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專利名稱：具有智能動(dòng)態(tài)測(cè)重裝置的裝載機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種裝載機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)，特別是一種設(shè)有(智能)動(dòng)態(tài)測(cè)重裝置的裝載機(jī)，可用于鐵路運(yùn)輸部門(mén)或其他建設(shè)工地對(duì)散堆貨物所需的裝車計(jì)量、避免超載以實(shí)現(xiàn)行車安全，或需要計(jì)量的其他領(lǐng)域。
鐵路貨車行車安全和其他建設(shè)工地的貨運(yùn)汽車行車安全是保證安全生產(chǎn)的前提，但目前鐵路部門(mén)或其他運(yùn)輸部門(mén)或建設(shè)工地所用的裝載機(jī)一般不具備自動(dòng)測(cè)重功能，往往造成裝車超重超載，無(wú)法保證行車安全。如為了防止裝車超重，目前鐵路貨運(yùn)列車在裝載散堆貨物時(shí)，是采用在每節(jié)車皮內(nèi)劃線的容積法并再加以測(cè)試貨物比重的辦法來(lái)確定所裝貨物重量，這種不理想的作業(yè)程序繁瑣，盲目性大、誤差大，無(wú)法確定已裝貨物重量，造成超載現(xiàn)象嚴(yán)重，行車安全無(wú)法保證，不安全隱患嚴(yán)重存在，因此導(dǎo)致事故屢有發(fā)生。為了克服超載現(xiàn)象的發(fā)生，人們?cè)噲D研制開(kāi)發(fā)出可自行測(cè)重的裝載機(jī)設(shè)備，但裝載機(jī)的鏟斗在液壓提升缸活塞油壓力及鏟斗動(dòng)臂(提升臂)的作用下，其提升裝卸過(guò)程為一動(dòng)態(tài)過(guò)程，并伴隨有杠桿工作原理等復(fù)雜因素的影響(如會(huì)造成動(dòng)臂的受力承重程度不一致)，而不能正確反映并測(cè)出鏟斗內(nèi)貨物的實(shí)際重量，固此如何在裝載機(jī)的正確位置安裝測(cè)重用傳感器件使得既不影響裝載機(jī)結(jié)構(gòu)，保持其原有的強(qiáng)度和剛度，也不影響原提升缸內(nèi)油壓提升力(起升力)，且能有效解決貨物在鏟斗內(nèi)稱重的準(zhǔn)確性，并非是一件輕而易舉之事。
本實(shí)用新型的目的是提供一種具有智能動(dòng)態(tài)測(cè)重裝置的裝載機(jī)，使得能在不影響裝載機(jī)的結(jié)構(gòu)，保持其原有的強(qiáng)度和剛度，也不影響原提升缸內(nèi)起升(提升)油壓的基礎(chǔ)上，能確定在裝載機(jī)的某合理位置(部位)安裝測(cè)重用傳感器，便于保證作業(yè)人員在動(dòng)臂鏟斗提升過(guò)程中對(duì)鏟斗內(nèi)貨物進(jìn)行直接測(cè)重，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)動(dòng)態(tài)測(cè)重，同時(shí)能較準(zhǔn)確測(cè)重。
本實(shí)用新型是以如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的它仍由機(jī)身(機(jī)架)、駕駛操縱室、動(dòng)力裝置、承重輪、液壓提升缸、鏟斗及提升臂(即動(dòng)臂)等構(gòu)成，其特征是在機(jī)身左右兩側(cè)的液壓提升缸上各裝有一個(gè)壓力傳感器，還在鏟斗動(dòng)臂上和相對(duì)動(dòng)臂呈靜態(tài)的銷軸處設(shè)有(水平高度)位置傳感器，該位置傳感器是由固定嵌裝在動(dòng)臂上的磁片3和二個(gè)開(kāi)關(guān)型霍爾元件傳感器所組成(其中的二個(gè)開(kāi)關(guān)型霍爾元件傳感器可分別形成或構(gòu)成一個(gè)上位置傳感器和一個(gè)下位置傳感器)。本實(shí)用新型采用上述技術(shù)方案的設(shè)計(jì)思路是由于裝載機(jī)作業(yè)時(shí)，貨物裝載重量是通過(guò)鏟斗的提升來(lái)實(shí)現(xiàn)的，鏟斗提升依靠液壓系統(tǒng)中的提升缸驅(qū)動(dòng)提升臂動(dòng)作，從而完成裝載工作，故本實(shí)用新型在設(shè)計(jì)時(shí)只要能找出裝載機(jī)某適當(dāng)位置并安裝設(shè)置測(cè)重用傳感器，就能方便實(shí)現(xiàn)利用通常由電腦(單片微機(jī))自動(dòng)處理傳感信號(hào)的現(xiàn)有技術(shù)對(duì)裝載貨物進(jìn)行測(cè)重，即對(duì)傳感器輸出的信號(hào)作數(shù)據(jù)處理、顯示等動(dòng)態(tài)測(cè)重。