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專利名稱：具有智能動態(tài)測重裝置的裝載機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種裝載機設計技術，特別是一種設有(智能)動態(tài)測重裝置的裝載機，可用于鐵路運輸部門或其他建設工地對散堆貨物所需的裝車計量、避免超載以實現(xiàn)行車安全，或需要計量的其他領域。
鐵路貨車行車安全和其他建設工地的貨運汽車行車安全是保證安全生產(chǎn)的前提，但目前鐵路部門或其他運輸部門或建設工地所用的裝載機一般不具備自動測重功能，往往造成裝車超重超載，無法保證行車安全。如為了防止裝車超重，目前鐵路貨運列車在裝載散堆貨物時，是采用在每節(jié)車皮內劃線的容積法并再加以測試貨物比重的辦法來確定所裝貨物重量，這種不理想的作業(yè)程序繁瑣，盲目性大、誤差大，無法確定已裝貨物重量，造成超載現(xiàn)象嚴重，行車安全無法保證，不安全隱患嚴重存在，因此導致事故屢有發(fā)生。為了克服超載現(xiàn)象的發(fā)生，人們試圖研制開發(fā)出可自行測重的裝載機設備，但裝載機的鏟斗在液壓提升缸活塞油壓力及鏟斗動臂(提升臂)的作用下，其提升裝卸過程為一動態(tài)過程，并伴隨有杠桿工作原理等復雜因素的影響(如會造成動臂的受力承重程度不一致)，而不能正確反映并測出鏟斗內貨物的實際重量，固此如何在裝載機的正確位置安裝測重用傳感器件使得既不影響裝載機結構，保持其原有的強度和剛度，也不影響原提升缸內油壓提升力(起升力)，且能有效解決貨物在鏟斗內稱重的準確性，并非是一件輕而易舉之事。
本實用新型的目的是提供一種具有智能動態(tài)測重裝置的裝載機，使得能在不影響裝載機的結構，保持其原有的強度和剛度，也不影響原提升缸內起升(提升)油壓的基礎上，能確定在裝載機的某合理位置(部位)安裝測重用傳感器，便于保證作業(yè)人員在動臂鏟斗提升過程中對鏟斗內貨物進行直接測重，以實現(xiàn)自動動態(tài)測重，同時能較準確測重。
本實用新型是以如下技術方案實現(xiàn)的它仍由機身(機架)、駕駛操縱室、動力裝置、承重輪、液壓提升缸、鏟斗及提升臂(即動臂)等構成，其特征是在機身左右兩側的液壓提升缸上各裝有一個壓力傳感器，還在鏟斗動臂上和相對動臂呈靜態(tài)的銷軸處設有(水平高度)位置傳感器，該位置傳感器是由固定嵌裝在動臂上的磁片3和二個開關型霍爾元件傳感器所組成(其中的二個開關型霍爾元件傳感器可分別形成或構成一個上位置傳感器和一個下位置傳感器)。本實用新型采用上述技術方案的設計思路是由于裝載機作業(yè)時，貨物裝載重量是通過鏟斗的提升來實現(xiàn)的，鏟斗提升依靠液壓系統(tǒng)中的提升缸驅動提升臂動作，從而完成裝載工作，故本實用新型在設計時只要能找出裝載機某適當位置并安裝設置測重用傳感器，就能方便實現(xiàn)利用通常由電腦(單片微機)自動處理傳感信號的現(xiàn)有技術對裝載貨物進行測重，即對傳感器輸出的信號作數(shù)據(jù)處理、顯示等動態(tài)測重。鑒于以上思路，我們還根據(jù)裝載機其提升缸內液壓與鏟斗中的貨物重量存在一定的函數(shù)關系，又由于在裝載機液壓工作系統(tǒng)中，液壓油由油泵經(jīng)過分配閥到提升缸，中間通過高壓油管聯(lián)接，提升缸內液壓是計算提升力的一個參數(shù)，提升缸直接與動臂連接帶動鏟斗升降，是裝載機液壓工作的主體，因此，選擇了采用壓力傳感器(即壓阻式傳感器)安裝在機身兩側的液壓提升缸上(即裝在提升缸液壓油的進口處，同液壓分配器專用接口聯(lián)接)，這個位置也便于安裝。