專利名稱：作業(yè)性能測試系統(tǒng)及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及工程機械領域，特別涉及一種用于挖掘機的作業(yè)性能測試系統(tǒng)及方法。
背景技術：
對液壓挖掘機的作業(yè)性能(如油耗、效率等)進行測試，是檢驗挖掘機參數(shù)設置是否合理，整體性能與標桿機差距的重要方式，也是進行功率匹配(根據(jù)測試結果，調(diào)整各部分的功率參數(shù))的主要方式之一。目前進行該項測試主要有以下兩種方法方式一①油耗加滿油箱，挖掘機進行甩方或裝車作業(yè)一段時間，再次加滿油箱并記錄所加油量，計算出所耗油量；②效率記錄該過程挖掘機動作循環(huán)次數(shù)及總時間，計算得出效率。方式二 ①油耗引出連接至發(fā)動機的進油管和回油管，連接至外置油箱，試驗前后對外置油箱進行稱重，計算出所耗油量；②效率記錄方式與方式一相同。存在的技術問題1、時間長、誤差大為了準確衡量小時油耗，一般作業(yè)時間較長(方式一至少為20分鐘，方式二至少為10分鐘)，并且油耗數(shù)據(jù)誤差較大；2、過程繁瑣，操作不便特別是需要多次測試時，中間加油、稱油等過程中準備工作較多；3、成本高試驗時間較長，造成物資及人力投入加大，特別是需進行較多項內(nèi)容測試時，成本更高。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提出一種用于挖掘機的作業(yè)性能測試系統(tǒng)及方法，以解決挖掘機性能測試所存在的時間長、誤差大、過程繁瑣、操作不便以及成本高的問題。第一方面，本發(fā)明提供了一種作業(yè)性能測試系統(tǒng)，用于挖掘機，包括第一流量傳感器、第二流量傳感器、數(shù)據(jù)采集儀和數(shù)據(jù)處理模塊。其中，第一流量傳感器用于在所述挖掘機單動作開始的第一時刻及結束的第二時刻，檢測與發(fā)動機相連接的進油管內(nèi)的油流量；第二流量傳感器用于在所述挖掘機單動作開始的第一時刻及結束的第二時刻，檢測與發(fā)動機相連接的回油管內(nèi)的油流量；數(shù)據(jù)采集儀分別與所述第一流量傳感器和所述第二流量傳感器相連接，用于采集所述第一流量傳感器所獲取的第一流量信息，以及，所述第二流量傳感器所獲取的第二流量信息；數(shù)據(jù)處理模塊與所述數(shù)據(jù)采集儀相連接，用于基于所述第一流量信息和所述第二流量信息，獲取所述挖掘機的單動作油耗；并且，基于所述第二時刻與所述第一時刻的時間差，確定所述挖掘機的效率，再基于所述單動作油耗，確定挖掘機的油耗及效率數(shù)據(jù)。進一步地，上述作業(yè)性能測試系統(tǒng)中，所述第一流量傳感器和所述第二流量傳感器還用于根據(jù)預定頻率，定時檢測所述進油管和所述回油管內(nèi)的油流量；并且，所述作業(yè)性能測試系統(tǒng)還包括分析數(shù)據(jù)存數(shù)模塊，所述分析數(shù)據(jù)存數(shù)模塊與所述數(shù)據(jù)采集儀相連接，用于存儲所述數(shù)據(jù)采集儀采集的所述進油管和所述回油管內(nèi)的流量信息。進一步地，上述作業(yè)性能測試系統(tǒng)中，所述數(shù)據(jù)處理模塊為便攜計算設備。本發(fā)明挖掘機的作業(yè)性能測試系統(tǒng)中，通過設置于發(fā)動機進口管和回油管中的流量傳感器，檢測進油管和回油管的油流量，并由數(shù)據(jù)采集儀采集該數(shù)據(jù)后，數(shù)據(jù)處理模塊進一步計算單動作油耗和挖掘機單動作的效率，通過單動作油耗和與單動作油耗對應單動作的效率，確定挖掘機的作業(yè)性能。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)勢第一、極大降低了進行試驗的成本投入；第二、極大縮短了試驗時間(可至少減小90%)；第三、增加了試驗準確性，并且采集數(shù)據(jù)信息齊全，可進行多次、多項內(nèi)容分析。