用于装载机铲装载荷识别的销轴力传感器组件及装载机的制作方法

本技术属于装载机，具体涉及一种用于装载机铲装载荷识别的销轴力传感器组件及装载机。

背景技术：

1、装载机作为一种重要的土方工程机械，广泛应用于矿山、港口、建筑等场所的散料铲装、搬运作业。近年来，为提升作业效率，装载机正向大型化、高效化方向发展，其工作装置的吨位和铲装能力持续增强。与此同时，装载机作业对象也日趋复杂，涵盖密度、粘度、颗粒度各异的物料，如矿砂、碎石、煤炭、土壤等。

2、在此背景下，准确获取装载机在实际作业过程中的铲装载荷，对于整机与工作装置的优化设计、疲劳寿命分析、作业效率评估以及实现智能化的节能控制与防过载保护具有至关重要的意义。然而，铲装阻力的精确识别一直是行业内的技术难点。其核心挑战在于：铲装阻力并非一个恒定值，而是一个随着铲装姿态（如动臂举升角、铲斗收翻角）和切入深度动态变化的复杂时空函数。在从铲斗插入料堆到举升收斗的完整作业循环中，作用在铲斗上的外力在大小、方向和作用点上均发生连续且剧烈的变化。为此，本领域中亟需多用销轴力传感器来获得铲斗工作的全历程的铲装阻力，在销轴力传感器工作中，因铲装阻力大、整机振动大、销轴力传感器与铲斗之间相互作用力大导致销轴力传感器难以保持一个固定姿态，销轴力传感器随铲斗动作改变姿态，严重影响销轴力传感器对铲斗阻力获取的准确性。

技术实现思路

1、本实用新型的目的之一是提供一种用于装载机铲装载荷识别的销轴力传感器组件，该销轴力传感器组件通过设置防转耳板，使销轴力传感器在工作过程中与相关构件形成固定连接，从而维持其预设测量姿态，这种结构能够有效避免因工作部件运动导致的销轴力传感器随动或偏转，从根本上解决了因销轴力传感器自身姿态变化所引起的销轴力测量信号失真、数据获取不准的问题，确保了载荷识别数据的准确性与可靠性。

2、为了实现上述目的，本实用新型公开了用于装载机铲装载荷识别的销轴力传感器组件，包括销轴力传感器和防转耳板，所述销轴力传感器包括销轴、应变片和导线，所述应变片安装于所述销轴上，所述导线与所述应变片连接并电性导通；所述防转耳板与所述销轴固定连接，并被配置为在所述销轴力传感器工作时，防止所述销轴绕自身轴线旋转。

3、作为一种可选的实施方式，所述销轴包括第一支撑段、第二支撑段和承载段，所述承载段包括第一端和第二端，所述第一支撑段固接于所述第一端，所述第二支撑段固接于所述第二端。

4、作为一种可选的实施方式，所述应变片包括第一方向应变片和第二方向应变片，所述第一方向应变片安装于所述第一端与所述第一支撑段连接位置，所述第二方向应变片安装于所述第二端与所述第二支撑段连接位置，且所述第一方向应变片的安装方向与所述第二方向应变片的安装方向垂直。

5、作为一种可选的实施方式，所述销轴力传感器还包括第一安装槽和第二安装槽，所述第一安装槽设置于所述第一端与所述第一支撑段连接位置，所述第二安装槽设置于所述第二端与所述第二支撑段连接位置，且所述第一安装槽和所述第二安装槽的轴线垂直，所述第一方向应变片安装于所述第一安装槽内，所述第二方向应变片安装于所述第二安装槽内。

6、作为一种可选的实施方式，所述第一方向应变片固接于所述第一安装槽的底面上，所述第二方向应变片固接于所述第二安装槽的底面上。

7、作为一种可选的实施方式，所述导线包括第一导线和第二导线，所述第一导线与所述第一方向应变片连接，所述第二导线与所述第二方向应变片连接。

8、作为一种可选的实施方式，所述销轴内至少设置有第一过线孔和第二过线孔，所述第一过线孔与所述第一安装槽导通，且由所述第一支撑段的远离第一端的端面穿出，所述第二过线孔与所述第二安装槽导通，且由所述第一支撑段的远离第一端的端面穿出，所述第一导线和所述第二导线分别穿设于所述第一过线孔和所述第二过线孔内。

