2026年10月26日至28日，两名SeeZol工程师前往位于四川泸州的四川邦利重型机械厂，为一台配备壳式抓斗的140吨履带式物料搬运机安装负载力矩指示器。 该设备的上部结构安装在升高的门式支架上，使动臂枢轴点位于离地10米处；设备最大作业高度达25米。几乎所有安装点都必须借助高空作业车才能到达，且任何部件都无法凭肉眼进行定位。 共安装了五个传感器——机身姿态、动臂角度、斗杆角度以及动臂油缸上的两个压力通道——这些传感器将数据传输至SZ-E01数据采集单元，该单元通过CANopen协议与新的LMI-8000 Linux终端通信。 接下来将介绍测量过程、安装点、线束、校准，以及我们认为将决定明年10月读数是否依然有效的三个关键细节。
1. 事件发生地点以及该机器是什么
邦利——位于长江畔泸州高新技术产业园区的四川邦利重型机械有限公司，其历史可追溯至长江挖掘机厂。该公司于1977年授权生产利勃海尔R961，并于1985年全面引进R962/ R972/R982系列产品的全套生产许可，目前拥有占地400,000平方米的工厂，员工约500人，生产6.5–220吨级液压挖掘机和10–200吨级物料搬运机。 公司已通过ISO 9001、ISO 14001和ISO 45001认证，其技术中心为省级水平。
院子里的这台机器是一台安装在抬高式履带门式起重机上的140吨壳斗抓斗搬运机。它由两条履带、一个焊接门式框架以及高高架设在该框架上的上部结构组成——上部结构被抬高以适应现场的工作环境，这也使得动臂枢轴点位于离地10米处。 该设备配备鹅颈式动臂、液压斗抓斗，驾驶室位于上部结构较低处，使操作员能够顺着动臂方向观察作业，而非俯视动臂。动臂上涂有最终客户的标志：YNK标识和俄文字样。
两个数值决定了整个作业。动臂与机身之间的铰接点位于离地10米处——这并非因为动臂有这么长，而是因为机身安装在升降台上——而该设备在完全伸展时可达25米。 载荷图表是以地面为基准绘制的，因此这两个数值都能直接用于半径和高度的换算；而且这两个数值都使得传感器垫的位置远高于梯子的顶端。在这个高度进行载荷力矩指示器作业时，没有任何环节能由单人独立完成。
2. 为什么25米长的物料搬运车对载荷力矩指示器造成的负担比移动式起重机更大
卡车起重机是一种便于安装传感器的机器：一个铰链、一个伸缩式吊臂、一根具有已知倍比的钢丝绳，以及位于吊臂末端的称重传感器。而壳式抓斗起重机则完全不具备这些特征。
半径不是某个角的函数。 动臂采用带额外关节的鹅颈式结构，而副臂则通过自身的铰链摆动。抓斗的实际悬挂位置取决于动臂角度、副臂角度和抓斗位置的综合作用。 在25米处，动臂角度每增加1度，半径为25 × π / 180 ≈ 0.44米——而0.44米在额定10.9吨的条件下，产生的力矩约为4.8吨·米。 若仅通过两个角度来确定位置，长臂作业时的读数误差将达数米之多。
这台机器从来都无法保持水平。 履带式门式起重机可停放在任何类型的场地地面上——无论是铺装路面、碎石地面，还是堆料场的压实边缘——且两条履带所承受的载荷从未相同。1至2度的横滚角很常见，且随着机器行进以及下方地面承受载荷的变化而变化。 立柱非但未能改善这一情况，反而使之加剧：由于枢轴位于10米高处，1度的横滚会使其横向偏移0.17米，高度方向的偏移量也大致相同，而这两个数值都会直接影响半径与高度的换算。 一个假设地面水平的工作系统会将该误差传递到每次位移读数中。因此需要车体姿态传感器：通过测量横滚角和俯仰角并进行校正，而非直接假设。
没有绳子。 负载必须由气缸压力产生，这意味着需要两个气室、密封件摩擦以及一个布满阀门的回路。在根据半径进行校准之前，压力不能作为负载的替代指标，而且压力会随油温变化而变化，这就是为什么此类负载力矩指示器在整个工作范围内需要多个校准点，而不仅仅是一个。
