一种挖掘机挖掘力测力装置及使用该测力装置的试验装备的制作方法

本发明涉及一种挖掘机挖掘力测力装置，属于液压挖掘机试验技术领域。

背景技术：

挖掘机是土石方作业的主要的主要工具，挖掘机挖掘力的大小是挖掘机的主要性能之一。在设计过程中，挖掘力的大小也是进行工作装置设计和强度计算的主要依据。通常在挖掘机挖掘力试验过程中通过挖掘机铲斗去拉拉力传感器测试挖掘力，除了需要拉力传感器之外，还需要钢丝绳、卸扣，在试验场地上还需要地锚。随着车辆吨位的增加，钢丝绳的长度和抗拉强度也逐步增加，卸扣的强度也逐步增加，钢丝绳和卸扣的重量也随之增加，在安装难度和劳动强度上也逐步增加，同时也降低了试验效率。在试验场地上随着挖掘力的增大对地锚的要求也逐步增加，同时地锚的强度的增加对基建也提出了更高的要求。

技术实现要素：

本发明旨在克服上述缺陷，目的是提供一种安装难度低、试验效率高、试验场地要求低、劳动强度低的试验装备。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种挖掘机挖掘力测力装置，该测力装置包括左护板、安装支架、右护板、拉压传感器Ⅰ、基座、拉压传感器Ⅱ和接近传感器；所述安装支架的销孔、拉压传感器Ⅰ的上部销孔和拉压传感器Ⅱ的上部销孔通过圆柱销Ⅰ安装在一起；所述拉压传感器Ⅰ下部和拉压传感器Ⅱ的下部分别与基座相铰接；所述左护板、右护板相互对应的安装在基座的顶面两侧，且圆柱销Ⅰ的两端分别穿过左护板的销孔和右护板的销孔；在所述左护板、右护板的外侧面上分别安装有接近传感器。

进一步，所述安装支架由左支撑板、固定板、右支撑板、底板和连接板组成；

所述左支撑板、右支撑板相互对应的安装在固定板底面两侧，且左支撑板、右支撑板上的销孔同轴；所述连接板分别与固定板顶面和底板底面相连，使得连接板、固定板和底板截面呈“工”字型。

进一步，所述拉压传感器Ⅱ整体呈“工”字型结构，左侧的凹型结构以及右侧的凹型结构中各设有两个同轴的销孔。

进一步，所述拉压传感器Ⅰ由左侧的凸型结构和右侧的凹型结构一体成型组成，其中，左侧的凸型结构中设有销孔，右侧的凹型结构中设有两个同轴的销孔；

拉压传感器Ⅰ的凸型结构插入到拉压传感器Ⅱ的凹型结构中，通过圆柱销Ⅰ实现两者的铰接。

进一步，所述左护板由护板Ⅰ和传感器安装板Ⅰ组成；所述护板Ⅰ呈三角形结构，其顶部夹角处设有销孔，所述传感器安装板Ⅰ垂直安装于护板Ⅰ外侧面，且与护板Ⅰ一斜面相平行；在所述传感器安装板Ⅰ中安装有接近传感器Ⅱ。

进一步，所述右护板由护板Ⅱ和传感器安装板Ⅱ组成；所述护板Ⅱ呈三角形结构，其顶部夹角处设有销孔，所述传感器安装板Ⅱ垂直安装于护板Ⅱ外侧面，且与护板Ⅱ一斜面相平行；在所述传感器安装板Ⅱ中安装有接近传感器Ⅰ；所述接近传感器Ⅰ与接近传感器Ⅱ安装位置互为镜像。

进一步，所述基座由底板、安装座Ⅰ和安装座Ⅱ组成；所述安装座Ⅰ和安装座Ⅱ相互对应的安装在底板上，所述安装座Ⅰ和安装座Ⅱ中各设有一个销孔，用以实现基座与拉压传感器Ⅰ和拉压传感器Ⅱ相铰接。

一种挖掘机挖掘力试验装备，包括挖掘机、试验平面以及前述的测力装置；

所述测力装置固定安装于挖掘机的斗齿上，测力装置与试验平面相接触；试验斗杆挖掘力时，调整斗杆姿态，使内收斗杆时测力装置卡在试验平面上无法移动，测力装置测试出此时的斗杆挖掘力；试验铲斗挖掘力时，调整铲斗姿态，使内收铲斗时测力装置卡在试验平面上无法移动，测力装置测试出此时的铲斗挖掘力。