鑒于以上思路，我們還根據(jù)裝載機(jī)其提升缸內(nèi)液壓與鏟斗中的貨物重量存在一定的函數(shù)關(guān)系，又由于在裝載機(jī)液壓工作系統(tǒng)中，液壓油由油泵經(jīng)過(guò)分配閥到提升缸，中間通過(guò)高壓油管聯(lián)接，提升缸內(nèi)液壓是計(jì)算提升力的一個(gè)參數(shù)，提升缸直接與動(dòng)臂連接帶動(dòng)鏟斗升降，是裝載機(jī)液壓工作的主體，因此，選擇了采用壓力傳感器(即壓阻式傳感器)安裝在機(jī)身兩側(cè)的液壓提升缸上(即裝在提升缸液壓油的進(jìn)口處，同液壓分配器專用接口聯(lián)接)，這個(gè)位置也便于安裝。此外，還應(yīng)考慮要在與鏟斗連接并直接支撐鏟斗和承受鏟斗內(nèi)貨物重量的動(dòng)臂上的適當(dāng)位置安裝(水平高度)位置傳感器(采用二個(gè)開(kāi)關(guān)型霍爾元件組成)，以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)重是必不可少的條件之一，這是因?yàn)閯?dòng)臂(提升臂)在工作中因液壓提升缸力的作用點(diǎn)在變化，提升缸內(nèi)壓力與動(dòng)臂(提升臂)受力重量是一條變化的曲線，為了保證動(dòng)臂在一個(gè)壓力相對(duì)穩(wěn)定的水平區(qū)域范圍內(nèi)采樣，并將所采到的壓力信號(hào)送到顯示儀表中去，所以水平高度位置傳感器必須安裝在某一適當(dāng)位置，選擇的這個(gè)水平位置附近的壓力曲線應(yīng)近似一條直線，因此，我們選擇了將位置傳感器安裝于鏟斗的動(dòng)臂和相對(duì)動(dòng)臂(呈)靜態(tài)的銷軸處(動(dòng)臂與支座之間采用銷軸連接)，該位置傳感器可以是由固定嵌裝在動(dòng)臂上的磁片3和由二個(gè)開(kāi)關(guān)型霍爾元件傳感器(它們與磁片之間保持有一定的距離，并分別組成一個(gè)上位置傳感器和一個(gè)下位置傳感器)所構(gòu)成。
本實(shí)用新型的工作原理是將磁片固定在動(dòng)臂上，并使磁片同位置傳感器處一相對(duì)位置上，即使兩者之間(指磁片和二個(gè)霍爾元件之間)有一定距離并在作相對(duì)運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生有一個(gè)帶弧度的位移，從而使其形成一組開(kāi)關(guān)量信號(hào)，保證了鏟斗在這一區(qū)間進(jìn)行采樣時(shí)，可防止由于杠桿原理造成的重量不一致性(重量偏差)。本實(shí)用新型可利用通常的微電腦數(shù)據(jù)處理顯示等技術(shù)對(duì)上述的壓力傳感器和位置傳感器輸出的感應(yīng)信號(hào)，分別經(jīng)有關(guān)的控制電路、數(shù)字濾波電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、穩(wěn)態(tài)電路、輸出放大電路等輸入到計(jì)算機(jī)中，經(jīng)自動(dòng)測(cè)重、自動(dòng)累加，限載提示等處理，顯示儀表直接反映鏟斗中載荷量大小和車輛裝車?yán)奂恿?，并可根?jù)所設(shè)定的參數(shù)，反映作業(yè)情況，其具體的測(cè)重工作過(guò)程如下(見(jiàn)圖5的電路框圖)顯示儀表在接收到位置傳感器的開(kāi)關(guān)量信號(hào)后，開(kāi)始對(duì)壓力傳感器進(jìn)行采樣。采樣時(shí)間由上、下位置傳感器的間距和動(dòng)臂提升過(guò)程中的速度而定。當(dāng)動(dòng)臂上的磁片迂到下位置傳感器時(shí)開(kāi)始進(jìn)行采樣，測(cè)重發(fā)光管閃爍。