專利名稱：高精度計量裝載機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種能夠最大限度地提高裝載機(jī)計量精度的高精度計量裝載機(jī)， 屬裝載機(jī)電子秤制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
公開號CN1749710A、名稱“裝載機(jī)電子稱重系統(tǒng)及用其對裝載量進(jìn)行計量的方 法”，該稱重系統(tǒng)包括傳感器組、自動測量控制單元、信號處理電路、計算機(jī)及處理系統(tǒng)、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斗位置測量開關(guān)組，該 舉升力測量傳感器組及鏟斗位置測量開關(guān)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(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊及I/O 口與帶稱量軟件的嵌入式計算機(jī)相連，用 上述系統(tǒng)對裝載量進(jìn)行計量的方法是通過測量裝載機(jī)鏟斗的舉升力來測量鏟斗內(nèi)裝物料 的質(zhì)量，包括系統(tǒng)開機(jī)自檢，輸入有關(guān)信息，置零，自動稱重、累計，過程中清零，重復(fù)稱重 等步驟，該系統(tǒng)及其計量方法科學(xué)、在動態(tài)環(huán)境下可取得較高稱重準(zhǔn)確度，系統(tǒng)操作維修方 便。其不足之處由于油缸的油壓與重物重量并非單變量函數(shù)關(guān)系，而是與頂升角度、路面 坡度、頂升速度有關(guān)，因此由于背景技術(shù)未考慮裝載機(jī)本身由于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。

實用新型內(nèi)容設(shè)計目的避免背景技術(shù)中的不中之處，設(shè)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(jī)計量精度的高精度計量裝載機(jī)。設(shè)計方案為了實現(xiàn)上述設(shè)計目的。將二個傾角傳感器分別裝在大臂中部和裝載 機(jī)車體上的設(shè)計，是本實用新型的主要技術(shù)技術(shù)特征。這樣做的目的在于由于路面坡度 造成的傾角變化對計量的精度具有至關(guān)重要影響，對提高裝載機(jī)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(jī)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(shù)據(jù)、裝載機(jī)大臂的起升角度數(shù)據(jù)和升降速度數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)線傳輸至位于車體 上的二次儀表，二次儀表將接收到裝載機(jī)大臂的升降角度、升降速度及路面坡度進(jìn)行數(shù)據(jù) 處理，即可精確地得到裝載機(jī)的準(zhǔn)確裝載重量，具體說圖中α為裝載機(jī)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^(1)其中L為大臂長度，Ll為油缸支點與大臂之間距離，F(xiàn)為油缸頂升力。由(1)可得重量 mg = FLlsina/(Llsin^ )(2)由⑵可見，物料重量與頂升力成正比，但比例系數(shù)與α、β有關(guān)。若裝載機(jī)處于水平狀態(tài)，則α與β存在固定的關(guān)系，只要裝載機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)確定，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(jī)工作環(huán)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(yīng)關(guān)系發(fā)生了改變，在β不變時，若水平時 對應(yīng)α 1，則傾角為Y時α將變?yōu)棣?1+Υ，從而方程O)可表達(dá)為mg = FLlsin ( α 1+ y ) / (Llsin β ) (3)由于對特定裝載機(jī)，α 與β有一一對應(yīng)關(guān)系，因此只要測出F及α、β、Υ三者 之二即可計算準(zhǔn)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，我們采用測量提升過程中一 段連續(xù)的角度區(qū)間數(shù)據(jù)來獲得更準(zhǔn)確的結(jié)果。在數(shù)據(jù)處理程序中還解決了傾角傳感器比較 容易受到震動干擾和響應(yīng)速度較慢的難題。在實際程序中還考慮了裝載機(jī)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(jié)果的影響和油溫變化造成流體力學(xué)性能(主要是粘度)變化的影響。技術(shù)方案高精度計量裝載機(jī)，它包括裝載機(jī)和電子秤，所述裝載機(jī)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(shù)據(jù)信號傳輸至位于駕駛室上的二次 儀表用于檢測裝載機(jī)的承載重量；二個傾角傳感器分別裝在大臂端部和裝載機(jī)車體上，其 二個傾角傳感器檢測的數(shù)據(jù)信號傳輸至位于車體上的二次儀表且用于檢測裝載機(jī)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(shù)據(jù)的處理得出精準(zhǔn)的稱重數(shù) 據(jù)。本實用新型與背景技術(shù)相比，一是解決了背景技術(shù)存在的裝載機(jī)運(yùn)行過程中由于 路面坡度引起計量精度誤差大的難題；二是采用傾角傳感器不需要傳動裝置，安裝維護(hù)極 為便利，大大提高了裝載機(jī)電子秤的計量精度。

圖1是高精度計量裝載機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是計量裝載機(jī)簡化力分析圖。
具體實施方式
