一种推耙机推耙铲姿态参数确定方法与流程

本发明属于工程机械测试技术领域，确切地说是一种推耙机推耙铲姿态参数确定方法。

背景技术：

推耙机主要用于港口散装物料的清舱、平舱工作,也可用于电厂、码头松散物料的推耙作业。推耙机与推土机相似，但作业功能比推土机多，既可将物料向前推，也可向后耙。推耙机工作装置包括推耙铲、铲架和液压缸，液压缸用于实现推耙铲的升降和旋转。驾驶员通过操作手柄调整进入液压缸的油量，实现对推耙铲的升降和旋转的控制。推耙铲的姿态参数包括推耙角、推耙铲高度、推耙机工作装置的水平长度。推耙角用于确定推耙铲的切入角，推耙铲高度用于确定推耙铲的切入量。另外，当推耙机用于清舱时，可根据高度控制推耙铲的下降速度，从而既能保证作业效率又能避免推耙铲撞击船舱底面对液压缸造成的损坏。由于船舱内工作场地较小，推耙铲经常碰撞舱壁，容易损坏液压缸，若在推耙机上设置距离传感器，则确定出推耙机工作装置的水平长度，即可确定出推耙铲距离舱壁的距离，避免推耙铲碰撞舱壁对液压缸造成的损坏。

推耙机作业过程中，驾驶员需要根据物料松散度、推耙方式、作业阶段的不同适时地调整推耙角和推耙铲高度，推耙机工作装置的水平长度也随之改变。目前，驾驶员是通过肉眼观察来调整推耙铲姿态的，由于受视角、环境等因素的影响，很难准确判断出推耙铲的姿态，往往需要频繁的进行调整，容易造成驾驶员疲劳、作业效率低等问题。若能实时准确确定出推耙铲的姿态参数，则驾驶员能够及时根据参数值对推耙铲姿态进行调整，有效减轻劳动强度，提高作业效率，降低燃油消耗。但由于推耙铲的作业环境非常恶劣，导致无法在推耙铲上直接布置高度和角度传感器。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种推耙机推耙铲姿态参数确定方法，以解决现有技术的不足。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：包括如下步骤：

①、测出旋转液压缸(2)的伸长量；

②、测出提升液压缸(3)的伸长量；

③、推导出推耙角计算公式；

④、推导出推耙铲高度计算公式；

⑤、推导出推耙机工作装置的水平长度计算公式；

⑥、将推导出的推耙铲的姿态参数推耙角计算公式、推耙铲高度计算公式和推耙机工作装置的水平长度计算公式分别写入到电子控制单元中，电子控制单元通过位移传感器1实时采集旋转液压缸2的伸长量和提升液压缸3的伸长量，然后将液压缸伸长量信号发送到电子控制单元中进行数据运算，最后电子控制单元将运算出的推耙铲的姿态参数推耙角、推耙铲高度和推耙机工作装置的水平长度输出到驾驶室显示屏上进行实时显示。

为进一步实现本发明的目的，还可以采用以下技术方案：所述旋转液压缸2伸长量由设置在旋转液压缸2上的位移传感器1测出，提升液压缸3伸长量由设置在提升液压缸3上的位移传感器1测出。

所述的推耙角α由几何关系推导出公式为：

α＝θ+θ′

其中，推耙铲绕铰点D转动的角度为推耙铲转角θ，铲架绕铰点A转动的角度为铲架转角θ′，l_max为旋转液压缸2的最大伸长量，l_min为旋转液压缸2的最小伸长量，θ_max为旋转液压缸2从最大伸长量l_max收缩到最小伸长量l_min的推耙铲转角，A为铲架与推耙机机架的铰点，B为提升液压缸3与推耙机机架的铰点，C为提升液压缸3与铲架的铰点，l_max、l_min、θ_max、AB、AC均为常量，l为旋转液压缸2的实时伸长量，l′为提升液压缸3的实时伸长量。

