CN109624845A - 一种自卸车举升安全监控装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种自卸车举升安全监控装置及方法，包括有角度传感器、油压传感器、中央控制装置、驾驶室显示装置四大部件；油压传感器设置于液压油缸油口位置，采集油压；角度传感器设置于翻转轴上方，车厢腹部中心位置，采集车厢角度；采用本技术方案的自卸车举升安全监控装置，一方面可实时监测车厢举升角度、侧倾角度，实时监测油路压力，结合货物重量进行综合分析，评定，识别车厢举升异常，预测可能发生的侧翻事故；另一方面可计算车辆的货物装载重量，提示超载，统计作业重量，对车辆举升系统提供保养维护建议；具有同时称重和控制重量、效率高、远程监控、准确性好的特点。

Description

一种自卸车举升安全监控装置及方法

技术领域

本发明属于自卸车技术领域，具体涉及一种自卸车举升安全监控装置及方法。

背景技术

自卸车举升安全监控装置主要分为两部分，一是称重部分，主要有两种方式：一种是将装载后的车行驶到固定的地磅上进行称重后减去车自重，这种称重方式必须行驶到固定的计量站才能进行货物称重，不能在装载的同时称重和控制重量，效率较低，也不能在远程监控管理；另一种，是在货车车厢和底盘大梁之间安装压力传感器监测重量，这种方式可以实时监测厢体重量，但存在误差大，容易损坏的缺点。二是车身状态监测部分，主要采用安装在自卸车厢体底部的角度仪，这种方式只是单纯的监测侧倾角度来防止侧翻，不能和举升角度已经厢体重量进行综合分析评定，准确性欠佳。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种自卸车举升安全监控装置及方法，适用于自卸单车或自卸半挂车的前置液压油缸举升，具有同时称重和控制重量、效率高、远程监控、准确性好的特点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种自卸车举升安全监控装置，包括有角度传感器、油压传感器、中央控制装置、驾驶室显示装置；角度传感器通过角度传感器支架固定于车厢底部中心位置，且位于翻转轴和下横梁的上方；角度传感器采集车厢举升和侧倾角度；油压传感器设置于液压油缸油口处，且在进油口和油管之间；油压传感器通过转换接头与直通接头、转换接头固定连接，油压传感器采集油压；角度传感器和油压传感器通过布设在车体上的线束总成与中央控制装置相连。

所述的角度传感器采用成熟的工业级MEMS加速度计，通过把静态重力场的变化转化为倾角变化，以数字形式输出测量轴与水平面的夹角。

所述的油压传感器采用了高性能的硅压阻式压力充油芯体。

所述的中央控制装置采用专业汽车级元器件设计，可采集角度传感器及油压传感器发出的信号并计算处理，通过CAN总线与现实装置进行通信。

所述的驾驶室显示装置采用高清5寸TFT屏显示；驾驶室显示装置还内置了GPS模块、GPRS远程通讯模块。

利用自卸车举升安全监控装置监测的方法，包括以下步骤：

步骤1，将角度传感器通过角度传感器支架固定于车厢底部中心位置，且位于翻转轴和下横梁的上方；油压传感器设置于液压油缸油口处，且在进油口和油管之间；角度传感器和油压传感器通过布设在车体上的线束总成与中央控制装置相连；

步骤2，角度传感器、油压传感器通过布设在车体上的线束总成将采集的数字信号传输给中央控制装置进行处理、计算，获得油压信息、货物重量信息、车厢状态信息、货物卡滞，厢门异常报警信息；

步骤3，中央控制装置将步骤2获得的信息发送给驾驶室显示装置；驾驶室显示装置一方面将综合处理、计算后的货物重量进行实时显示，对超载信息进行报警；另一方面实时显示车辆举升和侧倾角度，油压信息，警示车辆存在的举升异常和侧翻安全隐患；另外，驾驶室显示装置还将车辆位置信息，作业重量，安全状态进行统计、存储，驾驶室显示装置通过GPRS远程通讯模块将信息实时传输给后台服务器，方便车队更精准的管理。