實施例1 參照附圖1和2。高精度計量裝載機(jī)，它包括裝載機(jī)和電子秤，所述裝 載機(jī)中的液壓油缸2 二端分別裝有壓力傳感器3和壓力傳感器4，信號輸出端與位于車體上 的二次儀表7的信號輸入端連接且用于檢測裝載機(jī)的承重重量；二個傾角傳感器5和傾角 傳感器6分別裝在大臂1端部和裝載機(jī)車體上，其信號輸出端與位于駕駛室上的二次儀表 7的信號輸入端連接且用于檢測裝載機(jī)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(shù)據(jù)的處理得出精準(zhǔn)的稱重數(shù)據(jù)。結(jié)合附圖1和2，對本申請的實施作進(jìn)一步地說明。圖中α為裝載機(jī)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^(1)
4[0024]其中L為大臂長度，Ll為油缸支點與大臂之間距離，F(xiàn)為油缸頂升力。由(1)可得重量 mg = FLlsina/(Llsin^ )(2)由⑵可見，物料重量與頂升力成正比，但比例系數(shù)與α、β有關(guān)。若裝載機(jī)處于水平狀態(tài)，則α與β存在固定的關(guān)系，只要裝載機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)確定， 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。實際上裝載機(jī)工作環(huán)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(yīng)關(guān)系發(fā)生了改變，在β不變時，若水平時對應(yīng) a 1，則傾角為Y時α將變?yōu)閍 1+γ，從而方程(2)可表達(dá)為mg = FLlsin ( a 1+ y ) / (Llsin β )(3)由于對特定裝載機(jī)，α 1與β有一一對應(yīng)關(guān)系，因此只要測出F及α、β、Y三者 之二即可計算準(zhǔn)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，我們采用測量提升過程中一 段連續(xù)的角度區(qū)間數(shù)據(jù)來獲得更準(zhǔn)確的結(jié)果。在數(shù)據(jù)處理程序中還解決了傾角傳感器比較 容易受到震動干擾和響應(yīng)速度較慢的難題。在實際程序中還考慮了裝載機(jī)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(jié)果的影響和油溫變化造成流體力學(xué)性能(主要是粘度)變化的影響。實施例2 在實施例1的基礎(chǔ)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(yùn)算程序應(yīng)參照方程C3)相應(yīng)調(diào)整。實施例3 在實施例1的基礎(chǔ)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(yùn)算程序應(yīng)參照方程C3)相應(yīng)調(diào)整。需要理解到的是上述實施例雖然對本實用新型的設(shè)計思路作了比較詳細(xì)的文字 描述，但是這些文字描述，只是對本實用新型設(shè)計思路的簡單文字描述，而不是對本實用新 型設(shè)計思路的限制，任何不超出本實用新型設(shè)計思路的組合、增加或修改，均落入本實用新 型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種高精度計量裝載機(jī)，它包括裝載機(jī)和電子秤，其特征是所述裝載機(jī)中的液壓 油缸( 二端上分別裝有壓力傳感器C3)和壓力傳感器G)，其二個壓力傳感器C3)和壓 力傳感器(4)檢測的數(shù)據(jù)信號傳輸至位于車體上的二次儀表(7)用于檢測裝載機(jī)的承載重 量；二個傾角傳感器( 和傾角傳感器(6)分別裝在大臂(1)端部和裝載機(jī)車體上，其二個 傾角傳感器( 和傾角傳感器(6)檢測的數(shù)據(jù)信號傳輸至位于車體上的二次儀表(7)且用 于檢測裝載機(jī)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(shù)據(jù) 的處理得出精準(zhǔn)的秤重數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度計量裝載機(jī)，其特征是所述傾角傳感器( 和傾角 傳感器(6)中的之一可以換成角度傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度計量裝載機(jī)，其特征是所述傾角傳感器( 和傾角 傳感器(6)之一可以安裝在頂升油缸上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度計量裝載機(jī)，其特征是所述裝載機(jī)的計量公式為按 照力矩平衡條件mgLsina = FLlsin^(1)裝載機(jī)秤重重量 mg = FLlsin a/(Llsin β)(2)其中L為大臂長度，Ll為油缸支點與大臂之間距離，F(xiàn)為油缸頂升力，α為裝載機(jī)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；若路面傾角為Y，上述(1)方程仍成立，但α與β的對應(yīng)關(guān)系發(fā)生了改變，在β不 變時，若水平時對應(yīng)a 1，則傾角為Y時α將變?yōu)閍 1+γ，從而方程⑵可表達(dá)為mg = FLlsin(a 1+y ) / (Llsin β )(3)。
專利摘要本實用新型涉及一種能夠最大限度地提高裝載機(jī)計量精度的高精度計量裝載機(jī)，它包括裝載機(jī)和電子秤，所述裝載機(jī)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(shù)據(jù)信號傳輸至位于車體上的二次儀表且用于檢測裝載機(jī)的承載重量；二個傾角傳感器分別裝在大臂中部和裝載機(jī)車體上，其二個傾角傳感器檢測的數(shù)據(jù)信號傳輸至位于車體上的二次儀表且用于檢測裝載機(jī)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(shù)據(jù)的處理得出精準(zhǔn)的稱重數(shù)據(jù)。優(yōu)點一是解決了背景技術(shù)存在的裝載機(jī)運(yùn)行過程中由于路面坡度引起計量精度誤差大的難題；二是安裝維護(hù)極為便利，大大提高了裝載機(jī)電子秤的計量精度。
文檔編號E02F3/28GK201817826SQ20102020467
公開日2011年5月4日 申請日期2010年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月26日
發(fā)明者俞河會 申請人:杭州四方稱重系統(tǒng)有限公司