權(quán)利要求

1.一種挖掘機(jī)自動(dòng)挖掘力測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，包括：

儀表控制器，用于獲取挖掘機(jī)的工作裝置參數(shù)，根據(jù)工作裝置參數(shù)來判斷挖掘機(jī)測(cè)試姿態(tài)，在判斷挖掘機(jī)測(cè)試姿態(tài)后，得出動(dòng)臂油缸、斗桿油缸、鏟斗油缸三個(gè)油缸長(zhǎng)度信息，同時(shí)將自動(dòng)測(cè)試開始指令及三個(gè)油缸長(zhǎng)度信息發(fā)送給整車控制器;接收整車控制器發(fā)送的測(cè)試數(shù)據(jù)并進(jìn)行判斷，在判斷合格后記錄鏟斗挖掘力及斗桿挖掘力數(shù)據(jù);不合格，繼續(xù)發(fā)送三個(gè)油缸長(zhǎng)度信息給整車控制器，直至測(cè)試數(shù)據(jù)記錄合格結(jié)束;

整車控制器接收儀表控制器發(fā)送的三個(gè)油缸長(zhǎng)度信息及自動(dòng)測(cè)試指令后，自動(dòng)挖掘力測(cè)試程序開始工作，通過最大挖掘力油缸長(zhǎng)度程序計(jì)算出動(dòng)臂相對(duì)回轉(zhuǎn)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)角度a、斗桿相對(duì)動(dòng)臂運(yùn)動(dòng)角度b、鏟斗相對(duì)斗桿運(yùn)動(dòng)角度c、拉繩應(yīng)調(diào)節(jié)的高度、角度，拉繩自動(dòng)調(diào)節(jié)到指定位置;同時(shí)將傳感器發(fā)送的測(cè)試數(shù)據(jù)反饋給儀表控制器;

傳感器用于采集在鏟斗油缸和斗桿油缸緩慢加載過程中主泵溢流時(shí)的測(cè)試數(shù)據(jù)，同時(shí)將測(cè)試數(shù)據(jù)發(fā)送給整車控制器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的挖掘機(jī)自動(dòng)挖掘力測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述挖掘機(jī)測(cè)試姿態(tài)包括最大挖掘力測(cè)試姿態(tài)和普通測(cè)試姿態(tài);若挖掘機(jī)測(cè)試姿態(tài)為最大挖掘力姿態(tài)，通過儀表控制器自動(dòng)計(jì)算出最大挖掘力姿態(tài)動(dòng)臂油缸、斗桿油缸、鏟斗油缸三個(gè)油缸長(zhǎng)度;若測(cè)試姿態(tài)為普通姿態(tài)或儀表控制器判斷測(cè)試數(shù)據(jù)不合格時(shí)，則需手動(dòng)輸入動(dòng)臂油缸、斗桿油缸、鏟斗油缸三個(gè)油缸長(zhǎng)度。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的挖掘機(jī)自動(dòng)挖掘力測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述測(cè)試數(shù)據(jù)包括動(dòng)臂油缸、斗桿油缸和鏟斗油缸的壓力、位移、拉力數(shù)據(jù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的挖掘機(jī)自動(dòng)挖掘力測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器包括安裝在動(dòng)臂油缸、斗桿油缸和鏟斗油缸上的拉線位移傳感器、壓力傳感器、安裝在地錨與鏟斗之間的測(cè)力計(jì)傳感器。

5.一種應(yīng)用權(quán)利要求4所述的挖掘機(jī)自動(dòng)挖掘力測(cè)試系統(tǒng)的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)通過儀表控制器確定測(cè)試姿態(tài)，得出動(dòng)臂油缸、斗桿油缸、鏟斗油缸三個(gè)油缸長(zhǎng)度，并把數(shù)據(jù)發(fā)送給整車控制器;

(2)通過整車控制器自動(dòng)計(jì)算動(dòng)臂相對(duì)回轉(zhuǎn)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)角度a、斗桿相對(duì)動(dòng)臂運(yùn)動(dòng)角度b、鏟斗相對(duì)斗桿運(yùn)動(dòng)角度c及拉繩應(yīng)調(diào)節(jié)的高度、角度，拉繩自動(dòng)調(diào)節(jié)到指定位置;

(3)在鏟斗油缸及斗桿油缸的緩慢加載中，主泵出現(xiàn)溢流后，傳感器將測(cè)試數(shù)據(jù)反饋給整車控制器，整車控制器將測(cè)試數(shù)據(jù)傳送給儀表控制器;

(4)儀表控制器進(jìn)行判斷，記錄合格后的鏟斗挖掘力及斗桿挖掘力數(shù)據(jù);不合格，則繼續(xù)將動(dòng)臂油缸、斗桿油缸、鏟斗油缸三個(gè)油缸長(zhǎng)度發(fā)送給整車控制器，以此循環(huán)(2)、(3)、(4)，直至判斷記錄合格結(jié)束。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的挖掘機(jī)自動(dòng)挖掘力測(cè)試方法，其特征在于，所述三個(gè)油缸長(zhǎng)度的長(zhǎng)度信息獲取方式是根據(jù)挖掘機(jī)測(cè)試姿態(tài)來選擇下述其一方式進(jìn)行獲?。?

(1)若挖掘機(jī)測(cè)試姿態(tài)為最大挖掘力姿態(tài)，通過儀表控制器自動(dòng)計(jì)算出最大挖掘力姿態(tài)下三個(gè)油缸長(zhǎng)度;

(2)若測(cè)試姿態(tài)為普通姿態(tài)或儀表控制器判斷測(cè)試數(shù)據(jù)不合格時(shí)，則需手動(dòng)輸入三個(gè)油缸長(zhǎng)度。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的挖掘機(jī)自動(dòng)挖掘力測(cè)試方法，其特征在于，通過儀表控制器自動(dòng)計(jì)算出最大挖掘力姿態(tài)下三個(gè)油缸長(zhǎng)度的步驟如下：

在已知挖掘機(jī)的型號(hào)及工作裝置尺寸的情況下，以回轉(zhuǎn)中心與水平線的交點(diǎn)為絕對(duì)坐標(biāo)系的原點(diǎn)o，正前方為水平軸y正方向，正上方為縱軸z正方向建立二維坐標(biāo)系，同時(shí)為了便于計(jì)算，在挖掘機(jī)工作裝置上設(shè)置有A-M點(diǎn)位，用于標(biāo)識(shí)及坐標(biāo)點(diǎn)計(jì)算，A表示動(dòng)臂后支座絞點(diǎn)，B表示動(dòng)臂油缸大腔絞點(diǎn)，B1表示B點(diǎn)水平軸負(fù)方向平移點(diǎn)，不代表具體位置，只做方向使用，C表示動(dòng)臂中支座即動(dòng)臂油缸小腔絞點(diǎn)，D表示斗桿油缸大腔絞點(diǎn)，E表示動(dòng)臂前支座即斗桿后支座絞點(diǎn)，F(xiàn)表示斗桿油缸小腔絞點(diǎn)，G表示鏟斗油缸大腔絞點(diǎn)，J表示鏟斗油缸小腔絞點(diǎn)，H表示斗桿中支座絞點(diǎn)，K表示斗桿前支座即鏟斗后耳板絞點(diǎn)，L表示鏟斗前耳板絞點(diǎn)，M表示斗齒尖;

