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申请/专利权人：重庆大学

摘要：本发明涉及一种挖掘机整机理论复合挖掘力的分析方法，通过采集挖掘机工作过程中的数据，包括动臂、斗杆和铲斗的油缸长度和油压数据，以及相应的转角数据。通过选择特定挖掘姿态，计算油缸推力，并建立力平衡方程和力矩平衡方程，从而确定复合挖掘力的大小和方向，并分析挖掘机工作装置在复合挖掘状态下的限制因素，通过条件对比确定特定姿态下斗杆和铲斗油缸复合动作产生的整机理论复合挖掘力，并通过重复计算不同油压组合，找出挖掘机在给定姿态下能够发挥出的最大理论复合挖掘力。本发明选用两个油缸主动计算出的复合挖掘力，相对于单缸主动的传统理论挖掘力分析方法，更符合挖掘机的实际挖掘规律，解决了传统理论挖掘力分析方法与实际负载不匹配的问题，能够更准确地分析挖掘机的理论复合挖掘力。

主权项：1.一种挖掘机整机理论复合挖掘力的分析方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、采集数据集：采集挖掘机挖掘过程中的实际挖掘轨迹，对执行完整作业循环中的挖掘机工作装置进行测试采样，采用线位移传感器检测记录整个挖掘过程中动臂、斗杆和铲斗作业过程中的油缸长度数据；采用压力传感器检测记录动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸大小腔的油压数据，采用角位移传感器分别测量动臂相对于机座、斗杆相对于动臂、铲斗相对于斗杆的转角θ1、θ2、θ3；S2、姿态选择：选取S1中实际挖掘轨迹对应的任意一个挖掘姿态i，即选择一组动臂、斗杆、铲斗的角度数据S3、确定油缸的油压取值并计算油缸推力：令铲斗油缸和斗杆油缸保持有最低1Mpa的推动油压，斗杆油缸的极限油压油缸的极限油压则斗杆油压区间为[1，铲斗油压区间为[1，]；在斗杆油缸和铲斗油缸的油压区间内选取一组斗杆和铲斗油压数据计算出斗杆油缸推力F2和铲斗油缸推力F3；S4、确定复合挖掘力的大小与方向：根据斗杆油缸和铲斗油缸的油压取值和以及对应计算出的推力F2、F3，分别对斗杆和铲斗建立水平、竖直力平衡方程和力矩平衡方程，计算出水平方向的复合挖掘力Fx和竖直方向的复合挖掘力Fy，Fx与Fy合成得到该挖掘姿态下、该组油压主动的复合挖掘力和复合挖掘力方向FyFx；S5、计算复合挖掘状态下挖掘机工作装置的限制因素：在某一姿态下复合挖掘力受到的限制包括动臂油缸的闭锁能力、整机的前后倾稳定性、整机与地面的附着性；以步骤S4中确定的复合挖掘力方向为挖掘阻力方向，分别计算动臂油缸闭锁条件所限制的挖掘阻力值Fw01、整机与地面的附着性所限制的挖掘阻力值为Fw04、整机的前倾稳定性所限制的挖掘阻力值为Fw05和整机的后倾稳定性所限制的挖掘阻力值为Fw06；S6、对比步骤S4中得到该挖掘姿态下、该组油压主动的复合挖掘力和步骤S5中得到的Fw01、Fw04、Fw05、Fw06，确定斗杆和铲斗油缸复合动作产生的、该组油压主动下的整机理论复合挖掘力当同时满足，时，否则，S7、根据步骤S3确定的油压区间，在油压区间内选取下一组油压，重复步骤4～6，直到所有的油压组合都被统计，并且获取各自油压组合主动下的整机理论复合挖掘力，找出其中的最大值，将其作为给定挖掘姿态下、挖掘机能够发挥出的整机理论复合挖掘力F02+03。

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