一种挖掘机挖掘功的测量方法及其所采用的挖掘机

1.本发明涉及挖掘机领域，具体涉及一种挖掘机挖掘功的测量方法及其所采用的挖掘机。


背景技术：

2.挖掘机是用铲斗挖掘高于或低于承机面的料堆，并装入运输车辆或卸至堆料场的重型工程机械，挖掘的料堆主要是土壤、煤、泥沙，以及经过预松后的土壤和岩石，挖掘机作为工程建设中最主要的工程机械机械之一，以高效率、高可靠性、一流的操纵性的作业方式，加快了工程机械行业的进一步发展，但相比于国外同类产品，我国挖掘机燃油消耗、排放污染问题居高不下，以及作业生产效率也有很大的差距，节能增效成为挖掘机乃至整个工程机械行业面临的重大研究解决课题。
3.挖掘机在挖掘过程中的油耗占比是整个作业循环最大的，如何在不降低工作效率和机械使用寿命的前提下解决油耗过高问题，是解决挖掘机节能增效的难点。经研究发现，在不降低工作效率和机械使用寿命的前提下解决油耗过高问题，降低铲斗挖掘时的作业阻力，即挖掘功是最为有效的方法之一，而为了研究如何降低挖掘功，就需要对挖掘机的挖掘功进行测量。然而，目前暂未有对挖掘机挖掘功进行测量的有效手段。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决上述背景技术中提出的技术问题，提供一种挖掘机挖掘功的测量方法。
5.为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
6.一种挖掘机挖掘功的测量方法，包括以下步骤：
7.步骤s1，提供一挖掘机，包括行走机构、回转平台、动臂、伸臂、伸臂连杆、铲斗连杆、动臂油缸、伸臂油缸、铲斗油缸及铲斗；回转平台转动地装设于行走机构上，动臂的第一端与回转平台铰接，伸臂与动臂的第二端铰接，伸臂连杆的第一端与伸臂铰接，铲斗连杆的第一端与伸臂连杆的第二端铰接；动臂油缸的缸体一端铰接于回转平台上，动臂油缸的活塞杆自由末端铰接于动臂上，动臂油缸上装设有动臂油缸位移传感器；伸臂油缸的缸体一端铰接于动臂上，伸臂油缸的活塞杆自由末端铰接于伸臂的第一端，伸臂油缸上装设有伸臂油缸位移传感器；铲斗油缸的缸体一端铰接于伸臂上，铲斗油缸的活塞杆自由末端铰接于铲斗连杆与伸臂连杆的铰接处，铲斗油缸上装设有铲斗油缸位移传感器；铲斗一侧的顶部与铲斗连杆的另一端铰接，铲斗与铲斗连杆的铰接处插设有第一销轴传感器；铲斗一侧的底部与伸臂的另一端铰接，铲斗与伸臂的铰接处插设有第二销轴传感器；
8.步骤s2，挖掘机的铲斗在作业过程中，被挖掘的料堆施加反作用力于铲斗，通过第一销轴传感器检测被挖掘料堆对铲斗与铲斗连杆铰接处在水平方向的阻力f
水1
及在竖直方向上的阻力f
竖1
，通过第二销轴传感器检测被挖掘料堆对铲斗与伸臂铰接处在水平方向的阻力f
水2
及在竖直方向上的阻力f
竖2
；通过动臂油缸位移传感器检测挖掘机作业过程中动臂
油缸的长度，通过伸臂油缸位移传感器检测挖掘机作业过程中伸臂油缸的长度，通过铲斗油缸位移传感器检测挖掘机作业过程中铲斗油缸的长度；
9.步骤s3，根据第一销轴传感器、第二销轴传感器、动臂油缸位移传感器、伸臂油缸位移传感器及铲斗油缸位移传感器检测到的数据计算挖掘机作业过程中的挖掘功。
10.进一步地，在步骤s3中，所述挖掘功为铲斗在开始接触料堆的时刻t1至铲斗与料堆分离的时刻t2过程中受到的料堆对铲斗的阻力所做的功。
11.进一步地，所述挖掘功的计算步骤为：
12.在时刻t1-t2过程中，第一销轴传感器、第二销轴传感器、动臂油缸位移传感器、伸臂油缸位移传感器及铲斗油缸位移传感器在时刻t1至t2间进行n次采样，设第i次采样(1≤i≤n)对应的时刻为ti(t1≤ti≤t2)；
