可转场的工程机械铲装试验台的制作方法

本发明涉及工程机械技术领域，尤其是一种可满足试验室也可在用户场地试验以获取装载机铲装过程的作业阻力、作业速度、作业能耗等试验数据的试验台。

背景技术：

工程机械主要功能是改变作业介质（如物料等）的状态，作业介质与工程机械的相互作用的研究是定制开发节能高效工程机械的核心。基于工程机械与作业介质相互作用的试验研究需求，本发明提供了一种可转场的工程机械铲装试验台，即可同时满足试验室、用户场地的试验要求。通过该试验台可获取铲装过程的作业阻力、作业速度、作业能耗等参数，为工程机械定制优化及虚拟技术研究提供真实试验数据支持。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种可转场的工程机械铲装试验台，它可以获取工程机械铲装过程的作业阻力、作业速度、作业能耗等参数，为工程机械定制优化及虚拟技术研究提供试验数据支持。

本发明的技术方案是：这种可转场的工程机械铲装试验台包括有给试验台提供动力的工作平台，与所述工作平台安装的作业装置以及控制所述作业装置的液压系统和自动铲装控制系统，从所述工作平台、作业装置和所述液压系统获取数据的测试系统。

所述工作平台包括安装在驱动桥两端的轮胎和安装在所述驱动桥上的工作平台基体；所述工作平台基体上安装有动力系统，所述动力系统与变矩器和变速箱总成连接，所述变矩器和变速箱总成分别与传动轴总成和液压泵连接，所述液压泵与转向油缸连接；所述动力系统的部分动力通过所述变矩器和变速箱总成、所述传动轴总成和所述驱动桥传递给所述轮胎，实现所述轮胎相对地面的无级变速行驶；所述动力系统的部分动力通过所述变矩器和变速箱总成、所述液压泵和所述转向油缸来实现所述工作平台基体的铰接转向。

所述作业装置包括有动臂、铲斗、连杆、摇臂、与安装座；与所述工作平台装配的安装座；所述动臂与安装座铰接、另一端与所述铲斗铰接，所述动臂中部与动臂油缸一端铰接；所述铲斗通过连杆与摇臂铰接；摇臂一端与转斗油缸的一端以及所述-连杆铰接，所述转斗油缸另一端与所述安装座铰接。所述液压系统包括为所述作业装置提供静液压动力的所述转斗油缸、所述动臂油缸、液压泵。

所述自动铲装控制系统通过程序分别控制所述动力系统的动力输出、所述轮胎的初始速度、所述动臂油缸的伸缩及伸缩速度、所述转斗油缸的伸缩及伸缩速度以及所述转向油缸的伸缩及伸缩速度，实现自动铲装作业。

所述测试系统包括有工作平台位移和速度测试的位移传感器和安装在各测试点的传感器。

更为具体的方案是：所述传感器包括有安装在所述铲斗与所述连杆铰接点旁的c销轴传感器，安装在所述铲斗与所述动臂铰接点旁的b销轴传感器；安装在前传动轴上的前传动轴扭矩传感器和安装在后传动轴上的后传动轴扭矩传感器；安装在所述动力系统的输出轴上的扭矩传感器和转速传感器；安装在所述变矩器和变速箱总成的传动输出轴上的扭矩传感器和转速传感器；安装在所述液压泵上压力传感器和流量传感器；安装在所述动臂油缸上的位移传感器和压力传感器；安装在所述转斗油缸上的位移传感器和压力传感器；安装在所述转向油缸上的位移传感器和压力传感器；安装在工作平台上的测试工作平台位移和速度的位移传感器。

进一步：所述动力系统是燃油发动机或是蓄电池和电动机的组合。

由于采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

本发明能在试验室、用户场地获取工程机械铲装过程的作业阻力、作业速度、作业能耗等参数，为工程机械定制优化及虚拟技术研究提供真实试验数据支持。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2是本发明实施例1中各部件连接结构示意图；

图3是本发明实施例1中销轴传感器安装示意图；

图4是本发明实例1中传动系统和测试系统部分组件示意图；

图5是本发明实施例2的结构示意图。

图中标号表示为：

1、工作平台，2、作业装置，3、液压系统，4、自动铲装控制系统，5、测试系统；

11、动力系统，12、变矩器和变速箱总成，13、传动轴总成，14、转向油缸，15、工作平台基体，16、轮胎，17、驱动桥；

21、铲斗，22、连杆，23、摇臂，24、动臂，25、作业装置安装座；

31、转斗油缸，32、动臂油缸，33、液压泵；

51、位移传感器，52、b销轴传感器，53、c销轴传感器，54、前传动轴扭矩传感器，55、后传动轴扭矩传感器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1可转场的工程机械铲装试验台，包括给试验台提供动力的工作平台1，与工作平台1安装的作业装置2和液压系统3以及控制作业装置2的自动铲装控制系统4和从工作平台1、作业装置2和液压系统3获取数据的测试系统5。

