FI20195450A1 - Ripustettava vaaka taakan punnitsemiseksi ja järjestelmä taakan nostamiseksi - Google Patents

Ripustettava vaaka taakan punnitsemiseksi ja järjestelmä taakan nostamiseksi Download PDF

Info

Publication number
FI20195450A1
FI20195450A1 FI20195450A FI20195450A FI20195450A1 FI 20195450 A1 FI20195450 A1 FI 20195450A1 FI 20195450 A FI20195450 A FI 20195450A FI 20195450 A FI20195450 A FI 20195450A FI 20195450 A1 FI20195450 A1 FI 20195450A1
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
scale
balance
strain gauge
tool
wireless transmitter
Prior art date
Application number
FI20195450A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI129432B (fi
Inventor
Marko Halonen
Taneli Heikkilä
Arto Kaurala
Aleksi Kivi
Toni Kohio
Jari Korhonen
Vesa Kumara
Janne Laukkanen
Jami Leivo
Erkki Nivalainen
Jukka Ohtonen
Jouni Suutari
Heikki Väisänen
Mika Väyrynen
Original Assignee
Ponsse Oyj
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ponsse Oyj filed Critical Ponsse Oyj
Priority to FI20195450A priority Critical patent/FI129432B/fi
Priority to PCT/FI2020/050362 priority patent/WO2020240093A1/en
Priority to US17/614,762 priority patent/US11965770B2/en
Priority to EP20814148.1A priority patent/EP3977069A4/en
Priority to CA3139709A priority patent/CA3139709A1/en
Publication of FI20195450A1 publication Critical patent/FI20195450A1/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI129432B publication Critical patent/FI129432B/fi

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G19/00—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups
    • G01G19/14—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for weighing suspended loads
    • G01G19/18—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for weighing suspended loads having electrical weight-sensitive devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D11/00—Component parts of measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
    • G01D11/24—Housings ; Casings for instruments
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/26—Indicating devices
    • E02F9/264—Sensors and their calibration for indicating the position of the work tool
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G23/00—Forestry
    • A01G23/003—Collecting felled trees
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60P—VEHICLES ADAPTED FOR LOAD TRANSPORTATION OR TO TRANSPORT, TO CARRY, OR TO COMPRISE SPECIAL LOADS OR OBJECTS
    • B60P1/00—Vehicles predominantly for transporting loads and modified to facilitate loading, consolidating the load, or unloading
    • B60P1/48—Vehicles predominantly for transporting loads and modified to facilitate loading, consolidating the load, or unloading using pivoted arms raisable above load-transporting element
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60P—VEHICLES ADAPTED FOR LOAD TRANSPORTATION OR TO TRANSPORT, TO CARRY, OR TO COMPRISE SPECIAL LOADS OR OBJECTS
    • B60P1/00—Vehicles predominantly for transporting loads and modified to facilitate loading, consolidating the load, or unloading
    • B60P1/54—Vehicles predominantly for transporting loads and modified to facilitate loading, consolidating the load, or unloading using cranes for self-loading or self-unloading
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60P—VEHICLES ADAPTED FOR LOAD TRANSPORTATION OR TO TRANSPORT, TO CARRY, OR TO COMPRISE SPECIAL LOADS OR OBJECTS
    • B60P1/00—Vehicles predominantly for transporting loads and modified to facilitate loading, consolidating the load, or unloading
    • B60P1/54—Vehicles predominantly for transporting loads and modified to facilitate loading, consolidating the load, or unloading using cranes for self-loading or self-unloading
    • B60P1/5404—Vehicles predominantly for transporting loads and modified to facilitate loading, consolidating the load, or unloading using cranes for self-loading or self-unloading with a fixed base
    • B60P1/5423—Vehicles predominantly for transporting loads and modified to facilitate loading, consolidating the load, or unloading using cranes for self-loading or self-unloading with a fixed base attached to the loading platform or similar
    • B60P1/5433—Vehicles predominantly for transporting loads and modified to facilitate loading, consolidating the load, or unloading using cranes for self-loading or self-unloading with a fixed base attached to the loading platform or similar and having the first pivot on a vertical axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • B66C13/16—Applications of indicating, registering, or weighing devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C23/00—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
    • B66C23/18—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes specially adapted for use in particular purposes
    • B66C23/36—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes specially adapted for use in particular purposes mounted on road or rail vehicles; Manually-movable jib-cranes for use in workshops; Floating cranes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C23/00—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
    • B66C23/88—Safety gear
    • B66C23/90—Devices for indicating or limiting lifting moment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C3/00—Load-engaging elements or devices attached to lifting or lowering gear of cranes or adapted for connection therewith and intended primarily for transmitting lifting forces to loose materials; Grabs
    • B66C3/005—Grab supports, e.g. articulations; Oscillation dampers; Orientation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G19/00—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups
    • G01G19/08—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for incorporation in vehicles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G19/00—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups
    • G01G19/08—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for incorporation in vehicles