13.通过第一销轴传感器与第二销轴传感器的检测值得到铲斗在ti时刻受到的水平分力f
i(水平)
及在竖直方向上的阻力f
i(竖直)
；
14.以铲斗斗刃往后100mm处为挖掘起力测量点k，根据动臂油缸位移传感器、伸臂油缸位移传感器及铲斗油缸位移传感器检测到的数据测量出挖掘起力测量点k在前一采样时刻t
i-1
的坐标值(x
k(i-1)
，y
k(i-1)
)和在ti时刻的坐标值(x
ki
，y
ki
)，则铲斗在t
i-1-ti时刻作业过程中的水平行程li及竖直行程hi分别等于li＝x
ki-x
k(i-1)
；hi＝y
ki-y
k(i-1)
；
15.挖掘机在相邻两个采样时间点t
i-1-ti作业过程中的挖掘功wi＝wi(水平) wi(竖直)＝f
i(水平)
*li f
i(竖直)
*hi；则铲斗在开始接触料堆的时刻t1至铲斗与料堆分离的时刻t2的挖掘功
16.进一步地，测量出挖掘起力测量点k的坐标值测量方法为：
17.在回转平台上预设一个点作为坐标原点o，设动臂油缸与回转平台的铰接点为点a，动臂与回转平台铰接点为点b，动臂油缸与动臂的铰接点为点c,伸臂油缸与动臂的铰接点为点d，伸臂油缸与伸臂的铰接点为点e,动臂与伸臂的铰接点为点g，铲斗油缸与伸臂的铰接点为点f,铲斗油缸、伸臂连杆与铲斗连杆之间的铰接点为点m，铲斗连杆与铲斗的铰接点为点n，伸臂连杆与伸臂的铰接点为点j，铲斗与伸臂的铰接点为点h；
18.在
△
abc中，根据坐标原点o的位置、挖掘机的尺寸数据及动臂油缸位移传感器的数据得到点a、b的坐标及
△
abc的三边长，基于a、b点的坐标和
△
abc的三边长，计算出c点的坐标(xc，yc)；
19.在
△
bcg中，根据挖掘机的尺寸数据获得
△
bcg的三边长，基于b、c点的坐标和
△
bcg的三边长，计算出g点的坐标(xg，yg)；
20.在
△
cgd中，根据挖掘机的尺寸数据获得
△
cgd的三边长，基于c、g点的坐标和
△
cgd的三边长，计算出d点的坐标(xd，yd)；
21.在
△
dge中，根据挖掘机的尺寸数据及伸臂油缸位移传感器的数据获得
△
dge的三边长，基于d、g点的坐标和
△
dge的三边长，计算出e点的坐标(xe，ye)；
22.在
△
egf中，根据挖掘机的尺寸数据获得
△
egf的三边长，基于e、g点的坐标和
△
egf的三边长，计算出f点的坐标(xf，yf)；
23.在
△
fgj中，根据挖掘机的尺寸数据获得
△
fgj的三边长，基于f、g点的坐标和
△
fgj的三边长，计算出j点的坐标(xj，yj)；
24.在
△
fjm中，根据挖掘机的尺寸数据及铲斗油缸位移传感器的数据获得
△
fjm的三边长，根据余弦定理，基于f、j点的坐标和
△
fjm的三边长，计算出m点的坐标(xm，ym)；
25.在
△
mjn中，根据挖掘机的尺寸数据获得
△
mjn的三边长，基于m、j点的坐标和
△
mjn的三边长，计算出n点的坐标(xn，yn)；
26.在
△
jnh中，根据挖掘机的尺寸数据获得
△
jnh的三边长，基于j、n点的坐标和
△
jnh的三边长，计算出h点的坐标(xh，yh)；
27.在
△
nhk中，根据挖掘机的尺寸数据获得
△
nhk的三边长，基于n、h点的坐标和其三边长，计算出k点的坐标(xk，yk)。
28.进一步地，第一销轴传感器在ti时刻检测到的阻力水平分量为f
水1i
，第一销轴传感器在ti时刻检测到的阻力竖直分量为f