进一步，所述试验平面与水平面的夹角a为0°~ 70°。

进一步，所述试验平面与水平面的夹角a为30°。

本发明有益效果：

由于采用上述方案，在试验过程中将挖掘机的挖掘力转化为测力装置中拉压传感器Ⅰ和拉压传感器Ⅱ的拉力或压力，进而通过合理求出挖掘力，仅仅需要安装测力装置，不需要卸扣、钢丝绳等较重试验辅助器材，减小了试验过程中的安装难度和劳动强度，同时增加了试验效率。由于不需要地锚辅助试验，降低了对试验场地的要求。

因此本发明具有安装难度低、试验效率高、试验场地要求低、劳动强度低的特点。

附图说明

图1为本发明的测力装置分解图；

图2为本发明的测力装置结构图；

图3a为本发明的安装支架主视图；

图3b为本发明的安装支架侧视图；

图4为本发明的拉压传感器Ⅱ结构图；

图5为本发明的拉压传感器Ⅰ结构图；

图6a为本发明的左护板主视图；

图6b为本发明的左护板侧视图；

图7a为本发明的基座主视图；

图7b为本发明的基座侧视图；

图8a为本发明的右护板主视图；

图8b为本发明的右护板侧视图；

图9为本发明的试验装备实际应用示意图。

图中:1挖掘机、2测力装置、3试验平面、4左护板、5安装支架6、圆柱销Ⅰ、7右护板、8接近传感器Ⅰ、9拉压传感器Ⅰ、10圆柱销Ⅱ、11圆柱销Ⅲ、12基座、13拉压传感器Ⅱ、14接近传感器Ⅱ、15左支撑板、16固定板、17右支撑板、18底板、19连接板、20护板Ⅰ、21传感器安装板Ⅰ、22安装座Ⅰ、23底板、24安装座Ⅱ、25护板Ⅱ、26传感器安装板Ⅱ。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、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更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。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。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

如图9所示，一种挖掘机挖掘力试验装备，包括挖掘机1、测力装置2、试验平面3。测力装置2固定安装于挖掘机1的斗齿上，测力装置2与试验平面3相接触。试验平面3与水平面的夹角a为30°。试验斗杆挖掘力时，调整斗杆姿态，使内收斗杆时测力装置2卡在试验平面3上无法移动，测力装置2测试出此时的斗杆挖掘力。试验铲斗挖掘力时，调整铲斗姿态，使内收铲斗时测力装置2卡在试验平面3上无法移动，测力装置2测试出此时的铲斗挖掘力。

如图1、图2所示，测力装置2包括左护板4、安装支架5、圆柱销Ⅰ6、右护板7、接近传感器Ⅰ8、拉压传感器Ⅰ9、圆柱销Ⅱ10、圆柱销Ⅲ11、基座12、拉压传感器Ⅱ13、接近传感器Ⅱ14。安装支架5的销孔、拉压传感器Ⅰ9的左侧销孔和拉压传感器Ⅱ13的左侧销孔通过圆柱销Ⅰ6安装在一起。左护板4安装于安装支架5左侧，且圆柱销Ⅰ6穿过左护板4的销孔；右护板7 安装于安装支架5右侧，且圆柱销Ⅰ6穿过右护板7的销孔；拉压传感器Ⅰ9的右侧销孔和基座12上侧销孔通过圆柱销Ⅱ10 安装在一起；拉压传感器Ⅱ13的右侧销孔和基座12下侧销孔通过圆柱销Ⅲ11 安装在一起；左护板4的底部安装面通过螺栓和基座12安装在一起；右护板7的底部安装面通过螺栓和基座12安装在一起。接近传感器Ⅰ8安装于传感器安装板Ⅰ21的安装孔内；接近传感器Ⅱ14安装于传感器安装板Ⅱ26的安装孔内。

如图3a、3b所示，安装支架5由左支撑板15、固定板16、右支撑板17、底板18和连接板19组成。左支撑板15的下侧面焊接于固定板16的上侧面左侧，且左支撑板15的左侧面和固定板16的左侧面共面；右支撑板17 的下侧面焊接于固定板16的上侧面右侧，且右支撑板17的右侧面和固定板16的右侧面共面；左支撑板15的销孔与右支撑板17的销孔同轴。连接板19的上表面焊接于固定板16的下表面，连接板19的外侧面与固定板16的外侧面平行，连接板19的上侧面中心与固定板16的下表面中心重合。底板18的上侧面焊接于连接板19的下侧面，底板18的上侧面中心与连接板19的下侧面中心重合，底板18的外侧面与连接板19的外侧面平行。左支撑板15由钢板制作而成，其右视图投影为三角形，三角形底边水平，三角形顶部角加工成圆弧。与圆弧面同心加工通孔作为销孔。右支撑板17的左侧面和左支撑板15的右侧面形状相同，右支撑板17的右侧面和左支撑板15的左侧面形状相同。固定板16为长方形钢板。上下方向为厚度方向，内外方向为长度方向，左右方向为宽度方向。连接板19为长方形钢板。上下方向为长度方向，内外方向为厚度方向，左右方向为宽度方向。底板18 为长方形钢板。上下方向为厚度方向，内外方向为宽度方向，左右方向为长度方向。