    • G01G19/12—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for incorporation in vehicles having electrical weight-sensitive devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G23/00—Auxiliary devices for weighing apparatus
    • G01G23/18—Indicating devices, e.g. for remote indication; Recording devices; Scales, e.g. graduated
    • G01G23/36—Indicating the weight by electrical means, e.g. using photoelectric cells
    • G01G23/37—Indicating the weight by electrical means, e.g. using photoelectric cells involving digital counting
    • G01G23/3728—Indicating the weight by electrical means, e.g. using photoelectric cells involving digital counting with wireless means
    • G01G23/3735—Indicating the weight by electrical means, e.g. using photoelectric cells involving digital counting with wireless means using a digital network
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G3/00—Weighing apparatus characterised by the use of elastically-deformable members, e.g. spring balances
    • G01G3/12—Weighing apparatus characterised by the use of elastically-deformable members, e.g. spring balances wherein the weighing element is in the form of a solid body stressed by pressure or tension during weighing
    • G01G3/14—Weighing apparatus characterised by the use of elastically-deformable members, e.g. spring balances wherein the weighing element is in the form of a solid body stressed by pressure or tension during weighing measuring variations of electrical resistance
    • G01G3/1402—Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G3/00—Weighing apparatus characterised by the use of elastically-deformable members, e.g. spring balances
    • G01G3/12—Weighing apparatus characterised by the use of elastically-deformable members, e.g. spring balances wherein the weighing element is in the form of a solid body stressed by pressure or tension during weighing
    • G01G3/14—Weighing apparatus characterised by the use of elastically-deformable members, e.g. spring balances wherein the weighing element is in the form of a solid body stressed by pressure or tension during weighing measuring variations of electrical resistance
    • G01G3/1402—Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports
    • G01G3/141—Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports the supports being disc or ring shaped
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
    • G01L1/22—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
    • G01L1/2206—Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports
    • G—PHYSICS
    • G12—INSTRUMENT DETAILS
    • G12B—CONSTRUCTIONAL DETAILS OF INSTRUMENTS, OR COMPARABLE DETAILS OF OTHER APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G12B9/00—Housing or supporting of instruments or other apparatus
    • G12B9/02—Casings; Housings; Cabinets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60P—VEHICLES ADAPTED FOR LOAD TRANSPORTATION OR TO TRANSPORT, TO CARRY, OR TO COMPRISE SPECIAL LOADS OR OBJECTS
    • B60P3/00—Vehicles adapted to transport, to carry or to comprise special loads or objects
    • B60P3/40—Vehicles adapted to transport, to carry or to comprise special loads or objects for carrying long loads, e.g. with separate wheeled load supporting elements
    • B60P3/41—Vehicles adapted to transport, to carry or to comprise special loads or objects for carrying long loads, e.g. with separate wheeled load supporting elements for log transport

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

Keksintö koskee ripustettavaa vaakaa (10) taakan punnitsemiseksi, johon kuuluu - ensimmäinen osa (12) vaa’an (10) ripustamiseksi vaakaa (10) kannattavaan rakenteeseen (14), - toinen osa (16) työvälineen (18) ripustamiseksi vaakaan (10), - kolmas osa (20) yhdistäen sanotut ensimmäisen osan (12) ja toisen osan (16), ensimmäisen osan (12), toisen osan (16) ja kolmannen osan (20) ollessa toistensa suhteen ainakin osittain radiaalisesti sisäkkäin, - ainakin kaksi, edullisesti 4 - 8 venymäliuska-anturia (22) liitettynä kolmanteen osaan (20), - langaton lähetin (24) sanotun mittaustiedon lähettämiseksi käyttäjälle, - omavoimainen virtalähde (26) sähkövirran syöttämiseksi sanotuille venymäliuska-antureille (22) ja langattomalle lähettimelle (24), - vaakaan (10) on muodostettu ensimmäinen tila (28) langattoman lähettimen (24) integroimiseksi vaa’an (10) sisään sekä - toinen tila (30) virtalähteen (26) integroimiseksi vaa’an (10) sisään. Keksinnön kohteena on myös järjestelmä (100) taakan nostamiseksi.

Description

RIPUSTETTAVA VAAKA TAAKAN PUNNITSEMISEKSI JA JÄRJESTELMÄ TAAKAN
NOSTAMISEKSI Keksinnön kohteena on ripustettava vaaka taakan punnitsemiseksi, johon kuuluu - ensimmäinen osa vaa'an ripustamiseksi vaakaa kannat- tavaan rakenteeseen, - toinen osa työvälineen ripustamiseksi vaakaan, - kolmas osa yhdistäen sanotut ensimmäisen osan ja toisen osan sovitettuna muuttamaan muotoaan ensimmäiseen osaan ja toiseen osaan kohdistuvien työvälineen ja sillä nostettavan kuorman aiheuttamien voimien vaikutuksesta, ensimmäisen osan, toisen osan ja kolmannen osan ollessa toistensa suhteen ainakin osittain radiaalisesti sisäkkäin, - ainakin kaksi, edullisesti 4 - 8 venymäliuska-anturia liitettynä kolmanteen osaan siihen kohdistuvien voimien mittaustiedon muodostamiseksi kolmannen osan muodonmuutoksen perusteella, - langaton lähetin sanotun mittaustiedon lähettämiseksi käyttäjälle, - virtalähde sähkövirran syöttämiseksi sanotuille venymäliuska-antureille ja langattomalle lähettimelle. Keksinnön kohteena on myös järjestelmä taakan nostamiseksi. o > 25 Perinteisesti metsätaloudessa ja erityisesti puunkorjuussa sekä ro puukaupassa vakiintuneeksi mittaustavaksi on muodostunut > tilavuusmittaus, joka on suoritettu puulle puunjalostuslaitoksen = yhteydessä. Kuitenkin erityisesti toimivan logistiikan kannalta > olisi edullisinta saada mittaus suoritettua mahdollisimman = 30 aikaisessa vaiheessa puunhankintaketjua, kuten edullisimmin heti 2 puunkorjuutyön tai puutavaran lähikuljetuksen yhteydessä. Tästä N syystä kuorman mittauksessa on siirrytty enemmän massaperus- teisesti maksettavaan taksaan tai palkkioon, mikä korostaa yksittäisien taakkojen tarkan punnituksen merkitystä osaltaan.