采樣時(shí)間可在顯示儀表中應(yīng)用鍵盤(pán)操作觀察，對(duì)采到的信號(hào)進(jìn)行模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換，然后送到CPU計(jì)算機(jī)中按設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型和程序進(jìn)行處理。經(jīng)過(guò)這一系列處理后通過(guò)譯碼電路送到超亮度LED八段數(shù)碼顯示測(cè)重，累加結(jié)果，顯示儀表中還設(shè)置有各種工作狀態(tài)的功能如車輛允許裝載重量，單斗超載報(bào)警量，時(shí)間狀態(tài)功能如年、月、日和貨號(hào)、車號(hào)、工號(hào)的設(shè)定等。顯示儀表具有標(biāo)準(zhǔn)的串行、并行接口，能與上位計(jì)算機(jī)連接，將在現(xiàn)場(chǎng)取得的信號(hào)送到計(jì)算機(jī)中，因?yàn)閮x表有文件保存功能，儀表配有微型打印機(jī)，能直接將每斗和每輛貨車裝載重量打印。綜上所述，在上述測(cè)重過(guò)程中，由于本實(shí)用新型采用兩個(gè)壓力傳感器(通過(guò)液壓分配器)安裝在左、右二個(gè)提升缸進(jìn)油口上，使之在線性范圍內(nèi)受力，有效解決貨物在鏟斗內(nèi)稱重的準(zhǔn)確性問(wèn)題，而采用霍爾元件作水平高度位置傳感器，使之具有較高精度和穩(wěn)定性(其誤差±1％)，且不影響裝載機(jī)的結(jié)構(gòu)，不影響原提升缸內(nèi)起升油壓，保持其原有的強(qiáng)度和剛度?？稍谌魏蔚孛婕皭毫迎h(huán)境中測(cè)重，并能在運(yùn)動(dòng)中測(cè)重，即動(dòng)態(tài)測(cè)重，不妨礙原作業(yè)程序，不需要再劃線和測(cè)比重，能確保每節(jié)(輛)車不超重和確保行車安全。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型具體結(jié)構(gòu)原理作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。


圖1是本實(shí)用新型裝載機(jī)的一種整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是水平高度位置傳感器在動(dòng)臂和銷軸上安裝的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是圖2的側(cè)視圖(左視圖)。
圖4是液壓分配器零件的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是圖4的俯視圖。
圖6是本裝載機(jī)上動(dòng)態(tài)測(cè)重裝置的電氣系統(tǒng)示意圖。
其中1-鏟斗，2-動(dòng)臂(即提升臂)，3-磁片，4-“T”形支架，5-水平高度位置傳感器(由開(kāi)關(guān)型霍爾元件組成)，6-動(dòng)臂銷軸，7-動(dòng)臂支座，8-液壓提升缸(亦稱動(dòng)臂油缸)，9-壓力傳感器(亦稱壓阻傳感器)，10-液壓分配器，11-液壓提升缸進(jìn)油口，12-承重輪。13-機(jī)身(車體)，14-駕駛操縱室，15-帶CPU顯示儀表(顯示器)，16-直接設(shè)置在支座上的(水平)位置傳感器，17-直接設(shè)置在銷軸上的(水平)位置傳感器，18-電源，19-打印機(jī)。
參照附圖可知，本實(shí)用新型有具體設(shè)計(jì)時(shí)還具有以下技術(shù)特征。
一、所述的壓力傳感器9(雙壓阻傳感器)是先安裝在左右兩個(gè)各自的液壓分配器10上，又通過(guò)液壓分配器分別安裝在裝載機(jī)的左右二個(gè)液壓提升缸的進(jìn)油口11處。這里所設(shè)置的液壓分配器既不改變?cè)簤合到y(tǒng)部件的強(qiáng)度和剛度，也不影響液壓提升缸的壓力，由于液壓分配器既能同提升缸進(jìn)油口聯(lián)接，又能聯(lián)接壓力傳感器，使壓力傳感器受到的壓力同提升缸內(nèi)的壓力相同，可真實(shí)反映提升力。