竖1i
；第二销轴传感器在ti时刻检测到的阻力的水平分量为f
水2i
，第二销轴传感器在ti时刻检测到的阻力的竖直分量为f
竖2i
；则铲斗在ti时刻受到的阻力的水平分力为：f
i(水平)
＝f
水1i
f
水2i
，铲斗在ti时刻受到的阻力的竖向分力为：f
i(竖直)
＝f
竖1i
f
竖2i
。
29.进一步地，本发明还提供所述挖掘机挖掘功的测量方法所采用的挖掘机，包括行走机构、回转平台、动臂、伸臂、伸臂连杆、铲斗连杆、动臂油缸、伸臂油缸、铲斗油缸及铲斗；回转平台转动地装设于行走机构上，动臂的第一端与回转平台铰接，伸臂与动臂的第二端铰接，伸臂连杆的第一端与伸臂铰接，铲斗连杆的第一端与伸臂连杆的第二端铰接；动臂油缸的缸体一端铰接于回转平台上，动臂油缸的活塞杆自由末端铰接于动臂上，动臂油缸上装设有动臂油缸位移传感器；伸臂油缸的缸体一端铰接于动臂上，伸臂油缸的活塞杆自由末端铰接于伸臂的第一端，伸臂油缸上装设有伸臂油缸位移传感器；铲斗油缸的缸体一端铰接于伸臂上，铲斗油缸的活塞杆自由末端铰接于铲斗连杆与伸臂连杆的铰接处，铲斗油缸上装设有铲斗油缸位移传感器；铲斗一侧的顶部与铲斗连杆的另一端铰接，铲斗与铲斗连杆的铰接处插设有第一销轴传感器；铲斗一侧的底部与伸臂的另一端铰接，铲斗与伸臂的铰接处插设有第二销轴传感器。
30.由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：
31.上述挖掘机挖掘功的测量方法，通过在挖掘机的动臂油缸上装设动臂油缸位移传感器，伸臂油缸上装设伸臂油缸位移传感器，铲斗油缸上装设铲斗油缸位移传感器，并于铲斗与铲斗连杆的铰接处装设第一销轴传感器，于铲斗与伸臂的铰接处装设第二销轴传感器，可方便获得被挖掘料堆对铲斗的阻力及铲斗在作业过程中的位移，进而可实现对挖掘机作业时的挖掘功值进行测量。
附图说明
32.图1为本发明较佳实施方式的挖掘机的主视结构示意图。
33.图2为本发明较佳实施方式的挖掘机的立体结构示意图。
34.图3为本发明较佳实施方式的挖掘机部分结构的结构示意图。
35.主要元件符号说明
36.1、铲斗；2、第一轴销传感器；3、第二轴销传感器；4、铲斗油缸；5、伸臂；6、伸臂油缸；7、动臂；8、动臂油缸；9、料堆；10、动臂油缸位移传感器；11、伸臂油缸传感器；12、铲斗油缸传感器；13、伸臂连杆；14、铲斗连杆；15、回转平台；16、行走机构。
具体实施方式
37.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
38.需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
39.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
40.请一并参见图1至图3，本发明一较佳实施方式提供一种挖掘机挖掘功的测量方法，包括以下步骤：
41.步骤s1，提供一挖掘机，包括行走机构16、回转平台15、动臂7、伸臂5、伸臂连杆13、铲斗连杆14、动臂油缸8、伸臂油缸6、铲斗油缸4及铲斗1；回转平台15转动地装设于行走机构16上；动臂7具有相对设置的第一端及第二端，动臂7的第一端与回转平台15铰接；伸臂5具有相对设置的第一端及第二端，伸臂5与动臂7的第二端铰接；伸臂连杆13具有相对设置的第一端及第二端，伸臂连杆13的第一端与伸臂5铰接；铲斗连杆14具有相对设置的第一端及第二端，铲斗连杆14的第一端与伸臂连杆13的第二端铰