專利名稱：裝載機電子稱重裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及裝載機電子稱重裝置，裝載機在裝卸散裝物料時能對裝載機斗內物料重量進行自動測量。司機在裝卸物料時，不需要任何附加操作，主電器的顯示器上能顯示單斗物料重量和已裝卸的斗數(shù)和總重量。如果已預置了欲裝總重量后，顯示器同時顯示遞減總重量。
背景技術：
現(xiàn)有技術的裝載機稱重裝置，根據(jù)現(xiàn)有資料表明，壓力傳感器對溫度的補償一般采用硬件補償，其缺點是溫度補償范圍窄，不能適用裝載機的工作油溫從-20℃～100℃變化范圍。現(xiàn)有資料未提及到裝載機動臂提升速度對翻斗重量進行計算機軟件補償，因此大大影響各種提升速度下的動態(tài)稱重精度。

發(fā)明內容
本實用新型的目的在于克服上述缺點，提供一種裝載機電子稱重裝置。
見圖1，裝載機電子稱重裝置，其特征在于裝載機的兩支動臂提升油缸中任一個油缸的高低壓腔的管路上安裝具有測量溫度功能的大腔壓力傳感器和小腔壓力傳感器；提升速度傳感器安裝在裝載機的前車架上；翻斗斗數(shù)計數(shù)器安裝在裝載機的翻斗油缸上；大腔壓力傳感器、小腔壓力傳感器、提升速度傳感器、翻斗斗數(shù)計數(shù)器通過電纜和接口與主電器直接相連；主電器以單片機CPU為核心；有安裝主電器的外殼；見圖2，主電器包括大腔壓力傳感器接口濾波電路(1)連接放大和A/D轉換電路(2)，然后連接單片機CPU；小腔壓力傳感器接口濾波電路(3)連接放大和A/D轉換電路(4)，然后連接單片機CPU；翻斗斗數(shù)計數(shù)器接口連接抗干擾緩沖電路(5)，然后連接單片機CPU；提升速度傳感器接口連接抗干擾緩沖電路(6)，然后連接單片機CPU；單片機CPU分別與數(shù)據(jù)儲存電路、時鐘電路、鍵盤和背光電路、打印機電路、抗過壓穩(wěn)壓電路、LCD顯示電路連接；LCD顯示電路與液晶顯示屏連接；主電器采用單片機CPU控制，利用軟件對壓力信號、溫度信號、自動進行處理具有測量溫度功能的大腔壓力傳感器和小腔壓力傳感器分別測得大腔壓力溫度信號和小腔壓力溫度信號，分別分兩路通過各自的接口電路、濾波電路、高精度16位A/D轉換器，通過軟件的匹配放大，通過軟件進行壓力數(shù)據(jù)補償，轉換為大腔壓力溫度數(shù)字信號和小腔壓力溫度數(shù)字信號，兩路數(shù)字信號再送入單片機CPU進行數(shù)據(jù)處理，控制稱重測量精度。
所述的裝載機電子稱重裝置，其特征在于單片機CPU選用89C51RD2FN型號的集成電路，放大和A/D轉換電路選用AD7705型號的集成電路，數(shù)據(jù)儲存電路選用X5645型號的集成電路，液晶顯示屏選用128×128點陣。
所述的裝載機電子稱重裝置，其特征在于提升速度傳感器是在一個防水裝置的壓鑄鉛盒中安裝兩個由干簧管做成的探頭，兩個探頭之間有間距，提升速度傳感器通過支架安裝在裝載機的前支架固定不動；當安裝在裝載機的動臂上的永久磁鐵經(jīng)過速度傳感器時，兩個探頭分別發(fā)出開關信號，通過接口和抗干擾和緩沖電路(6)進入單片機，單片機根據(jù)磁鐵通過兩個探頭的時間，計算出動臂運動的速度，有了速度參量，通過軟件對稱重重量進行速度補償。
優(yōu)點和效果本裝置的特點是在顯示屏上能夠顯示中文菜單；可編輯司機姓名、車號；顯示、存貯、打印功能完善；液晶顯示屏和操作面板均有背光便于夜間操作；具有故障和誤操作報警功能；由于對壓力、溫度、速度信號數(shù)據(jù)進行了軟件補償，系統(tǒng)精度高，為0.5％～1％F.S。
主電器采用單片機CPU控制，利用軟件對壓力信號、溫度信號、動臂運動速度自動進行處理。裝載機斗內物料的重量，在某一運動速度的情況下，與提升缸高低壓的壓差在某一位置的平均值成正比。但裝載機的動臂提升速度隨發(fā)動機的轉速、供油量的大小的變化而變化。提升缸的大小腔的壓差也相應變化，裝載機的油溫隨裝載機工作時間和強度不同，油溫可以從-20℃升到100℃，油溫的變化，引起提升缸大小缸壓力傳感器產(chǎn)生很大的溫飄。因此提高測量精度的關鍵是如何解決油溫、提升速度對稱重的影響。