该系统的设计符合ISO 10245-1《限位和指示装置》、GB/T 12602《起重机械过载保护》以及设备出口地适用的EN 13000标准。 这些标准规定了设备必须履行的功能——发出警告，并在必要时停止运行。但它们并不能确保数值准确。这需要通过测量和校准来实现——这也是为什么在任何人打开配置界面之前，负载力矩指示器需要进行一整天的测量。
3. 我们安装了什么：一个基于Linux的载荷力矩指示器终端及其传感链
这台机器上的载荷力矩指示器采用的是当前一代产品，其变化远不止于更换一个新屏幕。上一代产品是一个带有固定固件的微控制器板：显示屏上显示力矩和角度，参数集在出厂时已通过固件烧录设定，任何更改都意味着需要构建新的固件版本。 该驾驶室内的 LMI-8000 终端是一台基于 Linux 的机器。校准过程可通过操作员引导的向导界面完成，语言和单位设置属于配置项而非固件版本，日志文件可直接从驾驶室中复制出来。
将这两个模块分开是经过深思熟虑的。安全判断——过载阈值、继电器驱动、禁止动作的决策——仍由SZ-E01采集单元负责，该单元是一个基于CANopen的确定性实时控制器。 Linux终端负责显示、日志记录和人机交互。Linux提供了可用的用户界面、存储空间和网络协议栈；但无法保证冷启动后的响应时间在限定范围内。将跳闸功能保留在采集单元中，意味着即使重启、更换或更新终端，设备在单个工作周期内也不会失去过载保护功能。
机器上拍摄的该设备铭牌是值得引用的部分，因为这是本页中唯一直接取自金属部件而非数据表的规格参数。
| 项目 | 价值 | 来源 |
|---|---|---|
| 采集/控制单元 | SZ-E01 | 铭牌 |
| 显示终端 | LMI-8000，Linux 平台 | 终端屏幕 |
| 供电电压 | 24–36 V 直流电 | 铭牌 |
| 电流消耗 | 800 mA | 铭牌 |
| 工作温度 | −30 °C 至 +80 °C | 铭牌 |
| 现场总线 | 设备上的 CANopen；与终端的 CAN 连接，已同步 | 名称牌 + 屏幕状态栏 |
| 防护等级 | IP67 | 铭牌 |
| 设备序列号 | SZE01230519 | 铭牌 |
| 名义系统误差 | ±3 % | SeeZol 产品数据 |
| 频道 | 型号 | 射程/精度 | 安装点 |
|---|---|---|---|
| 身体姿态 | SZ-A01BD | ±10–90°，绝对值0.1°，分辨率0.05°，IP67 | 回转平台，经机加工处理的基座，轴线与机床基准对齐 |
| 吊杆角度 | SZ-A01BM | 同系列产品，9–36 VDC，响应时间为0.02 s | 根铰链上方的横梁，机加工衬垫 |
| 杆角 | SZ-A01AM | 同一个家庭 | 棍状根铰链 |
| 动臂油缸，活塞侧（P1） | SZ-P201S-400 | 0–400 巴，4–20 毫安，0.5 % 全量程，0.1 巴 | 气缸盖端的适配器块 |
| 动臂油缸，活塞杆侧（P2） | SZ-P201S-400 | 0–400 巴，4–20 毫安，0.5 % 全量程，0.1 巴 | 阀块测试口，动臂油缸回路 |
该载荷力矩指示器上的两个误差值必须区分开来。变送器的误差为0.5 % F.S.，在400 bar量程下即为2 bar。 系统误差为±3 %，在额定值10.9 t时即为±0.33 t。前者描述单个通道的线性度；后者则包含几何误差、校准误差和液压摩擦误差。向客户报价时应引用后者，切勿引用前者——且绝不能让招标文件将二者混为一谈。
