[发明专利]基于位置计算的装载机铲装作业阻力实时测试方法

权利要求书

1.一种基于位置计算的装载机铲装作业阻力实时测试方法，其特征在于包括以下步骤：

A、将装载机铲装工作部上动臂(1)的铰接安装点设为R，将动臂油缸(3)的安装点位置设为Q，将转斗油缸(4)的铰接安装点位置设为P；

在装载机铲装工作部进入铲装位置时，将左右的动臂(1)与摇臂(2)的铰接点位置设为E，将装载机左右的动臂(1)与铲斗连接处的动臂销轴(1)的位置设为B，将动臂油缸(3)的活塞杆与动臂(1)的铰接点位置设为A，将转斗油缸(4)与摇臂(2)的铰接点位置设为F，将摇臂(2)与连杆/托架(5)的铰接点位置设为D，将连杆/托架(5)与铲斗的铰接点位置设为C；

获取机件长度：L_RA、L_RB、L_RE、L_EF、L_DE、L_CD；获取装载机铲装工作部进入铲装位置时动臂油缸的初始长度L_QA，获取装载机铲装工作部进入铲装位置时转斗油缸的初始长度,L_PF；

以B点为坐标原点O，平行于地面方向为X方向建立固定坐标系XOY，获得以上各个点的坐标；

B、铲斗作业过程中任一时间节点时，将左右的动臂(1)与摇臂(2)的铰接点变化后的位置设为e，将装载机左右的动臂(1)与铲斗连接处的动臂销轴(1)的变化后的位置设为b，将动臂油缸(3)的活塞杆与动臂(1)的铰接点变化后的位置设为a，将转斗油缸(4)与摇臂(2)的铰接点变化后的位置设为f，将摇臂(2)与连杆/托架(5)的铰接点变化后的位置设为d，将连杆/托架(5)与铲斗的铰接点变化后的位置设为c；

测定左右动臂的动臂油缸(3)的活塞杆在铲斗作业过程中任一时间节点时的位移距离，从而获取该时间节点时动臂油缸(3)的长度L_Qa；测定转斗油缸(4)的活塞杆在铲斗作业的该时间节点的位移距离，从而获取该时间节点时转斗油缸(4)的长度L_Pf；

测定装载机左右的动臂(1)与铲斗连接处的动臂销轴(6)在铲斗作业的该时间节点的受力；测定装载机摇臂经过连杆/托架(5)与铲斗的连接处的铲斗上销轴(7)在铲斗作业的该时间节点的受力；

C、在三角形RQA中，根据三角形余弦定理计算∠QRA的角度，在三角形RQa中，根据三角形余弦定理计算∠QRa的角度，基于∠QRa和∠QRA的角度差获得动臂(3)在该时间节点下的转动角度α；

在三角形RBb中根据三角形余弦定理计算边长L_Bb，基于以R为圆心、L_RB为半径的圆弧与以B为圆心、L_Bb为半径的圆弧的交点获得b点的坐标；在三角形REe中根据三角形余弦定理计算边长L_Ee，基于R为圆心、L_RE为半径的圆弧与以E为圆心、L_Ee为半径的圆弧的交点获得e点的坐标；

基于以P为圆心、LPf为半径的圆弧与以e为圆心、LEF为半径的圆弧的交点获得f点坐标；

在三角形def中，基于f、e的坐标和其三边边长计算出d的坐标；

在三角形bcd中，基于b、d的坐标和其三边边长计算出c的坐标；

基于B和C点坐标，b和c点坐标，通过斜率计算公式，计算出直线BC和直线bc的斜率，然后计算出直线BC、bc的夹角θ的角度，该θ的角度即为铲斗旋转的角度；

将左右的动臂销轴(6)在铲斗作业的该时间节点的受力和铲斗上销轴(7)在铲斗作业的该时间节点的受力分解到x和y方向后，分别相加获得合力Fx和Fy，基于夹角θ计算出绝对坐标系下的F_X和F_Y，即得到装载机作业的该时间节点的实时阻力。