CN102788635A - 一种矿车称重系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿车称重系统及其方法，属于车辆称重技术领域。所述系统包括矿车架体及其下部前侧的驾驶室，驾驶室后侧设置有悬挂轮组，悬挂轮组上设置有油缸，所述油缸上设置有压力传感器，所述压力传感器与矿车控制器相连接，所述矿车控制器与设置在驾驶室中的显示器连接，其中，所述油缸上还设有倾角传感器，所述倾角传感器与所述矿车控制器相连接。本发明通过增加倾角传感器，引入悬缸倾角参数进行计算，不仅使得载重测量更加精确，而且称重系统集成利用现有矿车控制器和显示屏，节约了成本和安装空间，方便了驾驶员观察；另外一方面，经过第一次调试，找到固定变化的参数，节约了调试成本。

Description

一种矿车称重系统及其方法

技术领域

本发明涉及车辆称重技术领域，尤其涉及一种矿车称重系统及其方法。 

背景技术

目前，针对载重车辆的称重方式主要有两种。一种是将已经装载的车辆行驶到固定的地磅上进行称重后减去货车自身的重量，这种称重方式必须到指定的安装有地磅的地方才能进行称重，并且不能在货车异地进行装载的同时进行实时监控， 也不能及时的控制车辆的装载量，这样会对货车本身及行车安全造成一定的危险。 

还有一种方案是在货车的车厢下部与车梁之间安置有称重传感器，在车体上安置有与传感器相连接的控制系统和显示系统，这种称重方式能在货车装载的同时随时进行监控，及时方便的称出货车的装载量，但这种技术方案只适用于散装水泥车、油罐车、液化石油车等车厢相对车梁固定连接的车辆，若使用在设有悬挂轮组和油缸的矿车上，会存在以下问题：由于矿车悬缸有倾角，所以测得的压力只是载重的部分重量；如果在斜坡上测量载重，偏差会更大；另外由于称重系统独立于整车控制系统，需要对不同车辆进行标重，使得在矿山上调整很不方便。 

发明内容

为了解决现有的车辆称重系统在矿车称重中测量有偏差以及称重系统独立于整车控制系统使得调整不方便的问题，本发明的一个目的是提供了一种矿车称重系统。所述技术方案如下： 

本发明公开了一种矿车称重系统，所述系统包括矿车架体及其下部前侧的驾驶室，驾驶室后侧设置有悬挂轮组，悬挂轮组上设置有油缸，所述油缸上设置有压力传感器，所述压力传感器与矿车控制器相连接，所述矿车控制器与设置在驾驶室中的显示器连接，其中，所述油缸上还设有倾角传感器，所述倾角传感器与所述矿车控制器相连接。

本发明的另外一个目的是公开了一种矿车称重方法，所述方法包括以下步骤： 

计算后悬缸水平载重，通过压力传感器数值、倾角传感器数值和后悬缸截面积计算出单边后悬缸载重G₁；

计算前悬缸水平载重，通过压力传感器数值、倾角传感器数值和前悬缸截面积计算出单边前悬缸载重和单边前轮总成重量之和G₂；

计算矿车水平载重，通过公式

  G=2G₁+2G₂-G₀+G₀′计算矿车载重，

其中G为矿车载重，G₀为矿车自重，G₀′为后桥与后轮总成重量；

计算矿车斜坡载重，通过实验得到矿车在斜坡上工况时的载重变化曲线，得到矿车斜坡载重与地面倾角变化关系，得到矿车斜坡载重；

进一步的技术方案，将上述数据结果和变化曲线输入到矿车控制系统，并经显示系统显示出数据。

优选的，所述显示系统为液晶显示屏。 

具体的，所述单边后悬缸载重G₁通过以下公式计算： 

$G_1=\frac{P_1{S}_1}{\cos a-u\sin a}$

其中，P₁表示后悬缸受到压力，S₁表示后悬缸有效缸径，a表示后悬缸与垂直面夹角，u表示活塞与缸壁摩擦系数。 

具体的，所述单边前悬缸载重和单边前轮总成重量之和G₂通过以下公式计算： 

$G_2=\frac{P_2{S}_2}{k}$

其中，P₁表示前悬缸所受的压力，S₁表示前悬缸有效缸径，k表示前悬缸力与地面支力之比。 

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，1.通过设有倾角传感器得到悬缸倾角，使得载重测量更加精确；2.将测量数据集成到现有矿车控制器和显示屏，节约了成本，节省了安装空间，方便了驾驶员观察；3. 第一次调试，找到固定变化参数，以后不用在矿山重新标重调试，节约了调试成本。 

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 

图1是本发明实施例提供的矿车称重系统后悬缸受力图； 

图2是本发明实施例提供的矿车称重系统前悬缸受力分析图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。 

本发明实施例公开了一种矿车称重系统，所述系统包括矿车架体及其下部前侧的驾驶室，驾驶室后侧设置有悬挂轮组，悬挂轮组上设置有油缸，所述油缸上设置有压力传感器，所述压力传感器与矿车控制器相连接，所述矿车控制器与设置在驾驶室中的显示器连接，其中，所述油缸上还设有倾角传感器，所述倾角传感器与所述矿车控制器相连接。 