4. 物料搬运车载荷力矩指示器的安装方法（逐个传感器进行）
这款物料搬运机的载荷力矩指示器由五个通道组成，每个通道分别回答一个不同的问题：工作台的位置、动臂的位置、斗杆的位置，以及液压缸从两侧施加的推力大小。如果其中任何一个数据有误，其他通道就无法进行补偿。
4.1 角钢：机身、动臂、副臂
该载荷力矩指示器上的三个角度传感器均来自SZ-A01系列：9–36 VDC，绝对精度0.1°，分辨率0.05°，响应时间0.02 s，防护等级IP67。 每个传感器均采用重力参考原理，因此必须将其安装在与机器几何结构关系明确且稳定的表面上。
机身（SZ-A01BD）。 回转平台上有一块经机加工处理的垫块，其位置与机器的纵向和横向轴线对齐。该导槽的存在是为了解决第2节中提到的第二个问题：它用于测量门式起重机的水平偏差，控制器则利用该数据来校正半径和高度。 对于在未经整平的地面上行进、并在起重前履带下方被压实的履带式起重机而言，这绝非可有可无的细节。
Boom (SZ-A01BM)。 位于动臂腹板处，距根部铰链上方不远处，安装在动臂焊接完成后加工而成的垫块上。该传感器为重力参考传感器，因此它需要的不是机械装置，而是一个与动臂中心线夹角已知且保持恒定的表面。 焊接而成的动臂腹板并不具备这一条件：在传感器安装区域内，其平面度偏差超过了传感器规格规定的0.1°。 因此，需对垫片进行机加工处理，将传感器用螺栓固定在其上，然后让电缆向下延伸至滴水环，随后沿吊臂腹板以与软管夹相同的间距进行固定。
棒（SZ-A01AM）。 动臂根部也采用了相同的布置方式。这是双角度起重机载荷力矩指示器所不具备的通道，而在该设备上，这一功能并非可选配置：由于采用了鹅颈式动臂和通过独立铰链摆动的动臂，仅凭动臂角度无法让操作员得知抓斗的位置。
4.2 压力通道 P1 和 P2
液压载荷力矩指示器的压力侧，正是决定其精度成败的关键所在。在动臂油缸回路中安装了两个SZ-P201S型变送器（量程0–400 bar，输出4–20 mA）：P1位于活塞侧，P2位于活塞杆侧。 这两个信号点均未通过切割软管连接。P1 接自一个机加工适配器块，该适配器块通过螺栓固定在油缸端盖处，使变送器安装在活塞侧油道处的平整面上，并使其远离软管束；P2 接自阀块上的测试口，该处活塞杆侧油道已预先引出。 在 35 MPa 回路中接头数量更少，且这两个点在维护时均可单独隔离，无需排空任何介质。
采用两个通道而非一个，是因为动臂油缸是差动式的。 仅靠活塞侧的压力只能产生单向推力；借助杆侧通道，控制器可以扣除环形间隙面积和回油管路背压。抓斗机一半的循环时间用于在伸臂位置保持负载，另一半时间用于空载回摆；如果不进行这一扣除，空载回摆时会显示出几百公斤并不存在的负载。
实用提示：P2 大部分时间处于低压状态，因此当管路中混入空气时，它会是最先受到影响的通道。先对两个通道进行排气，然后归零。 杆侧管路中的气泡会导致读数在每班工作的头一小时内持续漂移并显示为零，操作员们早在有人想到要排气之前，就已经学会不相信这个显示了。
4.3 采集单元和接线盒
SZ-E01——即负责为载荷力矩指示器进行运算的控制盒——安装在顶架侧壁上的压铸外壳内，位于扶手下方的高处，远离回流过滤器的喷淋路径。 其下方是该设备自带的电缆箱，一侧则是动臂回路的两个红色阀组。
在这个高度，我们绝不放松安装规范：接线端子朝下，机箱安装在隔柱上，以便水流向机箱后方而非积聚在密封垫处；使用涂有螺纹锁固剂的不锈钢紧固件；即使从升降机上操作时顶部更易触及，也必须将电缆入口设在底部。
4.4 安全带：悬在十米高处，必须经受住摆动的考验
