裝載機動態(tài)稱重系統(tǒng)可以在動臂舉升的過程中計算出負載的質量,從而避免前后兩次通過靜態(tài)的稱量裝置來測量質量;可以幫助操作員每次都達到精確的裝載目標,避免超載和欠載的發(fā)生;可以為物料運輸過程中的記錄管理、計費和監(jiān)控物料的運輸提供新的方式,是裝載機自動化、智能化的發(fā)展需要。本文在前人的基礎上,通過分析現(xiàn)有裝載機稱重方案的優(yōu)缺點并對其研究現(xiàn)狀進行充分調研后,提出了一種基于停車工況下的質量標定并在稱重測量時對動臂角速度、地面坡度、油液溫度和液壓缸摩擦力等因素進行動態(tài)補償?shù)难b載機動態(tài)稱重方法。該方法通過傳感器檢測動臂液壓缸壓力和動臂舉升角度等信息間接計算出負載質量。該方法的優(yōu)點是標定過程簡單可行,不需要知道裝載機工作裝置機械構件的尺寸參數(shù),因此可以適用于不同的裝載機機型。本文采用理論分析、建模仿真和實驗研究相結合的方法對動態(tài)稱重系統(tǒng)的原理和影響因素進行了研究。動態(tài)稱重系統(tǒng)的理論分析。首先建立了裝載機工作裝置的運動學和動力學數(shù)學模型,為后續(xù)動態(tài)稱重系統(tǒng)的研究提供理論依據(jù);隨后推導出鏟斗中物料質量的計算方式,并給出系統(tǒng)的具體實現(xiàn)方案;然后對各個因素對所建立稱重系統(tǒng)的影響進行了理論分析,并給出了相應的補償方法;最后總結出包含標定過程、稱重測試時的動態(tài)補償過程和質量計算過程的動態(tài)稱重算法。動態(tài)稱重系統(tǒng)的仿真研究。在Simulink環(huán)境中建立了裝載機工作裝置機、液仿真模型;基于該仿真模型對不同負載、不同舉升速度、不同地面坡度和不同油液溫度工況下進行動臂舉升時液壓缸壓力隨動臂舉升角度的變化進行了分析,并對不同工況下的稱重計算結果進行了補償前、后的對比分析,為稱重算法的改進和后續(xù)實驗方案的設計提供了參考。動態(tài)稱重系統(tǒng)的實驗研究。首先介紹了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的搭建和信號的處理方法;然后針對不同的實驗工況設計了詳細的實驗方案,并通過實驗數(shù)據(jù)對前述的理論和仿真進行驗證;最后通過裝載機工作裝置控制器對設計的動態(tài)稱重系統(tǒng)進行停車、跑車工況下的實驗測試,結果證明本文設計的動態(tài)稱重系統(tǒng)稱重誤差小,稱重平穩(wěn)性高,操作簡單。
【學位單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TH243
【部分圖文】：

第１章緒論??第二種方法是通過在裝載機鏟斗鉸鏈處安裝機械軸式力傳感器進行測量。此??方法屬于直接測量物料質量，精度也較高，但是不能保證使用壽命。如圖１．１所??示，Ｋｈｅｉｒａｌｌａ等［｜３】設計了一祌安裝于鏟斗鉸鏈處的三個局部負載銷傳感器用以??代替輪式裝載機動臂和鏟斗之間的銷軸，該銷縱向均勻圓截面受到鏟斗中負載的??作用會發(fā)生彈性變形，電阻應變片以全橋的方式被安裝在這個銷里面。??＆尚）??＇魏＼??ｆ－％??圖１．１負載銷傳感器在裝載機中的安裝位置??第三種方法是裝載機工作裝置上加裝特定的機械結構，使得鏟斗中負載的重??力作用于該機構，然后通過傳感器測得［１４】。此方法存在機械結構復雜，安裝困難??及可能影響裝載機的正常工作等問題。??第四種方法是通過使用壓力傳感器來測量動臂油缸兩腔油壓來間接測量鏟??斗中的物料質量，這種方法在目前的國內外裝載機稱重產品中使用最為廣泛。此??方法最重要的是確定動臂液壓缸壓力與鏟斗中物料質量之間的轉換方式。??１．２．２國內外研究現(xiàn)狀??目前對于上文提出的第四種方法，有基于裝載機工作裝置運動學和動力學模??型［１５］１１６】［１７］來進行估計

玉東［３１］就裝載機動態(tài)稱重中的偏載問題進行了相關的研究，王偉對鏟斗中貨物??處于偏載狀態(tài)時進行了動力學分析，張玉東就動臂舉升過程中的鏟斗物料重心變??化過程進行了分析。如圖１．２所示〖３Ｇ］，鏟斗負載重心前傾會導致動臂液壓缸輸出??力Ｆ值增大，重心后傾，Ｆ值減少，然而在這過程中負載質量并沒有發(fā)生變化，??因此負載重心的變化必會帶來誤差�；谀Ｐ偷难b載機動態(tài)稱重算法％存在不足??之處有，所建立的動力學模型過于復雜，需要知道各個部件的參數(shù)信息且不適用??于各種機型之間的切換，容易受非線性干擾因素的影響導致稱重結果的不穩(wěn)定性；??所采用的參數(shù)辨識算法迭代過程復雜，計算資源需求大。??４??

：、ｙ置鍾』??圖１．３杭州萬泰Ｔ２０００型電子秤?圖１．４鄭州亞太衡器ＹＴ２０００型電子秤??由于裝載機稱重系統(tǒng)受各種非線性時變因素的影響，因此很難實現(xiàn)真正意義??上的動態(tài)稱重。當前的稱重產品往往只是考慮了單一因素的影響，而忽略了其它??因素，而且需要操作員按要求進行操作。為了得到一個精確的稱重測量結果需要??符合以下條件。首先操作員應該先進行幾次舉升、下降動臂以預熱裝載機，以減??小摩擦力的影響。其次在舉升動臂之前完全收回鏟斗并保持鏟斗位置不變，盡量??保持勻速舉升動臂，盡量在車體靜止時舉升動臂，稱重測量位置角度范圍小等。??為了在不影響操作員正常工作流程的情況下實現(xiàn)動態(tài)連續(xù)的稱重，所采用的??稱重方法需要獨立于以下幾個因素
【參考文獻】

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本文編號：2839045