Taakan punnitusta varten tyypillisimmin kuormatraktorin kuormaimeen on sovitettu erityinen vaaka, jolla punnitaan jokainen nostettu taakka.
Tässä yhteydessä taakalla tarkoitetaan yksittäistä kouralla tai muulla vastaavalla tartuntaelimellä suoritettavaa yksittäisen tai useamman puun/pöllin siirtoa esimerkiksi kuormatraktorin vierestä kuormatraktorin kuorma- tilaan tai päinvastoin.
Tyypillisesti yksittäisten taakkojen massat yhteen laskemalla saadaan määritettyä kokonaisen kuormatraktorikuorman massa ja vastaavasti kuormien massat yhteen laskemalla koko korjuualan puutavarakertymän massa tavaralajeittain.
Koska yleensä vaa'alla näin tehtävässä mittauksessa on kyse ainoasta punnituksesta koko toimitusket- jussa, on punnituksen tuloksen vastattava hyväksyttävällä tarkkuudella korjattujen ja kuljetettujen taakkojen todellista massaa.
Tällöin myyjä ja ostaja voivat luottaa punnituksen oikeellisuuteen.
Edellä on kuvattu punnitusjärjestelmän osana vaaka, joka on sovitettu nostimena toimivaan kuormaimeen, erityisesti kuormatraktorin tai puutavara-auton tapauksessa.
Nostin voi olla myös esimerkiksi nostopuomisto, jolla siirretään mitä tahansa bulkki- tai kappaletavaraa, joskin keksinnön mukaisen ratkaisun edut korostuvat punnitusjärjestelmissä, joissa punnittavan materiaalin ja itse kuormausprosessin o erityispiirteet aiheuttavat hajontaa ja epätarkkuutta punni- > 25 tustulokseen. 3 2 Yleisesti tekniikan tasosta tunnetaan vaakoja, joihin tuodaan = virtaa metsäkoneesta nostopuomiston kautta nostopuomiston - johtimia käyttäen.
Tällainen ratkaisu on kuitenkin vikaantu- = 30 misherkkd, sillä metsäkoneessa vaakaan kohdistuu tärinää ja 2 mahdollisesti myös iskuja, jotka vähitellen rasittavat ja N vahingoittavat johtimia lopulta katkaisten virransyötön vaa'alle.
Virransyötön vikaantuminen tekee vaa'asta käyttö- kelvottoman.
Tekniikan tasosta tunnetaan julkaisu EP 3409635 A, jossa on esitetty esimerkiksi metsäkoneita varten tarkoitettu vaaka, joka ripustetaan kannattavaan rakenteeseen eli metsäkoneen nosto- puomistoon, ja johon vaakaan ripustetaan valittu työväline, edullisesti koura puihin tarttumiseksi. Vaakaan kuuluu kolme toistensa suhteen radiaalisesti sijoitettua osaa, jotka muodostavat vaa'an rungon. Mainituista osista ensimmäinen osa on lähimpänä vaa'an keskustaa vaa'an ripustamiseksi esimerkiksi nostopuomiston päähän ripustettuun kääntölaitteeseen, toinen osa on radiaalisesti ensimmäistä osaa ympäröivänä työvälineen ripustamiseksi vaakaan ja kolmas osa yhdistää ensimmäisen osan ja toisen osan radiaalisesti toisiinsa. Vaakaan kuuluu lisäksi venymäliuska-anturit kolmannen osan muodonmuutoksen mittaa- miseksi vaa'an kautta kulkevien voimien mittaamiseksi ja sitä kautta taakan massan määrittämiseksi, langaton lähetin veny- mäliuska-antureiden tuottaman mittaustiedon lähettämiseksi vastaanottimeen ja virtalähde sähkön siirtämiseksi venymä- liuska-antureille ja langattomalle lähettimelle.
Massan mittaus perustuu edellä mainitussa vaa'assa venymä- liuska-antureiden venymän mittaamiseen. Venymän tapahtuessa venymäliuska-antureiden resistanssi mittauspiirissä muuttuu, o kun venymäliuska-anturin venymäliuska muuttaa muotoaan. > 25 Venymäliuskoja voidaan valmistaa eri materiaaleista. Tyypil- ro lisesti venymäliuska valmistetaan hyvin ohuesta johtimesta tai 2 kalvosta ja sen ominaisvastus on 30 - 30 000 ohmia. Kun = venymäliuskaa kuormitetaan maksimikuormalla, muuttuu sen - resistanssi vain prosentin osia ominaisvastuksesta. Näin pientä = 30 resistanssin muutosta ei pystytä käytännössä mittaamaan, joten 2 tarvitaan venymäliuska-antureiden osalta niin sanottu N Wheatstonen-siltakytkentä.
