CN111562127B - 工程机械整机操控性测试方法及测试装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种工程机械整机操控性测试方法及测试装置，涉及工程机械技术领域，包括：持续获取操作部的从多个操作位置中的第一者转换至多个操作位置中的第二者的过程中的位移信号，并持续获取执行机构的从多个运动状态中与第一者对应的一者转换至多个运动状态中与第二者对应的另一者的过程中的速度信号；将获取到的位移信号和获取到的速度信号置于同一时间轴上，得到操作部的操作位置转换的时间段和执行机构的运动状态转换完成的时间段，根据速度信号确定卷筒机构的运动状态转换的时间点，计算工程机械的响应时间。如此极大满足所需数据以及相应的计算要求，为产品性能提供真实有效的数据。相比传统测试方法，提高了作业精度及准确性。

Description

工程机械整机操控性测试方法及测试装置

技术领域

本申请涉及工程机械技术领域，尤其是涉及一种工程机械整机操控性测试方法及测试装置。

背景技术

整机操控性是评估工程机械性能优劣的重要指标，目前工程机械上操控性测试很多情况下取决于操作手的个人主观感受，并用简单仪器(例如秒表)去记录一些时间指标，专业性不足且存在一定的片面性。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种工程机械操控性测试方法及测试装置，目的在于，一定程度上解决以上技术问题。

第一方面，本申请提供一种工程机械整机操控性测试方法，用于工程机械，所述工程机械包括：

操作部和执行机构，所述操作部能够控制所述执行机构运动；

所述操作部包括多个操作位置，所述执行机构的运动状态具有分别与多个所述操作位置相对应的多个运动状态；

所述工程机械整机操控性测试方法包括：

拾取步骤，持续获取所述操作部的从多个所述操作位置中的第一者转换至多个所述操作位置中的第二者的过程中的位移信号，并持续获取所述执行机构的从多个所述运动状态中与所述第一者对应的一者转换至多个所述运动状态中与所述第二者对应的另一者的过程中的速度信号；

分析步骤，将获取到的所述位移信号和获取到的所述速度信号置于同一时间轴上，得到所述操作部的操作位置转换的时间段和所述执行机构的运动状态转换的时间段，根据所述速度信号确定所述执行机构的运动状态转换完成的时间点，并计算所述工程机械的响应时间。

优选地，所述操作位置包括中位位置、第一启动位置和第二启动位置，所述运动状态包括分别与所述中位位置、所述第一启动位置和所述第二启动位置对应的静止状态、第一速度状态和第二速度状态；

当所述操作部由所述中位位置转换至所述第一启动位置时，所述执行机构由所述静止状态转换至所述第一速度状态，所述分析步骤计算得出所述响应时间中的启动响应时间；

当所述操作部由所述第一启动位置转换至所述中位位置时，所述执行机构由所述第一速度状态转换至所述静止状态，所述分析步骤计算得出所述响应时间中的停止响应时间；

当所述操作部由所述第一启动位置转换至所述第二启动位置时，所述执行机构由所述第一速度状态转换至所述第二速度状态，所述分析步骤计算得出所述响应时间中的加速响应时间。

优选地，当所述操作部由所述中位位置转换至所述第一启动位置时：

在所述时间轴上获取所述执行机构开始加速时的时间点，再获取对应于所述时间点下的所述操作部的位移信号并定义为空行程信号；

在所述时间轴上获取所述操作部位于第一启动位置时的位移信号并定义为总行程信号；

所述空行程信号占所述总行程信号的百分比被定义为空行程指标。

优选地，所述执行机构能够在运动时释放绳索，在0.3秒至1秒的时间范围内，所述操作部完成自所述中位位置切换至所述第一启动位置，再切换回所述中位位置的操作被定义为点动操作；

