变幅测控装置、测试方法及起重机与流程

1.本发明涉及工程机械测试设备技术领域，尤其涉及一种变幅测控 装置、测试方法及起重机。


背景技术：

2.操控性测试是衡量整机操控感受和产品竞争力重要指标测试，目 前仅通过测试人员主观感受和使用秒表及肉眼观察进行测试，肉眼观 察油缸动作微小动作不易察觉，使用秒表捏时间存在个人反应时间， 由此导致计时误差大。此外，空行程测试凭借经验换算机械空行程， 由此导致数据计算不准确。
3.以起重机为例，起重机属于特种设备，其只能显示起重机行驶模 式和作业模式的相关参数。驾驶员在驾驶完起重机后，并不能了解车 辆情况。
4.因此，如何获取操控性能参数，已成为本领域技术人员亟待解决 的技术难题。


技术实现要素：

5.本发明提供一种变幅测控装置、测试方法及起重机，用以解决现 有技术中测控装置变幅测试误差大的缺陷，达到油缸变幅测量结果精 准、测试方法简单的目的。
6.本发明提供一种变幅测控装置，包括：
7.参数采集装置，所述参数采集装置用于检测手柄的位移量、油缸 的伸缩量；
8.数据采集仪，所述数据采集仪与所述参数采集装置通讯连接，以 在同一时间轴上采集所述位移检测所述手柄的位移量、所述油缸的伸 缩量、所述主阀上下游的油压值以及所述油缸有杆腔和无杆腔的油压 值。
9.根据本发明提供的一种变幅测控装置，所述参数采集装置包括： 位移检测组件，所述位移检测组件用于检测手柄的位移量和油缸的伸 缩量；压力检测组件，所述压力检测组件用于检测主阀上下游的油压 值、油缸有杆腔和无杆腔的油压值。
10.根据本发明提供的一种变幅测控装置，所述位移检测组件包括用 于检测手柄位移量的第一位移检测装置；
11.所述第一位移检测装置包括：
12.第一固定座，所述第一固定座与外界固定装置连接；
13.第一位移传感器，所述第一位移传感器与所述第一固定座固定连 接；
14.第一拉线，所述第一拉线的一端与所述第一位移传感器连接，所 述第一拉线的另一端设有第一拉环，所述第一拉环套设于所述手柄。
15.根据本发明提供的一种变幅测控装置，所述第一固定座包括：
16.吸盘，所述吸盘适于与所述外界固定装置吸附连接；
17.连接板，所述连接板与所述吸盘连接；
18.第一定位折板，所述第一定位折板呈l型，所述第一定位折板包 裹于所述第一位移传感器的外周，且所述第一定位折板与所述第一位 移传感器、所述连接板均固定连接。
19.根据本发明提供的一种变幅测控装置，所述位移检测组件包括用 于检测所述油缸伸缩量的第二位移检测装置；
20.所述第二位移检测装置包括：
21.第二固定座，所述第二固定座套设于所述油缸外周；
22.第二位移传感器，所述第二位移传感器与所述第二固定座固定连 接；
23.第二拉线，所述第二拉线的一端与所述第二位移传感器连接，所 述第二拉线的另一端与所述油缸的活塞杆连接。
24.根据本发明提供的一种变幅测控装置，所述第二固定座包括：
25.固定支架，所述固定支架套设于所述油缸的外周，所述固定支架 上设有固定凸缘和扎带，所述固定支架周向方向上具有开口，所述扎 带的一端与所述开口的一侧边缘固定，所述扎带的另一端与所述开口 的另一侧边缘可拆卸地连接；
26.第二定位折板，所述第二定位折板呈l型，所述第二定位折板包 裹于所述第二位移传感器的外周，且所述第二定位折板与所述固定凸 缘均固定连接。
27.根据本发明提供的一种变幅测控装置，所述第二位移检测装置还 包括：
28.卡箍，所述卡箍套设于所述活塞杆的外周；
29.固定台，所述固定台与所述卡箍固定连接；
30.固定柱，所述固定柱的一端与所述固定台固定连接；
31.第二拉环，所述第二拉环套设于所述固定柱，所述第二拉环与所 述第二拉线的另一端固定连接。
32.根据本发明提供的一种变幅测控装置，所述固定柱外周壁具有外 螺纹，所述第二拉环的内周壁具有与所述外螺纹相适配的内螺纹。
33.根据本发明提供的一种变幅测控装置，所述压力检测组件包括： 第一压力检测装置，所述第一压力检测装置用于检测主阀上下游的油 压值；第二压力检测装置，所述第二压力检测装置用于检测油缸的有 杆腔和无杆腔的油压值。
34.本发明还提供一种变幅操控测试方法，包括：
35.获取手柄位移信息；
36.获取主阀上下游的油压信息；
37.获取油缸的有杆腔和无杆腔的油压信息；
38.获取油缸的活塞杆的位移信息；
39.数据采集仪采集手柄位移信息、主阀上下游的油压信息、油缸的 有杆腔和无杆腔的油压信息、活塞杆的位移信息，以获取在同一时间 轴上的变幅信息。
