特征在于，所述第二盒体(12)包括相互独立的第一空间(121)和第二空间(122)，所述第一空间(121)内安装有所述数据采集装置，所述第二空间(122)内安装有所述电源模块，所述第一空间(121)比所述第二空间(122)更远离所述接口模块(9)，且所述第二盒体(12)上还设有与所述第一空间(121)及所述第二空间(122)相互独立的第三空间(123)，所述第三空间(123)比所述第二空间(122 )更靠近所述接口模块(9 )。
7.一种臂架载荷谱数据获取系统，其特征在于，包括权利要求1-6任意一项所述的一种便携式臂架载荷谱数据获取装置与所述数据检测元件，所述数据检测元件包括: 应变计，用于检测所述结构应变值； 压力传感器，用于检测所述油缸压力值； 倾角传感器，用于检测所述倾角值； 温度计，用于检测所述液压油温度值； 回转编码器，用于检测所述回转角度值；以及流量计，用于检测所述泵排量值，且所述倾角传感器、温度计、回转编码器及流量计通过CAN总线将其检测到的对应的信号传送给所述数据采集装置。
8.根据权利要求7所述的一种臂架载荷谱数据获取系统，其特征在于，所述接口模块(9)包括与所述应变计连接的至少一排第一接口(20)，与所述压力传感器连接的至少一排第二接口(21)，与所述CAN总线连接的至少一排第三接口(22)。
9.根据权利要求8所述的一种臂架载荷谱数据获取系统，其特征在于，每一排第一接口(20)包括至少一个第一接口，每一排第二接口包括至少一个第二接口(21)，每一排第三接口( 22 )包括至少四个第三接口。
10.根据权利要求9所述的一种臂架载荷谱数据获取系统，其特征在于，所述接口模块(9)还包括USB接口(23)，以及与所述电源模块连接的电源接口(24)和电源开关(25)。
【文档编号】G01L1/00GK203657939SQ201420010757
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年1月8日 优先权日:2014年1月8日
【发明者】周佩泉, 张培红 申请人:中联重科股份有限公司