動(dòng)臂姿態(tài)：

BC長(zhǎng)度為動(dòng)臂油缸最小到最大尺寸中，間隔1mm循環(huán)計(jì)算，

a=acos((AB^2+AC^2-BC^2)/(2*AB*AC))-∠EAC-∠ABB1;

判斷當(dāng)a+∠EAC+∠ABB1 =π/2 時(shí);

提取當(dāng)前BC長(zhǎng)度;

式中：π表示圓周率，AB表示A點(diǎn)與B點(diǎn)之間距離，AC表示A點(diǎn)與C點(diǎn)之間距離，BC表示動(dòng)臂油缸長(zhǎng)度，即B點(diǎn)與C點(diǎn)之間距離，∠EAC表示E點(diǎn)、A點(diǎn)、C點(diǎn)形成的夾角，∠ABB1表示A點(diǎn)、B點(diǎn)、B1點(diǎn)形成的夾角，a表示動(dòng)臂相對(duì)平臺(tái)位移角度;

鏟斗姿態(tài)：

GJ長(zhǎng)度為鏟斗油缸最小到最大尺寸中，間隔1mm循環(huán)計(jì)算，

∠GHJ=acos((GH^2+HJ^2-GJ^2)/(2*GH*HJ));

∠JGH=acos((GH^2+GJ^2-HJ^2)/(2*GH*GJ));

∠GJH=π-∠JGH-∠GHJ;

∠JHK=∠GHK-∠GHJ;

JK=(HJ^2+HK^2-2*HJ*HK*cos(∠JHK))^0.5;

∠JKL=acos((JK^2+KL^2-JL^2)/(2*JK*KL));

∠JLK=acos((JL^2+KL^2-JK^2)/(2*JL*KL));

∠JKH=acos((HK^2+JK^2-HJ^2)/(2*JK*HK));

∠LJH=2π-∠JHK-∠JKH-∠JKL-∠JLK;

Fbucket=(pc*sc)*10^6;

Fwbucket=((Fbucket*sin(∠GJH)/sin(∠LJH))*sin(∠JLK)*KL)/(KM);

式中： GJ表示鏟斗油缸長(zhǎng)度，即G點(diǎn)與J點(diǎn)之間距離;∠GHJ表示G點(diǎn)、H點(diǎn)、J點(diǎn)形成的夾角，GH表示G點(diǎn)與H點(diǎn)之間距離，HJ表示H點(diǎn)與J點(diǎn)之間距離，∠JGH表示J點(diǎn)、G點(diǎn)、H點(diǎn)形成的夾角，∠GJH表示G點(diǎn)、J點(diǎn)、H點(diǎn)形成的夾角，∠GHK表示G點(diǎn)、H點(diǎn)、K點(diǎn)形成的夾角，∠JHK表示J點(diǎn)、H點(diǎn)、K點(diǎn)形成的夾角，JK表示J點(diǎn)與K點(diǎn)之間距離，HK表示H點(diǎn)與K點(diǎn)之間距離，∠JKL表示J點(diǎn)、K點(diǎn)、L點(diǎn)形成的夾角，KL表示K點(diǎn)與L點(diǎn)之間距離，JL表示J點(diǎn)與L點(diǎn)之間距離，∠JLK表示J點(diǎn)、L點(diǎn)、K點(diǎn)形成的夾角，∠JKH表示J點(diǎn)、K點(diǎn)、H點(diǎn)形成的夾角，∠LJH表示L點(diǎn)、J點(diǎn)、H點(diǎn)形成的夾角，F(xiàn)bucket表示鏟斗油缸力，pc表示鏟斗油缸大腔壓力;sc表示鏟斗油缸大腔面積;KM表示K點(diǎn)與M點(diǎn)之間距離，F(xiàn)wbucket表示鏟斗挖掘力，在循環(huán)中找到最大鏟斗挖掘力，提取最大鏟斗挖掘力姿態(tài)GJ長(zhǎng)度;

斗桿姿態(tài)：

確定出GJ后，計(jì)算斗桿最大挖掘力，

DF長(zhǎng)度為斗桿油缸最小到最大尺寸中，間隔1mm循環(huán)計(jì)算，

∠EFD=acos((DF^2+EF^2-ED^2)/(2*DF*EF));

Farm=(pa*sa)*10^6;

EM=(EK^2+KM^2-2*EK*KM*cos(π-c))^0.5;

Fwarm=(Farm*sin(∠EFD)*EF)/(EM);

式中： DF表示斗桿油缸長(zhǎng)度，即D點(diǎn)與F點(diǎn)之間距離;∠EFD表示E點(diǎn)、F點(diǎn)、D點(diǎn)形成的夾角，EF表示E點(diǎn)與F點(diǎn)之間距離，ED表示E點(diǎn)與D點(diǎn)之間距離，F(xiàn)arm表示斗桿油缸力，pa表示斗桿油缸大腔壓力;sa表示斗桿油缸大腔面積;EM表示E點(diǎn)與M點(diǎn)之間距離，F(xiàn)warm表示斗桿挖掘力，在循環(huán)中找到最大斗桿挖掘力，提取最大斗桿挖掘力姿態(tài)DF長(zhǎng)度;

綜上，儀表控制器自動(dòng)計(jì)算出最大挖掘力姿態(tài)下三個(gè)油缸長(zhǎng)度。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的挖掘機(jī)自動(dòng)挖掘力測(cè)試方法，其特征在于，

整車控制器通過最大挖掘力油缸長(zhǎng)度程序計(jì)算得到動(dòng)臂相對(duì)平臺(tái)位移角度a ：

a=acos((AB^2+AC^2-BC^2)/(2*AB*AC))-∠EAC-∠ABB1;

計(jì)算得到斗桿相對(duì)動(dòng)臂位移角度b：

b=-(π-(2*π-∠AED-∠FEK-acos((ED^2+EF^2-DF^2)/(2*DE*EF))));

式中： ∠AED表示A點(diǎn)、E點(diǎn)、D點(diǎn)形成的夾角，∠FEK表示F點(diǎn)、E點(diǎn)、K點(diǎn)形成的夾角;

計(jì)算得到鏟斗相對(duì)斗桿位移角度c：

∠GHJ=acos((GH^2+HJ^2-GJ^2)/(2*GH*HJ));

∠JGH=acos((GH^2+GJ^2-HJ^2)/(2*GH*GJ));

∠GJH=π-∠JGH-∠GHJ;

∠JHK=∠GHK-∠GHJ;

