本发明涉及一种挖掘机重心测量方法，属于工程机械领域。
背景技术：
挖掘机重心位置决定了挖掘机静态稳定性和作业稳定性，影响着机械工作性能和作业范围。当前挖掘机重心测量主要通过悬挂及地面支撑方法测量，水平方向的坐标比较容易获取，竖直方向的坐标获取方法繁琐且误差较大。
挖掘机重心测量的现有技术分为两部分：
水平方向的坐标获取：如图3所示，在地磅上测量整机重量m，将挖掘机的前后（左右）两端放置在刀口上，其中一刀口放置在地磅上，重心距离刀口前后（左右）水平距离设为x(y)，测量位于地磅上的刀口上产生的支反力fx（fy），测量两刀口的距离xf（yf），根据力矩平衡计算x（y）数值，通过坐标转化获取重心水平方向的坐标。
竖直方向的坐标获取：如图4所示，被测及其的一端放在地磅上，另一端吊起使车体与水平面成15°～25°（应该用最大的合适角度）。测量及其在地磅上的接地点的支反力fz，接地点到吊索的水平距离d，计算重心到吊索的水平距离c，在固定于机器的划线板上划出通过重心的垂线，将机器的另一端吊起，重复上述测试。划线板上两条垂线的交点高度位置就是重心的垂直距离，通过坐标转化获取重心垂直方向的坐标。
现有技术存在测量场地受地磅位置限制，挖掘机倾角大，易发生危险，通过划线的方式进行确认误差较大，测量数据无法进行自检等问题。
技术实现要素：
本发明的目的是针对以上问题提供一种挖掘机重心测量方法，通过该方法测量挖掘机重心不受场地限制，精度高，安全性好，可进行已测得重心数值的自检。
为达到上述目的,本发明公开了一种挖掘机重心测量方法，该方法包括以下步骤：
步骤1：测量挖掘机的整机重量m；
步骤2：将挖掘机的一侧置于刀口上，挖掘机的另一侧用吊索吊起至水平状态，吊索上设置有拉力检测装置，测量吊索到刀口的水平距离，读取拉力检测装置的数值，根据力矩平衡原理计算刀口到挖掘机重心的水平距离,并换算成水平方向的坐标。
步骤3：根据步骤2计算出挖掘机处于水平状态时重心到刀口的水平距离d，然后吊索将挖掘机吊起到倾斜状态，测量挖掘机倾角α1，读取拉力检测装置的数值fz1，测量吊索到刀口的水平距离d1，根据公式：
z1=[d-（fz1*d1）/（m*g*cosα1）]/tanα1
计算出挖掘机处于水平状态时重心到刀口的垂直距离，并换算成垂直方向的坐标；根据力矩平衡原理通过计算获得坐标，降低了误差率，测量的过程中使用吊索，是测量场地不再受地磅位置的限制，需要收集的数据获得过程简单，误差小，增加了数据的精确度。
更进一步的，该方法步骤（2）中，将挖掘机的后侧置于刀口上，挖掘机的前侧用吊索吊起至水平状态，吊索上设置有拉力检测装置，测量吊索到刀口的水平距离dx，读取拉力检测装置的数值fx，根据公式：
x=fx*dx/(m*g)
计算刀口到挖掘机重心的水平距离x,并换算成水平方向的坐标；沿挖掘机的前后方向设置一个坐标轴，相当于水平面上的x轴，重心到刀口的水平距离即坐标轴上的坐标值，换算方法简单。
更进一步的，该方法步骤（2）中，将挖掘机的左侧置于刀口上，挖掘机的右侧用吊索吊起至水平状态，吊索上设置有拉力检测装置，测量吊索到刀口的水平距离dy，读取拉力检测装置的数值fy，根据公式：
y=fy*dy/(m*g)
计算刀口到挖掘机重心的水平距离y,并换算成水平方向的坐标；沿挖掘机的左右方向设置一个坐标轴，相当于水平面上的y轴，重心到刀口的水平距离即坐标轴上的坐标值，换算方法简单。
更进一步的，该方法步骤3挖掘机的倾角为α2，读取拉力检测装置的数值fz2，测量吊索到刀口的水平距离d2，根据公式：
z2=[d-（fz2*d2）/（m*g*cosα2）]/tanα2
计算出的z2与z1对比进行自检；角度的变化不会影响重心到彻底的垂直距离，通过变换角度重新计算，可起到检验计算结果的目的。
更进一步的，该方法中挖掘机倾斜角度的范围为5°～25°；理论上来说，非零度的倾角都可以，但是为了提高测量的准确性，倾角最好大于5°，角度过大容易发生安全问题，将最大的角度限定在25°，提高了测量的安全性。
