專利名稱：一種露天礦用自卸車車載稱重系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型專利涉及一種露天礦用自卸車車載稱重系統(tǒng)，尤其是涉及一種具有 對車載載荷自動進(jìn)行測量、顯示、數(shù)據(jù)存貯及超載報警功能的大噸位露天礦用自卸車車載 稱重系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，大型礦用自卸車裝載礦物的重量測量是靠估方或卸貨后測量的方式，由于 地磅測量的范圍小，因此這些測量方法存在測量數(shù)據(jù)誤差大、耗時長等缺陷。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有大型礦用自卸車裝載礦物的重量測量存在的上 述缺陷，提供一種具有對車載載荷進(jìn)行自動測量、顯示、數(shù)據(jù)存貯、存貯數(shù)據(jù)下載及超載報 警功能的大噸位露天礦用自卸車車載稱重系統(tǒng)。本實用新型的目的通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)其包括PC機、主控制器、壓力傳 感器、雙軸傾斜計、超載信號燈、滿載信號燈、空載信號燈、電源、制動鎖定開關(guān)、車廂舉升開 關(guān)、車速傳感器，所述所屬壓力傳感器、雙軸傾斜計、制動鎖定開關(guān)、車廂舉升開關(guān)、車速傳 感器輸出端和電源與主控制器輸入端連接，主控制器輸出端與超載信號燈、滿載信號燈、空 載信號燈連接，PC機與主控制器雙向連接。主控制器輸出端還可以與其他外設(shè)(例如車輛管理系統(tǒng)和礦山調(diào)度系統(tǒng))連接。所述壓力傳感器為4個，分別安裝在車輛的不同懸掛上。所述主控制器采用鋁制機殼安裝，以提高抗電磁干擾能力。所述主控制器帶有CPU芯片、A/D轉(zhuǎn)換模塊、DI/D0轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)存儲芯片、通信 模塊、液晶顯示模塊和按鍵；通信模塊配備有RS232通訊接口、RS485通訊接口與CAN通訊 接口，RS232與RS485通訊接口采用MODBUS現(xiàn)場總線協(xié)議，CAN通訊采用國際標(biāo)準(zhǔn)的總線通 訊協(xié)議。本實用新型能實時顯示車輛的載荷、車速、坡度、時間、懸掛壓力等功能參數(shù)；同 時，還具有強大的數(shù)據(jù)記錄、報警和上位機數(shù)據(jù)下載、數(shù)據(jù)庫查詢、故障分析等功能，能記錄 駕駛員每班、每日、每月、每季運載的次數(shù)、運載的總量、車輛超載時間等信息；具有RS232、 RS485及CAN總線等通訊接口，系統(tǒng)獲取的數(shù)據(jù)能通過這些接口與車輛信息管理等智能系 統(tǒng)實現(xiàn)互聯(lián)。本實用新型算法智能化，運算速度快，精度高，操作簡單，維護(hù)簡單；還可與PC機 進(jìn)行通訊，下載存貯在系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)和進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置；車輛載荷測量不受場地限制，載荷 測量方便，帶有超載、滿載和空載等載荷信號燈。本實用新型可以幫助駕駛員和調(diào)度管理部門及時了解車輛的載荷情況，以防止車 輛超載，從而延長車輛和輪胎使用壽命，減少車輛維修時間，并減少車輛維護(hù)運行成本。
圖1是本實用新型硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方框圖；圖2是本實用新型載荷計算及控制流程圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖及實施實例對本實用新型的一種具體實施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的描 述，但本實用新型的實施方式不限于此。