專利名稱：一種工程機械測試方法、裝置及設備的制作方法
技術領域：
本發明實施例一般涉及工程機械的測試領域，尤其是涉及一種工程機械測試方法、裝置及設備。
背景技術：
工程機械是用于工程建設的施工機械的總稱，廣泛用于建筑、水利、電力、道路、礦山、港口和國防等工程領域，如裝載機、推土機、挖掘機、吊車等等。工程機械的作業效率是評價整機性能的重要指標，如何提升工程機械的作業效率一直是工程機械整機性能提升方面的重要研究方向。作業工況下的作業時間是評價工程機械整機作業效率的有效方式，因此在現有技術中，工程機械的作業效率主要是通過測量整機單循環平均作業消耗時間的方式獲得，例如令整機連續作業20個工作循環，用秒表計量這20個工作循環的總時間，然后再得到平均單循環消耗時間，以評價工程機械的作業效率。但是發明人在實現本發明的過程中發現，現有技術中的這種測試方式僅局限于用來對比不同整機之間作業效率的差異，但對單臺設備而言該測試結果其實非常粗略，換句話說，現有技術中無法實現對單臺工程機械的作業效率進行更為準確的測試。
發明內容
有鑒于此，本發明實施例的目的是提供一種工程機械測試方法、裝置及設備，以解決無法對單臺工程機械的作業效率進行準確測試的技術問題。一方面，本發明實施例公開了一種工程機械測試方法，所述方法包括多次采集工程機械的指定信號值；在每次采集到工程機械的指定信號值后，根據所述指定信號值及預置的信號值與動作狀態關系數據庫，獲取所述工程機械當前的動作狀態，判斷所述動作狀態與上一動作狀態是否相同，若否，則開始對所述動作狀態進行計時，直至所述動作狀態發生改變。優選的，所述指定信號值來自發動機電子控制單元ECU信號和/或傳感器信號。優選的，所述方法還包括在所述動作狀態發生改變時，存儲變化前的動作狀態的持續時間。優選的，所述方法還包括將采集到的指定信號值的變化曲線和/或動作狀態的持續時間進行實時顯示。優選的，所述方法還包括當采集不到有效的指定信號值和/或無法進行計時時，發送報警消息。另一方面，本發明實施例公開了一種工程機械測試裝置，所述裝置包括信號采集單元，用于多次采集工程機械的指定信號值；動作狀態獲取單元，用于在每次采集到工程機械的指定信號值后，根據所述指定信號值及預置的信號值與動作狀態關系數據庫，獲取所述工程機械當前的動作狀態；計時單元，用于判斷所述動作狀態與上一動作狀態是否相同，若否，則開始對所述動作狀態進行計時，直至所述動作狀態發生改變。優選的，所述裝置還包括存儲單元，用于在所述動作狀態發生改變時，存儲變化前的動作狀態的持續時間。優選的，所述裝置還包括顯示單元，用于將采集到的指定信號值的變化曲線和/或動作狀態的持續時間進行實時顯示。優選的，所述裝置還包括警報單元，用于當采集不到有效的指定信號值和/或無法進行計時時，發送警報消息。再一方面，本發明實施例公開了一種工程機械測試設備，所述設備包括傳感器、處理器及存儲器；所述傳感器，用于多次采集工程機械的指定信號值；所述存儲器，用于信號值與動作狀態關系數據庫；所說處理器，在每次采集到工程機械的指定信號值后，根據所述指定信號值及存儲器中預置的信號值與動作狀態關系數據庫，獲取所述工程機械當前的動作狀態，判斷所述動作狀態與上一動作狀態是否相同，若否，則開始對所述動作狀態進行計時，直至所述動作狀態發生改變。優選的，所述存儲器還用于在所述動作狀態發生改變時，存儲變化前的動作狀態的持續時間。優選的，所述設備還包括顯示器，用于將采集到的指定信號值的變化曲線和/或動作狀態的持續時間進行實時顯示。優選的，所述設備還包括報警器，用于當采集不到有效的指定信號值和/或無法進行計時時，發送報警消
肩、O本發明實施例分析影響整機作業效率的因素，篩選了一些指定的信號參數作為采集對象，根據各信號值的組合變化將工程機械的一個作業循環劃分為多個動作狀態，然后對每個動作狀態完成所需時間分別進行測試，從而打破了原有的只對整機進行作業效率測試的固有思路，通過對作業循環的分解實現了對工程機械更加細致的測試，使得工程機械作業效率的測試結果更加科學、準確，對后續的改進也就更具有指導意義。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1是說明本發明實施例一方法的流程圖2是說明裝載機V型作業工況行走路徑示意圖；圖3是說明本發明實施例二方法所應用于的系統的示意圖；圖4是說明本發明實施例二方法的流程圖；圖5是說明裝載機V型作業工況各信號值循環變化曲線示意圖；圖6是說明裝載機V型作業工況各信號值區段示意圖；圖7是說明本發明實施例三裝置的示意圖；圖8是說明本發明實施例四設備的示意圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。