所述货物重量信息的计算具体包括以下步骤：

首先，以油液压力，油缸内最大截面积,根据F＝PS，得到举起载货车厢所需的油缸举升力；

其次，结合油缸安装尺寸，车厢长度尺寸，后悬尺寸，根据杠杆平衡原理，对厢体重量进行初步计算；

再次，通过加入车厢举升和侧倾角度两组数据进行修正，得到厢体重量；

最后，用该厢体重量减去标定的车厢自重，得出厢体内货物的重量。

所述的车厢状态信息，包括以下步骤：

角度传感器将倾角信号通过信号传输线传送给中央控制装置，中央控制装置结合油缸压力对车辆举升过程中的安全状况进行分析，当预测到车辆可能发生侧翻时，由驾驶室显示装置进行报警，提示司机停止作业，检查车辆安全隐患。

所述的对车辆举升过程中的安全状况的分析方法，具体包括以下步骤：

在举升过程中实时测量车厢举升和侧倾角度，对不同的货物重量设置不同的侧倾角度阈值，当实际侧倾角度值超过该阈值时进行报警，警示可能发生侧翻；

在整个举升过程中，由油压传感器实时监测油缸压力变化，与经验变化曲线进行实时比对，当检测到异常时进行报警，提示卸货异常，提示司机停止作业，检查可能存在粘厢或厢门卡滞或液压系统故障隐患。

所述的货物重量信息和车厢状态信息，可实时存储在驾驶室显示装置内部，并通过驾驶室显示装置内部的GPRS模块实时上传至后台，另外驾驶室显示装置内部的GPS模块将所在位置上传给后台，方便对车队进行精准管理、考核。

本发明的有益效果是：

与现有技术相比，本发明由于采用了高性能的硅压阻式压力充油芯体的油压传感器，并结合特殊的货物重量算法，实现了实时对车厢货物称重的优点，克服了上地磅的不便，所以具有称重方便，快捷的优点；由于采用了基于地球重力的高精度角度传感器，并结合大量侧翻统计数据分析侧翻隐患，能准备分析预测车厢举升安全状态，所以具有预警准确，提前的优点，能有效防止举升侧翻的发生；由于结合了大量举升过程中油压变化的曲线，能有效识别举升过程中存在的箱门未开，货物卡滞的隐患，具有预警准确，高效的优点；本发明适用于采用前置油缸举升的单车或半挂式工程自卸车辆。

采用本发明，可实时获得油缸油压数据、车厢角度数据，货物重量数据、举升安全评估数据、作业统计数据、维保提醒数据等信息，使自卸车能够随时方便的自行监测所载货物重量，实现对车厢举升过程的状态监测，预防侧翻、识别粘厢、厢门未开或货物卡滞等异常状况，同时配备GPS装置和GPRS远程通讯装置，实现对自卸车举升安全状态的监控和管理。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明油压传感器的安装示意图。

图3是本发明角度传感器的安装示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作进一步详细说明。

参见图1、2、3，一种自卸车举升安全监控装置，包括有角度传感器1、油压传感器2、中央控制装置3、驾驶室显示装置4四大部件；角度传感器1通过角度传感器支架7固定于车厢5底部中心位置，且位于翻转轴6和下横梁8的上方；角度传感器1采集车厢举升和侧倾角度；油压传感器2设置于液压油缸油口处，且在进油口9和油管13之间；油压传感器2通过转换接头12与直通接头10、转换接头12固定连接，油压传感器2采集油压；角度传感器1和油压传感器2通过布设在车体上的线束总成与中央控制装置3相连；角度传感器1、油压传感器2通过布设在车体上的线束总成将信号传输给中央控制装置3进行综合处理、计算；中央控制装置3将信息发送给驾驶室显示装置4；驾驶室显示装置4一方面将综合计算后的货物重量进行实时显示，对超载信息进行报警；另一方面实时显示车辆举升和侧倾角度，油压信息，警示车辆存在的举升异常和侧翻安全隐患。另外，驾驶室显示装置4还将车辆位置信息，作业重量，安全状态进行统计、存储，驾驶室显示装置4通过内置的GPRS远程通讯模块实时传输给后台，方便车队更精准的管理。