Julkaisun EP 3409635 A langaton lähetin on sovitettu vaa'an päälle erilliseksi yksiköksi, jolloin se ei häiritse vaa’an kolmannessa osassa tapahtuvaa muodonmuutosta.
Toisaalta langattoman lähettimen sijoitus vaa'an päälle helpottaa langattoman signaalin kulkua langattomalta lähettimeltä eteenpäin vas- taanottimeen.
Lisäksi vaa'an päälle sovitetulle lähettimelle on helppoa viedä virtajohdot virran syöttämiseksi.
Yllä mainitun EP-julkaisun vaa'an ongelmana on kuitenkin se, että vaa'an päälle sovitettu lähetin on alttiina iskuille ja vie tilaa vaa'an päältä.
Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada ripustettavia vaakoja luotettavampi ripustettava vaaka taakan punnitsemiseksi.
Tämän keksinnön tunnusomaiset piirteet ilmenevät oheisesta patent- tivaatimuksesta 1. Keksinnön tarkoituksena on myös aikaansaada järjestelmä taakan nostamiseksi, jossa taakan punnitus on tekniikan tason järjestelmiä luotettavampi.
Tämän keksinnön tunnusomaiset piirteet ilmenevät oheisesta patenttivaatimuk- sesta 13. Keksinnön tarkoitus voidaan saavuttaa ripustettavalla vaa'alla taakan punnitsemiseksi, johon kuuluu ensimmäinen osa vaa'an o ripustamiseksi vaakaa kannattavaan rakenteeseen, toinen osa > 25 työvälineen ripustamiseksi vaakaan ja kolmas osa yhdistäen ro ensimmäisen osan ja toisen osan sovitettuna muuttamaan muotoaan 2 ensimmäiseen osaan ja toiseen osaan kohdistuvien työvälineen ja = sillä nostettavan kuorman aiheuttamien voimien vaikutuksesta. > Ensimmäisen osa, toisen osa ja kolmas osa ovat toistensa suhteen = 30 ainakin osittain radiaalisesti sisäkkäin.
Lisäksi vaakaan kuuluu 2 ainakin kaksi, edullisesti 4 - 8 venymäliuska-anturia liitettynä N kolmanteen osaan siihen kohdistuvien työvälineen ja sillä nostettavan kuorman aiheuttamien voimien mittaustiedon muo- dostamiseksi kolmannen osan muodonmuutoksen perusteella,
langaton lähetin mittaustiedon lähettämiseksi käyttäjälle sekä omavoimainen virtalähde sähkövirran syöttämiseksi venymälius- ka-antureille ja langattomalle lähettimelle.
Vaakaan on muodostettu ensimmäinen tila langattoman lähettimen integroi- 5 miseksi vaa'an sisään sekä toinen tila virtalähteen integroi- miseksi vaa'an sisään.
Keksinnön mukainen vaaka voidaan toteuttaa ilman johtojen viemistä vaakaa kannattavasta rakenteesta lähettimen ollessa langaton ja virtalähteen ollessa omavoimainen.
Ensimmäiseen ja toiseen tilaan sovitettuina langaton lähetin ja virtalähde ovat turvassa iskuilta eivätkä aiheuta vaakaan ulkonemia.
Vaaka voidaan tällöin valmistaa tekniikan tason vaakoja matalampana ja kapeampana, kun langaton lähetin ei tarvitse tilaa vaa'an päältä.
Edullisesti ensimmäinen tila ja toinen tila ovat toisistaan erillisiä tiloja.
Tällöin tilat voidaan sijoittaa vaakaan symmetrisesti molemmin puolin vaakaa, jolloin tilat eivät vääristä kolmannen osan muodonmuutosta ja sitä kautta heikennä vaa'an mittaustarkkuutta.
On yllättävää, että langaton lähetin voidaan sijoittaa vaa'an sisään, jolloin langattomien signaalien kulku langattomalle lähettimelle vaikeutuu.
Keksinnön mukaisen vaa'an yhteydessä on huomattu, että vaakaa kannattava rakenne yllättäen heijastaa langatonta signaalia mahdollistaen lan- o gattoman lähettimen käytön ja sen sijoittamisen vaa'an sisään.
S 25 ro Tässä yhteydessä virtalähteen omavoimaisuudella tarkoitetaan > sitä, että virtalähteelle ei tuoda ulkopuolista energiaa johtimia = pitkin esimerkiksi metsäkoneelta, vaan virtalähde on paristo tai - akku, joka varastoi energiaa sähkön muodossa. 3 30 5 Edullisesti ensimmäinen osa, toinen osa ja kolmas osa ovat N tasomaisia kiekkoja, joista ensimmäinen osa on sovitettu radiaalisesti toisen osan sisäpuolelle kolmannen osan yhdis- täessä radiaalisuunnassa ensimmäisen osan ja toisen osan toisensa suhteen sisäkkäin. Radiaalisen rakenteen ansiosta vaa'an rakenne on symmetrinen parantaen vaa'an mittaustarkkuutta. Edullisesti ensimmäinen osa, toinen osa ja kolmas osa ovat radiaalisesti sisäkkäin oleellisesti samassa tasossa, jolloin vaa'an rakenne voi olla varsin matala ja kaikki voimat kulkevat venymäliuska-antureiden kautta.
