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：
本發(fā)明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(duì)車載 載荷自動(dòng)進(jìn)行測(cè)量、顯示、數(shù)據(jù)存貯及超載報(bào)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(cè)量是靠估方或卸貨后測(cè)量的方式，由于 地磅測(cè)量的范圍小，因此這些測(cè)量方法存在測(cè)量數(shù)據(jù)誤差大、耗時(shí)長(zhǎng)等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有大型礦用自卸車裝載礦物的重量測(cè)量存在的上述缺 陷，提供一種具有對(duì)車載載荷進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量、顯示、數(shù)據(jù)存貯、存貯數(shù)據(jù)下載及超載報(bào)警功 能的大噸位露天礦用自卸車車載稱重系統(tǒng)。本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)其包括PC機(jī)、主控制器、壓力傳感器、 雙軸傾斜計(jì)、超載信號(hào)燈、滿載信號(hào)燈、空載信號(hào)燈、電源、制動(dòng)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(jì)、制動(dòng)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(hào)燈、滿載信號(hào)燈、空載信號(hào) 燈連接，PC機(jī)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(gè)，分別安裝在車輛的不同懸掛上。所述主控制器采用鋁制機(jī)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(chǔ)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(chǎng)總線協(xié)議，CAN通訊采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的總線通 訊協(xié)議。本發(fā)明能實(shí)時(shí)顯示車輛的載荷、車速、坡度、時(shí)間、懸掛壓力等功能參數(shù)；同時(shí)， 還具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)記錄、報(bào)警和上位機(jī)數(shù)據(jù)下載、數(shù)據(jù)庫(kù)查詢、故障分析等功能，能記錄駕 駛員每班、每日、每月、每季運(yùn)載的次數(shù)、運(yùn)載的總量、車輛超載時(shí)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(guò)這些接口與車輛信息管理等智能系 統(tǒng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。本發(fā)明算法智能化，運(yùn)算速度快，精度高，操作簡(jiǎn)單，維護(hù)簡(jiǎn)單；還可與PC機(jī)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(cè)量不受場(chǎng)地限制，載荷測(cè)量 方便，帶有超載、滿載和空載等載荷信號(hào)燈。本發(fā)明可以幫助駕駛員和調(diào)度管理部門及時(shí)了解車輛的載荷情況，以防止車輛超 載，從而延長(zhǎng)車輛和輪胎使用壽命，減少車輛維修時(shí)間，并減少車輛維護(hù)運(yùn)行成本。


圖1是本發(fā)明硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方框圖； 圖2是本發(fā)明載荷計(jì)算及控制流程圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖及實(shí)施實(shí)例對(duì)本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但 本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。參照?qǐng)D1，本實(shí)施例包括PC機(jī)、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(jì)、超載信號(hào)燈、滿載信號(hào)燈、空載信號(hào)燈、電源、制動(dòng)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(jì)、制動(dòng)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(hào)燈、滿載信號(hào)燈、空載信號(hào)燈連接，PC機(jī)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(gè)壓力傳感器能將測(cè)得的懸掛壓力的變化信號(hào)轉(zhuǎn)換成4 20 mA的模擬信號(hào)， 并送至主控制器；
雙軸傾斜計(jì)安裝在司機(jī)室內(nèi)，其先將車輛行駛途中的坡度信號(hào)轉(zhuǎn)換成0 5 V電信號(hào)， 然后送至主控制器。系統(tǒng)通過(guò)模態(tài)仿真計(jì)算，可提高在坡度時(shí)的載荷計(jì)算精確度。制動(dòng)鎖定開關(guān)安裝在司機(jī)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(hào)燈、滿載信號(hào)燈、空載信號(hào)燈安裝在甲板兩側(cè)。主控制器采用鋁制機(jī)殼安裝。所述主控制器是整個(gè)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(chǔ)芯片、通信模塊、液晶顯示模塊和按鍵；通 信模塊配備有1個(gè)RS232通訊接口、1個(gè)RS485通訊接口與1個(gè)CAN通訊接口，RS232與 RS485通訊接口采用MODBUS現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議，CAN通訊采用國(guó)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(shí)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(guò)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(shí)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(dòng)鎖定開關(guān)、車廂舉升開關(guān)、雙軸 傾斜計(jì)分別發(fā)出的車速信號(hào)、制動(dòng)鎖定信號(hào)、車廂舉升信號(hào)、車輛左右和前后的傾斜角度信 號(hào)，判斷車輛的當(dāng)前狀態(tài)并修正車輛載荷，計(jì)算出車載準(zhǔn)確載荷后，自動(dòng)在控制器的顯示屏 上顯示相關(guān)實(shí)際載荷數(shù)據(jù)，控制相應(yīng)的載荷信號(hào)燈亮起，同時(shí)存貯載荷數(shù)據(jù)、運(yùn)輸次數(shù)等， 將存貯的數(shù)據(jù)通過(guò)通信模塊向外部設(shè)備輸出數(shù)據(jù)。同時(shí)，通過(guò)采集車速傳感器信號(hào)，算出負(fù) 載運(yùn)輸公里數(shù)，并累計(jì)折算出運(yùn)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(qiáng)，集成度