本发明实施例还公开了一种矿车称重方法，所述方法包括以下步骤： 

计算后悬缸水平载重，通过压力传感器数值、倾角传感器数值和后悬缸截面积计算出单边后悬缸载重G₁。

如图1所示，由后悬缸受力图得到 

$G_1=\frac{P_1{S}_1}{\cos a-u\sin a}$

其中，G₁表示单边后悬缸所受载重，P₁表示后悬缸受到压力，S₁表示后悬缸有效缸径，a表示后悬缸与垂直面夹角，u表示活塞与缸壁摩擦系数。 

计算前悬缸水平载重，通过压力传感器数值、倾角传感器数值和前悬缸截面积计算出单边前悬缸载重和单边前轮总成重量之和G₂。 

如图2所示，为前悬缸受力分析图，以车轮、轴和主销组成的整体为研究对象，对A点取矩，轮胎支反力G与下横臂拉力F₂平衡 

G·m=F₂·lcos(γ+θ₂) 

由余弦定理得到 

F₃ ²=G²+F₂ ²-2G·F₂COS(90°+θ₂) 

由正弦定理得到 

对于上横臂，对B点取矩，F₃的反作用力与悬缸力F₄平衡， 

F₃acos(α+θ₁)=F₄cos(θ₁+θ₄)b 

悬缸力F₄与地面支力G之比， 

$k=\frac{F_4}{G}\≈1.38$

最后得出公式 

$G_2=\frac{P_2{S}_2}{k}=\frac{P_2{S}_2}{1.38}$

其中，G₁表示单边前悬缸所所承受载重加单边前轮总成重量，P₁表示前悬缸所受的压力，S₁表示前悬缸有效缸径； 

计算矿车水平载重，通过公式 

G=2G₁+2G₂-G₀+G₀′计算矿车载重， 

其中G为矿车载重，G₀为矿车自重，G₀′为后桥与后轮总成重量； 

计算矿车斜坡载重，通过实验得到矿车在斜坡上工况时的载重变化曲线，得到矿车斜坡载重与地面倾角变化关系，得到矿车斜坡载重； 

显示数据，将上述数据结果和曲线输入到矿车控制系统，并经显示系统显示出数据。首先将油压传感器信号与倾角传感器信号输入到已有的矿车控制器；通过实验测出摩擦系数和车辆在斜坡上工况时载重曲线变化，得到载重与倾角的变化关系，通过倾角传感器计算悬缸倾斜角度，通过公式计算出载重，显示在已有显示系统上，不在单独安装显示系统。 

优选，所述显示系统为液晶显示屏。 

本发明实施例通过增加倾角传感器，引入悬缸倾角参数进行计算，不仅使得载重测量更加精确，而且也节约了成本和安装空间，方便了驾驶员观察；同时经过第一次调试，找到固定变化的参数，也节约了调试成本。 

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但本发明并不限制于以上描述的具体实施例，其只是作为范例。对于本领域技术人员而言，任何等同 

修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作出的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (6)

1.一种矿车称重系统，包括矿车架体及其下部前侧的驾驶室，驾驶室后侧设置有悬挂轮组，悬挂轮组上设置有油缸，所述油缸上设置有压力传感器，所述压力传感器与矿车控制器相连接，所述矿车控制器与设置在驾驶室中的显示器连接，其特征在于，所述油缸上还设有倾角传感器，所述倾角传感器与所述矿车控制器相连接。

2.一种矿车称重方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

计算后悬缸水平载重，通过压力传感器数值、倾角传感器数值和后悬缸截面积计算出单边后悬缸载重G₁；

计算前悬缸水平载重，通过压力传感器数值、倾角传感器数值和前悬缸截面积计算出单边前悬缸载重和单边前轮总成重量之和G₂；

计算矿车水平载重，通过公式

G=2G₁+2G₂-G₀+G₀′计算矿车载重，

其中G为矿车载重，G₀为矿车自重，G₀′为后桥与后轮总成重量；

计算矿车斜坡载重，通过实验得到矿车在斜坡上工况时的载重变化曲线，得到矿车斜坡载重与地面倾角变化关系，得到矿车斜坡载重；

3.如权利要求2所述的矿车称重方法，其特征在于，将上述数据结果和变化曲线输入到矿车控制系统，并经显示系统显示出数据。

4.如权利要求3所述的矿车称重方法，其特征在于，所述显示系统为液晶显示屏。

5.如权利要求2所述的矿车称重方法，其特征在于，所述单边后悬缸载重G₁通过以下公式计算：

其中，P₁表示后悬缸受到压力，S₁表示后悬缸有效缸径，a表示后悬缸与垂直面夹角，u表示活塞与缸壁摩擦系数。

6.如权利要求2所述的矿车称重方法，其特征在于，所述单边前悬缸载重和单边前轮总成重量之和G₂通过以下公式计算： 

其中，P₁表示前悬缸所受的压力，S₁表示前悬缸有效缸径，k表示前悬缸力与地面支力之比。 

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