诊断受力反力传感器组件的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种诊断受力传感器组件的方法及装置，属于工程机械技术领域。所述方法包括：根据第一桥式电路的输出电压计算反力第一值、根据第三桥式电路的输出电压计算反力第二值；判断所述反力第一值和所述反力第二值的差异量是否小于差异量阈值；判断所述反力第一值和所述反力第二值是否存在数据跳变；以及在所述反力第一值和所述反力第二值的差异量小于差异量阈值、并且所述反力第一值和所述反力第二值均不存在数据跳变的情况下，确定受力传感器组件不存在故障。通过反力第一值和反力第二值的互检和自检，能够有效判断出支腿反力传感器组件是否存在故障，从而保证支腿反力的有效性。的有效性。的有效性。

【技术实现步骤摘要】
诊断受力反力传感器组件的方法及装置


[0001]本专利技术涉及工程机械
，具体地涉及一种诊断受力传感器组件的方法及装置。

技术介绍

[0002]在机械结构中，反力测量通常是必不可少的。例如，工程机械中，需要对支腿反力进行测量。
[0003]工程机械(如汽车起重机、泵车、消防车等)在作业时为提高抗倾覆能力，一般会向四周伸出支腿支撑结构，而支撑结构的支撑力大小直接反映了工程车当前的支撑安全状况，例如：(1)当任一支腿反力大于该支腿的设计承载极限时，此时该支腿有失稳失效风险，整机有倾翻事故的可能；(2)当任一支腿反力接近地面承载能力时，此时支撑地面有压溃沉降风险，同样会造成工程机械倾翻；(3)当任一支腿反力接近零时，表明该支腿发生“虚腿”，存在施工安全隐患；(4)更严重的，当任意相邻两支腿反力均接近零时，此时工程机械存在严重倾翻失稳风险。
[0004]因此需要使用检测设备来检测反力。对于检测设备，有效诊断设备是否存在故障是十分重要的。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例的目的是提供一种诊断受力传感器组件的方法及装置，其能够有效诊断受力传感器组件是否存在故障。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术实施例提供一种诊断受力传感器组件的方法，所述受力传感器组件中设置有由第一组应变片组成的第一桥式电路和由第三组应变片组成的第三桥式电路，所述方法包括：根据所述第一桥式电路的输出电压计算反力第一值、根据所述第三桥式电路的输出电压计算反力第二值；判断所述反力第一值和所述反力第二值的差异量是否小于差异量阈值；判断所述反力第一值和所述反力第二值是否存在数据跳变；以及在所述反力第一值和所述反力第二值的差异量小于差异量阈值、并且所述反力第一值和所述反力第二值均不存在数据跳变的情况下，确定所述受力传感器组件不存在故障。
[0007]可选的，所述判断所述反力第一值和所述反力第二值的差异量是否小于差异量阈值包括：在满足以下条件的情况下，确定所述反力第一值和所述反力第二值的差异量小于所述差异量阈值：
[0008][0009]其中，X1(t)为当前时刻的所述反力第一值，X2(t)为当前时刻的所述反力第二值，t为当前时刻，η
X
差异量阈值。
[0010]可选的，判断所述反力第一值和所述反力第二值是否存在数据跳变包括：在满足以下条件的情况下，确定所述反力第一值和所述反力第二值均不存在数据跳变：
[0011]|X1(t)-(2X1(t-T)-X1(t-2T))|＜a
X
，
[0012]|X2(t)-(2X2(t-T)-X2(t-2T))|＜a
X
，
[0013]其中，X1(t)为当前时刻的所述反力第一值，X2(t)为当前时刻的所述反力第二值，t为当前时刻，η
X
差异量阈值，T为采样周期，a
X
为测量连续性阈值。
[0014]可选的，所述受力传感器组件安装于工程机械支腿的垂直支撑油缸活塞杆体处，用于测量支腿反力，所述方法还包括：在所述受力传感器组件不存在故障的情况下，根据所述反力第一值和所述反力第二值确定最终的支腿反力；从工程机械的力矩限制器数据中获取整车当前重量估计和基于整车车架中心位置的弯矩矢量估计；以及根据所述工程机械的每个支腿的最终的支腿反力、整车当前重量估计、基于整车车架中心位置的弯矩矢量估计确定所述受力传感器组件的测量结果的可靠性。