所述的角度传感器1是基于地球重力原理，采用成熟的工业级MEMS加速度计，通过把静态重力场的变化转化为倾角变化，以数字形式输出测量轴与水平面的夹角，具有成本低、抗干扰能力强、温漂小、安装方便的特点；

所述的油压传感器2采用了高性能的硅压阻式压力充油芯体，内部的专用集油电路将传感器毫伏信号转换成电流信号，输出给控制盒，具有体积小、重量轻、全不锈钢密封结构，具有极高的抗震和抗冲击性能。

所述的中央控制装置3采用专业汽车级元器件设计，可采集角度传感器及油压传感器发出的信号并计算处理，通过CAN总线与现实装置进行通信，具有运算处理速度快、可靠性高、抗干扰性好和功耗低等优点。

所述的驾驶室显示装置4采用高清5寸TFT屏显示,实时显示传感器各参数值,模拟车厢动态运行轨迹显示,举升次数、举升重量等重要参数掉电保存，各报警点及参数均可通过TF卡进行进行查询导出；驾驶室显示装置4还内置了GPS模块、GPRS远程通讯模块。

采用上述称重方案，通过安装在油缸油口部位的油压传感器测量车厢举升时的油液压力，通过角度传感器测量车厢举升角度和侧倾角度，通过信号传输线传送给中央控制装置，中央控制装置将接收的两组信号进行处理计算。

具体的处理计算方案是，首先以油液压力结合油缸缸径，得到举起载货车厢所需的油缸举升力；再结合油缸安装尺寸，车厢长度尺寸，后悬尺寸，对厢体重量进行初步计算；下一步，通过加入车厢举升和侧倾角度两组数据，对厢体重量进行补偿，得出修正后的厢体重量；最后，用该厢体重量减去标定的车厢自重，得出厢体内货物的重量。

采用上述车厢状态监测方案，通过安装在翻转轴上方，车厢腹部中心位置的角度传感器将所得数字信号通过信号传输线传送给中央控制装置，中央控制装置结合油缸压力对车辆举升过程中的安全状况进行分析，当预测到车辆可能发生侧翻时，进行报警，提示司机停止作业，检查车辆安全隐患，

具体的分析方案是：在举升过程中实时测量车厢举升和侧倾角度，对不同的货物重量设置不同的侧倾角度阈值，当实际侧倾角度值超过该阈值时进行报警，警示可能发生侧翻；另外，在整个举升过程中，实时监测油缸压力变化，与经验变化曲线进行实时比对，当检测到异常时进行报警，提示卸货异常，提示司机停止作业，检查可能存在粘厢或厢门卡滞或液压系统故障等隐患。

上述方案测得的货物重量和车身状态信息，可实时存储在驾驶室显示装置内部，并通过GPRS实时上传至后台，还能通过GPS将所在位置上传给后台，方便对车队进行精准管理、考核。

本发明的工作原理是：通过安装在油缸油口部位的油压传感器测量车厢举升时的油液压力，通过角度传感器测量车厢举升角度和侧倾角度，通过信号传输线传送给中央控制装置，中央控制装置将接收的两组信号进行处理计算。首先以油液压力结合油缸缸径，得到举起载货车厢所需的油缸举升力；再结合油缸安装尺寸，车厢长度尺寸，后悬尺寸，对厢体重量进行初步计算；下一步，通过加入车厢举升和侧倾角度两组数据，对厢体重量进行补偿，得出修正后的厢体重量；最后，用该厢体重量减去标定的车厢自重，得出厢体内货物的重量。在举升过程中实时测量车厢举升和侧倾角度，对不同的货物重量设置不同的侧倾角度阈值，当实际侧倾角度值超过该阈值时进行报警，警示可能发生侧翻；另外，在整个举升过程中，实时监测油缸压力变化，与经验变化曲线进行实时比对，当检测到异常时进行报警，提示卸货异常，提示司机停止作业，检查可能存在粘厢或厢门卡滞或液压系统故障等隐患。