JK=(HJ^2+HK^2-2*HJ*HK*cos(∠JHK))^0.5;

∠JKL=acos((JK^2+KL^2-JL^2)/(2*JK*KL));

∠JKH=acos((HK^2+JK^2-HJ^2)/(2*JK*HK));

c=-(π-(2*π-∠EKH-∠JKL-∠MKL-∠JKH));

所述拉繩應(yīng)調(diào)節(jié)的高度、角度的計(jì)算具體步驟如下：

計(jì)算動(dòng)臂前支座即斗桿后支座絞點(diǎn)E點(diǎn)坐標(biāo)位置：

Ye=AE*cos(a);

Ze=AE*sin(a);

式中：Ye表示E點(diǎn)在橫坐標(biāo)的位置，Ze表示E點(diǎn)在縱坐標(biāo)的位置;AE表示A點(diǎn)與E點(diǎn)之間距離;

計(jì)算斗齒尖M點(diǎn)坐標(biāo)位置：

Ym=EK*cos(a+b)+AE*cos(a)+KM*cos(a+b+c);

Zm=EK*sin(a+b)+AE*sin(a)+KM*sin(a+b+c);

式中，Ym表示M點(diǎn)在橫坐標(biāo)的位置，Zm表示M點(diǎn)在縱坐標(biāo)的位置;

因此可以計(jì)算得到拉繩在地錨上的固定點(diǎn);

斗桿挖掘力拉繩在地錨上的固定點(diǎn)P2：

EM=((Ym-Ye)^2+(Zm-Ze)^2)^0.5;

∠EMK=acos((EM^2+KM^2-EK^2)/(2*EM*KM));

P2=MN2*sin(a-b-c+π/2+∠EMK)+Zm+L1;

式中，P2表示斗桿挖掘力拉繩固定點(diǎn)到坑底距離，∠EMK表示E點(diǎn)、M點(diǎn)、K點(diǎn)形成的夾角，L1表示平臺(tái)高度， MN2表示斗桿挖掘力姿態(tài)下拉繩的長(zhǎng)度;

鏟斗挖掘力拉繩在地錨上的固定點(diǎn)P1：

P1=L1-MN1*sin(b+c-a+π/2)+Zm;

式中，P1表示鏟斗挖掘力拉繩固定點(diǎn)到坑底距離，MN1表示鏟斗挖掘力姿態(tài)下拉繩的長(zhǎng)度。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

[0001]本發(fā)明屬于挖掘機(jī)挖掘力測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種挖掘機(jī)自動(dòng)挖掘力測(cè)試系統(tǒng)，本發(fā)明還提供了該系統(tǒng)的測(cè)試方法。

背景技術(shù)

[0002]液壓挖掘機(jī)是土方機(jī)械中應(yīng)用最廣泛的設(shè)備之一。挖掘力能直接反應(yīng)一臺(tái)挖掘機(jī)的性能。挖掘力分為鏟斗挖掘力和斗桿挖掘力，也可以同時(shí)產(chǎn)生復(fù)合挖掘力;同時(shí)工作裝置挖掘姿態(tài)的變化，也影響挖掘力的大小?，F(xiàn)有技術(shù)完全依賴人眼或手工測(cè)量，無法準(zhǔn)確測(cè)試挖掘切向力，且測(cè)試過程繁瑣。

[0003]中國(guó)發(fā)明專利CN 102995673 A公開了一種應(yīng)用于挖掘機(jī)挖掘力測(cè)試的拉繩定位控制方法，包括：根據(jù)傳感器的檢測(cè)結(jié)果得到動(dòng)臂、斗桿和鏟斗的位姿信息;根據(jù)所述位姿信息確定挖掘軌跡;根據(jù)所述挖掘軌跡確定以鏟斗的齒根為切點(diǎn)、沿挖掘軌跡切線方向設(shè)置的拉繩在錨架上的錨固位置。在此發(fā)明技術(shù)方案中，采用傳感器檢測(cè)動(dòng)臂、斗桿和鏟斗的位姿信息，控制裝置根據(jù)位姿信息確定挖掘軌跡并最終得到拉繩在錨架上的錨固位置。此發(fā)明僅簡(jiǎn)單介紹了使用此方法可定位拉繩，測(cè)試挖掘力，對(duì)于具體如何測(cè)試挖掘力并未給出具體的方法。

發(fā)明內(nèi)容

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)無法準(zhǔn)確測(cè)試挖掘機(jī)切向力及測(cè)試過程繁瑣的缺陷，本發(fā)明提供一種僅需采集油缸壓力、位移、拉力，通過儀表控制器與整車控制器通訊，點(diǎn)擊開始，即可自動(dòng)完成挖掘力測(cè)試，實(shí)現(xiàn)無人化測(cè)試的一種挖掘機(jī)自動(dòng)挖掘力測(cè)試系統(tǒng)及方法。

[0005]本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是：

一種挖掘機(jī)自動(dòng)挖掘力測(cè)試系統(tǒng)包括：

儀表控制器，用于獲取挖掘機(jī)的工作裝置參數(shù)，根據(jù)工作裝置參數(shù)來判斷挖掘機(jī)測(cè)試姿態(tài)，在判斷挖掘機(jī)測(cè)試姿態(tài)后，得出動(dòng)臂油缸、斗桿油缸、鏟斗油缸三個(gè)油缸長(zhǎng)度信息，同時(shí)將自動(dòng)測(cè)試開始指令及三個(gè)油缸長(zhǎng)度信息發(fā)送給整車控制器;接收整車控制器發(fā)送的測(cè)試數(shù)據(jù)并進(jìn)行判斷，在判斷合格后記錄鏟斗挖掘力及斗桿挖掘力數(shù)據(jù);不合格，繼續(xù)發(fā)送三個(gè)油缸長(zhǎng)度信息給整車控制器，直至測(cè)試數(shù)據(jù)記錄合格結(jié)束;

整車控制器接收儀表控制器發(fā)送的三個(gè)油缸長(zhǎng)度信息及自動(dòng)測(cè)試指令后，自動(dòng)挖掘力測(cè)試程序開始工作，通過最大挖掘力油缸長(zhǎng)度程序計(jì)算出動(dòng)臂相對(duì)回轉(zhuǎn)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)角度a、斗桿相對(duì)動(dòng)臂運(yùn)動(dòng)角度b、鏟斗相對(duì)斗桿運(yùn)動(dòng)角度c、拉繩應(yīng)調(diào)節(jié)的高度、角度，拉繩自動(dòng)調(diào)節(jié)到指定位置;同時(shí)將傳感器發(fā)送的測(cè)試數(shù)據(jù)反饋給儀表控制器;

傳感器用于采集在鏟斗油缸和斗桿油缸緩慢加載過程中主泵溢流時(shí)的測(cè)試數(shù)據(jù)，同時(shí)將測(cè)試數(shù)據(jù)發(fā)送給整車控制器。