更进一步的，该方法中挖掘机履带的后端置于刀口上，吊索固定在挖掘机的动臂前端；在测量的过程中，刀口的方向垂直于设定的坐标轴，为了提高测量的准确性，应该提前限定刀口的位置。
更进一步的，该方法中挖掘机左侧的履带置于刀口上，吊索固定在挖掘机上部机构的右侧；在测量的过程中，刀口的方向垂直于设定的坐标轴，前后放置的刀口和左右放置的刀口所在的直线相交的点既是原点。
更进一步的，该方法中挖掘机倾斜角度的范围为5°～15°，为了提高安全性，将最大倾角设定为15°。
更进一步的，该方法中拉力检测装置为测力计，数字测力计使用简单，精确度高，具有完善的数据管理功能，提高了数值的精度。
更进一步的，该方法中挖掘机整机重量通过地磅测量。
综上所述，本发明的有益效果在于：该方法在测量的过程中场地不受地磅位置的影响，受限制少，竖直方向坐标获取过程中，挖掘机吊起高度5°以上皆可，测量过程更安全，计算坐标的各参数获取容易，坐标通过计算获取，精度高，且可通过设置不同的角度对获取的坐标数据进行自检。
附图说明
图1是挖掘机重心测量计算水平方向坐标所需参数的示意图；
图2是挖掘机重心测量计算竖直方向坐标所需参数的示意图；
图3是现有技术挖掘机重心测量水平方向坐标的示意图；
图4是现有技术挖掘机重心测量竖直方向坐标的示意图。
图中:1、挖掘机；2、刀口；3、吊索；4、拉力检测装置；5、地磅。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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。
下文是结合附图对本发明的优选的实施例说明。
参照附图，本实施例公开了一种挖掘机1重心测量方法，该方法包括以下步骤：
步骤1：测量挖掘机1的整机重量m；
步骤2：将挖掘机1的一侧置于刀口2上，挖掘机1的另一侧用吊索3吊起至水平状态，吊索3上设置有拉力检测装置4，测量吊索3到刀口2的水平距离，读取拉力检测装置4的数值，根据力矩平衡原理计算刀口2到挖掘机1重心的水平距离,并换算成水平方向的坐标。
步骤3：根据步骤2计算出挖掘机1处于水平状态时重心到刀口2的水平距离d，然后吊索3将挖掘机1吊起到倾斜状态，测量挖掘机1倾角α1，读取拉力检测装置4的数值fz1，测量吊索3到刀口2的水平距离d1，根据公式：
z1=[d-（fz1*d1）/（m*g*cosα1）]/tanα1
计算出挖掘机1处于水平状态时重心到刀口2的垂直距离，并换算成垂直方向的坐标。
用地磅5测量挖掘机1的整机重量m，在后续的测量中不需要借助地磅5，测量场地的选择可根据需要进行选择，可脱离地磅5，在宽阔安全的场地内进行下一步的测量。测量过程中需要的数据简单、易测量，简化了测量方法，提高了安全性。
刀口2的放置位置可影响坐标的原点和坐标轴的方向，在测量的过程中，刀口2的放置位置应提前规划并做好记录，以挖掘机1的前后方向作为水平方向的x轴，以挖掘机1的左右方向作为水平方向的y轴，x轴、y轴和z轴的交点作为原点，在确定好坐标系后，重心的确定可以更为准确。
按照步骤2，将挖掘机1的后侧置于刀口2上，挖掘机1的前侧用吊索3吊起至水平状态，吊索3上设置有拉力检测装置4，测量吊索3到刀口2的水平距离dx，读取拉力检测装置4的数值fx，根据公式：
x=fx*dx/(m*g)
计算刀口2到挖掘机1重心的水平距离x,并换算成水平方向的坐标。
按照步骤2，将挖掘机1的左侧置于刀口2上，挖掘机1的右侧用吊索3吊起至水平状态，吊索3上设置有拉力检测装置4，测量吊索3到刀口2的水平距离dy，读取拉力检测装置4的数值fy，根据公式：
y=fy*dy/(m*g)
计算刀口2到挖掘机1重心的水平距离y,并换算成水平方向的坐标。
按照步骤3测算到z1后，调整倾角为α2，读取拉力检测装置4的数值fz2，测量吊索3到刀口2的水平距离d2，根据公式：