[0015]可选的，根据所述工程机械的每个支腿的最终的支腿反力、整车当前重量估计、基于整车车架中心位置的弯矩矢量估计确定所述受力传感器组件的测量结果的可靠性包括：在满足以下条件的情况下，确定所述受力力传感器组件的测量结果具有可靠性：
[0016][0017]且
[0018][0019]其中，i为支腿编号，N为支腿数量，F
Gi
为针对编号为i的支腿确定的最终的支腿反力，为整车当前重量估计，为所述基于整车车架中心位置的弯矩矢量估计，δ
G
为预设的重量估计误差阈值，δ
M
为预设的弯矩估计误差阈值，为以整车车架中心到对应支腿支撑位置的坐标矢量，为针对编号为i的支腿确定的最终的支腿反力矢量。
[0020]可选的，所述受力传感器组件包括：承载区，所述承载区的上表面用于承载被测结构施加的载荷；固定区，所述固定区用于与被测结构机械连接，其中所述固定区环绕所述承载区布置；所述应变敏感区，处于所述固定区下方，设置有腔体；以及支撑区，处于所述应变敏感区的下方以起到支撑作用。
[0021]可选的，所述受力传感器组件中还设置有由第二组应变片组成的第二桥式电路，所述第二桥式电路中并联有串联在一起的两个固定电阻，根据所述第一桥式电路的输出电压计算反力第一值、根据所述第三桥式电路的输出电压计算反力第二值包括：获取所述第一桥式电路的输出电压、所述第三桥式电路的输出电压；获取所述第二桥式电路的两个半桥各自输出的第一半桥电压和第二半桥电压；获取三维笛卡尔坐标系中X轴、Y轴、Z轴分别与重力方向的夹角，其中所述三维笛卡尔坐标系中的所述Z轴为所述支腿反力传感器组件的中轴线，所述X轴指向一应变片的安装位置；根据所述第一桥式电路的输出电压、所述第一半桥电压、所述第二半桥电压、以及所述X轴、Y轴、Z轴分别与重力方向的夹角而计算所述反力第一值；以及根据所述第三桥式电路的输出电压、所述第一半桥电压、所述第二半桥电压、以及所述X轴、Y轴、Z轴分别与重力方向的夹角而计算所述反力第二值。
[0022]相应的，本专利技术实施例还提供一种诊断受力传感器组件的装置，所述受力传感器组件中设置有由第一组应变片组成的第一桥式电路和由第三组应变片组成的第三桥式电路，所述装置包括：计算模块，用于根据所述第一桥式电路的输出电压计算反力第一值、根据所述第三桥式电路的输出电压计算反力第二值；第一判断模块，用于判断所述反力第一值和所述反力第二值的差异量是否小于差异量阈值；第二判断模块，用于判断所述反力第一值和所述反力第二值是否存在数据跳变；以及第一确定模块，用于在所述反力第一值和所述反力第二值的差异量小于差异量阈值、并且所述反力第一值和所述反力第二值均不存在数据跳变的情况下，确定所述受力传感器组件不存在故障。
[0023]可选的，所述第一判断模块用于在满足以下条件的情况下，确定所述反力第一值和所述反力第二值的差异量小于所述差异量阈值：
[0024][0025]其中，X1(t)为当前时刻的所述反力第一值，X2(t)为当前时刻的所述反力第二值，t为当前时刻，η
X
差异量阈值。
[0026]可选的，所述第二判断模块用于在满足以下条件的情况下，确定所述反力第一值和所述反力第二值均不存在数据跳变：
[0027]|X1(t)-(2X1(t-T)-X1(t-2T))|＜a
X
，
[0028]|X2(t)-(2X2(t-T)-X2(t-2T))|＜a
X
，
[0029本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种诊断受力传感器组件的方法，其特征在于，所述受力传感器组件中设置有由第一组应变片组成的第一桥式电路和由第三组应变片组成的第三桥式电路，所述方法包括：根据所述第一桥式电路的输出电压计算反力第一值、根据所述第三桥式电路的输出电压计算反力第二值；判断所述反力第一值和所述反力第二值的差异量是否小于差异量阈值；判断所述反力第一值和所述反力第二值是否存在数据跳变；以及在所述反力第一值和所述反力第二值的差异量小于差异量阈值、并且所述反力第一值和所述反力第二值均不存在数据跳变的情况下，确定所述受力传感器组件不存在故障。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断所述反力第一值和所述反力第二值的差异量是否小于差异量阈值包括：在满足以下条件的情况下，确定所述反力第一值和所述反力第二值的差异量小于所述差异量阈值：其中，X1(t)为当前时刻的所述反力第一值，X2(t)为当前时刻的所述反力第二值，t为当前时刻，η