传感器和显示屏都位于机器的旋转半部，因此运行轨迹永远不会穿越旋转接头——与驾驶室位于固定侧的门式起重机相比，这确实是一个优势。难点在于动臂根部：在半米范围内，两个铰链的相对运动，紧邻着每循环都会弯曲的一束软管。
在现有卡箍上安装分叉波纹管，每个铰链处设置一个服务环路，每个压接头前设置一个滴水环路，并在吊臂根部安装德式连接器。最后一项与可靠性无关。 这关乎机器被装上低床拖车的那一天：当吊臂拆卸时，不应有人为了完成这一操作而剪断传感器电缆。
4.5 驾驶室内的显示屏
载荷力矩指示器（型号为LMI-8000）安装在右侧立柱上，当抓斗伸至最远位置时，操作员的视线范围内即可看到它。 屏幕下方的 F1–F3 按键是实体按键，这一设计非常合理：该操作员整天都要戴着手套，而通过工作手套操作电容式触控面板的交互体验很差。
当时屏幕上显示的内容：CAN总线已与数据采集单元同步，吊臂角度为49.8°，校准页面上有两条记录——一条为空，另一条为18.00 t——均被标记为“已校准”。 夜间模式是状态栏上的一个按钮；它会将面板切换为深色配色方案并调暗背光，这在夜班时尤为重要——此时驾驶室灯光关闭，挡风玻璃也不会产生眩光。
这台机器上的网络字段为空。终端支持该功能；货场方面并未要求远程访问，而且我们不会启用一个无人管理的网络堆栈。如果他们以后需要上传日志，终端已经配备了相应的接口——这是驾驶室的工作，而不是机器的工作。
5. 校准：先进行几何校准，然后进行两点校准
安装是载荷力矩指示器工作中比较简单的一部分。对于这种尺寸的机器，误差往往隐藏在几何结构中，因此在任何人触碰校准页面之前，我们就先进行了测量。
检查 1 — 半径。 在三个动臂角度下，测量从回转中心到抓取销的距离，并与几何模型进行对比。这项检查旨在及时发现传感器支架安装在错误的基准面上，以免三个月后演变成无人能解释的校准偏移。
检查 2 — 零。 抓斗为空，机器在履带下的压实装置上调平，动臂处于中位，两个压力通道均已排气并归零。在抓斗接触地面的状态下进行归零是典型的错误：这样归零时，系统会将地面所承受的抓斗重量计入读数，导致机器在后续使用中始终存在一个恒定的偏差。
检查 3 — 加载点。 一个已知载荷为18.00 t，在三个半径处进行测量。这就是图12屏幕上的第二条校准记录。两个数据点——空载和一个已知载荷——确定了增益。第三个半径则能告诉你，操纵杆通道是正常工作，还是只是在增加噪声。
然后是任何验收文件中都没有提及的部分：与操作员进行半小时的交流。警报的含义是什么，旁路功能允许和不允许做什么，以及如何区分真正的过载和传感器故障。 在抓斗机上，操作员是全天唯一会盯着这个显示屏看的人。如果他不信任这个显示，就会忽略它——而被忽略的载荷力矩指示器比没有指示器还要糟糕，因为它用一个数字来代替了原本依靠判断力做出的决策。
6. 现场笔记：决定这个载荷力矩指示器明年10月是否仍能准确显示的三点因素
1. 水是顺着电缆流的，而不是顺着重力流的。 三天里有两天都在下雨。 本报告中的每张照片都显示漆面有水渍。像这样的设备在雨后出现的三处故障分别是：压盖朝上、滴水弯实际上是U型存水弯，以及接头护套只是套上但未锁紧。这三处问题在调试时均无法察觉，但六个月后都表现为间歇性角槽泄漏。
2. 杆侧管路中存在空气。 P2 是一个容易被忽视的通道，因为它一天中大部分时间读数都接近零，而且没人会注意到它的读数在漂移。在调试时对其进行排气，运行第一周后再次排气，并在交接记录中注明：读数漂移的零值通常是空气造成的，而非传感器故障。