為解決裝載機電子稱重裝置受油溫的影響，裝載機的兩支動臂提升油缸中任一個油缸的高低壓腔的管路上安裝具有測量溫度功能的壓力傳感器。大腔壓力溫度信號和小腔壓力溫度信號，分別分兩路通過接口電路、濾波電路、高精度16位A/D轉換器(AD7705)，通過軟件的匹配放大，轉換為大腔壓力、溫度數(shù)字信號和小腔壓力溫度、數(shù)字信號，兩路數(shù)字信號再送入單片機89C51RD2FN進行數(shù)據(jù)處理。兩只壓力傳感器均采用恒電流電路供電。按下操作面板的G3鍵，輸入密碼進入壓力溫度補償菜單，按菜單的要求進行壓力、溫度補償。補償后的壓力溫度量送入EEPROMX5645貯存。在測量過程中計算機始終跟蹤實測的壓力、溫度，進行數(shù)據(jù)處理，溫度在-20℃～100℃的變化范圍內壓力精度可控制在0.2％F.S。
為解決稱重物料隨油缸運動速度的影響，本實用新型中設置了提升速度傳感器，提升速度傳感器是在一個防水裝置的壓鑄鉛盒中安裝兩個由干簧管做成的探頭，兩個探頭之間的間距為50mm。該傳感器通過支架安裝在裝載機的前支架固定不動。當安裝在裝載機的動臂上的永久磁鐵經(jīng)過速度傳感器(感應距離為20+5mm)時，兩個探頭分別發(fā)出開關信號，通過接口和抗干擾和緩沖電路進入單片機，單片機根據(jù)磁鐵通過兩個探頭的時間，計算出動臂運動的速度。有了速度參量，通過軟件對稱重重量進行速度補償。
速度補償程序通過操作按鍵G2和輸入密碼就可以調出。該速度補償程序分3個子程序，選擇子程序1，可對鏟斗空斗重量進行“大、中、小”三個速度補償。選擇子程序2，可對鏟斗內已知的標準重量進行“大、中、小”三個速度補償。選擇子程序3，可對“大、中、小”三個速度補償結果進行微調修正。速度補償后的各種物理量自行存入EEPROMX5645。按下G1鍵選擇子程序2，可以觀察到EEPROMX5645中補償?shù)膮?shù)。
主電器有許多功能，除了主界面顯示稱重結果外，按置零(去皮)按鍵進入置零(去皮)顯示界面。通過按鍵和密碼操作，可查詢溫度補償結果、速度補償結果、當前運行速度和溫度值；大小腔壓力傳感器是否工作正常，提升速度傳感器和翻斗斗數(shù)計數(shù)器是否工作正常；空斗重量的偏移；誤操作或故障顯示功能(同時聲響報警)，可查詢內存，已裝卸結果(128個打印數(shù)據(jù))。以上顯示均為中文字符。主電器還具有較強的編輯功能，可編輯司機姓名、被裝車的車號或公司名，可設定時間和欲裝物料的總重量。


圖1本實用新型的電路原理框圖。
圖2圖1中的主電器的電路原理圖。
圖3本實用新型中主電器外殼的主視圖。
圖4圖3中的A方向視圖。
圖5本實用新型中主電器外殼的側視圖。
具體實施方式
見圖2，可用于夜間觀看的LCD顯示器廣泛使用中文顯示，大大方便國內使用者。針對不同使用者設計了多種顯示屏(1)稱重操作者(即裝載機司機)使用的稱重主顯示屏、清零(除皮)顯示屏、參量設定顯示屏、數(shù)據(jù)打印查詢顯示屏等。其中稱重主顯示屏可同時顯示翻斗數(shù)、翻斗與提升臂位置、單斗物料重量、累加重量、遞減重量、日期和時間、姓名、車號和清零(除皮)狀態(tài)或有關故障提示等。清零和除皮合并為一種操作，因為目的都是為了得出翻斗內物料的凈重。
(2)調試、校準或維護維修人員使用的內部參量顯示屏、壓力-溫度校準顯示屏、重量-速度校準顯示屏等。其中參量顯示屏可同時顯示大/小腔油壓/油溫、提升臂速度、重量等原始數(shù)據(jù)，非常方便有關人員在稱重調校、故障分析時使用。
稱重數(shù)據(jù)可儲存在長期(100年)保存數(shù)據(jù)的EEPOM中，并可方便查詢或打印保存數(shù)據(jù)。不需用電池。
具有背光的按鍵方便夜間操作。稱重裝置的操作都是通過按鍵完成，方便快捷。
本裝載機電子稱重裝置具有下列技術指標(1)動態(tài)稱重精度0.5～1％FS(裝載機額定載重量)(2)單斗稱重范圍0～99.99t(3)累加稱重范圍0～327.67t(4)遞減總重量范圍0～327.67t(5)壓力傳感器工作壓力范圍0～18MPa，極限壓力100MPa(6)主機(測量顯示器)工作溫度范圍-20℃～50℃；各種傳感器工作溫度范圍-20℃～100℃。
(7)保存數(shù)據(jù)內容司機姓名、車號、斗數(shù)、累計重量、日期(年月日時分)?？杀４鏀?shù)據(jù)容量128組(每組含以上數(shù)據(jù))，并可擴展。