此外，還應考慮要在與鏟斗連接并直接支撐鏟斗和承受鏟斗內貨物重量的動臂上的適當位置安裝(水平高度)位置傳感器(采用二個開關型霍爾元件組成)，以實現(xiàn)準確測重是必不可少的條件之一，這是因為動臂(提升臂)在工作中因液壓提升缸力的作用點在變化，提升缸內壓力與動臂(提升臂)受力重量是一條變化的曲線，為了保證動臂在一個壓力相對穩(wěn)定的水平區(qū)域范圍內采樣，并將所采到的壓力信號送到顯示儀表中去，所以水平高度位置傳感器必須安裝在某一適當位置，選擇的這個水平位置附近的壓力曲線應近似一條直線，因此，我們選擇了將位置傳感器安裝于鏟斗的動臂和相對動臂(呈)靜態(tài)的銷軸處(動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臂上的磁片3和由二個開關型霍爾元件傳感器(它們與磁片之間保持有一定的距離，并分別組成一個上位置傳感器和一個下位置傳感器)所構成。
本實用新型的工作原理是將磁片固定在動臂上，并使磁片同位置傳感器處一相對位置上，即使兩者之間(指磁片和二個霍爾元件之間)有一定距離并在作相對運動中產(chǎn)生有一個帶弧度的位移，從而使其形成一組開關量信號，保證了鏟斗在這一區(qū)間進行采樣時，可防止由于杠桿原理造成的重量不一致性(重量偏差)。本實用新型可利用通常的微電腦數(shù)據(jù)處理顯示等技術對上述的壓力傳感器和位置傳感器輸出的感應信號，分別經(jīng)有關的控制電路、數(shù)字濾波電路、模數(shù)轉換器、穩(wěn)態(tài)電路、輸出放大電路等輸入到計算機中，經(jīng)自動測重、自動累加，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累加量，并可根據(jù)所設定的參數(shù)，反映作業(yè)情況，其具體的測重工作過程如下(見圖5的電路框圖)顯示儀表在接收到位置傳感器的開關量信號后，開始對壓力傳感器進行采樣。采樣時間由上、下位置傳感器的間距和動臂提升過程中的速度而定。當動臂上的磁片迂到下位置傳感器時開始進行采樣，測重發(fā)光管閃爍。采樣時間可在顯示儀表中應用鍵盤操作觀察，對采到的信號進行模擬數(shù)字轉換，然后送到CPU計算機中按設計的數(shù)學模型和程序進行處理。經(jīng)過這一系列處理后通過譯碼電路送到超亮度LED八段數(shù)碼顯示測重，累加結果，顯示儀表中還設置有各種工作狀態(tài)的功能如車輛允許裝載重量，單斗超載報警量，時間狀態(tài)功能如年、月、日和貨號、車號、工號的設定等。顯示儀表具有標準的串行、并行接口，能與上位計算機連接，將在現(xiàn)場取得的信號送到計算機中，因為儀表有文件保存功能，儀表配有微型打印機，能直接將每斗和每輛貨車裝載重量打印。綜上所述，在上述測重過程中，由于本實用新型采用兩個壓力傳感器(通過液壓分配器)安裝在左、右二個提升缸進油口上，使之在線性范圍內受力，有效解決貨物在鏟斗內稱重的準確性問題，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％)，且不影響裝載機的結構，不影響原提升缸內起升油壓，保持其原有的強度和剛度。可在任何地面及惡劣環(huán)境中測重，并能在運動中測重，即動態(tài)測重，不妨礙原作業(yè)程序，不需要再劃線和測比重，能確保每節(jié)(輛)車不超重和確保行車安全。
以下結合附圖和實施例對本實用新型具體結構原理作進一步詳細說明。


圖1是本實用新型裝載機的一種整體結構示意圖。
圖2是水平高度位置傳感器在動臂和銷軸上安裝的結構示意圖。
圖3是圖2的側視圖(左視圖)。
圖4是液壓分配器零件的結構示意圖。
圖5是圖4的俯視圖。
圖6是本裝載機上動態(tài)測重裝置的電氣系統(tǒng)示意圖。
其中1-鏟斗，2-動臂(即提升臂)，3-磁片，4-“T”形支架，5-水平高度位置傳感器(由開關型霍爾元件組成)，6-動臂銷軸，7-動臂支座，8-液壓提升缸(亦稱動臂油缸)，9-壓力傳感器(亦稱壓阻傳感器)，10-液壓分配器，11-液壓提升缸進油口，12-承重輪。13-機身(車體)，14-駕駛操縱室，15-帶CPU顯示儀表(顯示器)，16-直接設置在支座上的(水平)位置傳感器，17-直接設置在銷軸上的(水平)位置傳感器，18-電源，19-打印機。
