[发明专利]大型履带式牵引机的实时拉力‑滑动曲线建模

说明书

技术领域

本发明主要涉及大型履带式牵引机，并且更具体地，涉及履带式牵引机在工作期间的性能测量和显示。

背景技术

拥有并操作一台大的土方工程设备会比较昂贵。运行成本是有效利用的函数，搬运太小或太大的负载、以错误的齿轮操作等的影响，都会显著增加该成本。然而，影响有效利用的因素往往难以测量，因为土壤状况、作业员对诸如档位和发动机转速的选择以及工地的地面坡度均会影响效率。此外，往往向作业员提供旨在提高效率的过载信息，但是，这些信息往往可能简单左右作业员并导致他们忽略潜在有用的信息。

发明内容

在本发明的第一方面，适于在工作期间表征土壤状况的履带式牵引机包括：提供履带式牵引机的坡度的坡度传感器、提供履带式牵引机的履带速度的履带速度传感器、与坡度传感器和履带速度传感器耦接的处理器，以及与处理器耦接的存储器。存储器储存多个模块，该模块由处理器执行并导致处理器访问储存在存储器中的标称拉力-滑动曲线、储存从坡度传感器和履带速度传感器接收的数据、从拉杆拉力和在第一范围滑动百分比的坡度计算牵引系数(COT)、将标称拉力-滑动曲线的值除以COT以产生归一化的拉力-滑动曲线。该处理器还使用COT和坡度确定最佳操作状态，并向用于调整一个或多个当前操作条件的装置提供该最佳操作状态和当前操作点。

在另一方面，一种在履带式牵引机的操作期间对土壤状况进行表征的方法包括：提供对应于标准土壤状况的标称拉力-滑动曲线，在处理器接收来自履带式牵引机的至少一个传感器的数据，该数据对应于履带式牵引机的坡度以及履带速度、对地速度及拉杆拉力中的一个或多个，并且在该处理器产生牵引系数(COT)。产生COT包括：使用所述拉杆拉力及所述坡度来计算多个瞬时拉力-重量比值，从多个瞬时拉力-重量比值中去除无法符合第一筛选标准的瞬时拉力-重量比值，并对符合第一筛选标准的瞬时拉力-重量比值取平均值以产生COT。该方法还包括：在所述处理器通过COT使所述标称拉力-滑动曲线归一化以产生归一化的拉力-滑动曲线，并且在所述处理器产生表征土壤状况的剪切模量调整因数。产生所述剪切模量调整因数包括：计算多个归一化拉力-重量比值，去除无法符合第二筛选标准的归一化拉力-重量比值，从符合第二筛选标准的归一化拉力-重量比值计算剪切模量调整因数，将该剪切模量调整因数应用于归一化的拉力-滑动曲线以得到调整后的拉力-滑动曲线，并使用该调整后的拉力-滑动曲线、COT和坡度来确定最佳性能。该方法还包括向用于调整履带式牵引机的当前操作状态的装置提供所述最佳性能以达到所述最佳性能。

在另一方面，一种通过执行存储在用于存储计算机可执行指令的计算机可读存储器上的计算机可执行指令来实施的在履带式牵引机的操作期间对土壤状况进行表征的方法包括：提供与标准土壤状况相对应的标称拉力-滑动曲线，在处理器接收来自履带式牵引机的至少一个传感器的数据，该数据与履带式牵引机的坡度以及履带速度、对地速度和拉杆拉力中的一个或多个相对应，并在处理器产生牵引系数(COT)。产生所述COT包括使用拉杆拉力和坡度计算多个瞬时拉力-重量比，在多个瞬时拉力-重量比中去除无法符合第一筛选标准的瞬时拉力-重量比，该第一筛选标准包括去除与小于20％的滑动值相对应的瞬时拉力-重量比，并对符合第一筛选标准的瞬时拉力-重量比求平均值以产生COT。该方法还可以包括在处理器通过COT将标称拉力-滑动曲线归一化以产生归一化的拉力-滑动曲线，并在处理器产生剪切模量调整因数。产生剪切模量调整因数包括：计算多个归一化的拉力-重量比值，去除无法符合第二筛选标准的归一化的拉力-重量比值，该第二筛选标准包括去除与超出约0.5％到约40％的范围的坡度相对 应的归一化的拉力-重量比值，从符合第二筛选标准的归一化的拉力-重量比值计算剪切模量调整因数，将该剪切模量调整因数应用于归一化的拉力-滑动曲线以得到调整后的拉力-滑动曲线，并使用调整后的拉力-滑动曲线、COT和坡度来确定最佳特性。该方法还包括向用于调整履带式牵引机的操作状态的装置提供最佳性能以实现更接近最佳性能的性能。

附图说明

图1是履带式牵引机的简化图；

图2是履带式牵引机控制系统的示意图；

图3是说明用于测量和优化履带式牵引机的性能的控制器部件的简化和示例性方框图；

图4是说明用于测量并计算牵引机性能的方法的流程图；

图5示出示例性拉杆拉力对履带速率的曲线；

图6示出标称拉力-滑动曲线；

图7示出示例性倒速对坡度的曲线图；

图8是说明确定牵引系数(COT)的流程图；