专利名称：作业性能测试系统及方法
技术领域：
本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种用于挖掘机的作业性能测试系统及方法。
背景技术：
对液压挖掘机的作业性能(如油耗、效率等)进行测试，是检验挖掘机参数设置是否合理，整体性能与标杆机差距的重要方式，也是进行功率匹配(根据测试结果，调整各部分的功率参数)的主要方式之一。目前进行该项测试主要有以下两种方法方式一①油耗加满油箱，挖掘机进行甩方或装车作业一段时间，再次加满油箱并记录所加油量，计算出所耗油量；②效率记录该过程挖掘机动作循环次数及总时间，计算得出效率。方式二 ①油耗引出连接至发动机的进油管和回油管，连接至外置油箱，试验前后对外置油箱进行称重，计算出所耗油量；②效率记录方式与方式一相同。存在的技术问题1、时间长、误差大为了准确衡量小时油耗，一般作业时间较长(方式一至少为20分钟，方式二至少为10分钟)，并且油耗数据误差较大；2、过程繁琐，操作不便特别是需要多次测试时，中间加油、称油等过程中准备工作较多；3、成本高试验时间较长，造成物资及人力投入加大，特别是需进行较多项内容测试时，成本更高。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种用于挖掘机的作业性能测试系统及方法，以解决挖掘机性能测试所存在的时间长、误差大、过程繁琐、操作不便以及成本高的问题。第一方面，本发明提供了一种作业性能测试系统，用于挖掘机，包括第一流量传感器、第二流量传感器、数据采集仪和数据处理�？�。其中，第一流量传感器用于在所述挖掘机单动作开始的第一时刻及结束的第二时刻，检测与发动机相连接的进油管内的油流量；第二流量传感器用于在所述挖掘机单动作开始的第一时刻及结束的第二时刻，检测与发动机相连接的回油管内的油流量；数据采集仪分别与所述第一流量传感器和所述第二流量传感器相连接，用于采集所述第一流量传感器所获取的第一流量信息，以及，所述第二流量传感器所获取的第二流量信息；数据处理�？橛胨鍪莶杉窍嗔樱糜诨谒龅谝涣髁啃畔⒑退龅诙髁啃畔ⅲ袢∷鐾诰蚧牡ザ饔秃模徊⑶遥谒龅诙笨逃胨龅谝皇笨痰氖奔洳睿范ㄋ鐾诰蚧男剩倩谒龅ザ饔秃模范ㄍ诰蚧挠秃募靶适�。进一步地，上述作业性能测试系统中，所述第一流量传感器和所述第二流量传感器还用于根据预定频率，定时检测所述进油管和所述回油管内的油流量；并且，所述作业性能测试系统还包括分析数据存数�？椋龇治鍪荽媸？橛胨鍪莶杉窍嗔樱糜诖娲⑺鍪莶杉遣杉乃鼋凸芎退龌赜凸苣诘牧髁啃畔�。进一步地，上述作业性能测试系统中，所述数据处理�？槲阈扑闵璞�。本发明挖掘机的作业性能测试系统中，通过设置于发动机进口管和回油管中的流量传感器，检测进油管和回油管的油流量，并由数据采集仪采集该数据后，数据处理�？榻徊郊扑愕ザ饔秃暮屯诰蚧ザ鞯男剩üザ饔秃暮陀氲ザ饔秃亩杂Φザ鞯男剩范ㄍ诰蚧淖饕敌阅�。与现有技术相比，本发明具有如下优势第一、极大降低了进行试验的成本投入；第二、极大缩短了试验时间(可至少减小90%)；第三、增加了试验准确性，并且采集数据信息齐全，可进行多次、多项内容分析。第二方面，本发明还公开了一种作业性能测试方法，用于挖掘机，包括如下步骤步骤I)、确定挖掘机单动作开始的第一时刻；步骤2)、在所述第一时刻，获取与挖掘机发动机相连接的进油管及回油管内的油流量，并确定第一时刻进油量和回油量第一差值；步骤3)、确定挖掘机单动作结束的第二时刻；步骤4)、在所述第二时刻，获取与发动机相连接的进油管及回油管内的油流量，并确定第二时刻进油量和回油量第二差值；步骤5)、计算所述步骤2)中的获取的第一差值与步骤4)中获取的油第二差值之差，确定挖掘机的单动作油耗；步骤6)、根据所述挖掘机的单动作油耗，以及，所述第二时刻与所述第一时刻的时间差，确定所述挖掘机的油耗及效率。进一步地，上述作业性能测试方法中，在执行完步骤5)后，还执行如下操作多次执行所述步骤I)至所述步骤5)，获取挖掘机多个单动作油耗，并根据所述挖掘机多个单动作油耗，计算单动作平均油耗；并且，所述步骤6)中，所述单动作油耗为单动作平均油耗；所述单动作时间差为多个单动作时间差的平均值。