所述拾取步骤还包括：获取一次所述点动操作后，所述执行机构释放出的绳索的长度，释放处的绳索的长度被定义为点动出绳量。

第二方面，本申请提供一种测试装置，用于执行如上所述的工程机械整机操控性测试方法。

优选地，所述操作部经由液压系统控制所述执行机构，所述测试装置包括：

位移拾取机构，用于拾取所述操作部的位移，并输出位移信号；

速度拾取机构，用于拾取所述执行机构的速度，并输出速度信号；

数据采集机构，与所述位移拾取机构和所述速度拾取机构二者均通信连接，以用于接收所述位移信号和所述速度信号。

优选地，所述工程机械还包括扶手箱，所述扶手箱形成有安装表面，所述操作部形成为操作手柄，所述操作手柄安装于所述安装表面；所述位移拾取机构包括：

支撑组件，设置于所述安装表面；

位移传感器，所述位移传感器用于拾取所述操作手柄的位移，以向所述数据采集机构输送所述输出位移信号；

联接构件，将所述位移传感器联接。

优选地，所述支撑组件包括彼此连接的第一支撑构件和第二支撑构件，所述第一支撑构件设置于所述安装表面，所述第二支撑构件朝向所述操作手柄延伸，所述位移传感器安装于所述第二支撑构件；

所述联接构件形成为柔性索，在所述操作手柄位于中位位置时，所述柔性索平行于所述安装表面。

优选地，所述执行机构形成为卷筒机构，所述速度拾取机构还包括：

同步组件，与所述卷筒机构形成紧密配合，以与所述卷筒机构联动；

速度传感器，设置于所述同步组件，并用于获取所述同步组件的旋转速度，以向所述数据采集机构输送所述速度信号。

优选地，所述同步组件包括：

轮构件，包括外侧部与所述卷筒机构的外侧部紧密配合的柔性轮部，以及部分被容纳在套筒构件内部并能够相对于所述套筒构件旋转的轴部；

张紧座和张紧构件，所述张紧构件的两端分别与所述套筒构件和所述张紧座连接，以维持所述柔性轮部与所述卷筒机构的紧密配合；

所述速度传感器形成为设置于所述轴部的编码器；

所述数据采集机构与所述位移拾取机构之间、所述数据采集机构与所述速度拾取机构之间均设置有直流变送器。

本申请提供的工程机械整机操控性测试方法，通过将操作部的位移和执行机构的速度在同一时间轴上显示，极大满足测试工程师所需数据以及相应的计算要求，为产品性能提供真实有效的数据。相比传统的秒表及水平仪测试方法，大大地提高了作业精度及准确性。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了测试装置的示意图。

附图标记：

1-操作手柄；2-位移传感器；3-支撑组件；4-卷筒机构；5-轮构件；6-编码器；7-数据采集机构；8-扶手箱。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

本实施例提供一种工程机械整机操控性测试方法，用于工程机械，工程机械包括操作手柄1和卷筒机构4，操作手柄1能够经由液压系统控制卷筒机构4旋转。在实施例中，操作手柄1可以设置于扶手箱8。具体而言，扶手箱8可以形成有安装表面，如图1所示，安装表面即为图1中示出的扶手箱8的上表面。在实施例中，工程机械整机操控性测试方法通过测试装置执行，以下将详细描述测试装置的具体结构。

在实施例中，测试装置对各项参数进行拾取。具体而言，测试装置可以包括位移拾取机构和速度拾取机构。其中，位移拾取机构可以用于拾取操作手柄1的位移，并输出位移信号；速度拾取机构可以用于拾取卷筒机构4的旋转速度，并输出速度信号。

测试装置还可以包括数据采集机构7，数据采集机构7可以例如为数据采集仪。数据采集机构7可以与位移拾取机构和速度拾取机构二者均通信连接，以用于接收位移信号和速度信号。如图1所示，图1示出了位移拾取机构和速度拾取机构二者与数据采集机构7的连接关系，即以电连接的方式作为信号的通信传输的方式。作为一种有利的选择，位移拾取机构与数据采集机构7之间的线路上可以设置有直流变送器，优选为开口型直流变送器，从而使信号精确。同理，速度拾取机构与数据采集机构7之间的线路也可以采用相同的设置方式。

