一种装载机工作装置载荷测试系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及载荷测试系统，特别涉及一种装载机工作装置载荷测试系统。
【背景技术】
[0002] 当前，装载机工作装置载荷测试主要采用在关键部位贴应变片的办法，该方法需 要事先找出结构危险点，在危险点处贴应变片，组成电桥，标定之后进行测试，得到相应的 载荷值后反推得到外载荷。类似的测试方法存在明显的缺点和不足:1、不同的机型、工作模 式和载荷类型导致载荷形式复杂，危险点分布形式多变，需频繁变更应变片位置，过程繁 琐，工作量大;2、布置电桥复杂，难度大，标定存在误差，难以确保结构变形与承受载荷的线 性关系，且测试得到的载荷各方向相互耦合，分析及反求难度大;3、单次测试只能得到部分 方向的载荷，需多循环测量来完整复现外载荷，但无法保证多循环测试条件的一致性，存在 误差。由此可见，在本技术领域，装载机载荷测试系统，尤其是其工作装置载荷测试系统需 要改进。
【发明内容】
[0003] 本实用新型的目的是提供一种装载机工作装置载荷测试系统，实现了对装载机工 作过程中作用在铲斗上的三向应力和三向转矩的一次性测求。
[0004] 本实用新型由装载机工作系统和载荷测试系统组成。所述装载机工作系统主要包 括铲斗、动臂、摇臂、连杆、转斗油缸、动臂油缸和销轴;所述载荷测试系统包括转矩测试模 块、应力测试模块和位移测试模块;所述转矩测试模块主要是由第一辅板、第二辅板、第三 辅板、支撑轴、滑动轴承、第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传 感器和第五压力传感器组成。所述第一和第二辅板一面分别焊接第一和第二耳板系，另一 面焊接第一及第二支撑板系和肋板系;所述支撑轴通过螺纹连接与第二辅板相连，另一端 安装滑动轴承，第三辅板通过滑动轴承安装在支撑轴上;所述第一压力传感器、第二压力传 感器和第三压力传感器一端固定安装第三辅板上，另一端固定安装在一号辅板上;所述第 四及第五压力传感器一端分别固定安装在第二支撑板系上，另一端安装合适尺寸的半球形 结构，通过半球形结构与第一支撑板系活动点接触;所述转矩测试模块一面通过销轴将第 一耳板系与铲斗耳板连接，另一面通过销轴将第二耳板系的上耳板与连杆末端连接，通过 两个双向销轴测力传感器将第二耳板系的两个下耳板与动臂末端相连;所述应力测试模块 中，第六压力传感器一端固定安装在转斗缸的液压杆端部，另一端与转斗油缸液压杆和动 臂的连接件固连;第一和第二环形电圈测力传感器分别紧贴于第二耳板系的两个下耳板与 两个动臂的侧面之间，通过第一和第二双向销轴力传感器将三者连接;所述位移测试模块 中，第一位移传感器固定布置在转斗油缸的缸体底部，与液压杆相对运动;第二位移传感器 布置在其中一个举升缸的缸体底部，与液压杆相对运动。
[0005] 本实用新型提供的装载机工作装置载荷测试系统中，第一压力传感器、第二压力 传感器和第三压力力传感器用于测求y-z平面的转矩;第二和第三力压传感器用于测求解 x-y平面的转矩;第四和第五压力传感器用于测求χ-ζ平面的扭矩;双向销轴力传感器和第 六力传感器用于测求横向和纵向的载荷分量;环形电圈测力传感器用于测求侧向的载荷分 量;位移传感器用于确定轮式装载机工作装置的工作位置和姿态。
[0006] 与现有载荷测试技术相比，本实用新型的有益效果是：
[0007] 1.能够同时测求作用在装载机工作装置上的三向应力和三向转矩，解决了过去无 法同时测求完整六分力的问题；
[0008] 2.通过本实用新型机械结构实现了三向转矩解耦，减小了相互之间的干扰；
[0009] 3.本实用新型通过压力传感器等直接测得载荷数据，无需进行复杂的载荷标定和 电路计算，前期测试准备和后期数据处理过程得到简化。且适用于装载机的各个工作段，无 需进行系统调整，简化了测试过程；
[0010] 4.所需测试装置成本较低，经济性好，部分测试模块可重复使用。
【附图说明】
[0011] 下面结合附图对本实用新型进行进一步的说明：
[0012] 图1是本实用新型结构组成与工作原理图；
[0013] 图2是本实用新型转矩测试模块结构组成图；
[0014] 图3是本实用新型转矩测试模块部件示意图一；
[0015] 图4是本实用新型转矩测试模块部件示意图二；
[0016] 图5是本实用新型销轴传感器装配图；
[0017] 图6是本实用新型转矩测试模块传感器布置图；
[0018] 图7是本实用新型工作装置受力示意图；
[0019]图8是本实用新型转矩测试模块传感器受力示意图；
[0020]图9是本实用新型动臂和连杆受力示意图；
[0021]图10是本实用新型连杆受力分析图。
【具体实施方式】
[0022]请参阅图1至图10所示。本实用新型由装载机工作系统和载荷测试系统组成，其 中装载机工作系统包括铲斗1、动臂2、摇臂3、连杆4、转斗油缸5、动臂油缸6和销轴7等部件。 载荷测试系统包括转矩测试模块8、应力测试模块9、位移测试模块10和保护模块11等。对于 转矩测试模块8,结合图2至图4,根据工作装置的整体尺寸，选择尺寸合适的第一辅板801和 第二辅板802,测量并绘制铲斗耳板以及动臂和连杆末端的相对位置，在第一辅板801-面 的对应位置焊接第一耳板系8013,在第二辅板802-面的对应位置焊接第二耳板系8023;根 据传感器布置要求，在第一辅板801的另一面分别焊接第一支撑板系8011和第一肋板系 8012,在第二辅板802的另一面分别焊接第二支撑板系8021和第二肋板系8022;第二辅板 802中心开螺纹孔，选择合适的支撑轴804，在支撑轴804-端加工出螺纹，将支撑轴804通过 螺纹连接安装在第二辅板802上;支撑轴804另一端加工出限位台，将滑动轴承805安装在支 撑轴804上，通过限位台进行限位，滑动轴承805与支撑804过盈配合;将第三辅板803加工成 圆形，根据滑动轴承805的尺寸，在第三辅板803中心开孔，第三辅板803通过中心孔安装在 滑动轴承805上；将第一压力传感器806、第二压力传感器807和第三压力传感器808根据设 计位置一端固定安装在第三辅板803上，另一端固定安装在第一辅板801的对应位置;将第 四压力传感器809和第五压力传感器810-端分别固定安装在第二支撑板系8021上，通过第 一支撑板系8011和第二支撑板系8021的间距计算出半球结构的尺寸，安装在第四压力传感 器809和第五压力传感器810另一端，通过半球结构与第一支撑板系8011接触。模块安装时， 先将铲斗1与动臂2以及连杆4连接销轴断开，通过销轴7将铲斗1的耳板与第一耳板系8013 分别相连，通过销轴7将第二耳板系8023的上耳板与连杆4的末端相连，第二耳板系8023的 下耳板的连接方式将在应力测试模块中介绍。对于应力测试模块9,结合图1与图5,第六