第二方面，本發(fā)明還公開了一種作業(yè)性能測試方法，用于挖掘機，包括如下步驟步驟I)、確定挖掘機單動作開始的第一時刻；步驟2)、在所述第一時刻，獲取與挖掘機發(fā)動機相連接的進油管及回油管內(nèi)的油流量，并確定第一時刻進油量和回油量第一差值；步驟3)、確定挖掘機單動作結束的第二時刻；步驟4)、在所述第二時刻，獲取與發(fā)動機相連接的進油管及回油管內(nèi)的油流量，并確定第二時刻進油量和回油量第二差值；步驟5)、計算所述步驟2)中的獲取的第一差值與步驟4)中獲取的油第二差值之差，確定挖掘機的單動作油耗；步驟6)、根據(jù)所述挖掘機的單動作油耗，以及，所述第二時刻與所述第一時刻的時間差，確定所述挖掘機的油耗及效率。進一步地，上述作業(yè)性能測試方法中，在執(zhí)行完步驟5)后，還執(zhí)行如下操作多次執(zhí)行所述步驟I)至所述步驟5)，獲取挖掘機多個單動作油耗，并根據(jù)所述挖掘機多個單動作油耗，計算單動作平均油耗；并且，所述步驟6)中，所述單動作油耗為單動作平均油耗；所述單動作時間差為多個單動作時間差的平均值。進一步地，上述作業(yè)性能測試方法還包括根據(jù)預定頻率，定時檢測所述進油管和所述回油管內(nèi)的油流量；根據(jù)預定頻率采集的所述進油管和所述回油管內(nèi)的油流量信息，基于海量數(shù)據(jù)，對挖掘機的作業(yè)性能進行分析。進一步地，上述作業(yè)性能測試方法中，所述步驟2)中，所述與挖掘機發(fā)動機相連接的進油管內(nèi)的油流量通過第一流量傳感器檢測，并通過數(shù)據(jù)采集儀獲取。進一步地，上述作業(yè)性能測試方法中，所述步驟4)中，所述與發(fā)動機相連接的回油管內(nèi)的油流量通過第二流量傳感器檢測，并通過數(shù)據(jù)采集儀獲取。本發(fā)明挖掘機的作業(yè)性能測試方法中，通過檢測進油管和回油管的油流量，計算挖掘機單動作的油耗和工作效率，進而判斷挖掘機的作業(yè)性能。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)勢第一、極大降低了以后進行試驗的成本投入；第二、極大縮短了試驗時間(可至少減小90%)；第三、增加了試驗準確性，并且采集數(shù)據(jù)信息齊全，可進行多次、多項內(nèi)容分析。


構成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中
圖1為本發(fā)明作業(yè)性能測試系統(tǒng)實施例的結構示意圖；圖2為本發(fā)明作業(yè)性能測試方法實施例的步驟流程圖；圖3為使用本發(fā)明作業(yè)性能測試方法時，移動計算設備的操作界面示意圖；圖4為使用本發(fā)明作業(yè)性能測試方法時，所記錄的18組數(shù)據(jù)。附圖標記說明I第一流量傳感器2第二流量傳感器3數(shù)據(jù)采集儀4數(shù)據(jù)處理模塊5燃油箱6發(fā)動機7進油管8回油管
具體實施例方式需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發(fā)明。下面結合圖1，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例作進一步詳細說明，本優(yōu)選實施例的防爆發(fā)動機以防爆柴油機為例本實施例提供了一種作業(yè)性能測試系統(tǒng)，用于挖掘機，包括第一流量傳感器1、第二流量傳感器2、數(shù)據(jù)采集儀3和數(shù)據(jù)處理模塊4。第一流量傳感器I用于在挖掘機單動作開始的第一時刻tl及單動作結束的第二時刻t2，檢測與發(fā)動機6相連接的進油管7內(nèi)的油流量；第二流量傳感器2用于在挖掘機單動作開始的第一時刻tl及單動作結束的第二時刻t2，檢測與發(fā)動機5相連接的回油管8內(nèi)的油流量；數(shù)據(jù)采集儀3分別與第一流量傳感器I和第二流量傳感器2相連接，用于采集第一流量傳感器I所獲取的第一流量信息，以及，第二流量傳感器2所獲取的第二流量信息；數(shù)據(jù)處理模塊4與數(shù)據(jù)采集儀3相連接，用于基于第一流量信息和第二流量信息，獲取挖掘機單動作油耗；并且，基于所述第二時刻與所述第一時刻的時間差，確定所述挖掘機的效率，再基于所述單動作油耗，確定挖掘機的油耗及效率數(shù)據(jù)。