Vaakaan voi kuulua yhteensä neljä tai kahdeksan venymälius- ka-anturia liitettyinä kolmanteen osaan, jotka venymälius- ka-anturit ovat sijoitettu ensimmäisen osan keskikohdan lävitse kulkevalle ensimmäiselle janalle symmetrisesti ensimmäisen osan keskikohdan molemmin puolin siten, että kullakin puolella ensimmäistä osaa venymäliuska-antureiden lukumäärä on puolet kokonaismäärästä. Mitattaessa venymää molemmin puolin ensim- mäisen janan suhteen voidaan mittauksessa ottaa huomioon vaakaan epäkeskeisesti vaikuttavat voimat, joita esiintyy esimerkiksi punnittaessa taakan ollessa liikkeessä.
Edullisesti ensimmäinen tila ja toinen tila ovat sijoitettu ensimmäisen janan suhteen molemmin puolin ensimmäistä janaa symmetrisesti toiselle janalle, joka kulkee ensimmäisen osan keskipisteen kautta ja on ensimmäiselle janalle kohtisuora.
o Toisin sanottuna venymäliuska-anturit, ensimmäinen tila ja > 25 toinen tila ovat sijoitettu toistensa suhteen vuorottelevasti ro siten, että kukin venymäliuska-anturi on 90° sektorin päässä 2 ensimmäisestä tilasta ja toisesta tilasta. Tällöin venymä- = liuska-anturit sijaitsevat symmetrisesti suhteessa tiloihin > eivätkä ensimmäinen tila ja toinen tila vääristä venymälius- = 30 ka-antureihin kohdistuvia voimia. > & Edullisesti kolmas osa on ainakin osittain vaa’an tason suuntaan kohtisuorassa suunnassa paksuudeltaan ohuempi kuin ensimmäinen osa ja toinen osa, ja kolmanteen osaan kuuluu kaksi radiaali-
suunnassa toisensa suhteen välin päässä olevaa kehämäistä uraa kolmannen osan taipuman lisäämiseksi. Kehämäisien urien käyttö korostaa kolmannen osan muodonmuutosta kehämäisien urien kohdalla helpottaen muodonmuutoksien havaitsemista venymä- liuska-antureilla. Toisin sanottuna kolmanteen osaan tehdyn kehämäisen urituksen avulla voidaan parantaa vaa'an mittaus- tarkkuutta, heikentämättä rakenteen lujuutta juurikaan. Tässä yhteydessä puhuttaessa vaa'an tason suunnasta tarkoitetaan vaa'an radiaalisuuntaa tai käyttöasennossa vaakasuuntaa. Kunkin kehämäisen uran kohdalle kolmannessa osassa on molemmin puolin ensimmäistä osaa, kehämäisien urien suhteen vastakkai- selle puolelle kolmatta osaa sovitettu ainakin yksi venymä- liuska-anturi kolmannen osan kyseisen kohdan venymän mittaa- miseksi. Kunkin kehämäisen uran kohdalta mitattuna kolmannen osan muodonmuutos on suurempi kuin muualla kolmannen osan matkalla ja näin muodonmuutos eri puolilla kolmatta osaa saadaan mitattua tarkasti helpottaen taakan tarkan massan mittaamista.
Edullisesti langattoman lähettimen yhteyteen kuuluu lisäksi 3D-kiihtyvyysanturi vaa'an asentotiedon määrittämiseksi taakan punnituksen kompensoimista varten. 3D-kiihtyvyysanturin käyttö o mahdollistaa tarkan punnitustuloksen saannin käyttäen venymä- > 25 liuska-antureita ainoastaan ensimmäisellä janalla, jolloin ro vaa'an rakenne on yksinkertainen. 3D-kiihtyvyysanturin avulla > voidaan päätellä työvälineen asento ja sen vaikutus punnitukseen. x a o 3D-kiihtyvyysanturi voi olla inertiamittausyksikkö. Inertia- = 30 mittausyksikön avulla voidaan päätellä vaakaan kohdistuvien 2 kiihtyvyyksien lisäksi myös vaa'an liiketila parantaen punni- N tuksen tarkkuutta.
Erään sovellusmuodon mukaan venymäliuska-antureita on sijoitettu ainoastaan ensimmäiselle janalle. Tällöin vaa/an rakenne voi olla hyvin yksinkertainen.
Edullisesti vaakaan kuuluu lisäksi kiekkomainen neljäs osa sovitettuna toisen osan ja vaakaan kiinnitettäväksi sovitetun työvälineen välille työvälineen ja sillä nostettavan kuorman aiheuttamien vääntömomenttien vastaanottamiseksi. Neljännen osan ansiosta työvälineeseen kohdistuvat väännöt eivät pääse siirtymään suoraan työvälinettä kannattavaan vaa'an toiseen osaan. Tämä puolestaan parantaa vaa'an mittaustarkkuutta. Neljännen osan halkaisija voi olla oleellisesti sama kuin toisen osan halkaisija. Tällöin neljäs osa tukee toista osaa opti- maalisesti samalla halkaisijalla eikä aiheuta vaakaa ylimää- räistä ulkonemaa eikä painoa.