进一步地，上述作业性能测试方法还包括根据预定频率，定时检测所述进油管和所述回油管内的油流量；根据预定频率采集的所述进油管和所述回油管内的油流量信息，基于海量数据，对挖掘机的作业性能进行分析。进一步地，上述作业性能测试方法中，所述步骤2)中，所述与挖掘机发动机相连接的进油管内的油流量通过第一流量传感器检测，并通过数据采集仪获取。进一步地，上述作业性能测试方法中，所述步骤4)中，所述与发动机相连接的回油管内的油流量通过第二流量传感器检测，并通过数据采集仪获取。本发明挖掘机的作业性能测试方法中，通过检测进油管和回油管的油流量，计算挖掘机单动作的油耗和工作效率，进而判断挖掘机的作业性能。与现有技术相比，本发明具有如下优势第一、极大降低了以后进行试验的成本投入；第二、极大缩短了试验时间(可至少减小90%)；第三、增加了试验准确性，并且采集数据信息齐全，可进行多次、多项内容分析。
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中
图1为本发明作业性能测试系统实施例的结构示意图；图2为本发明作业性能测试方法实施例的步骤流程图；图3为使用本发明作业性能测试方法时，移动计算设备的操作界面示意图；图4为使用本发明作业性能测试方法时，所记录的18组数据。附图标记说明I第一流量传感器2第二流量传感器3数据采集仪4数据处理�？�5燃油箱6发动机7进油管8回油管
具体实施例方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。下面结合图1，对本发明的优选实施例作进一步详细说明，本优选实施例的防爆发动机以防爆柴油机为例本实施例提供了一种作业性能测试系统，用于挖掘机，包括第一流量传感器1、第二流量传感器2、数据采集仪3和数据处理�？�4。第一流量传感器I用于在挖掘机单动作开始的第一时刻tl及单动作结束的第二时刻t2，检测与发动机6相连接的进油管7内的油流量；第二流量传感器2用于在挖掘机单动作开始的第一时刻tl及单动作结束的第二时刻t2，检测与发动机5相连接的回油管8内的油流量；数据采集仪3分别与第一流量传感器I和第二流量传感器2相连接，用于采集第一流量传感器I所获取的第一流量信息，以及，第二流量传感器2所获取的第二流量信息；数据处理�？�4与数据采集仪3相连接，用于基于第一流量信息和第二流量信息，获取挖掘机单动作油耗；并且，基于所述第二时刻与所述第一时刻的时间差，确定所述挖掘机的效率，再基于所述单动作油耗，确定挖掘机的油耗及效率数据。并且，进油管7和回油管8还与燃油箱5相连接。诸如挖掘机进行甩方或装车操作，称为挖掘机的“动作”，故，这里的单动作的含义是挖掘机进行甩一次斗或装一次车。本实施例挖掘机的作业性能测试系统中，通过设置于发动机进口管和回油管中的流量传感器，检测进油管和回油管的油流量，并由数据采集仪采集该数据后，进一步通过数据处理模块计算出挖掘机的工作油耗及效率，确定挖掘机的作业性能。与现有技术相比，本发实施例具有如下优势第一、极大降低了以后进行试验的成本投入；第二、极大缩短了试验时间(可至少减小90%)；第三、增加了试验准确性，并且采集数据信息齐全，可进行多次、多项内容分析。进一步地技术方案是，在上述作业性能测试系统中，第一流量传感器和第二流量传感器还用于根据预定频率，定时检测进油管和回油管内的油流量；并且，作业性能测试系统还包括分析数据存数�？椋治鍪荽媸？橛糜诖娲⒏菰ざㄆ德什杉慕凸芎突赜凸苣诘挠土髁啃畔ⅲ糜谕诰蚧淖饕敌阅芊治�。这样设计的好处是，可以基于海量数据，进行挖掘机关于油耗、效率的深入研究，研究结果更加真实可靠。上述作业性能测试系统中，数据处理�？橛叛∥阈扑闵璞福纾始潜镜缒�。当然，其他类型的计算设备也在本发明的保护范围之内，本发明对此不做限定。