根据以上描述的特征，以下将具体描述位移拾取机构和速度拾取机构的具体结构。

在实施例中，位移拾取机构可以包括支撑组件3、位移传感器2和连接构件。其中支撑组件3可以设置于安装表面，具体而言，支撑组件3可以包括彼此连接的第一支撑构件和第二支撑构件，第一支撑构件设置于安装表面。第二支撑构件朝向操作手柄1延伸，如此使得有利于缩短下述柔性索的长度，使柔性索的长度和第二支撑构件的长度二者在合理的范围内形成配合，既降低了对位移传感器2获取位移信号的影响，也不会使支撑组件3的重量和体积过大。

在实施例中，第一支撑构件和第二支撑构件均可以形成为板构件，位移传感器2可以安装于第二支撑构件的上端面。为了保证位移传感器2能够平稳地安装，第二支撑构件的上端面可以与安装表面保持水平，第一支撑构件则可以垂直于安装表面。

正如以上描述中所提及的，位移传感器2可以安装于第二支撑构件的上端面，位移传感器2可以用于拾取操作手柄1的位移，以向数据采集机构7输送输出位移信号。联接构件可以将位移传感器2联接，联接构件形成为柔性索例如拉绳，在操作手柄1位于图1中所示出的中位位置时，拉绳可以平行于安装表面，如此避免拉绳倾斜造成而可能造成的拉绳磨损或者测量精度受影响。

在实施例中，速度拾取机构可以包括同步组件和速度传感器。同步组件可以与卷筒机构4形成紧密配合，以与卷筒机构4联动。具体而言，同步组件可以包括轮构件5，轮构件5可以包括外侧部与卷筒机构4的外侧部紧密配合的柔性轮部，以及部分被容纳在套筒构件内部并能够相对于套筒构件旋转的轴部，例如，轴部可以经由轴承而可旋转地安装在套筒构件的内部。柔性轮部可以由橡胶材料形成，由此在于卷筒机构4贴合时，能够通过形变产生紧密配合，从而施加一定摩擦力，从而保证柔性轮部能够与卷筒机构4同步旋转，而不会出现打滑的情况。

轴部可以采用刚性轴，以确保其与轴承的装配。上述柔性轮部可以延伸出套设部，进而能够套设在刚性轴的外侧部，在此基础上可以通过销钉进一步将二者固定。速度传感器可以形成为编码器6，编码器6可以安装于轴部或者与轴部同步旋转的轴承的内圈，以获取轴部的旋转速度。

在实施例中，柔性轮部与卷筒机构4的紧密配合是通过张紧座和张紧构件实现的，张紧构件可以例如为张紧弹簧，其两端分别与套筒构件和张紧座连接，以维持柔性轮部与卷筒机构4的紧密配合。此外，张紧座还延伸形成有框体，套筒构件的部分被限定在框体内并能够沿着框体滑动，如此确保了套筒构件在轮构件5旋转过程中以及张紧弹簧的张紧状态下保持平稳。

在以上描述的测试组件的基础上，以下将具体描述工程机械整机操控性测试方法。

在实施例中，操作手柄1包括多个操作位置，即多个操作位置可以包括中位位置、第一启动位置和第二启动位置。卷筒机构4的运动状态具有分别与多个操作位置相对应的多个运动状态，即运动状态包括与中位位置、第一启动位置和第二启动位置分别对应的静止状态、第一速度状态和第二速度状态。在此基础上，工程机械整机操控性测试方法包括：

拾取步骤，持续获取操作手柄1的从多个操作位置中的第一者转换至多个操作位置中的第二者的过程中的位移信号，并持续获取卷筒机构4的从多个运动状态中与第一者对应的一者转换至多个运动状态中与第二者对应的另一者的过程中的速度信号；