二、所述的構(gòu)成水平高度位置傳感器的二個(gè)霍爾元件可以裝在一個(gè)“T”形支架4的兩端，并通過(guò)“T”形支架安裝在動(dòng)臂2的銷軸(6)上，安裝后的二個(gè)霍爾元件與固定嵌裝在動(dòng)臂上的磁片之間處于一種相對(duì)位置即讓兩者之間形成有一定的間隔距離，并在作相對(duì)運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生有一個(gè)弧形位移(指磁片隨動(dòng)臂提升動(dòng)作時(shí)所產(chǎn)生的帶弧度的位移)，從而形成并輸出一組可方便用于測(cè)量的開(kāi)關(guān)量信號(hào)。
三、所述的構(gòu)成水平高度位置傳感器5的二個(gè)霍爾元件也可以直接設(shè)置安裝在銷軸6上或相對(duì)靜態(tài)的動(dòng)臂支座7上(或支座附近相對(duì)靜態(tài)的機(jī)身車體上)。
權(quán)利要求1.一種具有智能動(dòng)態(tài)測(cè)重裝置的裝載機(jī)，它包括機(jī)身(13)，駕駛操縱室(14)，動(dòng)力裝置(20)，承重輪(12)，液壓提升缸(8)，鏟斗(11)，動(dòng)臂(2)構(gòu)成，其特征是在機(jī)身兩側(cè)的液壓提升缸上各裝有一個(gè)壓力傳感器(9)，還在鏟斗動(dòng)臂(2)上和動(dòng)臂銷軸處設(shè)有水平高度位置傳感器(5)，該位置傳感器是由固定嵌裝在動(dòng)臂上的磁片(3)和由二個(gè)開(kāi)關(guān)型霍爾元件傳感器分別組成一個(gè)上位置傳感器和一個(gè)下位置傳感器所構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有智能動(dòng)態(tài)測(cè)重裝置的裝載機(jī)，其特征是所述的壓力傳感器(9)是先安裝在左右兩個(gè)各自的液壓分配器(10)上，又通過(guò)液壓分配器分別安裝在裝載機(jī)的左右二個(gè)液壓提升缸的進(jìn)油口(11)處，并使液壓分配器既能同提升缸進(jìn)油口聯(lián)接，又能聯(lián)接壓力傳感器，使壓力傳感器受到的壓力同提升缸內(nèi)的壓力相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有智能動(dòng)態(tài)測(cè)重裝置的裝載機(jī)，其特征是所述的構(gòu)成水平高度位置傳感器的二個(gè)霍爾元件可以裝在一個(gè)“T”形支架(4)的兩端，并通過(guò)“T”形支架安裝在動(dòng)臂(2)的銷軸(6)上，二個(gè)霍爾元件與固定嵌裝在動(dòng)臂上的磁片(3)之間保持有一定的間隔距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的具有智能動(dòng)態(tài)測(cè)重裝置的裝載機(jī)，其特征是所述的構(gòu)成水平高度位置傳感器(5)的二個(gè)霍爾元件也可直接設(shè)置在銷軸(6)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的具有智能動(dòng)態(tài)測(cè)重裝置的裝載機(jī)，其特征是所述的構(gòu)成水平高度位置傳感器(5)的二個(gè)霍爾元件也可以直接設(shè)置安裝在相對(duì)靜態(tài)的動(dòng)臂支座(7)上。
專利摘要一種具有智能動(dòng)態(tài)測(cè)重裝置的裝載機(jī),其特征是在機(jī)身兩側(cè)的液壓提升缸上各裝有一個(gè)壓力傳感器,還在鏟斗動(dòng)臂上和動(dòng)臂銷軸處設(shè)有位置傳感器,該位置傳感器是由固定裝在動(dòng)臂上的磁片和由二個(gè)霍爾元件分別組成上位置傳感器和下位置傳感器所構(gòu)成。本實(shí)用新型采用兩個(gè)壓力傳感器能在線性范圍內(nèi)受力,能解決貨物稱重準(zhǔn)確性問(wèn)題,用霍爾元件作高度位置傳感器,安裝后不影響裝載機(jī)強(qiáng)度和剛度?？稍谌魏蔚孛孢M(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)重,能確保裝車不超重和行車安全。
文檔編號(hào)G01G19/00GK2467479SQ0026331
公開(kāi)日2001年12月26日 申請(qǐng)日期2000年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月11日
發(fā)明者徐禮熾, 徐開(kāi)堯, 陳建國(guó) 申請(qǐng)人:福州鐵路分局貨運(yùn)分處, 上海天益微電腦技貿(mào)公司, 福州鐵路分局永安車務(wù)段裝卸作業(yè)所