40.本发明还提供一种起重机，包括：手柄；第一位移检测装置，用 于检测所述手柄的位移量；主阀；第一压力检测装置，用于检测所述 主阀上下游的油压值；油缸，所述油缸包括缸体、活塞杆和活塞，所 述活塞与所述活塞杆的一端连接，所述活塞位于所述缸体内且将所述 油缸分为有杆腔和无杆腔，所述活塞沿所述油缸的深度方向可移动； 第二位移检测装置，用于检测所述活塞杆的伸缩量；第二压力检测装 置，用于检测所述有杆腔和所述无杆腔的油压值；
41.数据采集仪，所述数据采集仪与所述第一位移检测装置、所述第 一压力检测装置、所述第二位移检测装置和所述第二压力检测装置均 通讯连接，以在同一时间轴上采集
分析所述第一位移检测装置、所述 第一压力检测装置、所述第二位移检测装置和所述第二压力检测装置 的数据。
附图说明
42.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地， 下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员 来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他 的附图。
43.图1是本发明提供的变幅测控装置的局部结构示意图；
44.图2是图1中a处的局部放大示意图；
45.图3是本发明提供的变幅测控装置的局部结构示意图；
46.图4是图3中b处的局部放大示意图；
47.图5是本发明提供的变幅测控装置的第一视角的局部结构示意 图；
48.图6是本发明提供的变幅测控装置的第二视角的局部结构示意 图；
49.图7是本发明提供的变幅测控装置的第三视角的局部结构示意 图；
50.图8是本发明提供的变幅测控装置的第四视角的局部结构示意 图；
51.图9是本发明提供的变幅操控测试方法的流程图之一。
52.附图标记：
53.100：变幅测控装置；
54.110：第一位移检测装置；111：第一固定座；112：吸盘；113： 连接板；114：第一定位折板；
55.115：第一位移传感器；116：第一拉线；117：第一拉环；
56.120：第二位移检测装置；121：第二固定座；1211：固定支架； 1212：固定凸缘；1213：开口；1214：扎带；1215：第二定位折板；
57.122：第二位移传感器；123：第二拉线；124：卡箍；125：固定 台；126：固定柱；127：第二拉环；
58.200：外界固定装置；210：手柄；220：油缸；221：缸体；222： 活塞杆。
具体实施方式
59.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发 明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然， 所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提 下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
60.下面结合图1至图8描述本发明实施例的变幅测控装置100。变 幅测控装置100可以对作业机械进行测试、以获取作业机械操控数据 信息。需要说明的是，作业机械属于特种设备，驾驶员在启动作业机 械后，并不能完全了解车辆的使用情况。变幅测控装置100可以为驾 驶员提供可靠的数据信息，使驾驶员可以更清楚的了解车辆状态。这 里，作业机械可以为挖掘机械、铲土运输机械、起重机等。为方便描 述，可以以起重机为例。
61.根据本发明实施例的变幅测控装置100，包括：参数采集装置和 数据采集仪。参数
采集装置用于检测手柄210的位移量、油缸221的 伸缩量，数据采集仪与参数采集装置通讯连接，以在同一时间轴上采 集位移检测手柄210的位移量、油缸221的伸缩量、主阀上下游的油 压值以及油缸221有杆腔和无杆腔的油压值。
62.根据本发明实施例的变幅测控装置100，通过参数采集装置采取 参数信息，并且利用数据采集仪采集参数采集装置的数据信息，由此 可以获取在同一时间轴上的参数信息，通过对数值和响应时间差值进 行分析，可以得到精准、且可量化的参数信息，从而可以排除人为测 试手感肉眼观察带来的主观性影响，提升变幅测控装置的数据精准度。
63.具体而言，位移检测组件用于检测手柄210的位移量和油缸220 的伸缩量。也就是说，位移检测组件可以获取手柄210位移参数和油 缸220伸缩量的参数。结合图1所示，当驾驶员对手柄210操作时， 手柄210位置改变，位移检测组件可以检测手柄210位置改变量，手 柄210位置改变量可以理解为手柄210的位移量。