參照圖1，本實施例包括PC機、主控制器、壓力傳感器I、壓力傳感器II、壓力傳感 器III、壓力傳感器IV、雙軸傾斜計、超載信號燈、滿載信號燈、空載信號燈、電源、制動鎖定開 關(guān)、車廂舉升開關(guān)、車速傳感器，所述壓力傳感器I、壓力傳感器II、壓力傳感器III、壓力傳 感器IV、雙軸傾斜計、制動鎖定開關(guān)、車廂舉升開關(guān)、車速傳感器輸出端和電源與主控制器 輸入端連接，主控制器輸出端與超載信號燈、滿載信號燈、空載信號燈連接，PC機與主控制 器雙向連接；主控制器輸出端還與外設(shè)一車輛管理系統(tǒng)或/和礦山調(diào)度系統(tǒng)連接。壓力傳感器I、壓力傳感器II、壓力傳感器III、壓力傳感器IV分別安裝在車輛的不 同懸掛上，每個壓力傳感器能將測得的懸掛壓力的變化信號轉(zhuǎn)換成4 20 mA的模擬信號， 并送至主控制器；雙軸傾斜計安裝在司機室內(nèi)，其先將車輛行駛途中的坡度信號轉(zhuǎn)換成0 5 V電 信號，然后送至主控制器。系統(tǒng)通過模態(tài)仿真計算，可提高在坡度時的載荷計算精確度。制動鎖定開關(guān)安裝在司機室內(nèi)；車廂舉升開關(guān)安裝在車架上；車速傳感器安裝在 車輪上；超載信號燈、滿載信號燈、空載信號燈安裝在甲板兩側(cè)。主控制器采用鋁制機殼安裝。所述主控制器是整個稱重系統(tǒng)的核心，主控制器的CPU芯片為DSPTMS320F2812， 還帶有A/D轉(zhuǎn)換模塊、DI/D0轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)存儲芯片、通信模塊、液晶顯示模塊和按鍵；通 信模塊配備有1個RS232通訊接口、1個RS485通訊接口與1個CAN通訊接口，RS232與 RS485通訊接口采用MODBUS現(xiàn)場總線協(xié)議，CAN通訊采用國際標(biāo)準(zhǔn)的總線通訊協(xié)議，具有很 好的通用性，可方便地實現(xiàn)與其它車輛智能系統(tǒng)的互聯(lián)；主控制器表面設(shè)有液晶顯示屏和 功能按鍵，通過顯示屏可以看到車輛的工作情況和有關(guān)數(shù)據(jù)；主控制器接收壓力傳感器I、 壓力傳感器II、壓力傳感器III、壓力傳感器IV發(fā)出的車輛空載和裝載時的壓力變化信息并 轉(zhuǎn)換成貨箱內(nèi)貨物的重量變化信息，接收車速傳感器、制動鎖定開關(guān)、車廂舉升開關(guān)、雙軸 傾斜計分別發(fā)出的車速信號、制動鎖定信號、車廂舉升信號、車輛左右和前后的傾斜角度信 號，判斷車輛的當(dāng)前狀態(tài)并修正車輛載荷，計算出車載準(zhǔn)確載荷后，自動在控制器的顯示屏 上顯示相關(guān)實際載荷數(shù)據(jù)，控制相應(yīng)的載荷信號燈亮起，同時存貯載荷數(shù)據(jù)、運輸次數(shù)等， 將存貯的數(shù)據(jù)通過通信模塊向外部設(shè)備輸出數(shù)據(jù)。同時，通過采集車速傳感器信號，算出負(fù) 載運輸公里數(shù)，并累計折算出運載的噸公里數(shù)據(jù)。本車載稱重系統(tǒng)主控制器CPU采用的TMS320F2812芯片，抗干擾能力強，集成度
高，運算速度快。本實用新型自動稱重系統(tǒng)的重量計算流程參照圖2，大型自卸車車輛循環(huán)運輸常分8個不同狀態(tài)(或稱階段)——I空車狀 態(tài)2、II自重測量狀態(tài)3 JII裝載狀態(tài)6、IV調(diào)度狀態(tài)8、V測重狀態(tài)9、VI運輸狀態(tài)10、ΥΠ卸車
4狀態(tài)12及VDI卸車完畢狀態(tài)13。每個狀態(tài)(或稱階段)都需要自動稱重系統(tǒng)進(jìn)行不同的計算 和儲存不同的數(shù)據(jù)。車載稱重系統(tǒng)上電后系統(tǒng)開始運行，系統(tǒng)進(jìn)入I空車狀態(tài)2，如果有效載重量少于 額定載荷的20%，自動稱重系統(tǒng)將進(jìn)入II自重測量3，并開始計算新的空車自重；如果有效 載重量未降到額定載荷的20%以下，系統(tǒng)將返回到IV調(diào)度狀態(tài)8，直至卸車之后系統(tǒng)將計數(shù)
