【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及挖掘机称重，尤其涉及一种挖掘机动态称重计算方法及系统。
技术介绍
1、目前国内液压挖掘机在采装运输作业过程中，大部分液压挖掘机自身均没有配备在线计量装置，依赖于货车转运地磅离线称重。现有技术通过传感器参量和重心结构参数计算获得挖斗内挖掘物料的重量，由于挖掘机在动态装车过程中，工装重心在实时变化，以及未考虑到油缸速度和和摩擦力等参数带来的影响，造成引入大量的测量误差，导致整体称重误差较大。
技术实现思路
1、为解决上述现有技术中存在的部分或全部技术问题，本专利技术提供一种挖掘机动态称重计算方法及系统，在对挖掘机动态称重时，规避重心、速度等参数变化影响，实现在特定姿态下挖掘机动态称重，大大提高称重测量精度。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、第一方面，本专利技术提供了一种挖掘机动态称重计算方法，包括：
4、获取挖掘机的机身挖掘参数，建立挖掘机空载时的静态称重模型；
5、通过数据标定的方式对挖掘机的静态称重模型非线性回归，得到辨识模型系数；
6、获取挖掘机的动态挖掘参数，建立挖掘机的动态称重模型；
7、根据所建立挖掘机的静态称重模型、辨识模型系数和动态称重模型计算得出挖掘机动作过程中的负载重量。
8、进一步地，所述机身参数包括：大臂角度α、斗杆角度β和铲斗角度γ。
9、进一步地，所述挖掘机空载时的静态称重模型为：
10、mempty＝(w1*x1+w2*g+w3*g
11、式中，w1表示挖掘机大臂质量；w2表示挖掘机斗杆质量；wa表示挖掘机铲斗质量；i表示挖掘机斗杆头部铰点到大臂头部铰点距离；g表示挖掘机大臂头部铰点到大臂后铰点距离；x1，x2，x3分别表示大臂、斗杆、铲斗重心横坐标；y1，y2，y3分别表示大臂、斗杆、铲斗重心纵坐标；
12、进一步地，所述辨识模型系数包括a*、b*、c*、d*、e*和f*，且所述辨识模型系数为静态模型系数，其中：
13、a*＝w1*x1+w2*g+w3*g；
14、b*＝w1*y1；
15、c*＝w2*x2+w3*i；
16、d*＝w2*y2；
17、e*＝w3*x3；
18、f*＝w3*y3；
19、在上式中，w1表示挖掘机大臂质量；w2表示挖掘机斗杆质量；w3表示挖掘机铲斗质量；i表示挖掘机斗杆头部铰点到大臂头部铰点距离；g表示挖掘机大臂头部铰点到大臂后铰点距离；x1，x2，x3分别表示大臂、斗杆、铲斗重心横坐标；y1，y2，y3分别表示大臂、斗杆、铲斗重心纵坐标。
20、进一步地，在进行数据标定时，将挖掘机设置为低档位或初始档位，启动挖掘机，当液压油的温度达到45°-60°时，分别对铲斗、斗杆和大臂进行标定，标定的条件为：
21、调整大臂角度为26°±0.2°，斗杆角度为-100°±0.2°，铲斗油缸缩至最短时；
22、调整大臂角度为26°±0.2°，斗杆油缸缩至最短，铲斗油缸伸至最长时；
23、调整大臂角度为17°±0.2°，斗杆角度为-104°±0.2°，铲斗油缸缩至最长，大臂提升到底时。
24、进一步地，挖掘机的动态挖掘参数包括液压缸静态摩擦系数、粘性摩擦系数、液压缸压力、液压缸倾斜角度、液压缸速度和液压缸合力。
25、进一步地，所述液压缸合力为：f合＝pnrod*a2-prod*a1；式中pnrod表示：变幅油缸无杆腔压力(pa)；prod表示：变幅油缸有杆腔压力(pa)；a2表示：变幅油缸无杆腔有效面积；a1表示：变幅油缸有杆腔有效面积。
26、进一步地，挖掘机动作过程中的负载重量计算模型为：
27、
28、式中：lradius表示：铲斗负载重心在xoy坐标系下横坐标；pnrod表示：变幅油缸无杆腔压力；a2表示：变幅油缸无杆腔有效面积；prod表示：变幅油缸有杆腔压力；a1表示：变幅油缸有杆腔有效面积；fk表示：油缸静态摩擦力；；fv表示：油缸粘性摩擦系数；v表示：变幅油缸线速度；calcb表示：大臂油缸在xoy坐标下直线截距；calck表示：大臂油缸在xoy坐标下直线斜率；a*、b*、c*、d*、e*、f*表示：静态模型系数；α表示：大臂角度；β表示：斗杆角度。