分析步骤，将获取到的位移信号和获取到的速度信号置于同一时间轴上，得到操作手柄1的操作位置转换的时间段和卷筒机构4的运动状态转换的时间段，根据速度信号确定卷筒机构4的运动状态转换完成的时间点，并计算所述工程机械的响应时间。

具体而言，当操作手柄1由中位位置转换至第一启动位置时，卷筒机构4由静止状态转换至第一速度状态，分析步骤计算得出响应时间中的启动响应时间，即计算卷筒机构4的运动状态转换完成的时间点相对于操作手柄1的操作位置转换完成的时间点的滞后量(这里的“运动状态转换完成的时间点”是指，卷筒机构4由静止状态经历了一个加速过程后恰好到达第一速度状态的时间点，以下所提及的“运动状态转换完成的时间点”与此类似)。类似地，当操作手柄1由第一启动位置转换至中位位置时，卷筒机构4由第一速度状态转换至静止状态，分析步骤计算得出响应时间中的停止响应时间。当操作手柄1由第一启动位置转换至第二启动位置时，卷筒机构4由第一速度状态转换至第二速度状态，分析步骤计算得出响应时间中的加速响应时间，即第二速度状态下的卷筒机构4的旋转速度大于第一速度状态下的卷筒机构4的旋转速度。

此外，当操作手柄1由中位位置转换至第一启动位置时，可以在时间轴上获取卷筒机构4开始加速时的时间点，再获取对应于该时间点下的操作手柄1的位移信号并定义为空行程信号。进一步地，在时间轴上获取操作手柄1位于第一启动位置时的位移信号并定义为总行程信号。空行程信号占所述总行程信号的百分比被定义为空行程指标。

此外，卷筒机构4的外侧部绕设有绳索，在0.3秒至1秒的时间范围内，操作手柄1完成自中位位置切换至第一启动位置，再切换回中位位置的操作被定义为点动操作。拾取步骤还包括：获取一次点动操作后，卷筒机构4释放出的绳索的长度，释放处的绳索的长度被定义为点动出绳量。

本实施例提供的工程机械整机操控性测试方法，通过数据采集机构7将操作手柄1的位移和卷筒机构4的速度在同一时间轴上显示，极大满足测试工程师所需数据以及相应的计算要求，为产品性能提供真实有效的数据。相比传统的秒表及水平仪测试方法，大大地提高了作业精度及准确性。

以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的保护范围，凡是在本申请的创新构思下，利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本申请的保护范围内。

Claims (8)

1.一种工程机械整机操控性测试方法，用于工程机械，所述工程机械包括：

操作部和执行机构，所述操作部能够控制所述执行机构运动；

所述操作部包括多个操作位置，所述执行机构的运动状态具有分别与多个所述操作位置相对应的多个运动状态；

其特征在于，所述工程机械整机操控性测试方法包括：

拾取步骤，持续获取所述操作部的从多个所述操作位置中的第一者转换至多个所述操作位置中的第二者的过程中的位移信号，并持续获取所述执行机构的从多个所述运动状态中与所述第一者对应的一者转换至多个所述运动状态中与所述第二者对应的另一者的过程中的速度信号；

分析步骤，将获取到的所述位移信号和获取到的所述速度信号置于同一时间轴上，得到所述操作部的操作位置转换的时间段和所述执行机构的运动状态转换的时间段，根据所述速度信号确定所述执行机构的运动状态转换完成的时间点，并计算所述工程机械的响应时间；

所述操作位置包括中位位置、第一启动位置和第二启动位置，所述运动状态包括分别与所述中位位置、所述第一启动位置和所述第二启动位置对应的静止状态、第一速度状态和第二速度状态；