接；动臂油缸8的缸体一端铰接于回转平台15上，动臂油缸8的活塞杆自由末端铰接于动臂7上，动臂油缸8上装设有动臂油缸位移传感器10；伸臂油缸6的缸体一端铰接于动臂7上，伸臂油缸6的活塞杆自由末端铰接于伸臂5的第一端，伸臂油缸6上装设有伸臂油缸位移传感器11；铲斗油缸4的缸体一端铰接于伸臂5上，铲斗油缸4的活塞杆自由末端铰接于铲斗连杆14与伸臂连杆13的铰接处，铲斗油缸4上装设有铲斗油缸位移传感器12；铲斗1一侧的顶部与铲斗连杆14的第二端铰接，铲斗1与铲斗连杆14的铰接处插设有第一销轴传感器2；铲斗1一侧的底部与伸臂5的第二端铰接，铲斗1与伸臂5的铰接处插设有第二销轴传感器3；
42.步骤s2，挖掘机的铲斗在作业过程中，被挖掘料堆9施加反作用力于铲斗1，通过第一销轴传感器2检测被挖掘料堆对铲斗1与铲斗连杆14铰接处在水平方向的阻力f
水1
及在竖直方向上的阻力f
竖1
，通过第二销轴传感器3检测被挖掘料堆对铲斗1与伸臂5铰接处在水平方向的阻力f
水2
及在竖直方向上的阻力f
竖2
；通过动臂油缸位移传感器10检测挖掘机作业过程中动臂油缸8的长度，通过伸臂油缸位移传感器11检测挖掘机作业过程中伸臂油缸6的长度，通过铲斗油缸位移传感器12检测挖掘机作业过程中铲斗油缸4的长度；
43.步骤s3，根据第一销轴传感器2、第二销轴传感器3、动臂油缸位移传感器10、伸臂油缸位移传感器11及铲斗油缸位移传感器12检测到的数据计算挖掘机挖掘过程中的挖掘功。
44.在步骤s3中，所述挖掘功为铲斗1在开始接触料堆9的时刻t1至铲斗1与料堆9分离
的时刻t2过程中受到的料堆9对铲斗1的阻力所做的功，所述挖掘功的计算步骤为：
45.在时刻t
1-t2过程中，第一销轴传感器2、第二销轴传感器3、动臂油缸位移传感器10、伸臂油缸位移传感器11及铲斗油缸位移传感器12在时刻t1至t2间进行n次采样，设第i次采样(1≤i≤n)对应的时刻为ti(t1≤ti≤t2)，第一次采样对应的时刻为t1，第n次采样对应的时刻为t2；
46.通过第一销轴传感器2与第二销轴传感器3的检测值得到铲斗在ti时刻受到的水平分力f
i(水平)
及在竖直方向上的阻力f
i(竖直)
。具体地，第一销轴传感器2在ti时刻检测到的阻力水平分量为f
水1i
，第一销轴传感器在ti时刻检测到的阻力竖直分量为f
竖1i
；第二销轴传感器在ti时刻检测到的阻力的水平分量为f
水2i
，第二销轴传感器在ti时刻检测到的阻力的竖直分量为f
竖2i
；则铲斗在ti时刻受到的阻力的水平分力为：f
i(水平)
＝f
水1i
f
水2i
，铲斗在ti时刻受到的阻力的竖向分力为：f
i(竖直)
＝f
竖1i
f
竖2i
。
47.以铲斗1斗刃往后100mm处为挖掘起力测量点k，根据动臂油缸位移传感器10、伸臂油缸位移传感器11及铲斗油缸位移传感器12检测到的数据测量出挖掘起力测量点k在相邻两个采样时刻t
i-1
、ti的坐标值，设t
i-1
的坐标值为(x
k(i-1)
，y
k(i-1)
)，ti时刻的坐标值为(x
ki
，y
ki
)，则铲斗在相邻两个采样时刻t
i-1-ti作业过程中的水平行程li及竖直行程hi分别等于li＝x
ki-x
k(i-1)
；hi＝y
ki-y
k(i-1)
；
48.挖掘机在相邻两个采样时间点t
i-1-ti作业过程中的挖掘功wi＝wi(水平) wi(竖直)＝f
i(水平)
*li f
i(竖直)
*hi；则铲斗1在开始接触料堆9的时刻t1至铲斗1与料堆9分离的时刻t2的挖掘功其中，采样次数n可根据实际需要进行设置。
