高精度計量裝載機的製作方法

2023-11-03 06:09:07 3

專利名稱：高精度計量裝載機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種能夠最大限度地提高裝載機計量精度的高精度計量裝載機，屬裝 載機電子秤製造領域。
背景技術：
公開號CN1749710A、名稱「裝載機電子稱重系統及用其對裝載量進行計量的方 法」，該稱重系統包括傳感器組、自動測量控制單元、信號處理電路、計算機及處理系統、電 源，所述的傳感器組是舉升力測量傳感器組，自動測量控制單元是鏟鬥位置測量開關組，該 舉升力測量傳感器組及鏟鬥位置測量開關組的輸出端與信號處理電路的輸入端相連，信號 處理電路的輸出端通過A/D數據轉換模塊及I/O 口與帶稱量軟體的嵌入式計算機相連，用 上述系統對裝載量進行計量的方法是通過測量裝載機鏟鬥的舉升力來測量鏟鬥內裝物料 的質量，包括系統開機自檢，輸入有關信息，置零，自動稱重、累計，過程中清零，重複稱重 等步驟，該系統及其計量方法科學、在動態環境下可取得較高稱重準確度，系統操作維修方 便。其不足之處由於油缸的油壓與重物重量並非單變量函數關係，而是與頂升角度、路面 坡度、頂升速度有關，因此由於背景技術未考慮裝載機本身由於路面狀況引起的傾角變化， 使得在頂升角較大時(>70° )時，路面5°的坡度足以引起4%以上的計量誤差，計量精 量差。

發明內容
設計目的避免背景技術中的不中之處，設計一種通過對路面狀況引起的傾角變 化的檢測與處理，能夠最大限度地提高裝載機計量精度的高精度計量裝載機。設計方案為了實現上述設計目的。將二個傾角傳感器分別裝在大臂中部和裝載 機車體上的設計，是本發明的主要技術技術特徵。這樣做的目的在於由於路面坡度造成的 傾角變化對計量的精度具有至關重要影響，對提高裝載機秤計量精度有決定性的影響，因 此本申請在大臂端部和裝載機車體上分別安裝一個傾角傳感器，傾角傳感器將其所檢測到 坡度數據、裝載機大臂的起升角度數據和升降速度數據通過數據線傳輸至位於車體上的二 次儀表，二次儀表將接收到裝載機大臂的升降角度、升降速度及路面坡度進行數據處理，即 可精確地得到裝載機的準確裝載重量，具體說圖中a為裝載機大臂與鉛垂線間的夾角，用裝在大臂上的傾角傳感器5測得，3 為油缸與大臂的夾角，可用角度傳感器測得，也可通過裝在車體上的傾角傳感器6測得的 傾角、間接計算得到。按照力矩平衡條件mgLsina= FLlsin^(1)其中L為大臂長度，L1為油缸支點與大臂之點距離，F為油缸頂升力。由(1)可得重量 mg = FLlsina/(Llsin3 )(2)由⑵可見，物料重量與頂升力成正比，但比例係數與a、3有關。若裝載機處於水平狀態，則a與0存在固定的關係，只要裝載機機械結構確定，
3測得α即可唯一確定β，反之也然。因此在不考慮路面坡度時測量α、β之一來確定貨 物重量是可行的。但是，實際上裝載機工作環境通常比較惡劣，路面有坡度是大概率事件，若路面傾 角為Y，上述(1)方程仍成立，但α與β的對應關係發生了改變，在β不變時，若水平時 對應α 1，則傾角為Y時α將變為α l+γ，從而方程⑵可表達為mg = FLlsin ( α 1+ y ) / (Llsin β )(3)由於對特定裝載機，α 與β有一一對應關係，因此只要測出F及α、β、Υ三者之二即可計算準確重量。在實際中程序中為了獲得良好的精度和抗震動性能，我們採用測量提升過程中一 段連續的角度區間數據來獲得更準確的結果。在數據處理程序中還解決了傾角傳感器比較 容易受到震動幹擾和響應速度較慢的難題。在實際程序中還考慮了裝載機在提升重物時不同的提升速度造成不同液體流速 對測量結果的影響和油溫變化造成流體力學性能(主要是粘度)變化的影響。技術方案高精度計量裝載機，它包括裝載機和電子秤，所述裝載機中的液壓油缸 二端分別裝有壓力傳感器，其二個壓力傳感器檢測的數據信號傳輸至位於駕駛室上的二次 儀表用於檢測裝載機的承載重量；二個傾角傳感器分別裝在大臂端部和裝載機車體上，其 二個傾角傳感器檢測的數據信號傳輸至位於車體上的二次儀表且用於檢測裝載機大臂的 升降角度、升降速度及路面坡度，二次儀表通過對上述輸入數據的處理得出精準的稱重數 據。本發明與背景技術相比，一是解決了背景技術存在的裝載機運行過程中由於路面 坡度引起計量精度誤差大的難題；二是採用傾角傳感器不需要傳動裝置，安裝維護極為便 禾U，大大提高了裝載機電子秤的計量精度。