当所述操作部由所述中位位置转换至所述第一启动位置时，所述执行机构由所述静止状态转换至所述第一速度状态，所述分析步骤计算得出所述响应时间中的启动响应时间；

当所述操作部由所述第一启动位置转换至所述中位位置时，所述执行机构由所述第一速度状态转换至所述静止状态，所述分析步骤计算得出所述响应时间中的停止响应时间；

当所述操作部由所述第一启动位置转换至所述第二启动位置时，所述执行机构由所述第一速度状态转换至所述第二速度状态，所述分析步骤计算得出所述响应时间中的加速响应时间；当所述操作部由所述中位位置转换至所述第一启动位置时：

在所述时间轴上获取所述执行机构开始加速时的时间点，再获取对应于所述时间点下的所述操作部的位移信号并定义为空行程信号；

在所述时间轴上获取所述操作部位于第一启动位置时的位移信号并定义为总行程信号；

所述空行程信号占所述总行程信号的百分比被定义为空行程指标。

2.根据权利要求1所述的工程机械整机操控性测试方法，其特征在于，所述执行机构能够在运动时释放绳索，在0.3秒至1秒的时间范围内，所述操作部完成自所述中位位置切换至所述第一启动位置，再切换回所述中位位置的操作被定义为点动操作；

所述拾取步骤还包括：获取一次所述点动操作后，所述执行机构释放出的绳索的长度，释放处的绳索的长度被定义为点动出绳量。

3.一种测试装置，其特征在于，用于执行如权利要求1或2所述的工程机械整机操控性测试方法。

4.根据权利要求3所述的测试装置，其特征在于，所述操作部经由液压系统控制所述执行机构，所述测试装置包括：

位移拾取机构，用于拾取所述操作部的位移，并输出位移信号；

速度拾取机构，用于拾取所述执行机构的速度，并输出速度信号；

数据采集机构(7)，与所述位移拾取机构和所述速度拾取机构二者均通信连接，以用于接收所述位移信号和所述速度信号。

5.根据权利要求4所述的测试装置，其特征在于，所述工程机械还包括扶手箱(8)，所述扶手箱(8)形成有安装表面，所述操作部形成为操作手柄(1)，所述操作手柄(1)安装于所述安装表面；所述位移拾取机构包括：

支撑组件(3)，设置于所述安装表面；

位移传感器(2)，所述位移传感器(2)用于拾取所述操作部的位移，以向所述数据采集机构(7)输送所述输出位移信号；

联接构件，将所述位移传感器(2)联接。

6.根据权利要求5所述的测试装置，其特征在于，

所述支撑组件(3)包括彼此连接的第一支撑构件和第二支撑构件，所述第一支撑构件设置于所述安装表面，所述第二支撑构件朝向所述操作手柄(1)延伸，所述位移传感器(2)安装于所述第二支撑构件；

所述联接构件形成为柔性索，在所述操作手柄(1)位于中位位置时，所述柔性索平行于所述安装表面。

7.根据权利要求5所述的测试装置，其特征在于，所述执行机构形成为卷筒机构(4)，所述速度拾取机构还包括：

同步组件，与所述卷筒机构(4)形成紧密配合，以与所述卷筒机构(4)联动；

速度传感器，设置于所述同步组件，并用于获取所述同步组件的旋转速度，以向所述数据采集机构(7)输送所述速度信号。

8.根据权利要求7所述的测试装置，其特征在于，

所述同步组件包括：

轮构件(5)，包括外侧部与所述卷筒机构(4)的外侧部紧密配合的柔性轮部，以及部分被容纳在套筒构件内部并能够相对于所述套筒构件旋转的轴部；

张紧座和张紧构件，所述张紧构件的两端分别与所述套筒构件和所述张紧座连接，以维持所述柔性轮部与所述卷筒机构(4)的紧密配合；

所述速度传感器形成为设置于所述轴部的编码器(6)；

所述数据采集机构(7)与所述位移拾取机构之间、所述数据采集机构(7)与所述速度拾取机构之间均设置有直流变送器。