如图4所示，拉压传感器Ⅱ13主视图投影为“工”字型，上下方向为宽度方向，左右方向为长度方向，内外方向为厚度方向。左侧面加工成圆弧面，圆弧面轴线和宽度方向平行，和左侧圆弧面同心加工通孔作为左侧销孔；右侧面加工成圆弧面，该圆弧面轴线和宽度方向平行，和右侧圆弧面同心加工通孔作为右侧销孔。

如图5所示，拉压传感器Ⅰ9主视图投影从中间分开，左侧为“凸”字形向左旋转90°，右侧为“工”字形从中间分开的右半部；上下方向为宽度方向，左右方向为长度方向，内外方向为厚度方向。左侧面加工成圆弧面，圆弧面轴线和宽度方向平行，和左侧圆弧面同心加工通孔作为左侧销孔；右侧面加工成圆弧面，该圆弧面轴线和宽度方向平行，和右侧圆弧面同心加工通孔作为右侧销孔。

如图6a、6b所示，左护板4由护板Ⅰ20和传感器安装板Ⅰ21组成，传感器安装板Ⅰ21垂直安装于护板Ⅰ20外侧面，且与右侧斜面平行。护板Ⅰ20由钢板制作而成；主视图投影上部为三角形，三角形下边水平，三角形上部角加工成圆弧形，与圆弧面同心加工通孔作为销孔。护板Ⅰ20的中部为矩形钢板，矩形左右方向为长度方向，上下方向为宽度方向，矩形长度和三角形下部边长相同。下部形状为钢板沿着水平线向外侧折弯90°，钢板长度和中部矩形钢板长度相同。传感器安装板Ⅰ21为方形铁板，中心开圆形通孔作为安装孔。

如图7a、7b所示，基座12由底板23、安装座Ⅰ22和安装座Ⅱ24构成。其中安装座Ⅰ22和安装座Ⅱ24外形结构相同。安装座Ⅰ22安装面焊接与底板23的外侧平面上部，且其销孔轴线与底板23宽度方向平行；安装座Ⅱ24位置与安装座Ⅰ22关于底板23平行与宽度方向的对称平面对称。基座12关于底板23平行于长度方向的对称面对称。底板23为长方形钢板，上下为长度方向，左右为宽度方向，内外为厚度方向。安装座Ⅰ22为中截面形状为“U” 形的柱体，与顶端圆弧同轴加工通孔作为销孔，“U” 形柱体上部为安装平面。

如图8a、8b所示，右护板7由护板Ⅱ25和传感器安装板Ⅱ26组成，传感器安装板Ⅱ26垂直安装于护板Ⅱ25外侧面，且与右侧斜面平行。护板Ⅱ25和护板Ⅰ20互为镜像。传感器安装板Ⅰ21和传感器安装板Ⅱ26外形相同。

由于采用上述方案，在试验过程中将挖掘机的挖掘力转化为测力装置2中拉压传感器Ⅰ9和拉压传感器Ⅱ2的拉力或压力，进而通过合理求出挖掘力，其中左护板4和右护板7的销孔比圆柱销Ⅰ6的直径略大，当过载时，圆柱销Ⅰ6会与护板的销孔相接触，抵消部分拉力或压力，起到过载保护的作用。接近传感器Ⅰ8和接近传感器Ⅱ14用于检测固定16是否和拉压传感器Ⅰ9和拉压传感器Ⅱ13的外侧面相接触，防止造成实验数据错误。仅仅需要安装测力装置，不需要卸扣、钢丝绳等较重试验辅助器材，减小了试验过程中的安装难度和劳动强度，同时增加了试验效率。由于不需要地锚辅助试验，降低了对试验场地的要求。因此，本发明具有安装难度低、试验效率高、试验场地要求低、劳动强度低的特点。

综上，由于采用上述方案，在试验过程中将挖掘机的挖掘力转化为测力装置中拉压传感器Ⅰ和拉压传感器Ⅱ的拉力或压力，进而通过合理求出挖掘力，仅仅需要安装测力装置，不需要卸扣、钢丝绳等较重试验辅助器材，减小了试验过程中的安装难度和劳动强度，同时增加了试验效率。由于不需要地锚辅助试验，降低了对试验场地的要求。

因此本发明具有安装难度低、试验效率高、试验场地要求低、劳动强度低的特点。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。