49.功(w)等于力(f)跟物体在力的方向上通过的距离(s)的乘积，即，w＝fs(功＝力
×
距离)。
50.阻力功是指挖掘机铲斗在作业过程中被挖掘料堆施于铲斗的反作用力。挖掘机铲斗在挖掘中的运动主要集中在水平方向和竖直方向。挖掘机挖掘功w总＝w(水平) w(竖直)。第一轴销传感器2设于铲斗1与铲斗连杆14的铰接处，第二轴销传感器3设于铲斗1与伸臂5的铰接处，通过第一轴销传感器2及第二轴销传感器3可以测出铲斗1在挖掘作业时，铲斗1与伸臂5铰接处及铲斗1与铲斗连杆14铰接处在水平方向和竖直方向受力情况。
51.铲斗1的位移主要分为s(水平)和s(竖直)，s(水平)及s(竖直)由挖掘机动臂油缸8、伸臂油缸6及铲斗油缸4的行程所决定。由于动臂油缸8、伸臂油缸6及铲斗油缸4的运动都会引起铲斗1在水平和竖直方向上的运动，动臂油缸8、伸臂油缸6及铲斗油缸4的行程如果是确定的，那么铲斗1的位置也是唯一确定的位置，所以通过测量动臂油缸8、伸臂油缸6及铲斗油缸4的行程就可以计算出铲斗1的位置。动臂油缸8的行程通过动臂油缸位移传感器10所测得，通过动臂油缸位移传感器10可直接获得动臂油缸8的长度；伸臂油缸6的行程通过伸臂油缸位移传感器12所测得，通过伸臂油缸位移传感器12可直接获得伸臂油缸6的长度；铲斗油缸4的行程通过铲斗油缸位移传感器12所测得，通过铲斗油缸位移传感器12可直接获得铲斗油缸4的长度。
52.由于挖掘机进行挖掘作业时是立在原地不需要前进距离的，所以水平行程li与挖掘机的前进距离无关，只跟动臂油缸8、伸臂油缸6及铲斗油缸4有关，因此，li＝铲斗1的水平行程，hi＝铲斗1的竖直行程。
53.在本实施方式中，测量挖掘起力测量点k的坐标值测量方法为：
54.在回转平台15上预设一个点作为坐标原点o，坐标原点o可根据实际需要进行设置，优选地，坐标原点o设于在回转平台15相对行走机构16旋转的转动中心处；设动臂油缸8与回转平台15的铰接点为点a，动臂7与回转平台15的铰接点为点b，动臂油缸8与动臂7的铰接点为点c,伸臂油缸6与动臂7的铰接点为点d，伸臂油缸6与伸臂5的铰接点为点e,动臂7与伸臂5的铰接点为点g，铲斗油缸4与伸臂5的铰接点为点f,铲斗油缸4、伸臂连杆13与铲斗连杆14之间的铰接点为点m，铲斗连杆14与铲斗1的铰接点为点n，伸臂连杆13与伸臂5的铰接点为点j，铲斗1与伸臂5的铰接点为点h；
55.l
ab
代表ab点之间的长度，xb代表b点在的x轴(水平方向)的坐标值，yb代表b点在y轴(竖直方向)的坐标值，坐标原点为回转平台15上的点o。点a、b铰接点在回转平台15上，所以两个点的坐标值a(xa,ya)、b(xb,yb)相对于回转平台15是固定不变的，且可通过挖掘机的设计参数得出，为已知值。l
ac
为动臂油缸8的长度，其是一个变值，可通过动臂油缸位移传感器10直接获得。
56.首先，在
△
abc中，根据坐标原点o的位置、挖掘机的尺寸数据及动臂油缸位移传感器10的数据得到点a、b的坐标及
△
abc的三边长，基于a、b点的坐标和
△
abc的三边长，计算出c点的坐标(xc，yc)。具体地，在
△
abc中l
ac
的长度为动臂油缸的测量值，l
ab
、l
bc
为可通过挖掘机尺寸参数得出的固定值，a、b的坐标值已知，则c点的坐标(xc，yc)的计算公式为：
57.l
ac2
＝(x
a-xc)2 (y
a-yc)2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
58.l