利用自卸车举升安全监控装置监测的方法，包括以下步骤：

步骤1，将角度传感器1通过角度传感器支架7固定于车厢5底部中心位置，且位于翻转轴6和下横梁8的上方；油压传感器2设置于液压油缸油口处，且在进油口9和油管13之间；角度传感器1和油压传感器2通过布设在车体上的线束总成与中央控制装置3相连；

步骤2，角度传感器1、油压传感器2通过布设在车体上的线束总成将采集的数字信号传输给中央控制装置3进行处理、计算，获得油压信息、货物重量信息、车厢状态信息、货物卡滞，厢门异常报警信息；

步骤3，中央控制装置3将步骤2获得的信息发送给驾驶室显示装置4；驾驶室显示装置4一方面将综合处理、计算后的货物重量进行实时显示，对超载信息进行报警；另一方面实时显示车辆举升和侧倾角度，油压信息，警示车辆存在的举升异常和侧翻安全隐患；另外，驾驶室显示装置4还将车辆位置信息，作业重量，安全状态进行统计、存储，驾驶室显示装置4通过GPRS远程通讯模块将信息实时传输给后台服务器，方便车队更精准的管理。

所述货物重量信息的计算具体包括以下步骤：

首先，以油液压力，油缸内最大截面积,根据F＝PS(压强)，得到举起载货车厢所需的油缸举升力；

其次，结合油缸安装尺寸，车厢长度尺寸，后悬尺寸，根据杠杆平衡原理，对厢体重量进行初步计算；

再次，通过加入车厢举升和侧倾角度两组数据进行修正，得到厢体重量；

最后，用该厢体重量减去标定的车厢自重，得出厢体内货物的重量。

所述的车厢状态信息，包括以下步骤：

角度传感器将倾角信号通过信号传输线传送给中央控制装置，中央控制装置结合油缸压力对车辆举升过程中的安全状况进行分析，当预测到车辆可能发生侧翻时，由驾驶室显示装置进行报警，提示司机停止作业，检查车辆安全隐患。

所述的对车辆举升过程中的安全状况的分析方法，具体包括以下步骤：

在举升过程中实时测量车厢举升和侧倾角度，对不同的货物重量设置不同的侧倾角度阈值，当实际侧倾角度值超过该阈值时进行报警，警示可能发生侧翻；

在整个举升过程中，由油压传感器实时监测油缸压力变化，与经验变化曲线进行实时比对，当检测到异常时进行报警，提示卸货异常，提示司机停止作业，检查可能存在粘厢或厢门卡滞或液压系统故障隐患。

所述的货物重量信息和车厢状态信息，可实时存储在驾驶室显示装置内部，并通过驾驶室显示装置内部的GPRS模块实时上传至后台，另外驾驶室显示装置内部的GPS模块将所在位置上传给后台，方便对车队进行精准管理、考核。

Claims (9)

1.一种自卸车举升安全监控装置，包括有角度传感器(1)、油压传感器(2)、中央控制装置(3)、驾驶室显示装置(4)；角度传感器(1)通过角度传感器支架(7)固定于车厢(5)底部中心位置，且位于翻转轴(6)和下横梁(8)的上方；角度传感器(1)采集车厢举升和侧倾角度；油压传感器(2)设置于液压油缸油口处，且在进油口(9)和油管(13)之间；油压传感器(2)通过转换接头(12)与直通接头(10)、转换接头(12)固定连接，油压传感器(2)采集油压；角度传感器(1)和油压传感器(2)通过布设在车体上的线束总成与中央控制装置(3)相连。

2.根据权利要求1所述的一种自卸车举升安全监控装置，其特征在于，所述的角度传感器(1)采用成熟的工业级MEMS加速度计，通过把静态重力场的变化转化为倾角变化，以数字形式输出测量轴与水平面的夹角。

