專利名稱：一種行走機械非行駛功率測量系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種行走機械非行駛功率測量系統(tǒng)，適用于行走機械的功率流測量、 節(jié)能控制、功率匹配試驗等領域，該技術還可擴展應用到船舶、飛行器等功率流的監(jiān)測。
背景技術：
在汽車、工程機械、農業(yè)機械、軍工機械、機器人等行走機械的設計過程中，通常需要測量用于行駛的功率、非行駛功率及其比例，以更好地進行功率匹配計算。在對這些機械進行節(jié)能控制時，也需要了解其詳盡的功率流狀況。一般的行走機械在最初設計時通常根據(jù)其功能原理對其功率流狀況進行估算，依此設計出初樣機。但初樣機做出來之后，必須通過試驗測量初樣機的功率流情況，以對最初的設計進行改進。前述的行走機械，其發(fā)動機在出廠之前都進行了標定，在油門位置與輸出轉速一定時，其輸出功率可以通過查表擬合得到。如果發(fā)動機功率全部用于行走，那么其行走的功率就是發(fā)動機的輸出功率，并不需要監(jiān)測。但一般行走機械多為一邊行走一邊作業(yè)，而用于作業(yè)的執(zhí)行元件種類繁多，行駛功率、非行駛功率及其比例的瞬態(tài)測量目前沒有比較好的測量方法。

發(fā)明內容
本發(fā)明解決的技術問題是鑒于一般的行走機械通常其行走驅動采用機械傳動， 直接測量其行駛功率需要用到力傳感器或力矩傳感器，并且對傳動系的結構需要進行必要的改動，測量非常麻煩。為此本發(fā)明提出了一種測量非行駛功率的方法。使用該方法以后， 不但非行駛瞬態(tài)功率可以得到測量，結合標定過的發(fā)動機的特性曲線，其行駛功率亦可比較容易地計算出來。本發(fā)明的技術方案結合


如下一種行走機械非行駛功率測量系統(tǒng)，主要由測量單元、顯示裝置和傳感器組成，所述傳感器由m組結構相同的液壓泵/馬達功率測量傳感器組和η組結構相同的電動機/發(fā)電機功率測量傳感器組構成，所述m組液壓泵/馬達功率測量傳感器組包括分別用于檢測液壓泵/馬達壓力、轉速、轉角的壓力傳感器、轉速傳感器、轉角傳感器以及m組加減開關； 所述η組電動機/發(fā)電機功率測量傳感器組包括分別用于檢測電動機/發(fā)電機電壓、電流的電壓傳感器、電流傳感器以及η組加減開關；所述m組和η組傳感器組的檢測信號通過線束輸入測量單元1，經測量單元1接收到各傳感器的信號后，根據(jù)m組加減開關或η組加減開關的狀態(tài)、內部儲存的算法進行功率計算，并將結果通過線束送顯示裝置2進行顯示。所述m組液壓泵/馬達功率測量傳感器組和所述η組電動機/發(fā)電機功率測量傳感器組根據(jù)被測系統(tǒng)的復雜程度選擇組數(shù)和種類。所述m組加減開關、η組加減開關通過線束與測量單元1相連接，它根據(jù)所測量動力元件輸出功率的流向輸出不同的信號給測量單元1，用于在累計非行駛功率時取加號或減號。
所述行走機械為混合動力系統(tǒng)驅動的作業(yè)機械時，其非行駛瞬態(tài)功率測量包括液壓系統(tǒng)和/或電器系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)非行駛瞬態(tài)功率使用兩組液壓泵/馬達測量傳感器組進行測量，電器系統(tǒng)非行駛瞬態(tài)功率使用兩組電動機/發(fā)電機功率測量傳感器組進行測量， 液壓系統(tǒng)非行駛瞬態(tài)功率是定量泵M的功率減去變量馬達27的功率，電器系統(tǒng)非行駛瞬態(tài)功率是發(fā)電機32的功率減去電動機36的功率，則該行走機械總的非行駛功率為液壓系統(tǒng)非行駛瞬態(tài)功率Np與電器系統(tǒng)的非行駛功率Nv之和。所述定量泵M瞬態(tài)功率測量使用第一壓力傳感器3、第一轉速傳感器4、第一轉角傳感器5和m組第一加減開關6，由于液壓泵為定量泵，用于測變量泵轉角的第一轉角傳感器5設置在轉角為“0”的位置，m組第一加減開關6置于“開”的位置，代表累計時用加號； 所述變量馬達27瞬態(tài)功率測量使用使用m壓力傳感器8、m轉速傳感器9、m轉角傳感器10 和m加減開關11，其中m加減開關11置于“合”的位置，代表累計時用減號；測量單元1接收到各傳感器的壓力信號、轉速信號、轉角信號，根據(jù)m組第一加減開關6和m加減開關11 的狀態(tài)，其內部儲存的算法進行液壓系統(tǒng)的非行駛功率Np計算，計算公式如下
權利要求