如图2至图4所示，工作平台1包括安装在驱动桥17两端的轮胎16和安装在驱动桥17上的工作平台基体15；工作平台基体15上安装有动力系统11，动力系统11可以是燃油发动机或是蓄电池和电动机的组合，在本实施例动力系统11是柴油发动机，在其他实施例动力系统11是蓄电池和电动机的组合。本实施例柴油发动机与变矩器和变速箱总成12连接，变矩器和变速箱总成12分别与传动轴总成13和液压泵33连接，液压泵33与转向油缸14连接；柴油发动机的部分动力通过变矩器和变速箱总成12、传动轴总成13和驱动桥17传递给轮胎16，实现轮胎16相对地面的无级变速行驶。柴油发动机的部分动力通过变矩器和变速箱总成12、液压泵33和转向油缸14来实现工作平台基体15的铰接转向。

作业装置2包括有铲斗21、连杆22、摇臂23、动臂24、安装座，与工作平台1装配的安装座，铲斗21通过连杆22与摇臂23连接，动臂24一端与铲斗21铰接、另一端与安装座铰接，动臂24中部与动臂油缸32一端铰接，动臂油缸32另一端与安装座铰接；摇臂23一端与转斗油缸31的一端以及连杆22铰接，转斗油缸31另一端与安装座铰接。

液压系统3主要由液压泵33、转斗油缸31、动臂油缸32等部件组成，为作业装置2提供静液压动力，满足作业装置的铲装运动的动力要求。

自动铲装控制系统4通过程序控制柴油发动机的动力输出、轮胎16的初始速度、动臂油缸32的伸缩及伸缩速度、转斗油缸31的伸缩及伸缩速度、转向油缸14的伸缩及伸缩速度，从而按要求实现自动铲装作业，解决了人操作动作不能完全重复的难题，提高了测试的重复性和再现性。该自动铲装控制系统4可根据测试系统的试验数据来实现开环、半闭环、闭环控制。

测试系统5主要由位移传感器51、b销轴传感器52、c销轴传感器53、前传动轴扭矩传感器54、后传动轴扭矩传感器55、柴油发动机输出轴安装的扭矩传感器和转速传感器、变矩器和变速箱总成12的传动输出轴安装的转速传感器、液压泵33安装的压力传感器和流量传感器、动臂油缸32安装的位移传感器和压力传感器、转斗油缸31安装的位移传感器和压力传感器、转向油缸14安装的位移传感器和压力传感器等部件组成。位移传感器51可实现低速度的准确测量，满足工程机械铲装作业行驶速度较低的特性。b销轴传感器52、c销轴传感器53联合起来可实现铲装阻力的动态测量，能获取工程机械铲装作业过程中的真实阻力。前传动轴扭矩传感器54、后传动轴扭矩传感器55可实现工程机械前、后车轮的牵引力的动态测量，变矩器和变速箱总成12的传动输出轴安装的转速传感器能动态测量前后轮转速。动臂油缸32、转斗油缸31的位移传感器能计算出作业装置2的姿态，压力传感器能计算出所述两个油缸输出力，通过作业装置2的姿态及所述两个油缸输出力可计算出铲斗21内物料的重量。柴油发动机输出轴安装的扭矩传感器和转速传感器能测量发动机的扭矩、转速，实现对动力输出的动态测量。液压泵33安装的压力传感器和流量传感器能动态测量液压流量、压力，能计算出泵的动力输入和输出。转向油缸14安装的位移传感器和压力传感器动态测量油缸伸缩速度、受力，能计算出工作平台1的姿态、转向油缸的功消耗。该测试系统5实现了工程机械内部能量传递及外部环境输入能量的动态监控，并测量了工程机械与物料相互作用的性能参数，为工程机械定制优化及虚拟技术研究提供真实试验数据支持。

另一实施例如图5所示，相比上述实施例增加了作业装置安装座25，作业装置安装座25安装在工作平台1上。只要保证作业装置安装座25与工作平台1的安装接口结构匹配，作业装置2的机构设计空间及形式无限制。