29、第二方面，本专利技术还提供了一种挖掘机动态称重计算系统，包括：
30、静态称重模型建立模块，用于获取挖掘机的机身挖掘参数，建立挖掘机空载时的静态称重模型；
31、辨识模型系数获取模块，用于通过数据标定的方式对挖掘机的静态称重模型非线性回归，得到辨识模型系数；
32、动态称重模型建立模块，用于获取挖掘机的动态挖掘参数，建立挖掘机的动态称重模型；
33、负载重量计算模块，用于根据所建立挖掘机的静态称重模型、辨识模型系数和动态称重模型计算得出挖掘机动作过程中的负载重量。
34、本专利技术技术方案的主要优点如下：
35、本专利技术的挖掘机动态称重计算方法，通过获取挖掘机的机身参数建立静态称重模型和获取挖掘机的动态参数，建立挖掘机的动态称重模型，并以大臂车身铰点建立静态平衡方程，通过数据标定对静态模型非线性回归，辨识静态模型系数，直接避免了工装重心变化对称重精度影响；以及在实现静态模型的基础上，在通动态模型系数回归，大大降低动态装车过程中加速度、转动惯量等参数带来的影响；在挖掘机特定装车姿态范围过程中，自动识别大臂油缸稳定区域，实现在每个稳定的工作周期下动态实现对其载重的称量。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种挖掘机动态称重计算方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种挖掘机动态称重计算方法，其特征在于，所述机身参数包括：大臂角度α、斗杆角度β和铲斗角度γ。
3.根据权利要求1所述的一种挖掘机动态称重计算方法，其特征在于，在进行静态称重模型和动态称重模型建立时，以大臂与车身铰接点为绝对坐标系原点O，正前方为水平轴X正方向，正上方为纵轴Y正方向建立二维坐标系，其中，所述挖掘机空载时的静态称重模型为：
4.根据权利要求1所述的一种挖掘机动态称重计算方法，其特征在于，所述辨识模型系数包括A*、B*、C*、D*、E*和F*，且所述辨识模型系数为静态模型系数，其中：
5.根据权利要求1所述的一种挖掘机动态称重计算方法，其特征在于，在进行数据标定时，将挖掘机设置为低档位或初始档位，启动挖掘机，当液压油的温度达到45°-60°时，分别对铲斗、斗杆和大臂进行标定，标定的条件为：
6.根据权利要求1所述的一种挖掘机动态称重计算方法，其特征在于，挖掘机的动态挖掘参数包括液压缸静态摩擦系数、粘性摩擦系数、液压缸压力、液压缸倾斜角
7.根据权利要求6所述的一种挖掘机动态称重计算方法，其特征在于，所述液压缸合力为：F合＝Pnrod*A2-Prod*A1；式中Pnrod表示：变幅油缸无杆腔压力(Pa)；Prod表示：变幅油缸有杆腔压力(Pa)；A2表示：变幅油缸无杆腔有效面积；A1表示：变幅油缸有杆腔有效面积。
8.根据权利要求1所述的一种挖掘机动态称重计算方法，其特征在于，挖掘机动作过程中的负载重量计算模型为：
9.一种挖掘机动态称重计算系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种挖掘机动态称重计算方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种挖掘机动态称重计算方法，其特征在于，所述机身参数包括：大臂角度α、斗杆角度β和铲斗角度γ。
3.根据权利要求1所述的一种挖掘机动态称重计算方法，其特征在于，在进行静态称重模型和动态称重模型建立时，以大臂与车身铰接点为绝对坐标系原点o，正前方为水平轴x正方向，正上方为纵轴y正方向建立二维坐标系，其中，所述挖掘机空载时的静态称重模型为：
4.根据权利要求1所述的一种挖掘机动态称重计算方法，其特征在于，所述辨识模型系数包括a*、b*、c*、d*、e*和f*，且所述辨识模型系数为静态模型系数，其中：
5.根据权利要求1所述的一种挖掘机动态称重计算方法，其特征在于，在进行数据标定时，将挖掘机设置为低档位或初始档位，启动挖掘...
【专利技术属性】
技术研发人员：支治，尹满义，付信伟，陈洪凯，李锋，
申请(专利权)人：太重集团上海装备技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。