64.结合图6可知，油缸220可以为伸缩缸，其包括缸体221、活塞 杆222和活塞。其中，活塞设于活塞杆222的一端。活塞位于缸体 221内，且将缸体221分隔为两个腔室，其中具有活塞杆222的腔室 为有杆腔，没有活塞杆222的腔室内无杆腔。活塞在缸体221内可移 动，且活塞带动活塞杆222移动，活塞杆222的位移量可以理解为油 缸220的伸缩量。
65.压力检测组件可以用于检测主阀上下游的油压值。这里，以油液 流动方向定义上下游方向，例如油液从主阀的进口端侧流向出口端侧， 进口端侧为主阀的上游，出口端侧为主阀的下游，也即进口端侧位于 出口端侧的上游，出口端侧位于进口端侧的下游。压力检测组件可以 检测主阀进口端侧的油压值以及主阀出口端侧的油压值。上述两个位 置处的油压值可以理解为主阀上下游的油压值。主阀与起重机的很多 液压联相连，通过控制不同的联，实现控制起重机的行走、转动、变 幅等操作。主阀的阀芯动作可被伺服油路控制。
66.压力检测组件还可以用于检测油缸220有杆腔和无杆腔的油压 值。这里，活塞在缸体221内可移动时，活塞带动活塞杆222移动， 有杆腔和无杆腔的容积随着活塞的移动而变化。随着外界向油缸220 的有杆腔、无杆腔供油的流量及反向的改变，有杆腔与无杆腔内的油 压值会发生变化。压力检测组件可以实时获取有杆腔和无杆腔的油压 值。
67.数据采集仪与位移检测组件、压力检测组件均通讯连接，以在同 一时间轴上采集位移检测组件、压力检测组件的数据。可以理解的是， 数据采集仪可以实时获取手柄210位移量、活塞杆222的位移量、主 阀上游的油压值、主阀下游的油压值、油缸220有杆腔的油压值和油 缸220无杆腔的油压值。这样，在同一时间点上，数据采集仪可以采 集作业机械的多个参数，通过对数值和响应时间差值进行分析，可以 得到等效变幅启动响应时间、停止响应时间、变幅空行程、油缸最小 稳定伸缩量。
68.根据本发明实施例的变幅测控装置100，通过设置位移检测组件、 压力检测组件，并利用数据采集仪采集手柄210位移量、活塞杆222 的位移量、主阀上下游的油压值、油缸220有杆腔和无杆腔的油压值， 由此可以获取在同一时间轴上的参数信息，通过对数值和响应时间差 值进行分析，可以得到精准、且可量化的参数信息，从而可以排除人 为测试手感肉眼观察带来的主观性影响，提升变幅测控装置100的数 据精准度。
69.根据本发明的一些实施例，参见图2和图4所示，位移检测组件 包括用于检测手柄210位移量的第一位移检测装置110。具体地，第 一位移检测装置110可以包括第一固定座111、第一位移传感器115 和第一拉线116。
70.具体而言，结合图1和图3所示，第一固定座111与外界固定装 置200连接。这里，外界固定装置200可以玻璃平面，也可以为作业 机械的车体。结合图2和图4所示，第一位移传感器115与第一固定 座111固定连接，也即第一位移传感器115通过第一固定座111固定 在外界固定装置200上。第一拉线116的一端与第一位移传感器115 连接，第一拉线116的另一端设有第一拉环117，第一拉环117套设 于手柄210。
71.这样，当手柄210位置变化时，手柄210带动第一拉环117运动， 第一拉环117带动第一拉线116运动。当第一拉线116运动时，第一 位移传感器115可以检测第一拉线116的运动量，进而可以推算出手 柄210的移动量。这里，手柄运动方向可以为朝向位移传感器或远离 位移传感器的方向运动。为了方便推算手柄210位移量，当手柄210 处于初始位置时，第一拉线116和第一位移传感器115可以保持在相 互垂直的状态。
72.进一步地，如图2和图3所示，第一固定座111可以包括：吸盘 112、连接板113和第一定位折板114。其中，吸盘112适于与外界固 定装置200吸附连接。需要说明的是，吸盘112与外界固定装置200 的吸附连接方式，属于可拆卸连接的一种。也就是说，吸盘112与外 界固定装置200连接的位置可以改变，从而可以调整第一拉线116的 初始位置，使第一拉线116与第一位移传感器115保持在相互垂直的 状态。这里，对吸盘112的数量不做具体限定，例如，在一些实施例 中，吸盘112可以为一个；再如，在另一些实施例中，吸盘112还可 以为多个。这里的“多个”可以指两个及以上。多个吸盘112可以间 隔开，在对多个吸盘112的位置调节时，可以使多个吸盘112位于同 一水平线上，这样方便测量第一拉线116的位移量。