X
差异量阈值。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，判断所述反力第一值和所述反力第二值是否存在数据跳变包括：在满足以下条件的情况下，确定所述反力第一值和所述反力第二值均不存在数据跳变：|X1(t)-(2X1(t-T)-X1(t-2T))|＜a
X
，|X2(t)-(2X2(t-T)-X2(t-2T))|＜a
X
，其中，X1(t)为当前时刻的所述反力第一值，X2(t)为当前时刻的所述反力第二值，t为当前时刻，η
X
差异量阈值，T为采样周期，a
X
为测量连续性阈值。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述受力传感器组件安装于工程机械支腿的垂直支撑油缸活塞杆体处，用于测量支腿反力，所述方法还包括：在所述受力传感器组件不存在故障的情况下，根据所述反力第一值和所述反力第二值确定最终的支腿反力；从工程机械的力矩限制器数据中获取整车当前重量估计和基于整车车架中心位置的弯矩矢量估计；以及根据所述工程机械的每个支腿的最终的支腿反力、整车当前重量估计、基于整车车架中心位置的弯矩矢量估计确定所述受力传感器组件的测量结果的可靠性。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述工程机械的每个支腿的最终的支腿反力、整车当前重量估计、基于整车车架中心位置的弯矩矢量估计确定所述受力传感器组件的测量结果的可靠性包括：在满足以下条件的情况下，确定所述受力力传感器组件的测量结果具有可靠性：且
其中，i为支腿编号，N为支腿数量，F
Gi
为针对编号为i的支腿确定的最终的支腿反力，为整车当前重量估计，为所述基于整车车架中心位置的弯矩矢量估计，δ
G
为预设的重量估计误差阈值，δ
M
为预设的弯矩估计误差阈值，为以整车车架中心到对应支腿支撑位置的坐标矢量，为针对编号为i的支腿确定的最终的支腿反力矢量。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述受力传感器组件包括：承载区，所述承载区的上表面用于承载被测结构施加的载荷；固定区，所述固定区用于与被测结构机械连接，其中所述固定区环绕所述承载区布置；所述应变敏感区，处于所述固定区下方，设置有腔体；以及支撑区，处于所述应变敏感区的下方以起到支撑作用。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述受力传感器组件中还设置有由第二组应变片组成的第二桥式电路，所述第二桥式电路中并联有串联在一起的两个固定电阻，根据所述第一桥式电路的输出电压计算反力第一值、根据所述第三桥式电路的输出电压计算反力第二值包括：获取所述第一桥式电路的输出电压、所述第三桥式电路的输出电压；获取所述第二桥式电路的两个半桥各自输出的第一半桥电压和第二半桥电压；获取三维笛卡尔坐标系中X轴、Y轴、Z轴分别与重力方向的夹角，其中所述三维笛卡尔坐标系中的所述Z轴为所述支腿反力传感器组件的中轴线，所述X轴指向一应变片的安装位置；根据所述第一桥式电路的输出电压、所述第一半桥电压、所述第二半桥电压、以及所述X轴、Y轴、Z轴分别与重力方向的夹角而计算所述反力第一值；以及根据所述第三桥式电路的输出电压、所述第一半桥电压、所述第二半桥电压、以及所述X轴、Y轴、Z轴分别与重力方向的夹角而计算所述反力第二值。8.一种诊断受力传感器组件的装置，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭伦文，刘延斌，文杰，付玲，蒋凯歌，
申请(专利权)人：中联重科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：