所述的推耙铲高度h由几何关系推导出公式为：

其中，D为推耙铲与铲架的铰点，E为推耙铲的下角点，AT、DX平行于履带底面，AD、DE、均为常量。

所述的推耙机工作装置的水平长度L由几何关系推导出公式为：

其中，

F为推耙铲的前角点，G为推耙铲的上角点，FY垂直于履带底面，DG、DF、DE、均为常量。

本发明的优点在于：本发明克服了现有推耙机推耙铲姿态参数确定方面的不足，提出一种推耙机推耙铲姿态参数确定方法，本发明能够准确确定出推耙铲的姿态参数，并实时显示在推耙机驾驶室显示屏上，有效减轻劳动强度，提高作业效率，降低燃油消耗。

附图说明

图1是推耙机结构简图；图2是推耙机工作装置的机构简图；图3是电子控制单元的数据计算流程图。

附图标记：1位移传感器 2旋转液压缸 3提升液压缸 4履带底面。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。

本发明所述的一种推耙机推耙铲姿态参数确定方法，如图1和图2所示，

①、测出旋转液压缸2的伸长量；

②、测出提升液压缸3的伸长量；

③、推导出推耙角计算公式；

④、推导出推耙铲高度计算公式；

⑤、推导出推耙机工作装置的水平长度计算公式；

⑥、将推导出的推耙铲的姿态参数推耙角计算公式、推耙铲高度计算公式和推耙机工作装置的水平长度计算公式分别写入到电子控制单元中，电子控制单元通过位移传感器1实时采集旋转液压缸2的伸长量和提升液压缸3的伸长量，然后将液压缸伸长量信号发送到电子控制单元中进行数据运算，最后电子控制单元将运算出的推耙铲的姿态参数推耙角、推耙铲高度和推耙机工作装置的水平长度输出到驾驶室显示屏上进行实时显示。

所述旋转液压缸2伸长量由设置在旋转液压缸2上的位移传感器1测出，提升液压缸3伸长量由设置在提升液压缸3上的位移传感器1测出。

所述的推耙角α，如图2所示，作辅助线AC，由几何关系推导出推耙角α的公式为：

α＝θ+θ′

其中，推耙铲绕铰点D转动的角度为推耙铲转角θ，铲架绕铰点A转动的角度为铲架转角θ′，l_max为旋转液压缸2的最大伸长量，l_min为旋转液压缸2的最小伸长量，θ_max为旋转液压缸2从最大伸长量l_max收缩到最小伸长量l_min的推耙铲转角，A为铲架与推耙机机架的铰点，B为提升液压缸3与推耙机机架的铰点，C为提升液压缸3与铲架的铰点，l_max、l_min、θ_max、AB、AC均为常量，l为旋转液压缸2的实时伸长量，l′为提升液压缸3的实时伸长量。

所述的推耙铲高度h，如图2所示，作辅助线DE，由几何关系推导得出推耙铲高度h的公式为：

其中，E为推耙铲的下角点，AT、DX平行于履带底面，AD、DE、均为常量。

所述的推耙机工作装置的水平长度L，如图2所示，作辅助线DF、DG，则由几何关系推导得出推耙机工作装置的水平长度L的公式为：

其中，

DG、DF、DE、均为常量，α可由公式(1)确定出，

电子控制单元的计算流程如图3所示，推耙机启动后，电子控制单元首先通过位移传感器1采集旋转液压缸2的伸长量信号l和提升液压缸3的伸长量信号l′，电子控制单元根据伸长量信号l和l′计算出推耙角α；若则推耙铲高度h＝h₁，否则推耙铲高度h＝h₂；若α≤0°，则推耙机工作装置的水平距离L＝L₁，否则继续进行判断，若则推耙机工作装置的水平距离L＝L₂，否则推耙机工作装置的水平距离L＝L₃。将计算出的推耙铲的姿态参数α、h、L输出到驾驶室显示屏上进行实时显示，直到收到终止信号为止。

本发明的技术方案并不限制于本发明所述的实施例的范围内。本发明未详尽描述的技术内容均为公知技术。