(8)液用電源直流20V～40V，并有過壓保護。
見圖3，主電器面板上部有液晶顯示屏(7)，面板下部鍵盤，鍵盤上有1～9、0數(shù)字鍵和“清零”、“打印”、“設定”、“回車”、“稱重”、“G1”、“G2”、“G3”功能鍵。還有移動鍵。
見圖4，在主電器的后端部有多個接口(8)，為兩個壓力傳感器接口、一個提升速度傳感器接口、一個翻斗斗數(shù)計數(shù)器接口、一個打印機接口。
權利要求1.裝載機電子稱重裝置，其特征在于裝載機的兩支動臂提升油缸中任一個油缸的高低壓腔的管路上安裝具有測量溫度功能的大腔壓力傳感器和小腔壓力傳感器；提升速度傳感器安裝在裝載機的前車架上；翻斗斗數(shù)計數(shù)器安裝在裝載機的翻斗油缸上；大腔壓力傳感器、小腔壓力傳感器、提升速度傳感器、翻斗斗數(shù)計數(shù)器通過電纜和接口與主電器直接相連；主電器以單片機CPU為核心；有安裝主電器的外殼；主電器包括大腔壓力傳感器接口濾波電路(1)連接放大和A/D轉換電路(2)，然后連接單片機CPU；小腔壓力傳感器接口濾波電路(3)連接放大和A/D轉換電路(4)，然后連接單片機CPU；翻斗斗數(shù)計數(shù)器接口連接抗干擾緩沖電路(5)，然后連接單片機CPU；提升速度傳感器接口連接抗干擾緩沖電路(6)，然后連接單片機CPU；單片機CPU分別與數(shù)據(jù)儲存電路、時鐘電路、鍵盤和背光電路、打印機電路、抗過壓穩(wěn)壓電路、LCD顯示電路連接；LCD顯示電路與液晶顯示屏連接；主電器采用單片機CPU控制，利用軟件對壓力信號、溫度信號、自動進行處理具有測量溫度功能的大腔壓力傳感器和小腔壓力傳感器分別測得大腔壓力溫度信號和小腔壓力溫度信號，分別分兩路通過各自的接口電路、濾波電路、高精度16位A/D轉換器，通過軟件的匹配放大，通過軟件進行壓力數(shù)據(jù)補償，轉換為大腔壓力溫度數(shù)字信號和小腔壓力溫度數(shù)字信號，兩路數(shù)字信號再送入單片機CPU進行數(shù)據(jù)處理，控制稱重測量精度。
2.根據(jù)權利要求1所述的裝載機電子稱重裝置，其特征在于單片機CPU選用89C51RD2FN型號的集成電路，放大和A/D轉換電路選用AD7705型號的集成電路，數(shù)據(jù)儲存電路選用X5645型號的集成電路，液晶顯示屏選用128×128點陣。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的裝載機電子稱重裝置，其特征在于提升速度傳感器是在一個防水裝置的壓鑄鉛盒中安裝兩個由干簧管做成的探頭，兩個探頭之間有間距，提升速度傳感器通過支架安裝在裝載機的前支架固定不動；當安裝在裝載機的動臂上的永久磁鐵經(jīng)過速度傳感器時，兩個探頭分別發(fā)出開關信號，通過接口和抗干擾和緩沖電路(6)進入單片機，單片機根據(jù)磁鐵通過兩個探頭的時間，計算出動臂運動的速度，有了速度參量，通過軟件對稱重重量進行速度補償。
4.根據(jù)權利要求3所述的裝載機電子稱重裝置，其特征在于主電器外殼面板上部有液晶顯示屏(7)，面板下部有鍵盤，鍵盤上有1～9、0數(shù)字鍵和“清零”、“打印”、“設定”、“回車”、“稱重”、“G1”、“G2”、“G3”功能鍵，還有移動鍵；在主電器的后端部有多個接口(8)，分別為兩個壓力傳感器接口、一個提升速度傳感器接口、一個翻斗斗數(shù)計數(shù)器接口、一個打印機接口。
專利摘要裝載機電子稱重裝置，其特征在于裝載機的兩支動臂提升油缸中任一個油缸的高低壓腔的管路上安裝具有測量溫度功能的壓力傳感器。在裝載機的前車架上安裝一個測量提升動臂的運動速度的傳感器，在翻斗油缸上安裝一個翻斗計數(shù)器。在駕駛室儀表臺上安裝帶CPU的主電器。并有打印機。以上幾個傳感器和翻斗計數(shù)器與主電器通過電纜、接口直接相連。本裝置的突出特點是通過主電器對壓力信號、溫度信號、速度信號進行軟件補償，確保裝載機稱重具有極高的動態(tài)稱重精度。主電器有極強的顯示功能、查詢功能、編輯功能、報警功能、打印功能。
文檔編號G01G13/00GK2708272SQ20042006014
公開日2005年7月6日 申請日期2004年7月8日 優(yōu)先權日2004年7月8日
發(fā)明者師學堯, 王鵬, 胡龍榮 申請人:成都英麥電子有限公司