z2=[d-（fz2*d2）/（m*g*cosα2）]/tanα2
计算出的z2与z1对比进行数据自检。
根据力矩平衡原理z1=z2，按照上述方法计算后，得出的z2与z1进行对比，可检验数据是否正确，如果不正确，可以通过改变倾角进行下一步的计算，知道算出正确的数值。
现有技术中，挖掘机1在测量重心的过程中吊起的倾角会选择15°～25°中最大的合适角度，在本方法中，理论上倾角非零就可以计算，但是为了使其他的数据的测量更准确，倾角的范围可选择5°～25°，为了避免因倾角过大造成不稳定，倾角的范围可进一步限定为5°～15°。
在测量的过程中拉力检测装置4使用了数字测力计，数字测力计的测量数值精确，提高了重心的精确度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
1.一种挖掘机（1）重心测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：测量挖掘机（1）的整机重量m；
步骤2：将挖掘机（1）的一侧置于刀口（2）上，挖掘机（1）的另一侧用吊索（3）吊起至水平状态，吊索（3）上设置有拉力检测装置（4），测量吊索（3）到刀口（2）的水平距离，读取拉力检测装置（4）的数值，根据力矩平衡原理计算刀口（2）到挖掘机（1）重心的水平距离,并换算成水平方向的坐标；
步骤3：根据步骤2计算出挖掘机（1）处于水平状态时重心到刀口（2）的水平距离d，然后吊索（3）将挖掘机（1）吊起到倾斜状态，测量挖掘机（1）倾角α1，读取拉力检测装置（4）的数值fz1，测量吊索（3）到刀口（2）的水平距离d1，根据公式：
z1=[d-（fz1*d1）/（m*g*cosα1）]/tanα1
计算出挖掘机（1）处于水平状态时重心到刀口（2）的垂直距离，并换算成垂直方向的坐标。
2.如权利要求1所述的挖掘机（1）重心测量方法，其特征在于，所述步骤（2）中，将挖掘机（1）的后侧置于刀口（2）上，挖掘机（1）的前侧用吊索（3）吊起至水平状态，吊索（3）上设置有拉力检测装置（4），测量吊索（3）到刀口（2）的水平距离dx，读取拉力检测装置（4）的数值fx，根据公式：
x=fx*dx/(m*g)
计算刀口（2）到挖掘机（1）重心的水平距离x,并换算成水平方向的坐标。
3.如权利要求1所述的挖掘机（1）重心测量方法，其特征在于，所述步骤（2）中，将挖掘机（1）的左侧置于刀口（2）上，挖掘机（1）的右侧用吊索（3）吊起至水平状态，吊索（3）上设置有拉力检测装置（4），测量吊索（3）到刀口（2）的水平距离dy，读取拉力检测装置（4）的数值fy，根据公式：
y=fy*dy/(m*g)
计算刀口（2）到挖掘机（1）重心的水平距离y,并换算成水平方向的坐标。
4.如权利要求1所述的挖掘机（1）重心测量方法，其特征在于，所述步骤3挖掘机（1）的倾角为α2，读取拉力检测装置（4）的数值fz2，测量吊索（3）到刀口（2）的水平距离d2，根据公式：
z2=[d-（fz2*d2）/（m*g*cosα2）]/tanα2
计算出的z2与z1对比进行自检。
5.如权利要求4所述的挖掘机（1）重心测量方法，其特征在于，所述挖掘机（1）倾斜角度的范围为5°～25°。
6.如权利要求2所述的挖掘机（1）重心测量方法，其特征在于，所述挖掘机（1）履带的后端置于刀口（2）上，吊索（3）固定在挖掘机（1）的动臂前端。
7.如权利要求3所述的挖掘机（1）重心测量方法，其特征在于，所述挖掘机（1）左侧的履带置于刀口（2）上，吊索（3）固定在挖掘机（1）上部机构的右侧。
8.如权利要求4所述的挖掘机（1）重心测量方法，其特征在于，所述挖掘机（1）倾斜角度的范围为5°～15°。
9.如权利要求1所述的挖掘机（1）重心测量方法，其特征在于，所述拉力检测装置（4）为测力计。
10.如权利要求1所述的挖掘机（1）重心测量方法，其特征在于，所述挖掘机（1）整机重量通过地磅（5）测量。
技术总结