地下铲运机称重系统的设计与试验

地下铲运机设计作者：郑东梅来源：《数字化用户》2013年第25期【摘要】地下铲运机是工程机械的主要机种之一，广泛用于建筑、矿山、水电、铁路等国民经济各部门。

地下铲运机的工作装置由铲斗，动臂、摇臂、连杆及液压系统等组成。

铲斗以铲装物料；动臂和动臂油缸的作用是提升铲斗并使之与车架连接；转斗油缸通过摇臂，连杆使铲斗转动。

动臂的升降和铲斗的转动采用液压操作。

【关键词】工程机械地下铲运机工作装置一、绪论“地下铲运机”一词系参考英文“LHD unit”（Load-haul-dump unit），即装-运-卸设备演绎而来。

地下铲运机是以柴油机或者以拖曳电缆供电的电动机为原动机、液压或液力—机械传动、铰接式车架、轮胎行走、前段前卸式铲斗的装载、运输、卸载的设备。

主要用于地下矿山和隧道工程。

现代地下铲运机的发展方向呈现多用化，以适应不同的作业环境以及尽可能发挥“一机多用”性，只需要更换相应的作业附件就可以实现不同的作业，减少了矿山开采作业的成本。

地下铲运机视距内遥控操作和视频遥控操作技术已经广泛应用于危险区域的作业工作。

新一代的地下铲运机已经能实现自动或者半自动操作，整个过程全部实现自动化或部分实现自动化。

二、铲斗的设计铲斗的断面形状由铲斗圆弧半径r、底壁长l、后壁高h和张开角γ等四个参数确定。

铲斗的圆弧半径r越大，物料进入铲斗的流动性越好，有利于减小物料进入铲斗的阻力，卸载物料时快而干净。

但r过大时，铲斗的开口变大，使铲斗很难装满，且铲斗的外形较高，影响了驾驶员对铲斗的斗刃的观察情况。

后壁高h是指铲斗上缘至圆弧与后壁切点见的距离。

底壁长l是指铲斗底壁的直线段长度。

l越长，则铲斗铲入物料堆的深度越大，铲斗越易装满，但是铲掘力将随着力臂的增大刃减小；同时，卸载高度也会减小。

对装载轻质物料为主的铲斗，l可以选择大一些，对于铲装矿石为主的铲斗，l取小一些。

铲斗张开角rr为铲斗后壁与底壁间的夹角，一般选取45°～52°45°～52°。

基于地中平台秤的动态称重系统设计与实现动态称重系统是一种基于地中平台秤的设计与实现方案，旨在通过对物体称重的精确测量，实现对物体质量的准确监测。

本文将详细介绍基于地中平台秤的动态称重系统的设计与实现方法，并探讨其在实际应用中的潜力和优势。

一、引言随着工业自动化和智能化的不断进步，动态称重系统在物流、生产等领域得到了广泛应用。

地中平台秤是一种常见的称重装置，通过将物体置于承载平台上进行称重，具有重量稳定、结构简单、方便安装等特点。

基于地中平台秤的动态称重系统在提高称重准确度、提升生产效率和降低人工成本方面具有巨大潜力。

二、系统设计与实现方法1. 系统架构设计基于地中平台秤的动态称重系统主要由传感器、数据采集模块、数据处理模块和显示模块组成。

传感器用于实时感知地中平台上物体的重量变化，将数据传送给数据采集模块。

数据采集模块负责对传感器信号进行采集和转换，将数字信号传输给数据处理模块。

数据处理模块对接收到的数据进行处理和分析，计算物体的质量值。

最后，将计算结果通过显示模块进行展示。

2. 传感器选择与布置地中平台秤的动态称重系统需要选择合适的传感器，以保证称重的准确性和稳定性。

常用的传感器有压阻式传感器、电容式传感器和称重传感器等。

在选择传感器时，需考虑物体重量范围、精度要求和环境条件等因素，并进行布置，保证传感器能够准确感知物体的重量变化。

3. 数据采集与转换数据采集模块通过对传感器信号进行采集和转换，将模拟信号转换为数字信号，进而传输给数据处理模块。

为了保证数据的准确性，采集过程中需注意消除干扰信号和进行滤波处理。

4. 数据处理与计算数据处理模块对接收到的数字信号进行处理和分析，计算出物体的质量值。

具体方法可包括使用滤波算法对数据进行平滑处理，根据称重平台的特性进行数据校正，采用合适的算法进行质量计算等。

5. 结果展示与反馈通过显示模块将计算得到的物体质量值进行展示，可采用液晶显示屏、LED灯等形式。

地下铲运机称重系统的设计与试验郭鑫;战凯;顾洪枢;李恒通【摘要】针对地下铲运机的工作特点,设计了适合实际应用的称重系统,通过试验寻找称重规律,分析油门开度对动态称重的影响,使在不同油门开度下仍然保证动态称重的精度.对静态称重和动态称重分别编写程序,并验证了系统的静态和动态称重精度.【期刊名称】《机械制造》【年(卷),期】2015(053)008【总页数】3页(P23-25)【关键词】铲运机;静态称重;动态称重;系统设计【作者】郭鑫;战凯;顾洪枢;李恒通【作者单位】北京矿冶研究总院北京 100160;北京矿冶研究总院北京 100160;北京矿冶研究总院北京 100160;北京矿冶研究总院北京 100160【正文语种】中文【中图分类】TH122地下铲运机主要应用于地下矿山的矿石铲装，通过安装自动称重系统，以及布置合适的传感器，可以实现在工作过程中自动对料斗中的矿石进行称重，这对减轻操作人员的工作量、避免运输车辆超载都有重要意义。

当前，地下铲运机只有个别进口车型带有自动称重系统，据使用该设备的矿山反映，精度误差较大。

笔者以国产KCY-2型地下铲运机为试验对象，设计了自动称重系统，结合大量的试验，找到了静态和动态的称重规律，并编写静态和动态的称重算法，使其精度满足工业使用的要求。

1 系统设计与硬件选型1.1 力学建模地下铲运机与轮式装载机的工作机构类似，借鉴装载机的工作机构力学模型，对地下铲运机的工作机构进行力学分析建模［1］［2］，如图 1 所示，推导出矿石质量算式：式中：O1为举升大臂与机体连接的旋转点；O2为举升油缸与机体连接的旋转点；O3为举升油缸与举升大臂连接的旋转点；θ为O1G与重力方向的夹角；α为O1O2与 O1O3间的夹角；L为大臂、铲斗和物料的质心G到大臂与机架铰接中心 O1的距离；t为时间；J为举升大臂、铲斗和物料作为整体，绕点O1的转动惯量；F为举升油缸的举升力；γ为铲运机横向摆动角度（图中未体现）。