[发明专利]一种挖掘机称重方法及其系统

权利要求书

1.一种挖掘机称重方法，用于获取挖掘机铲斗中物料的质量m₂，所述铲斗的第一铰接点O₁与斗杆铰接，所述铲斗的第二铰接点O₂通过第一连杆与铲斗油缸的输出端铰接，所述输出端与所述第一连杆的铰接处形成第三铰接点O₃，所述第三铰接点O₃还通过第二连杆与所述斗杆铰接，其特征在于，包括称重计算步骤，所述称重计算步骤包括：

获取检测参数，所述检测参数包括所述斗杆与水平面之间形成的斗杆倾斜角θ_arm、所述铲斗油缸的推力F₁、所述第二连杆与水平面之间形成的连杆倾斜角θ_link；

基于受力平衡原理，根据所述检测参数及各部件的三角几何参数，对所述第三铰接点O₃受力分析，以计算获得所述第一连杆作用于所述第三铰接点O₃的作用力F₂；

所述第二连杆与所述斗杆铰接处形成第四铰接点O₄，所述铲斗油缸的主体铰接于所述斗杆的第五铰接点O₅处，所述第四铰接点O₄与所述第一铰接点O₁的连线的延伸方向与所述斗杆的延伸方向相同，所述第五铰接点O₅、所述第四铰接点O₄及所述第一铰接点O₁顺次连接形成夹角的补角角度为θ_link2，在计算获得所述第一连杆作用于所述第三铰接点O₃的作用力F₂中包括以下步骤：

根据所述第一铰接点O₁、所述第二铰接点O₂、所述第三铰接点O₃和所述第四铰接点O₄顺次连接形成四连杆结构的四边边长、所述斗杆倾斜角θ_arm、所述连杆倾斜角θ_link，计算求得所述四连杆结构的四个内角的角度；

根据所述铲斗油缸的推力F₁、所述四个内角的角度、所述第三铰接点O₃和所述第四铰接点O₄的间距、所述第五铰接点O₅和所述第四铰接点O₄的间距、以及θ_link2，基于受力平衡分析及三角几何定理，计算求得所述作用力F₂；

基于力矩平衡原理，根据所述作用力F₂、所述铲斗的质量m₁、各部件的三角几何参数、所述检测参数及所述铲斗中物料的标定质心的位置参数，对所述第一铰接点O₁受力分析，以计算获得所述铲斗中物料的质量m₂。

2.如权利要求1所述的挖掘机称重方法，其特征在于，在所述称重计算步骤之前包括以下步骤：

检测是否收到称重指令；

若收到称重指令，则检测并判断是否完成单次挖掘动作；

若完成单次挖掘动作，则执行所述称重计算步骤。

3.如权利要求1所述的挖掘机称重方法，其特征在于，在所述称重计算步骤之后还包括以下步骤：

对所述称重计算步骤中所述标定质心的位置参数进行修正，以计算得到所述铲斗中物料的修正质量。

4.如权利要求1所述的挖掘机称重方法，其特征在于，在所述称重计算步骤后还包括以下步骤：

重复计算获得的物料的质量m₂，并做均值处理，获得均值处理后的所述铲斗单次挖掘的物料的均值质量。

5.如权利要求1所述的挖掘机称重方法，其特征在于，在所述称重计算步骤后还包括以下步骤：

累计所述铲斗每次挖掘的物料的质量m₂，以获得所述铲斗多次挖掘的物料的累计总质量。