第二方面，参照图2，本发明还公开了一种作业性能测试方法，用于挖掘机，包括如下步骤，步骤I)、确定挖掘机单动作开始的第一时刻；步骤2)、在第一时刻，获取与挖掘机发动机相连接的进油管及回油管内的油流量，获取进油量与回油量的第一差值；步骤3)、确定挖掘机单动作结束的第二时刻；步骤4)、在第二时刻，获取与发动机相连接的进油管及回油管内的油流量，获取进油量与回油量的第二差值；步骤5)、计算步骤2)中获取的第一差值与步骤4)中获取的第二差值之差，确定挖掘机的单动作油耗；步骤6)、根据挖掘机的单动作油耗，以及，第二时刻与第一时刻的时间差，确定挖掘机的油耗及效率数据。本实施例挖掘机的作业性能测试系统中，通过检测进油管和回油管的油流量，计算挖掘机单动作的油耗和工作效率，进而判断挖掘机的作业性能。与现有技术相比，本实施例有如下优势第一、极大降低了以后进行试验的成本投入；第二、极大缩短了试验时间(可至少减小90%)；第三、增加了试验准确性，并且采集数据信息齐全，可进行多次、多项内容分析。对上述实施例进一步的改进是，在执行完步骤5)后，还执行如下操作多次执行所述步骤I)至所述步骤5)，获取多个挖掘机单动作油耗，并根据所述多个挖掘机单动作油耗，计算单动作平均油耗；并且，所述步骤6)中，所述单动作油耗为单动作平均油耗；所述单动作时间差为多个单动作时间差的平均值。显然，这种基于统计意义的结果，相对于直接的单动作获取的数据更加有意义。参照图3，图3为使用本发明作业性能测试方法时，移动计算设备的操作界面示意图。图4为使用本发明作业性能测试方法时，所记录的18组数据。下面，下面结合图3和图4，对本发明作业性能测试方法做进一步地说明。本实施例以挖掘机甩斗动作为例进行说明。该试验进行了五次甩斗动作的统计。一次称为“一圈”。从图3中可以看出，每圈所用的时间、每圈进油管处流量传感器的读数、回油管处流量传感器的读数。当然，这个图中进油管读数、回油管读数都是包含初始值的读数。再具体计算时，需要将初始的相关读数减掉。每圈的开始和结束都是操作者手动确定的。例如，开始时，点击界面中的“开始”按钮，结束时，点击界面的“结束”按钮。根据五圈的读数，最后得出的结论是
I)平均单圈时间(S卩，甩一次斗的平均时间)为17. O秒，平均单圈油耗量O. 132升，每小时的油耗为28. 04升，因此，每小时的甩斗211. 8斗。进一步地，上述方法实施例还可以包括如下步骤根据预定频率，定时检测进油管和回油管内的油流量；根据预定频率采集的进油管和回油管内的油流量信息，基于海量数据，对挖掘机的作业性能进行分析。例如，图3中可以看出，这个实施例的预定频率为10Hz，则每秒采样10次。图4为根据预定频率采集的油量信息。这样设计的好处是，可以基于海量数据，进行挖掘机关于油耗、效率的伸入研究，例如，可根据采集的信息分析出在整个挖掘过程中各时间点的瞬时油耗，进而绘制出瞬时油耗曲线，根据曲线进行发动机的匹配分析。研究结果更加真实可靠。具体实施该方法时，与挖掘机发动机相连接的进油管内的油流量通过第一流量传感器检测，并通过数据采集仪获�。挥敕⒍嗔拥幕赜凸苣诘挠土髁客ü诙髁看衅骷觳猓⑼ü莶杉腔袢�。数据采集仪采集的数据经过诸如笔记本电脑之类的移动计算设备进行计算、显示，或进一步的分析。综上所述，在本发明的实施例中，可以包括以下几个方面的内容1、油耗数据获取由诸如笔记本电脑之类的计算设备读取数据采集仪内数据，在系统开始时，根据设定的采集频率采集回油及进油油耗数据；2、效率数据(单圈时间)获取通过记录单动作数据(在完成一个动作循环时在如图3的界面上，由操作者手动完成操作 )，记录下每次时间数据；3、数据的存储以文本格式记录每次动作的相关数据(累积时间、单圈时间、进油读数、回油读数等)以及按设定频率采集的数据，以供后期分析所用；4、数据的处理在采集结束后，由采集到的每次循环时间及油耗数据，系统内部计算出该次采集过程中得到的平均效率及小时油耗；通过设定频率采集的数据，可以为动作分解提供相关数据。