運載一次。車載稱重系統(tǒng)在II自重測量狀態(tài)3下，當(dāng)車速大于5 km/h時，主控制器計算自卸 車空車時懸掛承受重量，這個自重數(shù)值將從有效載荷的懸掛承受重量中扣除，以計算最后 的有效載重量；主控制器收到制動鎖定信號后，由II自重測量狀態(tài)3進(jìn)入III裝載狀態(tài)6，如 果主控制器沒收到制動鎖定信號，但檢測到有連續(xù)裝載載荷并大于額定載荷的50%，系統(tǒng)也 進(jìn)入III裝載狀態(tài)6。只要車輛一開始移動，如果移動小于160 m，駕駛員把車輛重新定位到裝載機下 面，進(jìn)入IV調(diào)度狀態(tài)8，在調(diào)度區(qū)內(nèi)的任何時間都可添加更多的有效載重量；車輛一旦行走 達(dá)到160 m，稱重系統(tǒng)進(jìn)入V測重狀態(tài)9 ；在V測重狀態(tài)9，如果移動速度超過5km/h，主控制 器收到壓力傳感器測得的懸掛壓力變化信號，就開始計算負(fù)載時懸掛承受重量，進(jìn)入VI運 輸狀態(tài)10 ；在運輸過程中，主控制器的顯示屏?xí)@示實時重量，同時載荷信號燈會指示當(dāng) 前的載荷狀態(tài)，實際載荷小于額定載荷的10%，空載信號燈(白色)會常亮，實際載荷大于額 定載荷的70%小于90%時，滿載信號燈(黃色)會閃爍亮，實際載荷大于額定載荷的90%小于 105%時，滿載信號燈(黃色)會常亮，實際載荷大于額定載荷的105%時，超載信號燈(紅色) 會常亮。系統(tǒng)進(jìn)入VI運輸狀態(tài)10后，如收到貨箱車廂舉升信號11，稱重系統(tǒng)進(jìn)入ΥΠ卸車狀 態(tài)12。系統(tǒng)進(jìn)入VI運輸狀態(tài)10后，如紿終沒收到車廂舉升信號11，系統(tǒng)會保持在VI運輸 狀態(tài)10。當(dāng)車輛箱斗降回原位時，稱重系統(tǒng)就進(jìn)入至VDI卸車完畢狀態(tài)13，系統(tǒng)又返回I空 車狀態(tài)2，進(jìn)入下一個運輸循環(huán)。具體操作步驟(1)系統(tǒng)加電后進(jìn)入工作狀態(tài)；(2)將某一型號額定載荷等參數(shù)通 過按鍵輸入主控制器；(3)主控制器接收壓力傳感器發(fā)出的壓力信號、雙軸傾斜計發(fā)出的 坡度信號、車速傳感器發(fā)出的車速信號，檢測車輛當(dāng)前的姿態(tài)和車輛運行狀態(tài)，進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 換并計算出當(dāng)前車輛的實際載荷；(4)車輛獲取載荷參數(shù)后通過分析比較，實施如下相應(yīng) 措施1)顯示實時重量，提示司機，點亮載荷信號燈對車外管理人員發(fā)出指示，存貯當(dāng)次載 荷數(shù)據(jù)，2 )將數(shù)據(jù)以通訊的方式進(jìn)行傳輸。
權(quán)利要求一種露天礦用自卸車車載稱重系統(tǒng)，其特征在于，包括PC機、主控制器、壓力傳感器、雙軸傾斜計、超載信號燈、滿載信號燈、空載信號燈、電源、制動鎖定開關(guān)、車廂舉升開關(guān)、車速傳感器，所述壓力傳感器、雙軸傾斜計、制動鎖定開關(guān)、車廂舉升開關(guān)、車速傳感器輸出端和電源與主控制器輸入端連接，主控制器輸出端與超載信號燈、滿載信號燈、空載信號燈連接，PC機與主控制器雙向連接。
2.如權(quán)利要求1所述的露天礦用自卸車車載稱重系統(tǒng)，其特征在于，所述壓力傳感器 為4個，分別安裝在車輛的不同懸掛上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的露天礦用自卸車車載稱重系統(tǒng)，其特征在于，所述主控制器 輸出端還與車輛管理系統(tǒng)或/和礦山調(diào)度系統(tǒng)連接。
專利摘要一種露天礦用自卸車車載稱重系統(tǒng)，其包括PC機、主控制器、壓力傳感器、雙軸傾斜計、超載信號燈、滿載信號燈、空載信號燈、電源、制動鎖定開關(guān)、車廂舉升開關(guān)、車速傳感器，所述壓力傳感器、雙軸傾斜計、制動鎖定開關(guān)、車廂舉升開關(guān)、車速傳感器和電源與主控制器輸入端連接，主控制器輸出端與超載信號燈、滿載信號燈、空載信號燈連接，所述PC機與主控制器雙向連接。使用本實用新型，可以對大噸位露天礦用自卸車載荷自動進(jìn)行測量、顯示、記錄和超載報警。
文檔編號G01G19/12GK201765041SQ20102028891
公開日2011年3月16日 申請日期2010年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月12日
發(fā)明者劉志清, 孫衛(wèi)陽, 梁小波, 段家典, 陳小可 申請人:湘電重型裝備股份有限公司