73.参见图2和图4可知，连接板113可以与吸盘112连接，第一定 位折板114包裹于第一位移传感器115的外周，且第一定位折板114 与第一位移传感器115、连接板113均固定连接。可以理解的是，第 一定位折板114与第一位移传感器115可以构造出一个完整的模块组 件，该模块组件可以通过连接板113、吸盘112与外界固定装置200 连接。为了简化第一定位折板114的结构，如图2所示，第一定位折 板114可以呈l型。
74.结合图6可知，根据本发明的一些实施例，位移检测组件可以包 括用于检测油缸220伸缩量的第二位移检测装置120。其中，第二位 移检测装置120可以包括：第二固定座121、第二位移传感器122和 第二拉线123。
75.具体而言，如图5以及图8所示，第二固定座121套设于油缸 220外周，第二位移传感器122与第二固定座121固定连接。由此， 可以利用第二固定座121固定第二位移传感器122。考虑到油缸220 呈筒状，为了方便固定第二固定座121，可以将第二固定座121构造 成环形结构，呈环形的第二固定座121可以套设于油缸220的外周， 由此可以提升第二固定座121与油缸220之间的连接稳定性。
76.如图5、图7以及图8所示，第二拉线123的一端与第二位移传 感器122连接，第二拉线123的另一端与油缸220的活塞杆222连接。 由此，当活塞杆222运动时，活塞杆222可以带动第二拉线123运动， 进而第二位移传感器122可以通过第二拉线123的运动检测出活塞杆222的位移量。
77.进一步地，结合图7可知，第二固定座121可以包括：固定支架 1211和第二定位折板1215。其中，固定支架1211呈环形且套设于油 缸220的外周，固定支架1211上设有固定凸缘1212和扎带1214。 固定支架1211周向方向上具有开口1213，也即，固定支架1211为具 有开口的环形结构。扎带1214的一端与开口1213的一侧边缘固定， 扎带1214的另一端与开口
1213的另一侧边缘可拆卸地连接。
78.这里，需要说明的是，通过在固定支架1211上设置开口1213， 油缸220可以通过开口1213滑入固定支架1211内部，从而可以使固 定支架1211套设在油缸220的外周，扎带1214可以用于将固定支架 1211固定在油缸220的外周，固定支架1211与油缸220配合的松紧 度可以通过扎带1214调节，由此可以使第二固定座121适应不同型 号的油缸220，从而可以提升第二固定座121与油缸220之间的匹配 度。
79.如图5、图6所示，固定凸缘1212凸出于固定支架1211的外周 壁。第二定位折板1215呈l型，第二定位折板1215包裹于第二位移 传感器122的外周，且第二定位折板1215与第二位移传感器122、 固定凸缘1212均固定连接。这样，第二定位折板1215可以与第二位 移传感器122构造出一个模块组件，该模块组件可以固定在固定凸缘 1212上，也即第二位移传感器122可以通过第二定位折板1215固定 在固定凸缘1212上。
80.更进一步地，参见图5和图7所示，第二位移检测装置120还可 以包括：卡箍124、固定台125、固定柱126和第二拉环127。其中， 卡箍124套设于活塞杆222的外周，固定台125与卡箍124固定连接， 固定柱126的一端与固定台125固定连接，第二拉环127套设于固定 柱126，第二拉环127与第二拉线123的另一端固定连接。也即与第 二拉线123连接的第二拉环127、固定柱126、固定台125可以通过 卡箍124固定在活塞杆222上。由此，可以利用卡箍124与活塞杆 222的连接稳定特性，提升固定柱126与活塞杆222之间的相对稳定 性，进而可以提升第二位移检测装置120的测量数据的准确度。
81.为了提高第二拉环127与固定柱126之间的连接稳定性，在本发 明的一些实施例中，固定柱126外周壁具有外螺纹，第二拉环127的 内周壁具有与外螺纹相适配的内螺纹。也即，第二拉环127可以通过 内外螺纹的配合旋拧到固定柱126上，由此可以有效地防止第二拉环 127在固定柱126上发生相对移动。
82.根据本发明的一些实施例，压力检测组件可以包括：用于检测主 阀上下游的油压值的第一压力检测装置。具体地，第一压力检测装置 可以包括两个压力传感器，其中一个压力传感器可以用于检测主阀上 游的油压值，其中另一个压力传感器可以用于检测主阀下游的油压值。
83.根据本发明的一些实施例，压力检测组件还可以包括：用于检测 油缸220的有杆腔和无杆腔的油压值的第二压力检测装置。具体地， 第二压力检测装置可以包括两个压力传感器，其中一个压力传感器可 以用于检测有杆腔的油压值，其中另一个压力传感器可以用于检测无 杆腔的油压值。由此数据采集仪可以实时获取不同位置处的油压值， 不但可以排除手动启动油压测试装置的反应时间，而且还可以获取可 量化的数据信息。