bc2
＝(x
b-xc)2 (y
b-yc)2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
59.通过式(1)-(2)即可以求得c点坐标(xc，yc)，c点在a点之上。
60.在
△
bcg中，根据挖掘机的尺寸数据获得
△
bcg的三边长，基于b、c点的坐标和
△
bcg的三边长，计算出g点的坐标(xg，yg)。具体地，在
△
bcg中l
bc
，l
gc
，l
gb
都是可通过挖掘机尺寸参数得到的固定值，c点坐标已求出，则g点的坐标(xg,yg)的计算公式为：
61.l
gc2
＝(x
g-xc)2 (y
g-yc)2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
62.l
gb2
＝(x
g-xb)2 (y
g-yb)2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
63.通过式(3)-(4)即可以求得g点坐标(x
g,
yg)，g点在a点之上。
64.在
△
cgd中，根据挖掘机的尺寸数据获得
△
cgd的三边长，基于c、g点的坐标和
△
cgd的三边长，计算出d点的坐标(xd，yd)。具体地，在
△
cgd中，l
cg
，l
dc
，l
dg
都是可通过挖掘机尺寸参数得到的固定值，c点坐标和g点坐标已求出，则d点的坐标(xd,yd)的计算公式为：
65.l
dg2
＝(x
d-xg)2 (y
d-yg)2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
66.l
dc2
＝(x
d-xc)2 (y
d-yc)2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)
67.通过式(5)-(6)即可以求得d点坐标(xd,yd)，d点在a点之上。
68.在
△
dge中，根据挖掘机的尺寸数据及伸臂油缸位移传感器11的数据获得
△
dge的三边长，基于d、g点的坐标和
△
dge的三边长，计算出e点的坐标(xe，ye)。具体地，在
△
dge中l
ed
的长度为伸臂油缸位移传感器11的测量值，l
eg
为可通过挖掘机尺寸参数得到的固定值，d点和g点坐标已求出，则e点的坐标(xe,ye)的计算公式为：
69.l
ed2
＝(x
e-xd)2 (y
e-yd)270.l
eg2
＝(x
e-xg)2 (y
e-yg)271.即可以求得e点坐标(xe,ye)，e点在a点坐标(xa,ya)之上。
72.在
△
egf中，根据挖掘机的尺寸数据获得
△
egf的三边长，基于e、g点的坐标和
△
egf的三边长，计算出f点的坐标(xf，yf)。具体地，在三角形egf中，l
eg
、l
ef
、l
fg
都是可通过挖掘机尺寸参数得到的固定值，e点坐标和g点坐标已求出，则f点坐标(xf,yf)的计算公式为：
73.l
ef2
＝(x
f-xe)2 (y
f-ye)274.l
fg2
＝(x
f-xg)2 (y
f-yg)275.即可以求得f点坐标(xf,yf)，f点在a点坐标(xa,ya)之上。
76.在
△
fgj中，根据挖掘机的尺寸数据获得
△
fgj的三边长，基于f、g点的坐标和
△
fgj的三边长，计算出j点的坐标(xj，yj)。具体地，在
△
fgj中，l
fg
，l
jg
，l
jf
都是可通过挖掘机尺寸参数得到的固定值，f点坐标和g点坐标已求出，则j点坐标(x
