松土器作业载荷在线监测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种松土器作业载荷在线监测系统，属于工程机械载荷测试技术领域，包括监测装置、信号放大模块、数据采集模块和ECU控制单元，监测装置连接信号放大模块，信号放大模块通过数据采集模块连接ECU控制单元，ECU控制单元通过无线传输模块与驾驶室显示屏实现数据通讯，监测装置包括第一电阻应变片、第二电阻应变片、第三电阻应变片和第四电阻应变片，上述电阻应变片位于靠近松土齿一端的松土齿固定圆筒的表面，本系统利用松土齿固定圆筒的扭转变形引起的电桥电路电压变化来测试松土器的作业载荷，并实时显示在驾驶室显示屏中，提高了松土器作业效率，减轻了驾驶员的劳动强度，同时可应用于推土机产品上，提高产品的综合使用性能。
【专利说明】
松土器作业载荷在线监测系统
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及一种监测系统，尤其涉及一种松土器作业载荷在线监测系统，属于工程机械载荷测试技术领域。
【背景技术】
[0002]松土器已经越来越多地应用到在现代土石方工程中，尤其适用于大面积开挖冻土和进行矿山剥离，在这种土质、岩质以及地形多样的环境下作业，松土器的工作负载变化范围大，需要驾驶员频繁地升降松土器;另外，作业过程中驾驶员既要向前观察前进路线，又要向后观察松土器作业情况，由于视线受限，驾驶员只能根据车身打滑情况判断松土器作业情况，这种凭感觉对松土器进行调整的操作方式不可避免地存在较大的迟缓性和不准确性，要求驾驶员必须具有丰富的操作经验和高度集中的精神，容易造成驾驶员疲劳，作业效率低等问题。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种松土器作业载荷在线监测系统，能够实时测试松土器的作业载荷，提高松土作业效率，降低燃油消耗，减轻驾驶员的劳动强度。
[0004]本实用新型所述的松土器作业载荷在线监测系统，包括监测装置、信号放大模块、数据采集模块和ECU控制单元，监测装置连接信号放大模块，信号放大模块通过数据采集模块连接ECU控制单元，E⑶控制单元通过无线传输模块与驾驶室显示屏实现数据通讯，监测装置包括第一电阻应变片、第二电阻应变片、第三电阻应变片和第四电阻应变片，上述电阻应变片位于靠近松土齿一端的松土齿固定圆筒的表面。
[0005]松土器作业时，将第一电阻应变片、第二电阻应变片、第三电阻应变片和第四电阻应变片粘贴到松土齿固定圆筒上，以松土齿固定圆筒为力敏单元，松土齿上的作业载荷传递到松土齿固定圆筒上，通过上述电阻应变片和信号放大模块转换成电压信号，数据采集模块实时采集电压信号，并将该电压信号输入到ECU控制单元，ECU控制单元根据标定获得的电压与载荷的线性关系式，将测得的电压信号转换成对应的载荷大小，并实时显示在驾驶室显示屏中。
[0006]所述的第一电阻应变片、第二电阻应变片、第三电阻应变片和第四电阻应变片均匀分布在同一圆周上，第一电阻应变片和第四电阻应变片与松土齿固定圆筒轴心线呈45°夹角，第二电阻应变片和第三电阻应变片与松土齿固定圆筒轴心线呈135°夹角，上述电阻应变片依次首尾相连组成电桥电路。
[0007]第一电阻应变片和第三电阻应变片承受拉伸力，第二电阻应变片和第四电阻应变片承受压缩力，4个电阻应变片组成电桥电路实现对松土器作业载荷的在线监测。
[0008]所述的ECU控制单元外部连接驱动电源模块，驱动电源模块为信号放大模块、数据采集模块和ECU控制单元提供电能供应。
[0009]所述的松土齿的下方设有与其一端垂直联接的钢丝绳，钢丝绳的另一端联接负荷车，用于测试推土机牵引力。
[0010]本实用新型与现有技术相比，具有如下有益效果:
[0011]提供一种松土器作业载荷在线监测系统，通过在松土器固定圆筒上布置电阻应变片电桥电路，利用松土齿固定圆筒的扭转变形引起的电桥电路电压变化来测试松土器的作业载荷，并实时显示在驾驶室显示屏中，提高了松土器作业效率，降低了燃油消耗，减轻了驾驶员的劳动强度，同时本系统可广泛应用于推土机产品上，测试推土机牵引力，不需要专门的测力传感器，提高产品的综合使用性能。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的总体连接框图；
[0013]图2为本实用新型中实施例1的主视图；
[0014]图3为本实用新型中实施例1的俯视图；
[0015]图4为本实用新型中实施例1的仰视图；
[0016]图5为本实用新型中实施例1的右视图；
[0017]图6为本实用新型中实施例1的左视图；
[0018]图7为本实用新型中实施例2的结构示意图；
[0019]图中:1、监测装置;2、信号放大模块;3、数据采集模块;4、E⑶控制单元;5、驾驶室显示屏;6、驱动电源模块;7、松土齿;8、松土齿固定圆筒;9、钢丝绳；10、负荷车；11、第一电阻应变片；12、第二电阻应变片；13、第三电阻应变片；14、第四电阻应变片。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明:
[0021]实施例1:
[0022]如图1所示，本实用新型所述的松土器作业载荷在线监测系统，包括监测装置1、信号放大模块2、数据采集模块3和ECU控制单元4，监测装置I连接信号放大模块2，信号放大模块2通过数据采集模块3连接E⑶控制单元4，ECU控制单元4通过无线传输模块与驾驶室显示屏5实现数据通讯，监测装置I包括第一电阻应变片11、第二电阻应变片12、第三电阻应变片13和第四电阻应变片14，上述电阻应变片位于靠近松土齿7—端的松土齿固定圆筒8的表面。
[0023]为了进一步说明实施例1，如图2-6所示，第一电阻应变片11、第二电阻应变片12、第三电阻应变片13和第四电阻应变片14均匀分布在同一圆周上，第一电阻应变片11和第四电阻应变片14与松土齿固定圆筒8轴心线呈45°夹角，第二电阻应变片12和第三电阻应变片13与松土齿固定圆筒8轴心线呈135°夹角，上述电阻应变片依次首尾相连组成电桥电路。
[0024]为了进一步说明实施例1，如图1所示，E⑶控制单元4外部连接驱动电源模块6，驱动电源模块6为信号放大模块2、数据采集模块3和ECU控制单元4提供电能供应。
[0025]实施例1的工作原理为:松土器作业时，将第一电阻应变片11、第二电阻应变片12、第三电阻应变片13和第四电阻应变片14粘贴到松土齿固定圆筒8上，以松土齿固定圆筒8为力敏单元，松土齿7上的作业载荷传递到松土齿固定圆筒8上，通过上述电阻应变片和信号放大模块2转换成电压信号，数据采集模块3实时采集电压信号，并将该电压信号输入到ECU控制单元4，ECU控制单元4根据标定获得的电压与载荷的线性关系式，将测得的电压信号转换成对应的载荷大小，并实时显示在驾驶室显示屏5中，上述电阻应变片组成电桥电路，接上电桥激励电源，当松土器没有作业时，扭矩M = 0，电桥处于平衡状态，没有电压输出；当进行松土作业时，扭矩M Φ O，松土齿固定圆筒8会产生扭转变形，粘贴在松土齿固定圆筒8上的上述电阻应变片会产生变形，第一电阻应变片11、第三电阻应变片13阻值变大，第二电阻应变片12、第四电阻应变片14电阻阻值变小，电桥有电压输出，输出电压大小与松土作业的载荷成正比，电阻应变片的这种桥路布置方式一方面可增大输出灵敏度，另一方面可消除松土齿7对松土齿固定圆筒8产生的附加弯曲，使电桥电路输出电压只反映松土齿固定圆筒8扭矩M的变化。
[0026]实施例2:
[0027]如图7所示，松土齿7的下方设有与其一端垂直联接的钢丝绳9，钢丝绳9的另一端联接负荷车10。
[0028]实施例2的工作原理为:在测试推土机牵引力时不需要采用专门的力传感器，钢丝绳9固定到松土齿7上，使松土齿7与钢丝绳9垂直，钢丝绳9与松土齿固定圆筒8中心之间的距离为I，则牵引力为:F菊|*=M/1，其中M为实施例1中的松土齿固定圆筒8的扭矩。
[0029]采用以上结合附图描述的本实用新型的实施例的松土器作业载荷在线监测系统，能够实时测试松土器的作业载荷，提高松土作业效率，降低燃油消耗，减轻驾驶员的劳动强度。但本实用新型不局限于所描述的实施方式。在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下这些对实施方式进行的变化、修改、替换和变形仍落入本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种松土器作业载荷在线监测系统，其特征在于:所述的监测系统包括监测装置(I)、信号放大模块(2)、数据采集模块(3)和ECU控制单元(4)，监测装置(I)连接信号放大模块(2)，信号放大模块(2)通过数据采集模块(3)连接E⑶控制单元(4)，ECU控制单元(4)通过无线传输模块与驾驶室显示屏(5)实现数据通讯，所述的监测装置(I)包括第一电阻应变片(I I )、第二电阻应变片(I 2 )、第三电阻应变片(I 3)和第四电阻应变片(14 )，上述电阻应变片位于靠近松土齿(7) —端的松土齿固定圆筒(8)的表面。2.根据权利要求1所述的松土器作业载荷在线监测系统，其特征在于:所述的第一电阻应变片(II)、第二电阻应变片(12)、第三电阻应变片(I3)和第四电阻应变片(14)均匀分布在同一圆周上，第一电阻应变片(11)和第四电阻应变片(14)与松土齿固定圆筒(8)轴心线呈45°夹角，第二电阻应变片(12)和第三电阻应变片(13)与松土齿固定圆筒(8)轴心线呈135°夹角，上述电阻应变片依次首尾相连组成电桥电路。3.根据权利要求1所述的松土器作业载荷在线监测系统，其特征在于:所述的ECU控制单元(4)外部连接驱动电源模块(6)，驱动电源模块(6)为信号放大模块(2)、数据采集模块(3)和ECU控制单元(4)提供电能供应。4.根据权利要求1所述的松土器作业载荷在线监测系统，其特征在于:所述的松土齿(7)的下方设有与其一端垂直联接的钢丝绳(9)，钢丝绳(9)的另一端联接负荷车(10)。
【文档编号】G01L1/22GK205426394SQ201620151311
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年2月29日
【发明人】邢勤, 焦圣德
【申请人】山推工程机械股份有限公司