84.如图9所示，根据本发明实施例的变幅操控测试方法，包括如下 步骤：
85.s10：获取手柄210位移信息。参见图1-图4，可以利用第一位 移检测装置110检测手柄210位移信息。第一位移检测装置110的检 测原理同上，这里不再赘述。
86.s20：获取主阀上下游的油压信息。在该步骤中，可以利用第一 压力检测装置检测主阀上下游的油压信息。例如，第一压力检测装置 可以包括两个压力传感器，其中一个压力传感器可以用于检测主阀上 游的油压值，其中另一个压力传感器可以用于检测主阀下游的油压值。
87.s30：获取油缸220的有杆腔和无杆腔的油压信息。在该步骤中， 可以利用第二压
力检测装置检测有杆腔和无杆腔的油压信息。例如， 第二压力检测装置可以包括两个压力传感器，其中一个压力传感器可 以用于检测有杆腔的油压值，其中另一个压力传感器可以用于检测无 杆腔的油压值。由此可以实时获取不同位置处的油压值。
88.s40：获取油缸220的活塞杆222的位移信息。在该步骤中，参 见图5-图8所示，可以利用第二位移检测装置120检测活塞杆222 的位移信息。第二位移检测装置120的检测原理同上，这里不再赘述。
89.s50：数据采集仪采集手柄210位移信息、主阀上下游的油压信 息、油缸220的有杆腔和无杆腔的油压信息、活塞杆222的位移信息， 以获取在同一时间轴上的变幅信息。
90.需要说明的是，数据采集仪可以实时获取不同位置处的油压值以 及手柄210、活塞杆222的位移信息，通过对数值和响应时间差值进 行分析，可以得到等效变幅启动响应时间、停止响应时间、变幅空行 程、油缸最小稳定伸缩量等数值，这些数值具有精准度高、且可量化 的优势，由此可以排除人为测试手感肉眼观察带来的主观性影响，提 升变幅测控装置100的数据精准度。
91.此外，为了方便描述测试步骤，对上述步骤进行了编号。值得理 解的是，上述编号并不是对获取数据信息的顺序的限定，也就是说， 即便打乱上述测试顺序，也在本发明的保护范围内。
92.根据本发明实施例的变幅操控测试方法，通过设置位移检测组件、 压力检测组件，并利用数据采集仪采集手柄210位移量、活塞杆222 的位移量、主阀上下游的油压值、油缸220有杆腔和无杆腔的油压值， 由此可以获取在同一时间轴上的参数信息，通过对数值和响应时间差 值进行分析，可以得到精准、且可量化的参数信息，从而可以排除人 为测试手感肉眼观察带来的主观性影响，提升变幅测控装置100的数 据精准度。
93.根据本发明实施例的起重机，包括：手柄210、第一位移检测装 置110、主阀、第一压力检测装置、第二位移检测装置120、第二压 力检测装置和数据采集仪。
94.其中，油缸220包括缸体221、活塞杆222和活塞，活塞与活塞 杆222的一端连接，活塞位于缸体221内且将油缸220分为有杆腔和 无杆腔，活塞沿油缸220的深度方向可移动。第一位移检测装置110 用于检测手柄210的位移量，第一压力检测装置用于检测主阀上下游 的油压值，第二位移检测装置120用于检测活塞杆222的伸缩量，第 二压力检测装置用于检测有杆腔和无杆腔的油压值。
95.数据采集仪与第一位移检测装置110、第一压力检测装置、第二 位移检测装置120和第二压力检测装置均通讯连接，以在同一时间轴 上采集分析第一位移检测装置110、第一压力检测装置、第二位移检 测装置120和第二压力检测装置的数据。
96.根据本发明实施例的起重机，通过设置位移检测组件、压力检测 组件，并利用数据采集仪采集手柄210位移量、活塞杆222的伸缩量、 主阀上下游的油压值、油缸220有杆腔和无杆腔的油压值，由此可以 获取在同一时间轴上的参数信息，通过对数值和响应时间差值进行分 析，可以得到精准、且可量化的参数信息，从而可以排除人为测试手 感肉眼观察带来的主观性影响，提升变幅测控装置100的数据精准度。
97.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而 非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领 域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技 术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替
换；而这些修 改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方 案的精神和范围。