CN2371552Y - 智能型装载机称重装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能型装载机称重装置,它主要由传感器、运算放大器,V－F转换器,单片机系统,自动定高系统,高稳定度电源等构成;根据举升油缸的油压在一定条件下正比于装载机头内货物重量,通过电子电路把安装在油管的压力传感器信号进行处理,即得到货物重量。能显示每斗货重,和累加货重、自动去皮、满载报警;操作简单,体积小,称量准确。适用于铁路、码头、矿山,用装载机装散货物称重。

Description

智能型装载机称重装置

本实用型是一种装载机称重装置，特别是一种具有智能功能的称重装置。

经资料检索和了解实用装载机，国内尚未发现智能型装载机称重装置，国内也只有文章报导指针式称重装置，其相比较：精度高、能自动去皮、累加、报警功能，还可加入打印功能。

本实用新型的目的是为铁路货车，用装载机装车时，能显示每斗净重，累加重量，装满报警；保证货车车皮不超载，不欠载的称量工具。

本实用新型是这样实现的；油压传感器安装在装载机分配阀后到举升油缸之前的油管中，在一定条件下(每次称重斗都在一个指定高度，并在该高度停2秒钟)传感器所受油压力和装载机斗内货物重量成正比(理论和实践都证明)；故传感器输出的电信号也正比于斗内货物重量，传感器输出的电信号经过阻容滤波和运算放大器放大后，再经V-F转换，通过光电耦合器送入单片机的定时器口线；计算机进行数据处理，(修正、去皮、累加、报警等)；每斗净重显示2秒后，进入总重量显示。总重量显示由吨位开关和移零头开关控制(这是为了满足铁路货车皮有50^T、60^T、61^T、62^T四种车型的满吨位报警设置)。最后一斗为了补满载重吨位，也可边倒出边称重，故设置了零头开关。为了提高抗干扰能力采用了三级阻容滤波和光电耦合技术；为了确保电源的稳定性采用了串联式多级稳压技术和逆变电源技术；在电路中还设置了自动定高系统，从而满足装载机称重精度在国际标准2％以内。

本实用新型的特点是：

1、在传感器和运算放大器之间加入三级阻容滤波，提高初级的抗干扰能力。

2、单片机输入信号通过光隔离方法，光电耦合具有很强的抗干扰能力。

3、输入信号占用单片机定时器一个通道，结构简单。

4、具有不同吨位开关和软件(指不同货车箱有不同额定吨位)。

5、具有自动定高系统，使称量准确。

6、具有去皮、累加、报警功能，这对于铁路货车装车很重要，即可防止超载造成铁路事故，又可防止欠载客户不满意。

7、具有称零头开关：在车箱装到额定吨位差3吨(5吨)左右时报警，最后一斗补齐额定吨位差值，确保车箱货物为额定值。

下面结合附图，做进一步阐述：

图1信号通道电路图，图2定高报警系统图。

图3逆变电源图。图4多级串联稳压电源。

参考图1，油压传感器[3]输出的电信号接到三级阻容滤波电路[2]，然后信号接入以7650芯片为核心构成的运算放大器[1]进行信号放大。7650芯片的输出端接入以LM331芯片为核心构成的V-F转换器[4]的输入端。LM331的输出端接到以4N35为核心的光电耦合电路[5]，其光耦的输出接入单片机最小系统[6]的定时器C₁脚，若需要打印在最小系统中扩展一片8155芯片。

吨位开关[7]，由带自锁相互锁的五个双位开关组成，开关中点分别接到单片机P₁口的P_1.6，P_1.5、P_1.1、P_1.3四根脚线上，开关另2个接线点，一点接高电平，另一端接地，如图到P₁口，零头开关接单片机[6]的P_1.2口线上。

报警电路[8]由75452芯片驱动，输入信号由单片机[6]的P_1.7脚线供给，输出信号接到串联连接地发光级管和相声器上。

显示电路[9]由移位寄存器HCl64芯片组成：显示数据和移位脉冲由单片机串行口提供，输出驱动4位IED显示

参考图2：图2为自动定高系统结构：控制信号接线端子[10]，其中一根接到INTX中断开关中点；另一根接入以555定时器为核心的定高报警电路。磁敏传感器[11]为并列的两个干簧管，前端分别与[10]相连，后端与结构相同的磁敏传感器[14]相接，磁敏传感器[14]的干簧管后端分别接地。[12]为斗的升降手柄，上面贴有一块磁铁，当手柄[12]向左拉动时磁铁使于簧管吸合，使单片机有执行中断的可能；这时斗上升运动，当手柄[12]向右推时，磁铁远离干簧管，斗下降。[13]为斗的举升臂，在其上贴有一块磁铁；当举升斗上升、下降时，磁铁[14]跟着运动，磁敏传感器[14]安装在机体上(高度不变)，当举升臂升到此高度时干簧管接通电路，使之中断采集数据。并报警控制分配阀到中位。图中箭头表示运动部件的运动方向。