Erään sovellusmuodon mukaan venymäliuska-anturit ovat täys- siltakytkettyjä lämpötilavaihteluiden kompensoimiseksi. Tällöin lämpötilan vaihtelut eivät aiheuta häiriötä mittaukseen ja mittaus on sitä kautta tarkempaa. Täyssiltakytkennällä tar- koitetaan Wheatstonen-siltakytkentää, jossa siltakytkennän muodostaa neljä venymäliuska-anturi eli kytkennässäei ole yhtään o kiinteää vastusta kuten puoli- tai neljännessiltakytkennässä. S 25 ro Edullisesti langaton lähetin on wifi-lähetin tai edullisimmin 2 Bluetooth-lähetin. On yllättävää, että kääntölaitteen tai = suoraan nostopuomiston alle sijoitettavassa vaa'assa voidaan > käyttää langatonta lähetystekniikkaa kääntölaitteen ollessa = 30 ainakin osittaisena esteenä signaalin kululle. Tässä yhteydessä 2 on yllättäen huomattu, että esimerkiksi metsäkoneen nostopuomi N ja kääntölaite itse asiassa heijastavat tehokkaasti langattoman lähettimen lähettämää signaalia. Bluetooth lähettimen käyttö on erityisen edullista, koska sen virrankulutus on pieni kuten myös kantama. Lisäksi Bluetooth:n käytön etuna on se, että se on helposti yhteensopiva monien eri valmistajien laitteiden kanssa ja vaa'an tiedot voidaan lukea tai tarkistaa esimerkiksi älypuhelimen tai erillisen lukulaitteen avulla.
Edullisesti vaakaan kuuluu vaa'an käyttöasennossa vaakaa kannattavaa rakennetta kohti asettuva yläpinta ja vaakaan ripustettavaa työvälinettä kohti oleva alapinta, jossa ensim- mäinen tila ja toinen tila on muodostettu vaa'an yläpintaan. Yläpintaan sijoitettuna langattoman lähettimen signaalilla on lähes esteetön reitti langattomalta lähettimeltä eteenpäin, kun taas vaa'an alapintaan kiinnitetään edullisesti neljäs osa työvälineen vääntymien vastaanottamiseksi, joka olisi langat- toman signaalin esteenä.
Ensimmäinen tila ja toinen tila voivat olla muodostettu vaa'an toiseen osaan tai kolmanteen osaan. Vaa'an sitä kannattavaan rakenteeseen ripustava ensimmäinen osa jää esimerkiksi kään- tölaitteen alle, kun taas toinen osa ja kolmas osa jäävät yläpintansa osalta vapaaksi mahdollistaen vapaan pääsyn ensimmäiseen tilaan ja toiseen tilaan esimerkiksi huoltotoi- menpiteitä varten. o Edullisesti venymäliuska-anturit on sijoitettu ainoastaan > 25 ensimmäiselle janalle ja vaakaan kuuluu 3D-kiihtyvyysanturi ro vaa'an asentotiedon muodostamiseksi vaa'an asennon kompensoi- > miseksi taakan punnituksessa. Näin keksinnön mukainen vaaka = voidaan toteuttaa varsin yksinkertaisesti, kun venymälius- > ka-anturit mittaavat venymää ainoastaan yhdellä mittauslinjalla. 3 30 5 Edullisesti ensimmäisen osan keskelle on aukko muodostaen reitin N johtimien viemiseksi vaa'an lävitse vaakaa kannattavalta rakenteelta työvälineelle. Aukon ansiosta vaakaa voidaan käyttää yhdessä ympäripyörivien kääntölaitteiden kanssa. Toisaalta aukon lävitse vietynä johtimet ovat vaa'an sisällä turvassa iskuilta. Erään sovellusmuodon mukaan vaakaan kuuluu poistoaukko ja siihen sovitettu kosteutta läpäisevä tulppa kosteuden ja paineen tasaamiseksi ympäristön suhteen. Näin vaa'an sisään ei pääse muodostumaan esimerkiksi ylipainetta, joka voisi vahingoittaa vaa'an tiivistystä.
Keksinnön mukaisen järjestelmän tarkoitus voidaan saavuttaa järjestelmällä taakan nostamiseksi, johon kuuluu nostopuomisto, kääntölaite ripustettuna nostopuomiston päähän, työväline ripustettuna kääntölaitteeseen taakan nostamiseksi, sekä vaaka taakan punnitsemiseksi. Vaakaan kuuluu ensimmäinen osa vaa'an ripustamiseksi vaakaa kannattavaan kääntölaitteeseen, toinen osa työvälineen ripustamiseksi vaakaan ja kolmas osa yhdistäen sanotut ensimmäisen osan ja toisen osan sovitettuna taipumaan ensimmäiseen osaan ja toiseen osaan kohdistuvien työvälineen ja sillä nostettavan kuorman aiheuttamien voimien vaikutuksesta.
Ensimmäisen osa, toisen osa ja kolmannen osa ovat toistensa suhteen ainakin osittain radiaalisesti sisäkkäin. Lisäksi vaakaan kuuluu ainakin kaksi venymäliuska-anturia liitettynä kolmanteen osaan kolmannen osan taipumien mittaustiedon o muodostamiseksi, langaton lähetin mittaustiedon lähettämiseksi > 25 käyttäjälle ja omavoimainen virtalähde sähkövirran siirtämiseksi ro venymäliuska-antureille ja langattomalle lähettimelle. Vaakaan 2 on muodostettu ensimmäinen tila langattoman lähettimen integ- E roimiseksi vaa'an sisään sekä toinen tila omavoimaisen virta- o lähteen integroimiseksi vaa'an sisään.