1.一種行走機械非行駛功率測量系統(tǒng)，主要由測量單元、顯示裝置和傳感器組成，其特征在于，所述傳感器由m組結構相同的液壓泵/馬達功率測量傳感器組和η組結構相同的電動機/發(fā)電機功率測量傳感器組構成，所述m組液壓泵/馬達功率測量傳感器組包括分別用于檢測液壓泵/馬達壓力、轉速、轉角的壓力傳感器、轉速傳感器、轉角傳感器以及m組加減開關；所述η組電動機/發(fā)電機功率測量傳感器組包括分別用于檢測電動機/發(fā)電機電壓、電流的電壓傳感器、電流傳感器以及η組加減開關；所述m組和η組傳感器組的檢測信號通過線束輸入測量單元(1)，經測量單元(1)接收到各傳感器的信號后，根據(jù)m組加減開關或η組加減開關的狀態(tài)、內部儲存的算法進行功率計算，并將結果通過線束送顯示裝置⑵進行顯示。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種行走機械非行駛功率測量系統(tǒng)，其特征在于，所述m組液壓泵/馬達功率測量傳感器組和所述η組電動機/發(fā)電機功率測量傳感器組根據(jù)被測系統(tǒng)的復雜程度選擇組數(shù)和種類。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種行走機械非行駛功率測量系統(tǒng)，其特征在于，所述m組加減開關、η組加減開關通過線束與測量單元(1)相連接，它根據(jù)所測量動力元件輸出功率的流向輸出不同的信號給測量單元(1)，用于在累計非行駛功率時取加號或減號。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種行走機械非行駛功率測量系統(tǒng)，其特征在于，所述行走機械為混合動力系統(tǒng)驅動的作業(yè)機械時，其非行駛瞬態(tài)功率測量包括液壓系統(tǒng)和/或電器系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)非行駛瞬態(tài)功率使用兩組液壓泵/馬達測量傳感器組進行測量，電器系統(tǒng)非行駛瞬態(tài)功率使用兩組電動機/發(fā)電機功率測量傳感器組進行測量，液壓系統(tǒng)非行駛瞬態(tài)功率是定量泵04)的功率減去變量馬達(XT)的功率，電器系統(tǒng)非行駛瞬態(tài)功率是發(fā)電機(32)的功率減去電動機(36)的功率，則該行走機械總的非行駛功率為液壓系統(tǒng)非行駛瞬態(tài)功率Np與電器系統(tǒng)的非行駛功率Nv之和。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種行走機械非行駛功率測量系統(tǒng)，其特征在于，所述定量泵04)瞬態(tài)功率測量使用第一壓力傳感器(3)、第一轉速傳感器G)、第一轉角傳感器(5) 和m組第一加減開關(6)，由于液壓泵為定量泵，用于測變量泵轉角的第一轉角傳感器(5) 設置在轉角為“O”的位置，m組第一加減開關(6)置于“開”的位置，代表累計時用加號；所述變量馬達(XT)瞬態(tài)功率測量使用使用m壓力傳感器(8)、m轉速傳感器(9)、m轉角傳感器(10)和m加減開關(11)，其中m加減開關(11)置于“合”的位置，代表累計時用減號；測量單元(1)接收到各傳感器的壓力信號、轉速信號、轉角信號，根據(jù)m加減開關(11)和第一加減開關(6)的狀態(tài)，其內部儲存的算法進行液壓系統(tǒng)的非行駛功率Np計算，計算公式如下
6.根據(jù)權利要求4所述的一種行走機械非行駛功率測量系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)電機(32)瞬態(tài)功率測量使用第一電壓傳感器(13)、第一電流傳感器(14)和η組第一加減開關(15)，其中η組第一加減開關(15)被置于“開”的位置，代表累計時用加號；所述電動機 (36)瞬態(tài)功率測量，使用η電壓傳感器(17)、η電流傳感器(18)和η加減開關(19)，其中 η加減開關(19)置于“合”的位置，代表累計時用減號，則電器系統(tǒng)的非行駛功率Nv計算公式如下測量單元(1)接收到各傳感器的電壓信號、電流信號，根據(jù)η組第一加減開關(15)和 η加減開關(19)的狀態(tài)，其內部儲存的算法進行液壓系統(tǒng)的非行駛功率Np計算，計算公式如下式中132、1%是發(fā)電機(32)與電動機(36)的電流，V32、V^5是發(fā)電機(32)與電動機(36) 的輸出電壓，η32、n36> 1^21是發(fā)電機(32)與電動機(36)的傳動效率及從發(fā)電機(32)到電動機(36)的傳動效率。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種行走機械非行駛功率測量系統(tǒng)。主要由結構相同的m組液壓泵/馬達功率測量傳感器組和n組電動機/發(fā)電機功率測量傳感器組構成，m組包括分別用于檢測液壓泵/馬達壓力、轉速、轉角的壓力傳感器、轉速傳感器、轉角傳感器以及m組加減開關；n組包括分別用于檢測電動機/發(fā)電機電壓、電流的電壓傳感器、電流傳感器以及n組加減開關；m組和n組傳感器組的檢測信號通過線束輸入測量單元，經測量單元接收到各傳感器的信號后，根據(jù)m組加減開關或n組加減開關的狀態(tài)、內部儲存的算法進行功率計算，并將結果通過線束送顯示裝置進行顯示。本發(fā)明采用普通傳感器，具有適用性強、廣泛，測量簡便，不對原行走機械進行大的結構改動等優(yōu)點。
文檔編號G01L3/24GK102564666SQ20121004463
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月26日 優(yōu)先權日2012年2月26日
發(fā)明者張紅彥, 趙丁選, 龔捷 申請人:吉林大學