[0006]所述挖掘機(jī)測(cè)試姿態(tài)包括最大挖掘力測(cè)試姿態(tài)和普通測(cè)試姿態(tài);若挖掘機(jī)測(cè)試姿態(tài)為最大挖掘力姿態(tài)，通過儀表控制器自動(dòng)計(jì)算出最大挖掘力姿態(tài)動(dòng)臂油缸、斗桿油缸、鏟斗油缸三個(gè)油缸長(zhǎng)度;若測(cè)試姿態(tài)為普通姿態(tài)或儀表控制器判斷測(cè)試數(shù)據(jù)不合格時(shí)，則需手動(dòng)輸入動(dòng)臂油缸、斗桿油缸、鏟斗油缸三個(gè)油缸長(zhǎng)度。

[0007]進(jìn)一步的，所述測(cè)試數(shù)據(jù)包括動(dòng)臂油缸、斗桿油缸和鏟斗油缸的壓力、位移、拉力數(shù)據(jù)。

[0008]更進(jìn)一步的，所述傳感器包括安裝在動(dòng)臂油缸、斗桿油缸和鏟斗油缸上的拉線位移傳感器、壓力傳感器、安裝在地錨與鏟斗之間的測(cè)力計(jì)傳感器。

[0009]本發(fā)明還提供了一種挖掘機(jī)自動(dòng)挖掘力測(cè)試方法，包括以下步驟：

(1)通過儀表控制器確定測(cè)試姿態(tài)，得出動(dòng)臂油缸、斗桿油缸、鏟斗油缸三個(gè)油缸長(zhǎng)度，并把數(shù)據(jù)發(fā)送給整車控制器;

(2)通過整車控制器自動(dòng)計(jì)算動(dòng)臂相對(duì)回轉(zhuǎn)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)角度a、斗桿相對(duì)動(dòng)臂運(yùn)動(dòng)角度b、鏟斗相對(duì)斗桿運(yùn)動(dòng)角度c及拉繩應(yīng)調(diào)節(jié)的高度、角度，拉繩自動(dòng)調(diào)節(jié)到指定位置;

(3)在鏟斗油缸及斗桿油缸的緩慢加載中，主泵出現(xiàn)溢流后，傳感器將測(cè)試數(shù)據(jù)反饋給整車控制器，整車控制器將測(cè)試數(shù)據(jù)傳送給儀表控制器;

(4)儀表控制器進(jìn)行判斷，記錄合格后的鏟斗挖掘力及斗桿挖掘力數(shù)據(jù);不合格，則繼續(xù)將動(dòng)臂油缸、斗桿油缸、鏟斗油缸三個(gè)油缸長(zhǎng)度發(fā)送給整車控制器，以此循環(huán)(2)、(3)、(4)，直至判斷記錄合格結(jié)束。

[0010]進(jìn)一步的，所述三個(gè)油缸長(zhǎng)度的長(zhǎng)度信息獲取方式是根據(jù)挖掘機(jī)測(cè)試姿態(tài)來選擇下述其一方式進(jìn)行獲取：

(1)若挖掘機(jī)測(cè)試姿態(tài)為最大挖掘力姿態(tài)，通過儀表控制器自動(dòng)計(jì)算出最大挖掘力姿態(tài)下三個(gè)油缸長(zhǎng)度;

(2)若測(cè)試姿態(tài)為普通姿態(tài)或儀表控制器判斷測(cè)試數(shù)據(jù)不合格時(shí)，則需手動(dòng)輸入三個(gè)油缸長(zhǎng)度。

[0011]進(jìn)一步的，通過儀表控制器自動(dòng)計(jì)算出最大挖掘力姿態(tài)下三個(gè)油缸長(zhǎng)度的步驟如下：

在已知挖掘機(jī)的型號(hào)及工作裝置尺寸的情況下，以回轉(zhuǎn)中心與水平線的交點(diǎn)為絕對(duì)坐標(biāo)系的原點(diǎn)o，正前方為水平軸y正方向，正上方為縱軸z正方向建立二維坐標(biāo)系，同時(shí)為了便于計(jì)算，在挖掘機(jī)工作裝置上設(shè)置有A-M點(diǎn)位，用于標(biāo)識(shí)及坐標(biāo)點(diǎn)計(jì)算，A表示動(dòng)臂后支座絞點(diǎn)，B表示動(dòng)臂油缸大腔絞點(diǎn)，B1表示B點(diǎn)水平軸負(fù)方向平移點(diǎn)，不代表具體位置，只做方向使用，C表示動(dòng)臂中支座即動(dòng)臂油缸小腔絞點(diǎn)，D表示斗桿油缸大腔絞點(diǎn)，E表示動(dòng)臂前支座即斗桿后支座絞點(diǎn)，F(xiàn)表示斗桿油缸小腔絞點(diǎn)，G表示鏟斗油缸大腔絞點(diǎn)，J表示鏟斗油缸小腔絞點(diǎn)，H表示斗桿中支座絞點(diǎn)，K表示斗桿前支座即鏟斗后耳板絞點(diǎn)，L表示鏟斗前耳板絞點(diǎn)，M表示斗齒尖;

動(dòng)臂姿態(tài)：

BC長(zhǎng)度為動(dòng)臂油缸最小到最大尺寸中，間隔1mm循環(huán)計(jì)算，

a=acos((AB^2+AC^2-BC^2)/(2*AB*AC))-∠EAC-∠ABB1;

判斷當(dāng)a+∠EAC+∠ABB1 =π/2 時(shí);

提取當(dāng)前BC長(zhǎng)度;

式中：π表示圓周率，AB表示A點(diǎn)與B點(diǎn)之間距離，AC表示A點(diǎn)與C點(diǎn)之間距離，BC表示動(dòng)臂油缸長(zhǎng)度，即B點(diǎn)與C點(diǎn)之間距離，∠EAC表示E點(diǎn)、A點(diǎn)、C點(diǎn)形成的夾角，∠ABB1表示A點(diǎn)、B點(diǎn)、B1點(diǎn)形成的夾角，a表示動(dòng)臂相對(duì)平臺(tái)位移角度;

鏟斗姿態(tài)：

GJ長(zhǎng)度為鏟斗油缸最小到最大尺寸中，間隔1mm循環(huán)計(jì)算，

∠GHJ=acos((GH^2+HJ^2-GJ^2)/(2*GH*HJ));

∠JGH=acos((GH^2+GJ^2-HJ^2)/(2*GH*GJ));

∠GJH=π-∠JGH-∠GHJ;

∠JHK=∠GHK-∠GHJ;

JK=(HJ^2+HK^2-2*HJ*HK*cos(∠JHK))^0.5;

∠JKL=acos((JK^2+KL^2-JL^2)/(2*JK*KL));

∠JLK=acos((JL^2+KL^2-JK^2)/(2*JL*KL));

∠JKH=acos((HK^2+JK^2-HJ^2)/(2*JK*HK));