3 30 5 Keksinnön mukaisen järjestelmän avulla päästään hyvään luo- N tettavuuteen, sillä vaa'alle ei tarvitse muodostaa langallista yhteyttä, joka on altis iskuille ja murtumille käytössä. Lisäksi langattoman lähettimen ja omavoimaisen virtalähteen sovittaminen ensimmäiseen ja toiseen tilaan suojaa kyseiset komponentit ulkoisilta iskuilta ja jättää vaa'an yläpinnan vapaaksi. Edullisesti venymäliuska-anturit ovat sijoitettu ensimmäisen osan keskikohdan lävitse kulkevan ensimmäisen janan suhteen symmetrisesti molemmin puolin ensimmäisen osan keskikohtaa ensimmäiselle janalle liitettyinä kolmanteen osaan ja vaaka on kiinnitetty työvälineeseen siten, että työvälineeseen kuuluvien nostettavaan objektiin tarttuvien varsien nivelakselit ovat yhdensuuntaiset ensimmäisen janan kanssa. Tällöin esimerkiksi nostettavat puut asettuvat pituussuunnaltaan ensimmäisen janan suuntaisiksi, jolloin taakan punnitus on tarkkaa myös pit- känomaisia kuormia nostettaessa kuten esimerkiksi nostettaessa tukkinippuja työvälineenä toimivan kouran avulla.
Edullisesti järjestelmä on sovitettu metsäkoneen yhteyteen ja työväline on harvesteripää tai edullisemmin koura puiden käsittelemiseksi. Keksinnön mukaisen järjestelmän käyttö metsäkoneiden yhteydessä on erityisen edullista, sillä metsä- koneissa vaakaan kohdistuu erilaisia ulkoisia kuormituksia huomattavasti enemmän kuin esimerkiksi teollisuuslaitosten siltanostureihin. o Edullisesti ensimmäisen osan keskelle on muodostettu aukko > 25 muodostaen reitin letkujen viemiseksi vaa'an lävitse vaakaa ro kannattavalta rakenteelta työvälineelle. Aukon ansiosta vaakaa > voidaan käyttää yhdessä ympäripyörivien kääntölaitteiden kanssa. x a o Edullisesti keksinnön mukaisessa järjestelmässä käytetään = 30 — ympäripyörivää kääntölaitetta, ja järjestelmässä sekä kääntö- 2 laitteen että vaa'an lävitse on johdettu ainakin yhdet johtimet N sähkön tai paineistetun väliaineen viemiseksi nostopuomilta työvälineelle.
Edullisesti järjestelmään kuuluu lisäksi langaton vastaanotin langattoman lähettimen lähettämän mittaustiedon vastaanotta- miseksi. Näin mittaustieto saadaan vastaanotettua esimerkiksi metsäkoneessa, jossa se voidaan siirtää käsiteltäväksi metsä- koneen ohjaustietokoneeseen. Edullisesti langaton vastaanotin käsittää liitynnän tiedon- siirtoväylään. Näin langaton vastaanotin on helppo liittää esimerkiksi metsäkoneen jo olemassa oleviin järjestelmiin. Edullisesti liityntä on CAN-väylä liityntä. Erään sovellusmuodon mukaan järjestelmään kuuluu myös lasken- tayksikkö taakan massan laskemiseksi venymäliuska-antureiden mittaustiedon perusteella, joka laskentayksikkö on edullisesti sijoitettu erilleen vaa'asta. Näin laskenta voidaan suorittaa paikassa, johon virtaa on saatavilla helposti johtimia pitkin eikä laskentayksikön virrankulutus ole ongelma. Edullisesti järjestelmään kuuluu ensimmäiset kiinnitysvälineet vaa'an kiinnittämiseksi ensimmäisestä osastaan sitä kannattavaan rakenteeseen, toiset kiinnitysvälineet neljännen osan kiin- nittämiseksi toiseen osaan ja kolmannet kiinnitysvälineet työvälineen kiinnittämiseksi neljänteen osaan. o > 25 Edullisesti järjestelmässä lopullisen taakan massan laskentaan ro käytetään laskentayksikkö, joka on edullisesti ainakin osa > metsäkoneen ohjaustietokonetta. Laskentayksikkö voidaan = toteuttaa laitekokoonpanolla, johon kuuluu mikrokontrolleri ja > sen muistit. Laskentayksikkö voi olla myös integroitu vas- = 30 taanottimen yhteyteen. >
N Erään sovellusmuodon mukaan järjestelmään kuuluu nostopuomiston kääntöanturi nostopuomiston asennon päättelemiseksi. Kääntö- anturin avulla nähdään milloin kannattaa suorittaa punnitus, eli onko punnittava kuorma, kuten esimerkiksi puunippu, ilmassa, raahaako puunippu maata tai milloin punnitustulosta vääristävien ulkoisten tekijöiden määrä on minimissään. Kääntöanturin avulla voidaan automaattisesti tunnistaa hetki, jolloin punnitus suoritetaan. Tällöin käyttäjän ei tarvitse kuitata aina punnitusajanhetkeä, vaan se tunnistetaan automaattisesti hidastamatta käyttäjän työskentelyä. Kääntöanturi on edullisesti langaton.