3. 时钟和校准文件。 图12中的屏幕显示为2021-09-06 22:44:36——这是出厂默认的实时时钟时间，而非作业当天的时间——两份校准记录均显示该日期。当天这并无大碍。 一年后，当有人试图查明是哪一个传感器在何时被更换时，一份记录了所有事件均发生在同一个9月夜晚的文件便毫无价值。请在设备投运时设置好时钟，导出校准文件，并将其归档至设备记录中。 在 Linux 终端上，导出操作只需一个 U 盘和三十秒；而在旧款固件固定的显示屏上，则需要一台服务笔记本电脑和一通电话。
7. 客户实际收到的商品
所交付的物料搬运机载荷力矩指示器由三个角度传感器（机身、动臂、斗杆）、 两个压力变送器、一个SZ-E01数据采集单元、一个LMI-8000终端、位于动臂根部带铰链维护环和Deutsch连接器的线束、安装支架、图纸套装（安装位置和布线图）、 校准记录、一套备用连接器和压盖套件，以及半小时的操作员培训。
该负载力矩指示器的采集单元上设有三个继电器输出端（K1–K3），用于运动切断，其配套线束属于标准配置。 是否在抓斗机上启用运动切断功能由客户决定，而非由我们决定：有些码头希望动臂在达到阈值时减速，有些则希望其完全停止，还有少数码头仅希望在运营初期几个月内触发警报，以便操作员适应显示屏。系统绝不能代替客户做出这一决定。
在堆场中，载荷力矩指示器的作用通俗来说就是：操作员可以在抓斗离开料堆之前就获得载荷和半径读数，而不是等到设备感觉单侧变轻之后才得知； 堆场可以获得每循环的记录，用于与进出货的吨位进行核对；而前往新工地的设备会随身携带其校准记录，而不是依赖技术人员的记忆。
8. 常见问题：关于本项目中载荷力矩指示器的问题
我们能否根据这个载荷力矩指示器开具发票，而不是根据地磅？ 不。这是一种安全装置，其系统精度为±3 %；以10.9吨的额定载荷为例，误差范围为±0.33吨。商用地磅的精度高出一个数量级，并且经过法定检定。请使用该设备防止超载并记录趋势，同时需在经认证的地磅上开具发票。
既然起重机只用两个角度传感器，为什么这里要用三个呢？ 因为动臂是鹅颈式结构，而副臂通过自身的铰链旋转。仅凭两个角度无法确定抓斗在25米处的位置。正是第三个通道使得半径读数成为精确测量值，而非估算值。
将显示功能迁移到 Linux 是否会削弱安全功能？ 如果安全逻辑仍保留在实时采集单元中，情况则不同——而这款载荷力矩指示器的设计正是如此。终端负责显示、记录和接收输入。跳闸决策由SZ-E01作出，并通过其继电器输出。
这种尺寸的机器安装需要多长时间？ 机电工程及校准通常需要两个工作日；在这台机器上，工期主要取决于高处安装作业，而非布线工作。对于驾驶室位于固定侧且路径中设有滑环的机器，所需时间会更长。
我们可以保留旧机器，只更换显示屏吗？ 通常来说是的，前提是采集单元的 CANopen 协议与终端的协议一致。但无论如何都应重新校准。新终端运行旧的校准文件，是导致数值看似正确实则不然的最常见原因。
9. 请告知设备型号，我们会为您提供相应的配置方案
为了提供一份并非凭空猜测的报价，我们需要以下六个参数：额定容量、动臂枢轴高度、最大伸展距离、动臂和副臂油缸的缸径及活塞杆直径、溢流压力，以及该设备是仅用于保护功能，还是同时用于内部称重。提供这些信息后，我们将在一个工作日内回复配置方案和安装示意图。
关于本报告。 本文由SeeZol现场工程团队根据2026年10月26日至28日在四川省泸州市邦利重型机械厂采集的现场记录和照片编写。 本载荷力矩指示器的系统设计参考了ISO 10245-1、GB/T 12602和EN 13000标准。表1中的所有数据均从设备铭牌或现场终端屏幕上读取；表2中的部件数据来自SeeZol产品文档。
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