為了全面理解本發明，在以下詳細描述中提到了眾多具體的細節，但是本領域技術人員應該理解，本發明可以無需這些具體細節而實現。在其他實施例中，不詳細描述公知的方法、過程、組件和電路，以免不必要地導致實施例模糊。工程機械一般都由發動機、傳動系統、液壓系統、行走系統等多個子系統組成，整機的作業是各子系統之間聯合工作的過程，每個子系統的性能都會影響整機作業過程中相應動作所消耗的時間，也即會影響到整機作業過程的作業效率。本發明實施例的基本思路便是將工程機械的作業過程進行分解，對每個動作完成的效率即每個動作所需時間進行分別的測試，從而使得工程機械作業效率的測試結果更加科學、準確，對后續的改進也就更具有指導意義。實施例一圖1為本發明實施例一方法的流程圖。本實施例公開了一種工程機械測試方法，所述方法包括S101、多次采集工程機械的指定信號值。在本發明某些實施例中，所述指定信號值可以來自發動機電子控制單元EQJ (Electronic Control Unit,又稱“行車電腦”、“車載電腦”等，相當于汽車專用微機控制器，也叫汽車專用單片機)信號和/或傳感器信號，如從ECU中讀取發動機轉速、發動機扭矩等信號，并采集變速箱輸出軸轉速、液壓系統壓力等信號。根據這些信號組合起來可以用于劃分工程機械作業過程的動作狀態。此外因為每個動作狀態持續的時間不固定，所以需要對各信號值進行多次采集，這樣才能發現動作狀態的變化。其中多次采集可以是實時采集，也可以是每各指定周期采集一次。S102、在每次采集到工程機械的指定信號值后，根據所述指定信號值及預置的信號值與動作狀態關系數據庫，獲取所述工程機械當前的動作狀態。所述信號值與動作狀態關系數據庫中記錄了信號值與動作狀態之間的對應關系，例如指定信號有A、B兩個當信號A=a、信號B=b時，代表工程機械處于空載前進動作狀態，即A=a、B=b對應空載前進動作狀態；或者，當信號A增大、信號B減小時，代表工程機械處于制動動作狀態，即A增大、B減小對應制動動作狀態，等等。S103、判斷所述動作狀態與上一動作狀態是否相同，若否，則開始對所述動作狀態進行計時，直至所述動作狀態發生改變。每次采集到工程機械的指定信號值并判斷出工程機械當前的動作狀態后，需要再將當前的動作狀態與上一動作狀態，即上一次采集時的動作狀態，進行比較，判斷二者是否相同，若否則表示動作發生了變化，應開始對新的動作即當前的動作進行計時；若否則表示動作狀態未改變，即仍在持續，繼續計時。在本發明某些實施例中，所述方法還可以包括在所述動作狀態發生改變時，存儲變化前的動作狀態的持續時間。即對上一動作的持續時間進行存儲，便于以后進行分析。當然如果只是為了本次作業循環，對各個動作狀態持續的時間不進行存儲也是可以的，這類似于使用萬用表進在本發明某些實施例中，所述方法還可以包括將采集到的指定信號值的變化曲線和/或動作狀態的持續時間進行實時顯示。在本發明某些實施例中，所述方法還可以包括當采集不到有效的指定信號值和/或無法進行計時時，發送報警消息。實施例二下面以上述實施例為基礎，并以裝載機為例，對本發明做進一步描述。裝載機是一種具有較高作業效率的工程機械，主要用于對松散的堆積物料進行鏟、裝、運、挖等作業，也可以用來整理、刮平場地以及進行牽引作業，換裝相應的工作裝置后，還可以進行挖土、起重以及裝卸棒料等作業。裝載機V型作業工況是一種典型的裝載機實際作業工況，即整機從起點出發，至物料點鏟掘物料，然后退回至起點，再行至卸料點卸載，最后退回起點的過程。整個行駛路徑呈V字型，參見圖2所示。本實施例方法所應用于的系統的示意圖如圖3所示。該系統包括I)發動機ECU信號(讀取模塊)一用于從ECU中讀取發動機轉速、發動機扭矩等信號;2)傳感器信號(采集模塊)一用于采集變速箱輸出軸轉速、液壓系統壓力等信號；3)整機數據采集板一用于將傳感器采集的數據信號轉化為CAN總線通信可以識另1J、傳輸的信號；4) CAN總線通訊一CAN是Controller Area Network的縮寫，是ISO國際標準化的串行通信協議，用于各電子控制系統之間的大量的、高速的數據傳輸；5)數據分析模塊一用于根據整機參數變化信號識別出整機所處的動作狀態，并實時記錄整機各個動作狀態的時間；6)數據存儲模塊一用于記錄、存儲整機參數變化數據及各動作狀態的時間；7)顯示模塊一用于將分析模塊分析后的參數變化曲線、區段劃分及各區段時間實時顯示到計算機上；8)警報系統一用于在系統采集不到有效的數據或者無法分析、存儲采集到的數據時，警告系統發出警報，警示燈亮，提醒處于該實際工況中的司機(未示出)調整操作或檢查試驗設備。