参考图3。图3为逆变电源电路图：传感器的精度与其电源的稳定关系甚大，为了保证测量精度专门设计了传感器逆变电源。装载机蓄电池为12^v+12^v两节串联24^v电源，取出12^v、24^v两个头作为输入电源经三端稳压块7806[15]稳压后作为逆变器[16]的电源，[16]主要由NE555构成的无稳态电路，输出供给大功率三级管，大功率三级管负载是一个高频变压器，供给整流桥[17]交流电源，整流后经7812[18]稳压供给油压传感器[3]直流电源12^v。

参考图4。为了保证高稳定度的运算放大器和LM331的12伏电源和单片机5^v电源，而又和传感器12^v电源不共地我们采用了24^v电源为电源，先进入[19]滤波电容器(470μF)接入[20]7818三端稳块，其输出接电容器[21](1μF)，再接入7812三端稳压块[22]稳压(这时可引出12^v电源)。为了供给单片计算机5^v电源在7812芯片[22]之后接入电容器[23]0.1μF滤波，接入7805三端稳压块[24]供出5^v电源。这种多级串联稳压就是在马达起动时电压下降到8^v单片机仍能正常工作。

工作过程：当传感器[3]上有压力变化时，即有相应的电信号输出，经过三级滤波[2]，送至运算放大器[1]进行放大，把mv级信号放大到伏级电压信号，再送至V-F转换器[4]，把模拟电压转换成正比例的频率信号。信号通过光电耦合器[5]送到单片机[6]的定时器1口，进行频率计数，计算机[6]进行数据处理；吨位开关[7]确定计算机满载报警吨位，当计算机识别出已到报警吨位时，送出报警信号到声光报警[8]产生声光报警。计算机进行数据处理后，送每斗净重数据到显示器[9]，并累加总重量后送总重量到显示器[9]，先显示2秒每斗重量，再显示累加总重。

自动定高过程：当手柄[12]拉到上升位置时(图为左拉)，磁敏传感器[11]闭合，这时起升臂[13]向上运动，当达到规定高度时，磁敏传感器[14]闭合。使输出控制接线端子[10]输出两路接地信号，其一路进入定高报警切断分配阀油路，另一路作为计算机中断源。

Claims (5)

1、智能型装载机称重装置，主要由传感器[3]，三级阻容滤波器[2]、运算放大器[1]、V-F转换器[4]、光电耦合器[5]、单片机最小系统[6]、吨位开关[7]、报警电路[8]、显示电路[9]、自动定高系统、高精度逆变电源，多级串联稳压电源组成；压力传感器[3]和滤波器[2]相连，滤波器[2]输出和运算放大器[1]相连，运放[1]输出与V-F转换器[4]相接，V-F转换器[4]输出与光电耦合器[5]相连，光耦[5]输出与单片机[6]的定时器相接；吨位开关[7]和单片机[6]的P_1.6、P_1.5、P_1.4、P_1.3的4根线相接，零头开关接P_1.2；报警电路[8]与单片机P_1.7相接；显示电路[9]与单片机的串行口相连；自动定高系统包括两套并列于簧管的磁敏传感器安装在相应位置上，在运动部件、手柄[12]和举升臂[13]上装有磁铣；高精度逆变电源由NE555芯片为核心的振荡器和大功率驱动三极管及高频变压器，还有逆变器输入电源的7806稳压和输出电源的整流、滤波、稳压、构成；多极串联稳压电源，由三级三端稳压块(7818、7812、7805)串联构成；其特征在于在传感器[3]和运算放大器[1]之间加入三级阻容滤波器[2]。

2、根据权利要求1所述的智能型装载机称重装置，其特征在于在以LM331芯片为核心构成的V-F转换器[4]的输出脚3，串入4N35光耦的发光二级管通过5^K电阻接电源⁺12^v，4N35光耦的输出端通过1^K电阻接⁺5^v电源，并引入单片机[6]的定时器T₁线，提高了抗干扰能力。

3、根据权利要求1所述的智能型装载机称重装置，其特征在于采用了自动定高系统：它由两套串联的磁敏传感器[11][14]构成，每个传感器由两个并排的干簧管构成，与之相配的两块磁铁安装在运动部件手柄[12]和举升臂[13]上，接线端子[10]一根接单片机[6]的中断INTX，另一根接定高控制电路。

4、根据权利要求1所述的智能型装载机称重装置，其特征在于采用了高精度逆变电源：逆变器[16]由NE555构成的整荡器、输出大功率三级管驱动、高频变压器组成，其输入电源通过7806芯片稳压，高频变压器输出经过整流桥[17]整流滤波后，通过7812[18]稳压块稳压，供出高精度的12^v电源。

5、根据权利要求1所述的智能型装载机称重装置，其特征在于采用了多级串联稳压电路：输入电压24^v经三端稳压块7818[20]稳压降压后输入7812[22]稳压降压供出稳定的12^v电源，12^v电源再经三端稳压块7805[24]稳压，供出5^v电源，当电源24^v电压波动到8^v时，单片机仍能正常工作。

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