圖1是高精度計量裝載機的結構示意圖。圖2是計量裝載機簡化力分析圖。
具體實施例方式實施例1 參照附圖1和2。高精度計量裝載機，它包括裝載機和電子秤，所述裝載 機中的液壓油缸2 二端分別裝有壓力傳感器3和4，信號輸出端與位於車體上的二次儀表7 的信號輸入端連接且用於檢測裝載機的承重重量；二個傾角傳感器5和6分別裝在大臂1 端部和裝載機車體上，其信號輸出端與位於駕駛室上的二次儀表7的信號輸入端連接且用 於檢測裝載機大臂的升降角度、升降速度及路面坡度，二次儀表7通過對上述輸入數據的 處理得出精準的稱重數據。結合附圖1和2，對本申請的實施作進一步地說明。圖中α為裝載機大臂與鉛垂線間的夾角，用裝在大臂上的傾角傳感器5測得，β 為油缸與大臂的夾角，可用角度傳感器測得，也可通過裝在車體上的傾角傳感器6測得的 傾角Y間接計算得到。按照力矩平衡條件mgLsina=FLlsin β(1)
其中L為大臂長度，L1為油缸支點與大臂之點距離，F為油缸頂升力。由(1)可得重量 mg = FLlsina/(Llsin3 )(2)由⑵可見，物料重量與頂升力成正比，但比例係數與a、3有關。若裝載機處於水平狀態，則a與0存在固定的關係，只要裝載機機械結構確定， 測得a即可唯一確定0，反之也然。因此在不考慮路面坡度時測量a、0之一來確定貨 物重量是可行的。實際上裝載機工作環境通常比較惡劣，路面有坡度是大概率事件，若路面傾角為 Y，上述(1)方程仍成立，但a與0的對應關係發生了改變，在0不變時，若水平時對應 a 1，則傾角為Y時a將變為a 1+Y，從而方程(2)可表達為mg = FLlsin ( a 1+ y ) / (Llsin ^ )(3)由於對特定裝載機，a 1與0有一一對應關係，因此只要測出F及a、0、Y三者 之二即可計算準確重量。在實際中程序中為了獲得良好的精度和抗震動性能，我們採用測量提升過程中一 段連續的角度區間數據來獲得更準確的結果。在數據處理程序中還解決了傾角傳感器比較 容易受到震動幹擾和響應速度較慢的難題。在實際程序中還考慮了裝載機在提升重物時不同的提升速度造成不同液體流速 對測量結果的影響和油溫變化造成流體力學性能(主要是粘度)變化的影響。實施例2 在實施例1的基礎上，所述傾角傳感器5和6中的之一可以換成角度傳 感器，也能取得同樣效果，但二次儀表運算程序應參照方程(3)相應調整。實施例3 在實施例1的基礎上，所述傾角傳感器5和6之一可以安裝在頂升油缸 上，這時二次儀表運算程序應參照方程(3)相應調整。需要理解到的是上述實施例雖然對本發明的設計思路作了比較詳細的文字描 述，但是這些文字描述，只是對本發明設計思路的簡單文字描述，而不是對本發明設計思路 的限制，任何不超出本發明設計思路的組合、增加或修改，均落入本發明的保護範圍內。
權利要求
一種高精度計量裝載機，它包括裝載機和電子秤，其特徵是所述裝載機中的液壓油缸(2)二端上分別裝有壓力傳感器(3)和(4)，其二個壓力傳感器(3)和(4)檢測的數據信號傳輸至位於車體上的二次儀表(7)用於檢測裝載機的承載重量；二個傾角傳感器(5)和(6)分別裝在大臂(1)端部和裝載機車體上，其二個傾角傳感器(5)和(6)檢測的數據信號傳輸至位於車體上的二次儀表(7)且用於檢測裝載機大臂的升降角度、升降速度及路面坡度，二次儀表(7)通過對上述輸入數據的處理得出精準的秤重數據。
2.根據權利要求1所述的高精度計量裝載機，其特徵是所述傾角傳感器(5)和(6)中 的之一可以換成角度傳感器。
3.根據權利要求1所述的高精度計量裝載機，其特徵是所述傾角傳感器(5)和(6)之 一可以安裝在頂升油缸上。
4.根據權利要求1所述的高精度計量裝載機，其特徵是所述裝載機的計量公式為按 照力矩平衡條件mgLsina = FLlsin^(1)裝載機秤重重量 mg = FLlsina/(Llsin3)(2)其中L為大臂長度，L1為油缸支點與大臂之點距離，F為油缸頂升力，a為裝載機大 臂與鉛垂線間的夾角，用裝在大臂上的傾角傳感器(5)測得，0為油缸與大臂的夾角，可用 角度傳感器測得，也可通過裝在車體上的傾角傳感器(6)測得的傾角Y間接計算得到；若路面傾角為Y，上述(1)方程仍成立，但a與0的對應關係發生了改變，在3不 變時，若水平時對應a 1，則傾角為Y時a將變為a 1+Y，從而方程⑵可表達為mg = FLlsin(a 1+y )/(Llsin(3)。
全文摘要
本發明涉及一種能夠最大限度地提高裝載機計量精度的高精度計量裝載機，它包括裝載機和電子秤，所述裝載機中的液壓油缸二端分別裝有壓力傳感器，其二個壓力傳感器檢測的數據信號傳輸至位於車體上的二次儀表且用於檢測裝載機的承載重量；二個傾角傳感器分別裝在大臂中部和裝載機車體上，其二個傾角傳感器檢測的數據信號傳輸至位於車體上的二次儀表且用於檢測裝載機大臂的升降角度、升降速度及路面坡度，二次儀表通過對上述輸入數據的處理得出精準的稱重數據。優點一是解決了背景技術存在的裝載機運行過程中由於路面坡度引起計量精度誤差大的難題；二是安裝維護極為便利，大大提高了裝載機電子秤的計量精度。
文檔編號B65G65/00GK101832810SQ20101018379
公開日2010年9月15日 申請日期2010年5月26日 優先權日2010年5月26日
發明者俞河會 申請人:杭州四方稱重系統有限公司