上述系統通過采集整機在實際作業工況各參數的變化信號并根據這些參數的變化分析判斷整機所處的動作狀態，最后記錄整機參數變化曲線及各個動作狀態的動作時間。有助于更準確地分析各子系統對工程機械各動作狀態時間的影響，可作為提高工程機械整機作業效率方面研究的重要手段。在本實施例中，所述指定信號值包括發動機轉速Ii1、變速箱輸出軸轉速n2、工作泵壓力P1、轉向泵壓力P2。將這些信號通過CAN總線通信傳輸至數據分析模塊，數據分析模塊根據這些信號分析判斷裝載機的各個動作狀態并通過數據存儲模塊記錄參數變化信號及各個動作狀態消耗的時間。典型的裝載機V型作業循環可細分為9個區段，參見圖2所示:①-空載前進區段，記錄時長T1，本區段(即本動作狀態，下同)的特點:發動機轉速Ii1、變速箱輸出軸轉速n2升高，工作泵壓力P1幾乎為零，轉向泵壓力P2有較小的變化。②-鏟掘區段，記錄時長T2,本區段的特點:發動機轉速Ii1先降后升，并伴隨小幅度波動，變速箱輸出軸轉速n2降低，工作泵壓力P1升高并有較大波動，轉向泵壓力P2幾乎為零。③-帶載后退區段，記錄時長T3,本區段的特點:發動機轉速Ii1及變速箱輸軸出轉速n2先升后降，工作泵壓力P1幾乎為零，轉向泵壓力P2有較小的變化。④-帶載前進區段(鏟斗不動)，記錄時長T4,本區段的特點:發動機轉速Ii1與變速箱輸出軸轉速n2升高，工作泵壓力P1幾乎為零，轉向泵壓力P2有較大變化。 ⑤-帶載前進區段(鏟斗舉升)，記錄時長T5,本區段特點:發動機轉速Ii1與變速箱輸出軸轉速n2保持較高數值，工作泵壓力P1升高并有較大波動，轉向泵壓力P2有較小的變化。⑥-制動區段(舉升完成)，記錄時長T6，本區段的特點:發動機轉速Ii1與變速箱輸出軸轉速H2下降，工作泵壓力P1下降，轉向泵壓力P2幾乎為零。
⑦-卸料區段，記錄時長T7,本區段的特點:發動機轉速Ii1略微升高，變速箱輸出軸轉速n2略微下降，工作泵壓力P1突然升高后保持一段時間突然下降，轉向泵壓力P2幾乎為零。⑧-空載后退區段(鏟斗下降)，記錄時長T8,本區段的特點:發動機轉速Ii1與變速箱輸出軸轉速n2升高，工作泵壓力P1略微升高保持一段時間后下降，轉向泵壓力P2有較小的變化。⑨-空載后退區段(鏟斗不動)，記錄時長T9,本區段的特點:發動機轉速Ii1與變速箱輸出軸轉速n2升高后下降，工作泵壓力P1幾乎為零，轉向泵壓力P2有較大的變化。當確定了以上信號值與動作狀態對應關系后，本實施例方法的流程如下，參見圖4所示:I)當循環開始時，系統判斷n2是否>0，如是則判斷循環開始，開始計時；2)判斷整機是否滿足區段①條件，即Ii1 、n2 f ,P1=O且P2有較小波動，如是則判斷整機處于區段①，其中丨代表增大，丨代表減小，下同；3)判斷整機是否滿足區段②條件，即Ii1先丨后丨、n2 KP1 t且Ρ2=0，如是則判斷整機處于區段②，區段①計時結束，即記錄區段①時間T1 ；4)判斷整機是否滿足區段③條件，即Ii1先t后丨、H21、Ρ1=0且己有較小波動，如是則判斷整機處于區段③，記錄區段②時間T2 ；5)判斷整機是否滿足區段④條件，即Ii1 、η2 、Ρ1=0且P2有較大波動，如是則判斷整機處于區段④，記錄區段③時間T3 ；
6)判斷整機是否滿足區段⑤條件，即Ii1不變、n2不變、P1丨且P2有較小波動，如是則判斷整機處于區段⑤，記錄區段④時間T4 ；7)系統判斷整機是否滿足區段⑥條件，即Ii11、n2 I ,P1 I且P2=O,如是則判斷整機處于區段⑥，記錄區段⑤時間T5 ；8)判斷整機是否滿足區段⑦條件，即Ii1 t、n2 I J1先t后I且P2=O,如是則判斷整機處于區段⑦，記錄區段⑥時間T6 ；9)判斷整機是否滿足區段⑧條件，即Ii1丨、n2丨、P1先丨后丨且P2有較小波動，如是則判斷整機處于區段⑧，記錄區段⑦時間T7 ；10)判斷整機是否滿足區段⑨條件，即叫、n2先丨后丨、P1=O且P2有較大波動，如是則判斷整機處于區段⑨，記錄區段⑧時間T8 ；11)判斷n2是否=0，如是則判斷循環結束，記錄區段⑨時間T9。