9、作为一种可选的实施方式，所述第一支撑段包括圆柱段和非圆柱段，所述圆柱段与所述第一端固定连接，所述防转耳板套接于所述非圆柱段外部并与所述非圆柱段固定连接。

10、作为一种可选的实施方式，所述非圆柱段包括圆弧段和直线段，所述直线段的两端分别与所述圆柱段的两端固接，所述防转耳板上设置有连接孔和安装孔，所述连接孔与所述非圆柱段相适应并套设在所述非圆柱段外部。

11、一种装载机，包括前述的用于装载机铲装载荷识别的销轴力传感器组件，还包括第一工作部和第二工作部，所述第一工作部上设置有第一铰接孔，所述第二工作部上设置有第二铰接孔，所述第一工作部与所述第二工作部通过第一铰接孔和第二铰接孔铰接，所述第一铰接孔和所述第二铰接孔同轴设置，并且所述销轴的第一支撑段和第二支撑段置于所述第二铰接孔内，所述销轴的承载段置于所述第一铰接孔内，并与所述第一铰接孔间隙配合，所述防转耳板与所述第二工作部件固定连接。

12、与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

13、本实用新型的用于装载机铲装载荷识别的销轴力传感器组件，销轴力传感器组件包括销轴力传感器和防转耳板，通过设置与销轴固定连接的防转耳板，在工作状态下将销轴力传感器与外部固定构件可靠连接，有效约束了销轴绕其自身轴线的旋转自由度，从而确保其内部应变片的测量方位在工作过程中始终保持预设姿态不变。这一结构从根本上消除了因销轴随工作装置运动而发生意外转动，导致应变片测量基准偏移、信号输出失准的技术难题。由此显著提升了销轴力测量结果的准确性与可靠性，为后续基于该数据进行铲装阻力精确识别、工作装置疲劳分析及整机智能控制提供了稳定、可信的数据基础。同时，该组件结构简单，易于实现，在不影响原有结构强度的前提下，有效提升了载荷识别系统的整体精度。

14、本实用新型的装载机，包括了前述的用于装载机铲装载荷识别的销轴力传感器组件，使得装载机具有了以下技术效果：

15、1.可以实现整机作业性能的精准优化与智能控制，通过提供准确、连续的动态铲装阻力数据，为装载机的动力系统、传动系统和液压系统提供了关键的实时负载信息。基于此，整机控制系统可实现更精准的功率匹配与智能调速，避免发动机过载熄火或功率浪费，从而在保证高效作业的同时，显著提升燃油经济性并降低排放。

16、2.能够提升关键结构件的使用寿命与可靠性，获取的真实、完整的动态载荷谱，是进行工作装置与车架等关键结构件疲劳寿命分析与精准设计的唯一可靠依据。基于此数据，可以优化结构设计，避免过设计或欠设计，并可为用户制定精准的预防性维护策略，有效预测和防止结构疲劳损伤，从根本上提升整机的可靠性与使用寿命。

17、3.可以实现赋能高级智能化功能，该组件提供的可靠载荷数据是装载机实现智能化的核心感知基础。借此，可开发并实现诸如自动称重（在作业循环中实时显示铲斗负载）、防过载保护（在即将超载时自动报警或干预操作）、作业模式自适应（根据不同物料密度自动调整切入和举升策略）等高级功能，极大降低驾驶员操作强度，提升作业安全性与效率。

18、4.实现增强操作安全性与维护便利性，实时监测的铲装阻力为驾驶员提供了直接的操作反馈，有助于其识别危险工况（如单侧受力过大、突遇坚硬障碍物等），及时调整以避免设备损伤或发生倾覆风险。同时，连续的载荷数据记录也为故障诊断与售后服务提供了强大的数据支持，使远程故障预警与精准排查成为可能。