[发明专利]矿用挖掘机及其绷绳拉力检测装置和起重臂保护方法

说明书

本发明公开了一种矿用挖掘机及其绷绳拉力检测装置和起重臂保护方法。该绷绳拉力检测装置包括：第一弯臂、第二弯臂和压力传感器；第一弯臂一端铰接起重臂头部，另一端铰接两个绷绳中一个绷绳的端部；第二弯臂一端铰接起重臂头部，另一端铰接两个绷绳中另一个绷绳的端部；压力传感器安装在第一弯臂和第二弯臂间，压力传感器、第一弯臂和第二弯臂构成三角形构件。本发明的矿用挖掘机及其绷绳拉力检测装置和起重臂保护方法通过设置压力传感器能够实现绷绳拉力的实时检测，并且将拉力检测转换成压力检测，使传感器布置在受压部位，即便传感器及其连接部位意外失效，也不会对整个挖掘机造成严重损害，能够提高挖掘机的工作稳定性和可靠性。

技术领域

本发明涉及矿用挖掘机技术领域，尤其涉及一种矿用挖掘机及其绷绳拉力检测装置和起重臂保护方法。

背景技术

机械正铲式挖掘机，也被称为矿用挖掘机，是一种用于露天矿开采的专用设备，现有的矿用挖掘机主要包括工作平台、A型架、起重臂、斗杆、铲斗、推压机构、提升机构、绷绳和提升钢丝绳等。起重臂根部铰接在工作平台前端，固定长度的两个绷绳将起重臂头部和工作平台上的A型架连接，以将斜置的起重臂拉住，起重臂头部安装有滑轮，用于进行提升钢丝绳的换向。矿用挖掘机在作业时，铲斗在提升钢丝绳的提升力和推压机构中推压齿轮的推力共同作用下完成对物料的采掘，装满物料的铲斗连同整个挖掘机的上部工作平台一起回转一定角度，以使铲斗转到运输车辆上方时，铲斗底部打开将物料卸下，然后整个挖掘机的上部再转回来，斗杆收回，提升钢丝绳下放，以准备进行下一个循环的作业。

参见图1，图1为现有技术的一种矿用挖掘机的结构示意图，矿用挖掘机在作业时，以起重臂根部为中心，对起重臂的受力进行分解，可以得到如下的四个力矩：(1)起重臂自重产生使起重臂绕根部向下的力矩；(2)绕过顶部滑轮的提升钢丝绳对起重臂作用力的合力方向处于起重臂中心线下方，提升钢丝绳产生使起重臂绕根部向下的力矩；(3)斗杆推压力的反力产生使起重臂绕根部向上的力矩；(4)绷绳拉力产生使起重臂绕根部向上的力矩。

在矿用挖掘机的作业过程中，上述四个力矩中的前三个力矩的差值通过第四个力矩来实现平衡，即两个向下力矩总和等于两个向上力矩总和。参见图2，图2为现有技术的一种矿用挖掘机中绷绳与起重臂的连接结构示意图，在矿用挖掘机的作业过程中，起重臂的受力处于变化状态，绷绳只能承受拉力，当斗杆推压力产生的力矩小于前两个力矩之和时，挖掘机可以正常作业；当斗杆推压力产生的力矩大于前两个力矩之和时，挖掘机的起重臂就会被顶起。当起重臂被顶起时，需要司机中断原来的操作，重新调整提升力和推压力的大小，将起重臂缓慢放下，该操作会降低挖掘效率，严重时还会对挖掘机造成损害。

目前主要采用两种方法来避免在矿用挖掘机的作业过程中起重臂被频繁顶起，一是提高司机的操作水平；二是在绷绳上增加拉力传感器，通过利用拉力传感器检测绷绳拉力，以在起重臂被顶起前及时调整提升力和推压力的大小。

然而，通过司机的操作来避免起重臂被频繁顶起，对司机的个人操作技能要求极高，并且也无法完全保证起重臂不会被顶起；通过拉力传感器检测绷绳拉力时，由于绷绳拉力很大，容易导致拉力传感器损坏。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的部分或全部技术问题，本发明提供一种矿用挖掘机及其绷绳拉力检测装置和起重臂保护方法。

第一方面，本发明公开了一种绷绳拉力检测装置，用于矿用挖掘机，所述装置包括：第一弯臂、第二弯臂和压力传感器；

所述第一弯臂一端铰接起重臂头部，另一端铰接两个绷绳中一个绷绳的端部；

所述第二弯臂一端铰接所述起重臂头部，另一端铰接两个所述绷绳中另一个绷绳的端部；

所述压力传感器安装在所述第一弯臂和所述第二弯臂间，所述压力传感器、所述第一弯臂和所述第二弯臂构成三角形构件。

在一些可选的实施方式中，所述压力传感器与所述矿用挖掘机的电气控制系统连接。