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种作业性能测试系统，用于挖掘机，其特征在于，包括 第一流量传感器，用于在所述挖掘机单动作开始的第一时刻及结束的第二时刻，检测与发动机相连接的进油管内的油流量； 第二流量传感器，用于在所述挖掘机单动作开始的第一时刻及结束的第二时刻，检测与发动机相连接的回油管内的油流量； 数据采集仪，分别与所述第一流量传感器和所述第二流量传感器相连接，用于采集所述第一流量传感器所获取的第一流量信息，以及，所述第二流量传感器所获取的第二流量信息； 数据处理�？椋胨鍪莶杉窍嗔樱糜诨谒龅谝涣髁啃畔⒑退龅诙髁啃畔ⅲ袢∷鐾诰蚧牡ザ饔秃模徊⑶遥谒龅诙笨逃胨龅谝皇笨痰氖奔洳睿范ㄋ鐾诰蚧男剩倩谒龅ザ饔秃模范ㄍ诰蚧挠秃募靶适�。
2.根据权利要求1所述的作业性能测试系统，其特征在于， 所述第一流量传感器和所述第二流量传感器还用于根据预定频率，定时检测所述进油管和所述回油管内的油流量；并且 所述作业性能测试系统还包括分析数据存数�？椋龇治鍪荽媸？橛胨鍪莶杉窍嗔樱糜诖娲⑺鍪莶杉遣杉乃鼋凸芎退龌赜凸苣诘牧髁啃畔�。
3.根据权利要求1或2所述的作业性能测试系统，其特征在于， 所述数据处理�？槲阈扑闵璞浮�
4.一种作业性能测试方法，用于挖掘机，其特征在于，包括如下步骤 步骤I)、确定挖掘机单动作开始的第一时刻； 步骤2)、在所述第一时刻，获取与挖掘机发动机相连接的进油管及回油管内的油流量，并确定第一时刻进油量和回油量第一差值； 步骤3)、确定挖掘机单动作结束的第二时刻； 步骤4)、在所述第二时刻，获取与发动机相连接的进油管及回油管内的油流量，并确定第二时刻进油量和回油量第二差值； 步骤5)、计算所述步骤2)中的获取的第一差值与步骤4)中获取的油第二差值之差，确定挖掘机的单动作油耗； 步骤6)、根据所述挖掘机的单动作油耗，以及，所述第二时刻与所述第一时刻的时间差，确定所述挖掘机的油耗及效率。
5.根据权利要求4所述的作业性能测试方法，其特征在于，所述方法进一步为 在执行完步骤5)后，还执行如下操作 多次执行所述步骤I)至所述步骤5)，获取挖掘机多个单动作油耗，并根据所述挖掘机多个单动作油耗，计算单动作平均油耗；并且， 所述步骤6)中，所述单动作油耗为单动作平均油耗；所述单动作时间差为多个单动作时间差的平均值。
6.根据权利要求4所述的作业性能测试方法，其特征在于，所述方法还包括 根据预定频率，定时检测所述进油管和所述回油管内的油流量； 根据预定频率采集的所述进油管和所述回油管内的油流量信息，基于海量数据，对挖掘机的作业性能进行分析。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的作业性能测试方法，其特征在于， 所述步骤2)中，所述与挖掘机发动机相连接的进油管内的油流量通过第一流量传感器检测，并通过数据采集仪获取。
8.根据权利要求4至6中任一项所述的作业性能测试方法，其特征在于， 所述步骤4)中，所述与发动机相连接的回油管内的油流量通过第二流量传感器检测，并通过数据采集仪获取。
全文摘要
本发明公开了一种作业性能测试系统及方法。作业性能测试系统包括第一流量传感器、第二流量传感器、数据采集仪和数据处理�？�。第一流量传感器和第二流量传感器分别用于在挖掘机单动作开始的第一时刻及结束的第二时刻，检测与发动机相连接的进油管和回油管内的油流量；数据采集仪用于采集第一流量传感器所获取的第一流量信息，以及第二流量传感器所获取的第二流量信息；数据处理模块用于基于第一流量信息和第二流量信息，获取挖掘机的单动作油耗；并且，基于第二时刻与第一时刻的时间差，确定挖掘机的效率，再基于单动作油耗，确定挖掘机的油耗及效率数据。本发明提供的作业性能测试系统及方法测试时间短、误差小、过程简单、操作方便，成本低。
文档编号G01F9/00GK103033226SQ20121054875
公开日2013年4月10日 申请日期2012年12月17日 优先权日2012年12月17日
发明者徐熙庆, 刘天勋 申请人:三一重机有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