圖5是實施例二中對某裝載機V型作業工況各信號變化進行采集時從中截取的某一典型的循環變化曲線的示意圖。圖5中，i為發動機轉速Ii1, ii為發動機扭矩Tpiii為變速箱輸出軸轉速n2，iv為工作泵壓力P1, V為轉向泵壓力P2。數據分析模塊對各信號值變化數據進行分析、識別后，將整個工作循環細分為上述9個區段，參見圖6所示。存儲模塊記錄各區段時間。采用本實施例方法得出的該裝載機在這一典型V型作業循環中的各動作狀態時間為1=348.48*101118 (系統采樣頻率100Hz，即每隔O. Ols采集一次數據，IOms即為 O.01s), T2=456. 62*10ms, T3=480. 40*10ms, T4=535. 10*10ms, T5=539. 63*10ms,T6=129. 77*10ms，T7=72. 57*10ms，T8=311. 93*10ms，T9=631. 03*10ms。實施例三本實施例基于上述方法實施例，公開了一種工程機械測試裝置700，參見圖7所示，所述裝置包括信號采集單元701，用于多次采集工程機械的指定信號值；動作狀態獲取單元702，用于在每次采集到工程機械的指定信號值后，根據所述指定信號值及預置的信號值與動作狀態關系數據庫，獲取所述工程機械當前的動作狀態；計時單元703，用于判斷所述動作狀態與上一動作狀態是否相同，若否，則開始對所述動作狀態進行計時，直至所述動作狀態發生改變。優選的，所述裝置還包括存儲單元704，用于在所述動作狀態發生改變時，存儲變化前的動作狀態的持續時間。優選的，所述裝置還包括顯示單元705，用于將采集到的指定信號值的變化曲線和/或動作狀態的持續時間進行實時顯示。優選的，所述裝置還包括警報單元706，用于當采集不到有效的指定信號值和/或無法進行計時時，發送警報消息。實施例四本實施例基于上述實施例，公開了一種工程機械測試設備800，參見圖8所示，所述設備包括傳感器、處理器及存儲器；所述傳感器801，用于多次采集工程機械的指定信號值；所述存儲器802，用于信號值與動作狀態關系數據庫；所說處理器803，在每次采集到工程機械的指定信號值后，根據所述指定信號值及存儲器中預置的信號值與動作狀態關系數據庫，獲取所述工程機械當前的動作狀態，判斷所述動作狀態與上一動作狀態是否相同，若否，則開始對所述動作狀態進行計時，直至所述動作狀態發生改變。優選的，所述存儲器還用于:在所述動作狀態發生改變時，存儲變化前的動作狀態的持續時間。優選的，所述設備還包括:顯示器804，用于將采集到的指定信號值的變化曲線和/或動作狀態的持續時間進行實時顯示。優選的，所述設備還包括:報警器805，用于當采集不到有效的指定信號值和/或無法進行計時時，發送報警消息。對于裝置和設備實施例而言，由于其基本對應于方法實施例，所以相關之處參見方法實施例的部分說明即可。以上所描述的裝置、設備實施例僅僅是示意性的，其中所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網絡單元上。可以根據實際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實現本實施例方案的目的。本領域普通技術人員在不付出創造性勞動的情況下，即可以理解并實施。本發明可以在由計算機執行的計算機可執行指令的一般上下文中描述，例如程序模塊。一般地，程序模塊包括執行特定任務或實現特定抽象數據類型的例程、程序、對象、組件、數據結構等等。也可以在分布式計算環境中實踐本發明，在這些分布式計算環境中，由通過通信網絡而被連接的遠程處理設備來執行任務。在分布式計算環境中，程序模塊可以位于包括存儲設備在內的本地和遠程計算機存儲介質中。本領域普通技術人員可以理解實現上述方法實施方式中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關的硬件來完成，所述的程序可以存儲于計算機可讀取存儲介質中，這里所稱得的存儲介質，如:R0M、RAM、磁碟、光盤等。還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并非用于限定本發明的保護范圍。本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了閘述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式