∠LJH=2π-∠JHK-∠JKH-∠JKL-∠JLK;

Fbucket=(pc*sc)*10^6;

Fwbucket=((Fbucket*sin(∠GJH)/sin(∠LJH))*sin(∠JLK)*KL)/(KM);

式中： GJ表示鏟斗油缸長(zhǎng)度，即G點(diǎn)與J點(diǎn)之間距離;∠GHJ表示G點(diǎn)、H點(diǎn)、J點(diǎn)形成的夾角，GH表示G點(diǎn)與H點(diǎn)之間距離，HJ表示H點(diǎn)與J點(diǎn)之間距離，∠JGH表示J點(diǎn)、G點(diǎn)、H點(diǎn)形成的夾角，∠GJH表示G點(diǎn)、J點(diǎn)、H點(diǎn)形成的夾角，∠GHK表示G點(diǎn)、H點(diǎn)、K點(diǎn)形成的夾角，∠JHK表示J點(diǎn)、H點(diǎn)、K點(diǎn)形成的夾角，JK表示J點(diǎn)與K點(diǎn)之間距離，HK表示H點(diǎn)與K點(diǎn)之間距離，∠JKL表示J點(diǎn)、K點(diǎn)、L點(diǎn)形成的夾角，KL表示K點(diǎn)與L點(diǎn)之間距離，JL表示J點(diǎn)與L點(diǎn)之間距離，∠JLK表示J點(diǎn)、L點(diǎn)、K點(diǎn)形成的夾角，∠JKH表示J點(diǎn)、K點(diǎn)、H點(diǎn)形成的夾角，∠LJH表示L點(diǎn)、J點(diǎn)、H點(diǎn)形成的夾角，F(xiàn)bucket表示鏟斗油缸力，pc鏟斗油缸大腔壓力;sc表示鏟斗油缸大腔面積;KM表示K點(diǎn)與M點(diǎn)之間距離，F(xiàn)wbucket表示鏟斗挖掘力，在循環(huán)中找到最大鏟斗挖掘力，提取最大鏟斗挖掘力姿態(tài)GJ長(zhǎng)度;

斗桿姿態(tài)：

確定出GJ后，計(jì)算斗桿最大挖掘力，

DF長(zhǎng)度為斗桿油缸最小到最大尺寸中，間隔1mm循環(huán)計(jì)算，

∠EFD=acos((DF^2+EF^2-ED^2)/(2*DF*EF));

Farm=(pa*sa)*10^6;

EM=(EK^2+KM^2-2*EK*KM*cos(π-c))^0.5;

Fwarm=(Farm*sin(∠EFD)*EF)/(EM);

式中： DF表示斗桿油缸長(zhǎng)度，即D點(diǎn)與F點(diǎn)之間距離;∠EFD表示E點(diǎn)、F點(diǎn)、D點(diǎn)形成的夾角，EF表示E點(diǎn)與F點(diǎn)之間距離，ED表示E點(diǎn)與D點(diǎn)之間距離，F(xiàn)arm表示斗桿油缸力，pa表示斗桿油缸大腔壓力;sa表示斗桿油缸大腔面積;EM表示E點(diǎn)與M點(diǎn)之間距離，F(xiàn)warm表示斗桿挖掘力，在循環(huán)中找到最大斗桿挖掘力，提取最大斗桿挖掘力姿態(tài)DF長(zhǎng)度;

綜上，儀表控制器自動(dòng)計(jì)算出最大挖掘力姿態(tài)下三個(gè)油缸長(zhǎng)度。

[0012]進(jìn)一步的，整車控制器通過最大挖掘力油缸長(zhǎng)度程序計(jì)算得到動(dòng)臂相對(duì)平臺(tái)位移角度a ：

a=acos((AB^2+AC^2-BC^2)/(2*AB*AC))-∠EAC-∠ABB1;

計(jì)算得到斗桿相對(duì)動(dòng)臂位移角度b：

b=-(π-(2*π-∠AED-∠FEK-acos((ED^2+EF^2-DF^2)/(2*DE*EF))));

式中： ∠AED表示A點(diǎn)、E點(diǎn)、D點(diǎn)形成的夾角，∠FEK表示F點(diǎn)、E點(diǎn)、K點(diǎn)形成的夾角;

計(jì)算得到鏟斗相對(duì)斗桿位移角度c：

∠GHJ=acos((GH^2+HJ^2-GJ^2)/(2*GH*HJ));

∠JGH=acos((GH^2+GJ^2-HJ^2)/(2*GH*GJ));

∠GJH=π-∠JGH-∠GHJ;

∠JHK=∠GHK-∠GHJ;

JK=(HJ^2+HK^2-2*HJ*HK*cos(∠JHK))^0.5;

∠JKL=acos((JK^2+KL^2-JL^2)/(2*JK*KL));

∠JKH=acos((HK^2+JK^2-HJ^2)/(2*JK*HK));

c=-(π-(2*π-∠EKH-∠JKL-∠MKL-∠JKH));

所述拉繩應(yīng)調(diào)節(jié)的高度、角度的計(jì)算具體步驟如下：

計(jì)算動(dòng)臂前支座即斗桿后支座絞點(diǎn)E點(diǎn)坐標(biāo)位置：

Ye=AE*cos(a);

Ze=AE*sin(a);

式中：Ye表示E點(diǎn)在橫坐標(biāo)的位置，Ze表示E點(diǎn)在縱坐標(biāo)的位置;AE表示A點(diǎn)與E點(diǎn)之間距離;

計(jì)算斗齒尖M點(diǎn)坐標(biāo)位置：

Ym=EK*cos(a+b)+AE*cos(a)+KM*cos(a+b+c);

Zm=EK*sin(a+b)+AE*sin(a)+KM*sin(a+b+c);

式中，Ym表示M點(diǎn)在橫坐標(biāo)的位置，Zm表示M點(diǎn)在縱坐標(biāo)的位置;

因此可以計(jì)算得到拉繩在地錨上的固定點(diǎn);

斗桿挖掘力拉繩在地錨上的固定點(diǎn)P2：

EM=((Ym-Ye)^2+(Zm-Ze)^2)^0.5;

∠EMK=acos((EM^2+KM^2-EK^2)/(2*EM*KM));

P2 =MN2*sin(a-b-c+π/2+∠EMK)+Zm+L1;

式中，P2表示斗桿挖掘力拉繩固定點(diǎn)到坑底距離，∠EMK表示E點(diǎn)、M點(diǎn)、K點(diǎn)形成的夾角，L1表示平臺(tái)高度，MN2表示斗桿挖掘力姿態(tài)下拉繩的長(zhǎng)度;

鏟斗挖掘力拉繩在地錨上的固定點(diǎn)P1：

P1=L1- MN1*sin(b+c-a+π/2)+Zm;