并且，進油管7和回油管8還與燃油箱5相連接。諸如挖掘機進行甩方或裝車操作，稱為挖掘機的“動作”，故，這里的單動作的含義是挖掘機進行甩一次斗或裝一次車。本實施例挖掘機的作業(yè)性能測試系統(tǒng)中，通過設置于發(fā)動機進口管和回油管中的流量傳感器，檢測進油管和回油管的油流量，并由數(shù)據(jù)采集儀采集該數(shù)據(jù)后，進一步通過數(shù)據(jù)處理模塊計算出挖掘機的工作油耗及效率，確定挖掘機的作業(yè)性能。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)實施例具有如下優(yōu)勢第一、極大降低了以后進行試驗的成本投入；第二、極大縮短了試驗時間(可至少減小90%)；第三、增加了試驗準確性，并且采集數(shù)據(jù)信息齊全，可進行多次、多項內(nèi)容分析。進一步地技術方案是，在上述作業(yè)性能測試系統(tǒng)中，第一流量傳感器和第二流量傳感器還用于根據(jù)預定頻率，定時檢測進油管和回油管內(nèi)的油流量；并且，作業(yè)性能測試系統(tǒng)還包括分析數(shù)據(jù)存數(shù)模塊，分析數(shù)據(jù)存數(shù)模塊用于存儲根據(jù)預定頻率采集的進油管和回油管內(nèi)的油流量信息，用于挖掘機的作業(yè)性能分析。這樣設計的好處是，可以基于海量數(shù)據(jù)，進行挖掘機關于油耗、效率的深入研究，研究結果更加真實可靠。上述作業(yè)性能測試系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)處理模塊優(yōu)選為便攜計算設備，例如，筆記本電腦。當然，其他類型的計算設備也在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)，本發(fā)明對此不做限定。第二方面，參照圖2，本發(fā)明還公開了一種作業(yè)性能測試方法，用于挖掘機，包括如下步驟，步驟I)、確定挖掘機單動作開始的第一時刻；步驟2)、在第一時刻，獲取與挖掘機發(fā)動機相連接的進油管及回油管內(nèi)的油流量，獲取進油量與回油量的第一差值；步驟3)、確定挖掘機單動作結束的第二時刻；步驟4)、在第二時刻，獲取與發(fā)動機相連接的進油管及回油管內(nèi)的油流量，獲取進油量與回油量的第二差值；步驟5)、計算步驟2)中獲取的第一差值與步驟4)中獲取的第二差值之差，確定挖掘機的單動作油耗；步驟6)、根據(jù)挖掘機的單動作油耗，以及，第二時刻與第一時刻的時間差，確定挖掘機的油耗及效率數(shù)據(jù)。本實施例挖掘機的作業(yè)性能測試系統(tǒng)中，通過檢測進油管和回油管的油流量，計算挖掘機單動作的油耗和工作效率，進而判斷挖掘機的作業(yè)性能。與現(xiàn)有技術相比，本實施例有如下優(yōu)勢第一、極大降低了以后進行試驗的成本投入；第二、極大縮短了試驗時間(可至少減小90%)；第三、增加了試驗準確性，并且采集數(shù)據(jù)信息齊全，可進行多次、多項內(nèi)容分析。對上述實施例進一步的改進是，在執(zhí)行完步驟5)后，還執(zhí)行如下操作多次執(zhí)行所述步驟I)至所述步驟5)，獲取多個挖掘機單動作油耗，并根據(jù)所述多個挖掘機單動作油耗，計算單動作平均油耗；并且，所述步驟6)中，所述單動作油耗為單動作平均油耗；所述單動作時間差為多個單動作時間差的平均值。顯然，這種基于統(tǒng)計意義的結果，相對于直接的單動作獲取的數(shù)據(jù)更加有意義。參照圖3，圖3為使用本發(fā)明作業(yè)性能測試方法時，移動計算設備的操作界面示意圖。圖4為使用本發(fā)明作業(yè)性能測試方法時，所記錄的18組數(shù)據(jù)。下面，下面結合圖3和圖4，對本發(fā)明作業(yè)性能測試方法做進一步地說明。本實施例以挖掘機甩斗動作為例進行說明。該試驗進行了五次甩斗動作的統(tǒng)計。一次稱為“一圈”。從圖3中可以看出，每圈所用的時間、每圈進油管處流量傳感器的讀數(shù)、回油管處流量傳感器的讀數(shù)。當然，這個圖中進油管讀數(shù)、回油管讀數(shù)都是包含初始值的讀數(shù)。再具體計算時，需要將初始的相關讀數(shù)減掉。每圈的開始和結束都是操作者手動確定的。例如，開始時，點擊界面中的“開始”按鈕，結束時，點擊界面的“結束”按鈕。根據(jù)五圈的讀數(shù)，最后得出的結論是