及應用范圍上均會有改變之處。綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本發明的保護范圍內。
權利要求
1.一種工程機械測試方法，其特征在于，所述方法包括: 多次采集工程機械的指定信號值； 在每次采集到工程機械的指定信號值后，根據所述指定信號值及預置的信號值與動作狀態關系數據庫，獲取所述工程機械當前的動作狀態， 判斷所述動作狀態與上一動作狀態是否相同，若否，則開始對所述動作狀態進行計時，直至所述動作狀態發生改變。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述指定信號值來自發動機電子控制單兀ECU信號和/或傳感器信號。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 在所述動作狀態發生改變時，存儲變化前的動作狀態的持續時間。
4.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 將采集到的指定信號值的變化曲線和/或動作狀態的持續時間進行實時顯示。
5.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 當采集不到有效的指定信號值和/或無法進行計時時，發送報警消息。
6.一種工程機械測試裝置，其特征在于，所述裝置包括: 信號采集單元，用于多次采集工程機械的指定信號值； 動作狀態獲取單元，用于在每次采集到工程機械的指定信號值后，根據所述指定信號值及預置的信號值與動作狀態關系數據庫，獲取所述工程機械當前的動作狀態； 計時單元，用于判斷所述動作狀態與上一動作狀態是否相同，若否，則開始對所述動作狀態進行計時，直至所述動作狀態發生改變。
7.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括: 存儲單元，用于在所述動作狀態發生改變時，存儲變化前的動作狀態的持續時間。
8.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括: 顯示單元，用于將采集到的指定信號值的變化曲線和/或動作狀態的持續時間進行實時顯示。
9.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括: 警報單元，用于當采集不到有效的指定信號值和/或無法進行計時時，發送警報消息。
10.一種工程機械測試設備，其特征在于，所述設備包括傳感器、處理器及存儲器； 所述傳感器，用于多次采集工程機械的指定信號值； 所述存儲器，用于信號值與動作狀態關系數據庫； 所說處理器，在每次采集到工程機械的指定信號值后，根據所述指定信號值及存儲器中預置的信號值與動作狀態關系數據庫，獲取所述工程機械當前的動作狀態，判斷所述動作狀態與上一動作狀態是否相同，若否，則開始對所述動作狀態進行計時，直至所述動作狀態發生改變。
11.根據權利要求10所述的設備，其特征在于，所述存儲器還用于: 在所述動作狀態發生改變時，存儲變化前的動作狀態的持續時間。
12.根據權利要求10所述的設備，其特征在于，所述設備還包括: 顯示器，用于將采集到的指定信號值的變化曲線和/或動作狀態的持續時間進行實時顯不O
13.根據權利要求10所述的設備，其特征在于，所述設備還包括: 報警器，用于當采集不到有效的指定信號值和/或無法進行計時時，發送報警消息。
全文摘要
本發明實施例公開了一種工程機械測試方法、裝置及設備，所述方法包括多次采集工程機械的指定信號值；在每次采集到工程機械的指定信號值后，根據所述指定信號值及預置的信號值與動作狀態關系數據庫，獲取所述工程機械當前的動作狀態，判斷所述動作狀態與上一動作狀態是否相同，若否，則開始對所述動作狀態進行計時，直至所述動作狀態發生改變。本發明根據各信號值的組合變化將工程機械的一個作業循環劃分為多個動作狀態，然后對每個動作狀態完成所需時間分別進行測試，通過對作業循環的分解實現了對工程機械更加細致的測試，使得工程機械作業效率的測試結果更加科學、準確。
文檔編號G01D21/00GK103076042SQ20121057477
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月26日 優先權日2012年12月26日
發明者郭深深 申請人:濰柴動力股份有限公司