式中，P1表示鏟斗挖掘力拉繩固定點(diǎn)到坑底距離，MN1表示鏟斗挖掘力姿態(tài)下拉繩的長(zhǎng)度。

[0013]本發(fā)明通過儀表控制器獲取挖掘機(jī)工作裝置參數(shù)并判斷挖掘機(jī)姿態(tài)，在確定了挖掘機(jī)姿態(tài)后自動(dòng)或手動(dòng)將動(dòng)臂油缸、斗桿油缸、鏟斗油缸三個(gè)油缸的長(zhǎng)度信息輸入整車控制器，整車控制器計(jì)算出動(dòng)臂相對(duì)回轉(zhuǎn)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)角度a，斗桿相對(duì)動(dòng)臂運(yùn)動(dòng)角度b、鏟斗相對(duì)斗桿運(yùn)動(dòng)角度c及拉繩應(yīng)調(diào)節(jié)的高度、角度，拉繩自動(dòng)調(diào)節(jié)到指定位置;然后緩慢調(diào)整鏟斗和斗桿，在主泵溢流后，傳感器將測(cè)試數(shù)據(jù)反饋給整車控制器，整車控制器將數(shù)據(jù)反饋給儀表控制器，儀表控制器判斷合格后進(jìn)行記錄，不合格，繼續(xù)輸入三個(gè)油缸長(zhǎng)度信息，直至所有測(cè)試數(shù)據(jù)合格為止。本發(fā)明在測(cè)試過程，完全實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)挖掘力的測(cè)試，一方面可以準(zhǔn)確得出挖掘切向力，另一方面通過整車控制器實(shí)時(shí)調(diào)整拉繩，無需人工調(diào)整拉繩。

附圖說明

[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，其中：

圖1為挖掘機(jī)自動(dòng)挖掘力測(cè)試系統(tǒng)圖;

圖2為挖掘機(jī)工作狀態(tài)示意圖;

圖3為挖掘機(jī)自動(dòng)挖掘力測(cè)試方法流程示意圖。

具體實(shí)施方式

[0015]實(shí)施例1

[0016]如圖1、2所示，本實(shí)施例的挖掘機(jī)自動(dòng)挖掘力測(cè)試系統(tǒng)，包括：

儀表控制器，用于獲取挖掘機(jī)的工作裝置參數(shù)，根據(jù)工作裝置參數(shù)來判斷挖掘機(jī)測(cè)試姿態(tài)，在判斷挖掘機(jī)測(cè)試姿態(tài)后，得出動(dòng)臂油缸、斗桿油缸、鏟斗油缸三個(gè)油缸長(zhǎng)度信息，同時(shí)將自動(dòng)測(cè)試開始指令及三個(gè)油缸長(zhǎng)度信息發(fā)送給整車控制器;接收整車控制器發(fā)送的測(cè)試數(shù)據(jù)并進(jìn)行判斷，在判斷合格后記錄鏟斗挖掘力及斗桿挖掘力數(shù)據(jù);不合格，繼續(xù)發(fā)送三個(gè)油缸長(zhǎng)度信息給整車控制器，直至測(cè)試數(shù)據(jù)記錄合格結(jié)束;

整車控制器接收儀表控制器發(fā)送的三個(gè)油缸長(zhǎng)度信息及自動(dòng)測(cè)試指令后，自動(dòng)挖掘力測(cè)試程序開始工作，通過最大挖掘力油缸長(zhǎng)度程序計(jì)算出動(dòng)臂相對(duì)回轉(zhuǎn)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)角度a、斗桿相對(duì)動(dòng)臂運(yùn)動(dòng)角度b、鏟斗相對(duì)斗桿運(yùn)動(dòng)角度c、拉繩應(yīng)調(diào)節(jié)的高度、角度，拉繩自動(dòng)調(diào)節(jié)到指定位置;同時(shí)將傳感器發(fā)送的測(cè)試數(shù)據(jù)反饋給儀表控制器;

傳感器用于采集在鏟斗油缸和斗桿油缸緩慢加載過程中主泵溢流時(shí)的測(cè)試數(shù)據(jù)，同時(shí)將測(cè)試數(shù)據(jù)發(fā)送給整車控制器。

[0017]進(jìn)一步地，所述挖掘機(jī)測(cè)試姿態(tài)包括最大挖掘力測(cè)試姿態(tài)和普通測(cè)試姿態(tài);若挖掘機(jī)測(cè)試姿態(tài)為最大挖掘力姿態(tài)，通過儀表控制器自動(dòng)計(jì)算出最大挖掘力姿態(tài)動(dòng)臂油缸、斗桿油缸、鏟斗油缸三個(gè)油缸長(zhǎng)度;若測(cè)試姿態(tài)為普通姿態(tài)或儀表控制器判斷測(cè)試數(shù)據(jù)不合格時(shí)，則需手動(dòng)輸入動(dòng)臂油缸、斗桿油缸、鏟斗油缸三個(gè)油缸長(zhǎng)度，所述測(cè)試數(shù)據(jù)包括動(dòng)臂油缸、斗桿油缸和鏟斗油缸的壓力、位移、拉力數(shù)據(jù)。

[0018]更進(jìn)一步的，所述傳感器包括安裝在動(dòng)臂油缸、斗桿油缸和鏟斗油缸上的拉線位移傳感器、壓力傳感器、安裝在地錨與鏟斗之間的測(cè)力計(jì)傳感器，所述傳感器均采用現(xiàn)有通用型號(hào)。

[0019]實(shí)施例2

[0020]一種挖掘機(jī)自動(dòng)挖掘力測(cè)試方法，包括以下步驟：

(1)通過儀表控制器確定測(cè)試姿態(tài)，得出動(dòng)臂油缸、斗桿油缸、鏟斗油缸三個(gè)油缸長(zhǎng)度，并把數(shù)據(jù)發(fā)送給整車控制器;

(2)通過整車控制器自動(dòng)計(jì)算動(dòng)臂相對(duì)回轉(zhuǎn)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)角度a、斗桿相對(duì)動(dòng)臂運(yùn)動(dòng)角度b、鏟斗相對(duì)斗桿運(yùn)動(dòng)角度c及拉繩應(yīng)調(diào)節(jié)的高度、角度，拉繩自動(dòng)調(diào)節(jié)到指定位置;

(3)在鏟斗油缸及斗桿油缸的緩慢加載中，主泵出現(xiàn)溢流后，傳感器將測(cè)試數(shù)據(jù)反饋給整車控制器，整車控制器將測(cè)試數(shù)據(jù)傳送給儀表控制器;

(4)儀表控制器進(jìn)行判斷，記錄合格后的鏟斗挖掘力及斗桿挖掘力數(shù)據(jù);不合格，則繼續(xù)將動(dòng)臂油缸、斗桿油缸、鏟斗油缸三個(gè)油缸長(zhǎng)度發(fā)送給整車控制器，以此循環(huán)(2)、(3)、(4)，直至判斷記錄合格結(jié)束。