參照附圖可知，本實用新型有具體設計時還具有以下技術特征。
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各自的液壓分配器10上，又通過液壓分配器分別安裝在裝載機的左右二個液壓提升缸的進油口11處。這里所設置的液壓分配器既不改變原液壓系統(tǒng)部件的強度和剛度，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的壓力相同，可真實反映提升力。
二、所述的構成水平高度位置傳感器的二個霍爾元件可以裝在一個“T”形支架4的兩端，并通過“T”形支架安裝在動臂2的銷軸(6)上，安裝后的二個霍爾元件與固定嵌裝在動臂上的磁片之間處于一種相對位置即讓兩者之間形成有一定的間隔距離，并在作相對運動中產(chǎn)生有一個弧形位移(指磁片隨動臂提升動作時所產(chǎn)生的帶弧度的位移)，從而形成并輸出一組可方便用于測量的開關量信號。
三、所述的構成水平高度位置傳感器5的二個霍爾元件也可以直接設置安裝在銷軸6上或相對靜態(tài)的動臂支座7上(或支座附近相對靜態(tài)的機身車體上)。
權利要求1.一種具有智能動態(tài)測重裝置的裝載機，它包括機身(13)，駕駛操縱室(14)，動力裝置(20)，承重輪(12)，液壓提升缸(8)，鏟斗(11)，動臂(2)構成，其特征是在機身兩側的液壓提升缸上各裝有一個壓力傳感器(9)，還在鏟斗動臂(2)上和動臂銷軸處設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臂上的磁片(3)和由二個開關型霍爾元件傳感器分別組成一個上位置傳感器和一個下位置傳感器所構成。
2.根據(jù)權利要求1所述的具有智能動態(tài)測重裝置的裝載機，其特征是所述的壓力傳感器(9)是先安裝在左右兩個各自的液壓分配器(10)上，又通過液壓分配器分別安裝在裝載機的左右二個液壓提升缸的進油口(11)處，并使液壓分配器既能同提升缸進油口聯(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的壓力相同。
3.根據(jù)權利要求1所述的具有智能動態(tài)測重裝置的裝載機，其特征是所述的構成水平高度位置傳感器的二個霍爾元件可以裝在一個“T”形支架(4)的兩端，并通過“T”形支架安裝在動臂(2)的銷軸(6)上，二個霍爾元件與固定嵌裝在動臂上的磁片(3)之間保持有一定的間隔距離。
4.根據(jù)權利要求1或3所述的具有智能動態(tài)測重裝置的裝載機，其特征是所述的構成水平高度位置傳感器(5)的二個霍爾元件也可直接設置在銷軸(6)上。
5.根據(jù)權利要求1或3所述的具有智能動態(tài)測重裝置的裝載機，其特征是所述的構成水平高度位置傳感器(5)的二個霍爾元件也可以直接設置安裝在相對靜態(tài)的動臂支座(7)上。
專利摘要一種具有智能動態(tài)測重裝置的裝載機,其特征是在機身兩側的液壓提升缸上各裝有一個壓力傳感器,還在鏟斗動臂上和動臂銷軸處設有位置傳感器,該位置傳感器是由固定裝在動臂上的磁片和由二個霍爾元件分別組成上位置傳感器和下位置傳感器所構成。本實用新型采用兩個壓力傳感器能在線性范圍內受力,能解決貨物稱重準確性問題,用霍爾元件作高度位置傳感器,安裝后不影響裝載機強度和剛度。可在任何地面進行動態(tài)測重,能確保裝車不超重和行車安全。
文檔編號G01G19/00GK2467479SQ0026331
公開日2001年12月26日 申請日期2000年12月11日 優(yōu)先權日2000年12月11日
發(fā)明者徐禮熾, 徐開堯, 陳建國 申請人:福州鐵路分局貨運分處, 上海天益微電腦技貿公司, 福州鐵路分局永安車務段裝卸作業(yè)所