3.根据权利要求1所述的一种自卸车举升安全监控装置，其特征在于，所述的油压传感器(2)采用了高性能的硅压阻式压力充油芯体。

4.根据权利要求1所述的一种自卸车举升安全监控装置，其特征在于，所述的中央控制装置(3)采用专业汽车级元器件设计，可采集角度传感器及油压传感器发出的信号并计算处理，通过CAN总线与现实装置进行通信。

5.根据权利要求1所述的一种自卸车举升安全监控装置，其特征在于，所述的驾驶室显示装置(4)采用高清5寸TFT屏显示；驾驶室显示装置(4)还内置了GPS模块、GPRS远程通讯模块。

6.利用自卸车举升安全监控装置监测的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，将角度传感器(1)通过角度传感器支架(7)固定于车厢(5)底部中心位置，且位于翻转轴(6)和下横梁(8)的上方；油压传感器(2)设置于液压油缸油口处，且在进油口(9)和油管(13)之间；角度传感器(1)和油压传感器(2)通过布设在车体上的线束总成与中央控制装置(3)相连；

步骤2，角度传感器(1)、油压传感器(2)通过布设在车体上的线束总成将采集的数字信号传输给中央控制装置(3)进行处理、计算，获得油压信息、货物重量信息、车厢状态信息、货物卡滞，厢门异常报警信息；

步骤3，中央控制装置(3)将步骤2获得的信息发送给驾驶室显示装置(4)；驾驶室显示装置(4)一方面将综合处理、计算后的货物重量进行实时显示，对超载信息进行报警；另一方面实时显示车辆举升和侧倾角度，油压信息，警示车辆存在的举升异常和侧翻安全隐患；另外，驾驶室显示装置(4)还将车辆位置信息，作业重量，安全状态进行统计、存储，驾驶室显示装置(4)通过GPRS远程通讯模块将信息实时传输给后台服务器，方便车队更精准的管理。

7.根据权利要求6所述的利用自卸车举升安全监控装置监测的方法，其特征在于，所述货物重量信息的计算具体包括以下步骤：

首先，以油液压力，油缸内最大截面积,根据F＝PS，得到举起载货车厢所需的油缸举升力；

其次，结合油缸安装尺寸，车厢长度尺寸，后悬尺寸，根据杠杆平衡原理，对厢体重量进行初步计算；

再次，通过加入车厢举升和侧倾角度两组数据进行修正，得到厢体重量；

最后，用该厢体重量减去标定的车厢自重，得出厢体内货物的重量。

8.根据权利要求6所述的利用自卸车举升安全监控装置监测的方法，其特征在于，所述的车厢状态信息，包括以下步骤：

角度传感器将倾角信号通过信号传输线传送给中央控制装置，中央控制装置结合油缸压力对车辆举升过程中的安全状况进行分析，当预测到车辆可能发生侧翻时，由驾驶室显示装置进行报警，提示司机停止作业，检查车辆安全隐患。

9.根据权利要求8所述的利用自卸车举升安全监控装置监测的方法，其特征在于，所述的车厢状态信息，包括以下步骤：

所述的对车辆举升过程中的安全状况的分析方法，具体包括以下步骤：

在举升过程中实时测量车厢举升和侧倾角度，对不同的货物重量设置不同的侧倾角度阈值，当实际侧倾角度值超过该阈值时进行报警，警示可能发生侧翻；

在整个举升过程中，由油压传感器实时监测油缸压力变化，与经验变化曲线进行实时比对，当检测到异常时进行报警，提示卸货异常，提示司机停止作业，检查可能存在粘厢或厢门卡滞或液压系统故障隐患。

所述的货物重量信息和车厢状态信息，可实时存储在驾驶室显示装置内部，并通过驾驶室显示装置内部的GPRS模块实时上传至后台，另外驾驶室显示装置内部的GPS模块将所在位置上传给后台，方便对车队进行精准管理、考核。