j,
yj)的计算公式为：
77.l
jf2
＝(x
j-xf)2 (y
j-yf)278.l
jg2
＝(x
j-xg)2 (y
j-yg)279.即可以求得j点坐标(xf,yf)，j点在a点坐标(xa,ya)之下。
80.在
△
fjm中，根据挖掘机的尺寸数据及铲斗油缸位移传感器12的数据获得
△
fjm的三边长，基于f、j点的坐标和
△
fjm的三边长，计算出m点的坐标(xm，ym)。具体地，在三角形fjm中l
mf
的长度为铲斗油缸位移传感器12的测量值，l
fj
及l
mj
均为可通过挖掘机的尺寸参数得到的固定值，f点坐标和j点坐标已求出，则m点坐标(xm,ym)的计算公式为：
81.l
mf2
＝(x
m-xf)2 (y
m-yf)282.l
mj2
＝(x
m-xj)2 (y
m-yj)283.即可以求得m点坐标(xm,ym)，m点在a点坐标(xa,ya)之上。
84.在
△
mjn中，根据挖掘机的尺寸数据获得
△
mjn的三边长，基于m、j点的坐标和
△
mjn的三边长，计算出n点的坐标(xn，yn)；在
△
mjn中，l
nj
，l
nm
均为可通过挖掘机尺寸参数得到的固定值，m点坐标和j点坐标值已求出，则n点坐标(xn,yn)的计算公式为：
85.l
nm2
＝(x
n-xm)2 (y
n-ym)286.l
nj2
＝(x
n-xj)2 (y
n-yj)287.即可以求得n点坐标(xn,yn)，n点在a点坐标(xa,ya)之下。
88.在
△
jnh中，根据挖掘机的尺寸数据获得
△
jnh的三边长，基于j、n点的坐标和
△
jnh的三边长，计算出h点的坐标(xh，yh)；同理在
△
njh中，l
hj
,l
hn
均为可通过挖掘机尺寸参数得到的固定值，n点坐标和j点坐标值已求出，则通过l
nj2
＝(x
n-xj)2 (y
n-yj)2可得l
nj
的长度值。l
hn
，l
hj
是固定值，则通过l
hn2
＝(x
h-xn)2 (y
h-yn)2；l
hj2
＝(x
h-xj)2 (y
h-yj)2则可以算出h点的坐标值(xh,yh)，h点坐标在a点坐标之下。
89.在
△
nhk中，根据挖掘机的尺寸数据获得
△
nhk的三边长，基于n、h点的坐标和其三边长，计算出k点的坐标(xk，yk)。在
△
nhk中，
△
nhk的三个边长可通过挖掘机的尺寸参数获得，h、n的坐标值已知，根据两点间距离公式，则可以求出k点(xk，yk)的坐标值。
90.k点的坐标值(xk，yk)已求出，则在时刻t
i-1
至ti的过程中，铲斗水平行程li和竖直行程hi分别等于:
91.li＝x
ki-x
k(i-1)
；h1＝y
ki-y
k(i-1)
92.注：ti时刻k点的坐标值为(x
ki，yki
)，t
i-1
时刻k点的坐标值为(x
k(i-1)，y
k(i-1)
)。
93.上述挖掘机挖掘功的测量方法，通过在挖掘机的动臂油缸8上装设动臂油缸位移传感器10，伸臂油缸6上装设伸臂油缸位移传感器11，铲斗油缸4上装设的铲斗油缸位移传
感器12，并于铲斗1与铲斗连杆14的铰接点插设第一销轴传感器2，于铲斗1与伸臂5的铰接处插设第二销轴传感器3，可方便获得被挖掘料堆9对铲斗1的阻力及铲斗1在作业过程中的位移，进而可实现对挖掘机作业时的挖掘功值进行测量。
94.可以理解，k点的坐标值也可以通过其他方式计算，例如，利用余弦公式计算。
95.上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。