高，運(yùn)算速度快。本發(fā)明自動(dòng)稱重系統(tǒng)的重量計(jì)算流程
參照?qǐng)D2，大型自卸車車輛循環(huán)運(yùn)輸常分8個(gè)不同狀態(tài)(或稱階段)——I空車狀態(tài)2、 II自重測(cè)量狀態(tài)3、III裝載狀態(tài)6、IV調(diào)度狀態(tài)8、V測(cè)重狀態(tài)9、VI運(yùn)輸狀態(tài)10、ΥΠ卸車狀態(tài)12及VDI卸車完畢狀態(tài)13。每個(gè)狀態(tài)(或稱階段)都需要自動(dòng)稱重系統(tǒng)進(jìn)行不同的計(jì)算和儲(chǔ) 存不同的數(shù)據(jù)。車載稱重系統(tǒng)上電后系統(tǒng)開始運(yùn)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(dòng)稱重系統(tǒng)將進(jìn)入II自重測(cè)量3，并開始計(jì)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(jì)數(shù)
運(yùn)載一次。車載稱重系統(tǒng)在II自重測(cè)量狀態(tài)3下，當(dāng)車速大于5 km/h時(shí)，主控制器計(jì)算自卸 車空車時(shí)懸掛承受重量，這個(gè)自重?cái)?shù)值將從有效載荷的懸掛承受重量中扣除，以計(jì)算最后 的有效載重量；主控制器收到制動(dòng)鎖定信號(hào)后，由II自重測(cè)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(dòng)鎖定信號(hào)，但檢測(cè)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(dòng)，如果移動(dòng)小于160 m，駕駛員把車輛重新定位到裝載機(jī)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(shí)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(cè)重狀態(tài)9 ；在V測(cè)重狀態(tài)9，如果移動(dòng)速度超過(guò)5km/h，主控制 器收到壓力傳感器測(cè)得的懸掛壓力變化信號(hào)，就開始計(jì)算負(fù)載時(shí)懸掛承受重量，進(jìn)入VI運(yùn) 輸狀態(tài)10 ；在運(yùn)輸過(guò)程中，主控制器的顯示屏?xí)@示實(shí)時(shí)重量，同時(shí)載荷信號(hào)燈會(huì)指示當(dāng) 前的載荷狀態(tài)，實(shí)際載荷小于額定載荷的10%，空載信號(hào)燈(白色)會(huì)常亮，實(shí)際載荷大于額 定載荷的70%小于90%時(shí)，滿載信號(hào)燈(黃色)會(huì)閃爍亮，實(shí)際載荷大于額定載荷的90%小于 105%時(shí)，滿載信號(hào)燈(黃色)會(huì)常亮，實(shí)際載荷大于額定載荷的105%時(shí)，超載信號(hào)燈(紅色) 會(huì)常亮。系統(tǒng)進(jìn)入VI運(yùn)輸狀態(tài)10后，如收到貨箱車廂舉升信號(hào)11，稱重系統(tǒng)進(jìn)入ΥΠ卸車狀 態(tài)12。系統(tǒng)進(jìn)入VI運(yùn)輸狀態(tài)10后，如紿終沒收到車廂舉升信號(hào)11，系統(tǒng)會(huì)保持在VI運(yùn)輸 狀態(tài)10。當(dāng)車輛箱斗降回原位時(shí)，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(gè)運(yùn)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(hào)額定載荷等參數(shù)通 過(guò)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(hào)、雙軸傾斜計(jì)發(fā)出的 坡度信號(hào)、車速傳感器發(fā)出的車速信號(hào)，檢測(cè)車輛當(dāng)前的姿態(tài)和車輛運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 換并計(jì)算出當(dāng)前車輛的實(shí)際載荷；(4)車輛獲取載荷參數(shù)后通過(guò)分析比較，實(shí)施如下相應(yīng) 措施1)顯示實(shí)時(shí)重量，提示司機(jī)，點(diǎn)亮載荷信號(hào)燈對(duì)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(jī)、主控制器、壓力傳感器、雙軸傾斜計(jì)、超載信號(hào)燈、滿載信號(hào)燈、空載信號(hào)燈、電源、制動(dòng)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(jì)、制動(dòng)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(hào)燈、滿載信號(hào)燈、空載信號(hào)燈連接，PC機(jī)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(gè)，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。
全文摘要
一種露天礦用自卸車車載稱重系統(tǒng)，其包括PC機(jī)、主控制器、壓力傳感器、雙軸傾斜計(jì)、超載信號(hào)燈、滿載信號(hào)燈、空載信號(hào)燈、電源、制動(dòng)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(jì)、制動(dòng)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(hào)燈、滿載信號(hào)燈、空載信號(hào)燈連接，所述PC機(jī)與主控制器雙向連接。使用本發(fā)明，可以對(duì)大噸位露天礦用自卸車載荷自動(dòng)進(jìn)行測(cè)量、顯示、記錄和超載報(bào)警。
文檔編號(hào)G01G19/08GK101885310SQ20101025113
公開日2010年11月17日 申請(qǐng)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(yáng), 梁小波, 段家典, 陳小可 申請(qǐng)人:湘電重型裝備股份有限公司