[0021]進(jìn)一步的，所述三個(gè)油缸長(zhǎng)度的長(zhǎng)度信息獲取方式是根據(jù)挖掘機(jī)測(cè)試姿態(tài)來選擇下述其一方式進(jìn)行獲取：

(1)若挖掘機(jī)測(cè)試姿態(tài)為最大挖掘力姿態(tài)，通過儀表控制器自動(dòng)計(jì)算出最大挖掘力姿態(tài)下三個(gè)油缸長(zhǎng)度;

(2)若測(cè)試姿態(tài)為普通姿態(tài)或儀表控制器判斷測(cè)試數(shù)據(jù)不合格時(shí)，則需手動(dòng)輸入三個(gè)油缸長(zhǎng)度。

[0022]更進(jìn)一步的，通過儀表控制器自動(dòng)計(jì)算出最大挖掘力姿態(tài)下三個(gè)油缸長(zhǎng)度的步驟如下：

在已知挖掘機(jī)的型號(hào)及工作裝置尺寸的情況下，以回轉(zhuǎn)中心與水平線的交點(diǎn)為絕對(duì)坐標(biāo)系的原點(diǎn)o，正前方為水平軸y正方向，正上方為縱軸z正方向建立二維坐標(biāo)系，同時(shí)為了便于計(jì)算，在挖掘機(jī)工作裝置上設(shè)置有A-M點(diǎn)位，用于標(biāo)識(shí)及坐標(biāo)點(diǎn)計(jì)算，A表示動(dòng)臂后支座絞點(diǎn)，B表示動(dòng)臂油缸大腔絞點(diǎn)，B1表示B點(diǎn)水平軸負(fù)方向平移點(diǎn)，不代表具體位置，只做方向使用，C表示動(dòng)臂中支座即動(dòng)臂油缸小腔絞點(diǎn)，D表示斗桿油缸大腔絞點(diǎn)，E表示動(dòng)臂前支座即斗桿后支座絞點(diǎn)，F(xiàn)表示斗桿油缸小腔絞點(diǎn)，G表示鏟斗油缸大腔絞點(diǎn)，J表示鏟斗油缸小腔絞點(diǎn)，H表示斗桿中支座絞點(diǎn)，K表示斗桿前支座即鏟斗后耳板絞點(diǎn)，L表示鏟斗前耳板絞點(diǎn)，M表示斗齒尖;

動(dòng)臂姿態(tài)：

BC長(zhǎng)度為動(dòng)臂油缸最小到最大尺寸中，間隔1mm循環(huán)計(jì)算，

a=acos((AB^2+AC^2-BC^2)/(2*AB*AC))-∠EAC-∠ABB1;

判斷當(dāng)a+∠EAC+∠ABB1 =π/2 時(shí);

提取當(dāng)前BC長(zhǎng)度;

式中：π表示圓周率，AB表示A點(diǎn)與B點(diǎn)之間距離，AC表示A點(diǎn)與C點(diǎn)之間距離，BC表示動(dòng)臂油缸長(zhǎng)度，即B點(diǎn)與C點(diǎn)之間距離，∠EAC表示E點(diǎn)、A點(diǎn)、C點(diǎn)形成的夾角，∠ABB1表示A點(diǎn)、B點(diǎn)、B1點(diǎn)形成的夾角，a表示動(dòng)臂相對(duì)平臺(tái)位移角度;

鏟斗姿態(tài)：

GJ長(zhǎng)度為鏟斗油缸最小到最大尺寸中，間隔1mm循環(huán)計(jì)算，

∠GHJ=acos((GH^2+HJ^2-GJ^2)/(2*GH*HJ));

∠JGH=acos((GH^2+GJ^2-HJ^2)/(2*GH*GJ));

∠GJH=π-∠JGH-∠GHJ;

∠JHK=∠GHK-∠GHJ;

JK=(HJ^2+HK^2-2*HJ*HK*cos(∠JHK))^0.5;

∠JKL=acos((JK^2+KL^2-JL^2)/(2*JK*KL));

∠JLK=acos((JL^2+KL^2-JK^2)/(2*JL*KL));

∠JKH=acos((HK^2+JK^2-HJ^2)/(2*JK*HK));

∠LJH=2π-∠JHK-∠JKH-∠JKL-∠JLK;

Fbucket=(pc*sc)*10^6;

Fwbucket=((Fbucket*sin(∠GJH)/sin(∠LJH))*sin(∠JLK)*KL)/(KM);

式中： GJ表示鏟斗油缸長(zhǎng)度，即G點(diǎn)與J點(diǎn)之間距離;∠GHJ表示G點(diǎn)、H點(diǎn)、J點(diǎn)形成的夾角，GH表示G點(diǎn)與H點(diǎn)之間距離，HJ表示H點(diǎn)與J點(diǎn)之間距離，∠JGH表示J點(diǎn)、G點(diǎn)、H點(diǎn)形成的夾角，∠GJH表示G點(diǎn)、J點(diǎn)、H點(diǎn)形成的夾角，∠GHK表示G點(diǎn)、H點(diǎn)、K點(diǎn)形成的夾角，∠JHK表示J點(diǎn)、H點(diǎn)、K點(diǎn)形成的夾角，JK表示J點(diǎn)與K點(diǎn)之間距離，HK表示H點(diǎn)與K點(diǎn)之間距離，∠JKL表示J點(diǎn)、K點(diǎn)、L點(diǎn)形成的夾角，KL表示K點(diǎn)與L點(diǎn)之間距離，JL表示J點(diǎn)與L點(diǎn)之間距離，∠JLK表示J點(diǎn)、L點(diǎn)、K點(diǎn)形成的夾角，∠JKH表示J點(diǎn)、K點(diǎn)、H點(diǎn)形成的夾角，∠LJH表示L點(diǎn)、J點(diǎn)、H點(diǎn)形成的夾角，F(xiàn)bucket表示鏟斗油缸力，pc表示鏟斗油缸大腔壓力;sc表示鏟斗油缸大腔面積;KM表示K點(diǎn)與M點(diǎn)之間距離，F(xiàn)wbucket表示鏟斗挖掘力，在循環(huán)中找到最大鏟斗挖掘力，提取最大鏟斗挖掘力姿態(tài)GJ長(zhǎng)度;

斗桿姿態(tài)：

確定出GJ后，計(jì)算斗桿最大挖掘力，

DF長(zhǎng)度為斗桿油缸最小到最大尺寸中，間隔1mm循環(huán)計(jì)算，

∠EFD=acos((DF^2+EF^2-ED^2)/(2*DF*EF));

Farm=(pa*sa)*10^6;

EM=(EK^2+KM^2-2*EK*KM*cos(π-c))^0.5;

Fwarm=(Farm*sin(∠EFD)*EF)/(EM);

