装载机铲装物料动态称重数据处理方法研究*

张荣辉,黄 敏

(1.闽南科技学院,福建 泉州 362332;2.福建江夏学院 先进传感技术实验室,福建 福州 350108)

0 引 言

装载机动态称重是装载机智能化发展的趋势之一。结合动态称重技术可以实时监测装载机的负荷状态,防止装载机过载或者铲掘过少;不仅有利于提高装载机的作业效率,也为装载机作业的智能规划提供了重要参数。

但是,装载机的工作环境通常比较恶劣,例如矿山、崎岖山地、泥泞滩涂、狭窄或坡度较大的作业现场,因为环境引起车身不稳、碰撞振动等因素,会对装载机铲掘物料动态重量的稳定性、测量的准确度产生直接影响。

相较于常见的传感器外置物料称重方法(即基于压力传感器的直接称重法、应变片测量法等),抗干扰能力更强的传感器内置方法(即通过测量动臂油缸压力间接得到称重数据)已成为目前热门的动态称重方案。并且,这一方案的测量精度与模型的建立、数据的处理算法有关[1]。

BALLAIRE F等人[2]建立了装载机工作装置、动臂液压缸的动力学摩擦力模型,采集了各个部件的加速度,根据力矩平衡推出了物料重量;但由于该研究未对原始数据进行有效降噪,导致其最后称重结果误差较大。MINTAH B等人[3]提出了一套基于液压挖掘机的自适应负载监控系统,以工作周期为单位采集了铲斗运动速度及举升力,再把周期划分为多个数据段,选取有效数据段进行了物料重量的计算;但在实际应用中,周期内的数据段划分较难控制,使得该系统的使用局限性非常明显。……