I)平均單圈時間(S卩，甩一次斗的平均時間)為17. O秒，平均單圈油耗量O. 132升，每小時的油耗為28. 04升，因此，每小時的甩斗211. 8斗。進一步地，上述方法實施例還可以包括如下步驟根據(jù)預定頻率，定時檢測進油管和回油管內(nèi)的油流量；根據(jù)預定頻率采集的進油管和回油管內(nèi)的油流量信息，基于海量數(shù)據(jù)，對挖掘機的作業(yè)性能進行分析。例如，圖3中可以看出，這個實施例的預定頻率為10Hz，則每秒采樣10次。圖4為根據(jù)預定頻率采集的油量信息。這樣設計的好處是，可以基于海量數(shù)據(jù)，進行挖掘機關于油耗、效率的伸入研究，例如，可根據(jù)采集的信息分析出在整個挖掘過程中各時間點的瞬時油耗，進而繪制出瞬時油耗曲線，根據(jù)曲線進行發(fā)動機的匹配分析。研究結果更加真實可靠。具體實施該方法時，與挖掘機發(fā)動機相連接的進油管內(nèi)的油流量通過第一流量傳感器檢測，并通過數(shù)據(jù)采集儀獲?。慌c發(fā)動機相連接的回油管內(nèi)的油流量通過第二流量傳感器檢測，并通過數(shù)據(jù)采集儀獲取。數(shù)據(jù)采集儀采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過諸如筆記本電腦之類的移動計算設備進行計算、顯示，或進一步的分析。綜上所述，在本發(fā)明的實施例中，可以包括以下幾個方面的內(nèi)容1、油耗數(shù)據(jù)獲取由諸如筆記本電腦之類的計算設備讀取數(shù)據(jù)采集儀內(nèi)數(shù)據(jù)，在系統(tǒng)開始時，根據(jù)設定的采集頻率采集回油及進油油耗數(shù)據(jù)；2、效率數(shù)據(jù)(單圈時間)獲取通過記錄單動作數(shù)據(jù)(在完成一個動作循環(huán)時在如圖3的界面上，由操作者手動完成操作 )，記錄下每次時間數(shù)據(jù)；3、數(shù)據(jù)的存儲以文本格式記錄每次動作的相關數(shù)據(jù)(累積時間、單圈時間、進油讀數(shù)、回油讀數(shù)等)以及按設定頻率采集的數(shù)據(jù)，以供后期分析所用；4、數(shù)據(jù)的處理在采集結束后，由采集到的每次循環(huán)時間及油耗數(shù)據(jù)，系統(tǒng)內(nèi)部計算出該次采集過程中得到的平均效率及小時油耗；通過設定頻率采集的數(shù)據(jù)，可以為動作分解提供相關數(shù)據(jù)。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種作業(yè)性能測試系統(tǒng)，用于挖掘機，其特征在于，包括 第一流量傳感器，用于在所述挖掘機單動作開始的第一時刻及結束的第二時刻，檢測與發(fā)動機相連接的進油管內(nèi)的油流量； 第二流量傳感器，用于在所述挖掘機單動作開始的第一時刻及結束的第二時刻，檢測與發(fā)動機相連接的回油管內(nèi)的油流量； 數(shù)據(jù)采集儀，分別與所述第一流量傳感器和所述第二流量傳感器相連接，用于采集所述第一流量傳感器所獲取的第一流量信息，以及，所述第二流量傳感器所獲取的第二流量信息； 數(shù)據(jù)處理模塊，與所述數(shù)據(jù)采集儀相連接，用于基于所述第一流量信息和所述第二流量信息，獲取所述挖掘機的單動作油耗；并且，基于所述第二時刻與所述第一時刻的時間差，確定所述挖掘機的效率，再基于所述單動作油耗，確定挖掘機的油耗及效率數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權利要求1所述的作業(yè)性能測試系統(tǒng)，其特征在于， 所述第一流量傳感器和所述第二流量傳感器還用于根據(jù)預定頻率，定時檢測所述進油管和所述回油管內(nèi)的油流量；并且 所述作業(yè)性能測試系統(tǒng)還包括分析數(shù)據(jù)存數(shù)模塊，所述分析數(shù)據(jù)存數(shù)模塊與所述數(shù)據(jù)采集儀相連接，用于存儲所述數(shù)據(jù)采集儀采集的所述進油管和所述回油管內(nèi)的流量信息。