式中： DF表示斗桿油缸長(zhǎng)度，即D點(diǎn)與F點(diǎn)之間距離;∠EFD表示E點(diǎn)、F點(diǎn)、D點(diǎn)形成的夾角，EF表示E點(diǎn)與F點(diǎn)之間距離，ED表示E點(diǎn)與D點(diǎn)之間距離，F(xiàn)arm表示斗桿油缸力，pa表示斗桿油缸大腔壓力;sa表示斗桿油缸大腔面積;EM表示E點(diǎn)與M點(diǎn)之間距離，F(xiàn)warm表示斗桿挖掘力，在循環(huán)中找到最大斗桿挖掘力，提取最大斗桿挖掘力姿態(tài)DF長(zhǎng)度，

綜上，儀表控制器自動(dòng)計(jì)算出最大挖掘力姿態(tài)下三個(gè)油缸長(zhǎng)度。

[0023]更進(jìn)一步的，整車控制器通過最大挖掘力油缸長(zhǎng)度程序計(jì)算得到動(dòng)臂相對(duì)平臺(tái)位移角度a ：

a=acos((AB^2+AC^2-BC^2)/(2*AB*AC))-∠EAC-∠ABB1;

計(jì)算得到斗桿相對(duì)動(dòng)臂位移角度b：

b=-(π-(2*π-∠AED-∠FEK-acos((ED^2+EF^2-DF^2)/(2*DE*EF))));

式中： ∠AED表示A點(diǎn)、E點(diǎn)、D點(diǎn)形成的夾角，∠FEK表示F點(diǎn)、E點(diǎn)、K點(diǎn)形成的夾角;

計(jì)算得到鏟斗相對(duì)斗桿位移角度c：

∠GHJ=acos((GH^2+HJ^2-GJ^2)/(2*GH*HJ));

∠JGH=acos((GH^2+GJ^2-HJ^2)/(2*GH*GJ));

∠GJH=π-∠JGH-∠GHJ;

∠JHK=∠GHK-∠GHJ;

JK=(HJ^2+HK^2-2*HJ*HK*cos(∠JHK))^0.5;

∠JKL=acos((JK^2+KL^2-JL^2)/(2*JK*KL));

∠JKH=acos((HK^2+JK^2-HJ^2)/(2*JK*HK));

c=-(π-(2*π-∠EKH-∠JKL-∠MKL-∠JKH));

所述拉繩應(yīng)調(diào)節(jié)的高度、角度的計(jì)算具體步驟如下：

計(jì)算動(dòng)臂前支座即斗桿后支座絞點(diǎn)E點(diǎn)坐標(biāo)位置：

Ye=AE*cos(a);

Ze=AE*sin(a);

式中：Ye表示E點(diǎn)在橫坐標(biāo)的位置，Ze表示E點(diǎn)在縱坐標(biāo)的位置;AE表示A點(diǎn)與E點(diǎn)之間距離;

計(jì)算斗齒尖M點(diǎn)坐標(biāo)位置：

Ym=EK*cos(a+b)+AE*cos(a)+KM*cos(a+b+c);

Zm=EK*sin(a+b)+AE*sin(a)+KM*sin(a+b+c);

式中，Ym表示M點(diǎn)在橫坐標(biāo)的位置，Zm表示M點(diǎn)在縱坐標(biāo)的位置;

因此可以計(jì)算得到拉繩在地錨上的固定點(diǎn);

斗桿挖掘力拉繩在地錨上的固定點(diǎn)P2：

EM=((Ym-Ye)^2+(Zm-Ze)^2)^0.5;

∠EMK=acos((EM^2+KM^2-EK^2)/(2*EM*KM));

P2=MN2*sin(a-b-c+π/2+∠EMK)+Zm+L1;

式中，P2表示斗桿挖掘力拉繩固定點(diǎn)到坑底距離，∠EMK表示E點(diǎn)、M點(diǎn)、K點(diǎn)形成的夾角，L1表示平臺(tái)高度，MN2表示斗桿挖掘力姿態(tài)下拉繩的長(zhǎng)度;

鏟斗挖掘力拉繩在地錨上的固定點(diǎn)P1：

P1=L1-MN1*sin(b+c-a+π/2)+Zm;

式中，P1表示鏟斗挖掘力拉繩固定點(diǎn)到坑底距離，MN1表示鏟斗挖掘力姿態(tài)下拉繩的長(zhǎng)度。

[0024]如圖3所示，本實(shí)施例的具體操作流程如下：

S0：開始，確定測(cè)試姿態(tài)。

[0025]S1：判斷選擇為最大挖掘力姿態(tài)，儀表控制器自動(dòng)得出動(dòng)臂油缸、斗桿油缸、鏟斗油缸三個(gè)油缸長(zhǎng)度。

[0026]S2：判斷選擇為普通姿態(tài)，儀表控制器需手動(dòng)輸入動(dòng)臂油缸、斗桿油缸、鏟斗油缸三個(gè)油缸長(zhǎng)度，并把數(shù)據(jù)發(fā)送給整車控制器。

[0027]S3：儀表控制器發(fā)送“自動(dòng)測(cè)試開始”指令給整車控制器。

[0028]S4：整車控制器自動(dòng)計(jì)算動(dòng)臂相對(duì)回轉(zhuǎn)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)角度a，斗桿相對(duì)動(dòng)臂運(yùn)動(dòng)角度b、鏟斗相對(duì)斗桿運(yùn)動(dòng)角度c。

[0029]S5：整車控制器計(jì)算得出拉繩應(yīng)調(diào)節(jié)的高度、角度參數(shù)，拉繩自動(dòng)調(diào)節(jié)到指定位置。

[0030]S6：鏟斗油缸緩慢加載。

[0031]S7：判斷主泵是否溢流，若是進(jìn)入“S8”，若不是返回“S6”。

[0032]S8：傳感器將測(cè)試數(shù)據(jù)反饋給整車控制器，整車控制器并把數(shù)據(jù)發(fā)回儀表控制器。

[0033]S9：儀表控制器判斷數(shù)據(jù)是否合格，若合格進(jìn)入“S10”，若不合格，返回“S2”，手動(dòng)輸入動(dòng)臂油缸、斗桿油缸、鏟斗油缸三個(gè)油缸長(zhǎng)度。

[0034]S10：儀表控制器記錄合格鏟斗挖掘力數(shù)據(jù)。

[0035]S11：斗桿油缸緩慢加載。

[0036]S12：判斷主泵是否溢流，若是進(jìn)入“S13”，若不是返回“S11”。

[0037]S13：傳感器將測(cè)試數(shù)據(jù)反饋給整車控制器，整車控制器并把數(shù)據(jù)發(fā)回儀表控制器。

[0038]S14：儀表控制器判斷數(shù)據(jù)是否合格，若合格進(jìn)入“S15”，若不合格，返回“S2”，手動(dòng)輸入動(dòng)臂油缸、斗桿油缸、鏟斗油缸三個(gè)油缸長(zhǎng)度。

[0039]S15：儀表控制器記錄合格鏟斗挖掘力數(shù)據(jù)。

[0040]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型且不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。

說明書附圖(3)