[发明专利]工程机械及其臂架工作幅度的测量方法和测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及测量技术领域，特别是涉及一种用于测量工程机械臂架工作幅度的测量方法和测量装置。此外，本发明还涉及一种包括上述测量装置的工程机械。

背景技术

臂架是工程机械的常见组成部分，广泛应用于多种工程机械中。以起重机为例，起重臂即为起重机的臂架，是起重机不可或缺的组成部分，在起重机中起着重要的作用。

力矩限制器系统是起重机的一项重要的安全保护装置，它通过测量起重机的一系列工作状态参数，对起重机的起重力矩进行限制，超出额定起重力矩时进行报警并停止相关的危险操作。在进行力矩计算时，臂架的工作幅度是一项非常重要的计算参数，它的准确性直接关系着力矩计算的准确性，从而影响起重作业的安全性。

请参考图1和图2，图1为现有技术中一种典型臂架的角度测量装置的安装结构示意图；图2为图1所示角度测量装置实际工作过程的简化模型图。

图1所示的角度测量装置中，角度测量部件11安装于伸缩臂起重机的基本臂上，通过角度传感器电缆卷筒12实现测量信号向操纵控制器传输，力矩限制器系统根据角度测量信号计算力矩，进而得出起重机的受载状态。

图2中，L为起重臂的长度；β为角度测量部件11测量的伸臂角度；f_y为起重臂的挠度；R₀为起重臂的后铰点到回转中心的距离；R为通过伸臂角度β计算出的工作幅度；ΔR为由于挠度变形造成的实际工作幅度与理论工作幅度值之间的差值。

从图2中不难得出，R＝Lcosβ-R₀。很明显R的计算值没有考虑起重臂挠度引起的工作幅度变化情况，而且，起重臂的挠度f_y越大，由其挠度f_y引起的实际工作幅度与理论工作幅度的差值ΔR越大，从而导致由R计算出来的力矩及起重机的受载状态与起重机的实际工作状态的差距也越大。当测量得出的工作幅度值与实际工作幅度相差较大时，可能造成起重机操作不安全，甚至起重机可能因为超载而发生倾覆事故，威胁操作人员和车辆设备的安全。

因此，如何提高工程机械的臂架工作幅度的测量精度，提高工程机械的安全性和可靠性，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种测量工程机械的臂架工作幅度的方法，该测量方法能有效提高臂架工作幅度的测量精度。本发明的第二个目的是提供一种测量工程机械的臂架工作幅度的装置。本发明的第三个目的是提供一种包括上述测量装置的工程机械，其可靠性得到明显提高。

为实现本发明的第一个目的，本发明提供一种测量方法，用于测量工程机械臂架的工作幅度，包括以下步骤：步骤A，测量所述臂架的长度L，测量所述臂架的后铰点到所述工程机械的回转中心的距离R₀，并分别测量所述臂架的至少两节臂与水平面的夹角；步骤B，分别根据步骤A中获得的各个夹角计算得到至少两个工作幅度值；步骤C，求步骤B中获得的各个工作幅度值的平均值，该平均值即为所述工程机械臂架的工作幅度R。

优选地，在步骤B中，所述工作幅度值根据R_n＝Lcosβ_n-R₀获得；其中，n为正整数，β_n为所述臂架的第n节臂与水平面的夹角，R_n为根据β_n计算出的所述臂架的工作幅度值。

优选地，在步骤A中，分别测量所述臂架的第一节臂和末节臂与水平面的夹角。

优选地，所述第一节臂与水平面的夹角以所述第一节臂的根部为测量点；所述末节臂与水平面的夹角以所述末节臂的端部为测量点。

为实现本发明的第二个目的，本发明提供一种用于测量装置，用于测量工程机械臂架的工作幅度，包括控制器和至少两个第一测量部件，所述第一测量部件分别安装于所述臂架的不同节臂上，用于测量安装所述第一测量部件的所述节臂与水平面的夹角；所述控制器分别根据所述夹角计算得到至少两个所述臂架的工作幅度值，并求各个工作幅度值的平均值，该平均值即为所述工程机械臂架的工作幅度。

优选地，还包括用于测量所述臂架的长度L的第二测量部件，所述工作幅度值根据R_n＝Lcosβ_n-R₀获得；其中，n为正整数，β_n为所述臂架的第n节臂与水平面的夹角，R₀为所述臂架的后铰点到所述工程机械的回转中心的距离，R_n为根据β_n计算出的所述臂架的工作幅度值。