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的作業(yè)性能測試系統(tǒng)，其特征在于， 所述數(shù)據(jù)處理模塊為便攜計算設備。
4.一種作業(yè)性能測試方法，用于挖掘機，其特征在于，包括如下步驟 步驟I)、確定挖掘機單動作開始的第一時刻； 步驟2)、在所述第一時刻，獲取與挖掘機發(fā)動機相連接的進油管及回油管內(nèi)的油流量，并確定第一時刻進油量和回油量第一差值； 步驟3)、確定挖掘機單動作結束的第二時刻； 步驟4)、在所述第二時刻，獲取與發(fā)動機相連接的進油管及回油管內(nèi)的油流量，并確定第二時刻進油量和回油量第二差值； 步驟5)、計算所述步驟2)中的獲取的第一差值與步驟4)中獲取的油第二差值之差，確定挖掘機的單動作油耗； 步驟6)、根據(jù)所述挖掘機的單動作油耗，以及，所述第二時刻與所述第一時刻的時間差，確定所述挖掘機的油耗及效率。
5.根據(jù)權利要求4所述的作業(yè)性能測試方法，其特征在于，所述方法進一步為 在執(zhí)行完步驟5)后，還執(zhí)行如下操作 多次執(zhí)行所述步驟I)至所述步驟5)，獲取挖掘機多個單動作油耗，并根據(jù)所述挖掘機多個單動作油耗，計算單動作平均油耗；并且， 所述步驟6)中，所述單動作油耗為單動作平均油耗；所述單動作時間差為多個單動作時間差的平均值。
6.根據(jù)權利要求4所述的作業(yè)性能測試方法，其特征在于，所述方法還包括 根據(jù)預定頻率，定時檢測所述進油管和所述回油管內(nèi)的油流量； 根據(jù)預定頻率采集的所述進油管和所述回油管內(nèi)的油流量信息，基于海量數(shù)據(jù)，對挖掘機的作業(yè)性能進行分析。
7.根據(jù)權利要求4至6中任一項所述的作業(yè)性能測試方法，其特征在于， 所述步驟2)中，所述與挖掘機發(fā)動機相連接的進油管內(nèi)的油流量通過第一流量傳感器檢測，并通過數(shù)據(jù)采集儀獲取。
8.根據(jù)權利要求4至6中任一項所述的作業(yè)性能測試方法，其特征在于， 所述步驟4)中，所述與發(fā)動機相連接的回油管內(nèi)的油流量通過第二流量傳感器檢測，并通過數(shù)據(jù)采集儀獲取。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種作業(yè)性能測試系統(tǒng)及方法。作業(yè)性能測試系統(tǒng)包括第一流量傳感器、第二流量傳感器、數(shù)據(jù)采集儀和數(shù)據(jù)處理模塊。第一流量傳感器和第二流量傳感器分別用于在挖掘機單動作開始的第一時刻及結束的第二時刻，檢測與發(fā)動機相連接的進油管和回油管內(nèi)的油流量；數(shù)據(jù)采集儀用于采集第一流量傳感器所獲取的第一流量信息，以及第二流量傳感器所獲取的第二流量信息；數(shù)據(jù)處理模塊用于基于第一流量信息和第二流量信息，獲取挖掘機的單動作油耗；并且，基于第二時刻與第一時刻的時間差，確定挖掘機的效率，再基于單動作油耗，確定挖掘機的油耗及效率數(shù)據(jù)。本發(fā)明提供的作業(yè)性能測試系統(tǒng)及方法測試時間短、誤差小、過程簡單、操作方便，成本低。
文檔編號G01F9/00GK103033226SQ20121054875
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月17日 優(yōu)先權日2012年12月17日
發(fā)明者徐熙慶, 劉天勛 申請人:三一重機有限公司