Matalaenergisen elektroniikan ja Bluetooth tekniikan ansiosta pariston käyttöikä voi olla jopa yli 10 vuotta mikäli punnitus- tai mittaustilaa ei käytetä. Tämä helpottaa muun muassa vaa'an varastointia ja vähentää omavoimaisen virtalähteen irrottamista. Vaaka lähettää säännöllisin väliajoin tietoja itsestään, kuten esimerkiksi tietoja patterin jännitteestä tai vaa'an yksi- löintitietoja, vaikka mittausta ei käytetä. Tämä helpottaa järjestelmän diagnostiikkaa ja mahdollistaa muun muassa Bluetooth:lla varustetun älypuhelimen käyttämisen diagnos- tiikkatyökaluna tai laskentayksikkönä.
Keksintöä kuvataan seuraavassa yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisiin eräitä keksinnön sovelluksia kuvaaviin piirroksiin, joissa o > 25 Kuva 1 esittää periaatekuvana metsäkoneen, johon on ro sovitettu keksinnön mukainen järjestelmä kä- > sittäen keksinnön mukaisen vaa'an, = Kuva 2 esittää aksonometrisesti keksinnön mukaisen > vaa'an liitettynä kääntölaitteeseen ja työvä- 3 30 lineeseen, 5 Kuva 3 esittää poikkileikkauksen keksinnön mukaisesta N vaa'asta,
Kuva 4a esittää poikkileikkausta keksinnön mukaisesta vaa’asta sekä sitä kannattavasta kääntölait- teesta ja vaakaan ripustetusta työvälineestä,
Kuva 4b esittää suurennettuna poikkileikkausta keksinnön mukaisesta vaa'asta sekä sitä kannattavasta kääntölaitteesta ja vaakaan ripustetusta työ- välineestä,
Kuva 4c esittää poikkileikkausta keksinnön mukaisesta vaa’asta poikkileikattuna eri suunnasta kuin kuvat 4a ja 4k,
Kuva 5 esittää osittain räjäytettynä aksonometrisesti keksinnön mukaista vaakaa, kun lähetin ja voi- manlähde ovat nostettu ulos ensimmäisestä ja toisesta tilasta,
Kuva 6a esittää vaakaa aksonometrisesti alhaalta päin kuvattuna ilman vaa'an neljättä osaa,
Kuva 6b esittää vaakaa suoraan altapäin kuvattuna ilman vaa'an neljättä osaa,
Kuva 7 esittää keksinnön mukaisen vaa'an periaatteel-
lisen kytkentäkaavion.
Kuvassa 1 on esitetty keksinnön mukainen järjestelmä 100 toteutettuna metsäkoneen 106 yhteydessä. "Tulee kuitenkin o ymmärtää, että keksinnön mukainen järjestelmä voidaan toteuttaa > 25 myös muissa ympäristöissä kuin metsäkoneissa.
Tällaisia ro keksinnön mukaisen järjestelmän muita toteutusympäristöjä voivat > olla esimerkiksi erilaiset tuotantolaitosten kattonosturit, = kuorma-autojen nosturit, satamanosturit ja vastaavat.
Edulli- > simmillaan keksinnön mukaista järjestelmää ja vaakaa käytetään = 30 kuitenkin metsäkoneen yhteydessä, jossa vaakaan kohdistuu 2 taakkaa nostettaessa usein myös muita kuin painovoimakiihty- N vyyden komponentteja ja sitä kautta taakan punnitseminen on tavanomaista vaativampaa.
Vaakaan ripustettava työväline voi olla esimerkiksi metsäkoneen harvesteripää, mutta edullisimmin objektien tarttumiseen tarkoitettu koura. Kuvassa 1 esitetty metsäkone 106 voi olla esimerkiksi yleinen metsätraktori, johon kuuluu rungon päälle sovitettu kuormatila 114 ja runkoon yhdestä päästään nivelletty nostopuomisto 102. Nostopuomiston 102 avulla voidaan nostaa jo kaadettuja puun runkoja kuormatilaan 114 samalla punniten kunkin nostetun taakan massa. Nostopuomiston 102 yhteen päähän 54 on edullisesti ripustettu kääntölaite 104 ja kääntölaitteen 104 alapintaan on puolestaan kiinnitetty keksinnön mukainen vaaka 10 yläpinnas- taan. Vaa'an 10 alapintaan 46 kiinnittyy työväline 18. Nostopuomisto 102 toimii tässä tapauksessa vaakaa kannattavana rakenteena 14. Kääntölaitteen 104 tarkoituksena on mahdollistaa työvälineen 18 kääntäminen nostopuomiston 102 yhden pään 54 suhteen oleellisesti pystysuuntaisen akselin ympäri. Kuvan 1 sovellusmuodossa työvälineenä 18 käytetään kouraa 112 puiden nostamiseksi.
Vaikka kuvassa 1 vaaka 10 on kiinnitetty kääntölaitteen 104 ja työvälineen 18 välille, tulee ymmärtää, että keksinnön mukainen vaaka voidaan sijoittaa myös nostopuomiston ja kääntölaitteen välille. Tällöin vaaka on kuitenkin ripustinvaaka, johon o kohdistuu myös kääntölaitteen paino.
S 25 g Kuvan 2 mukaisesti vaakaan 10 kuuluu ensimmäinen osa 12, toinen 2 osa 16 ja kolmas osa 20, jotka ovat edullisesti samassa tasossa = ja radiaalisesti toistensa suhteen sisäkkäin tasomaisina > kiekkoina 32. Lisäksi vaakaan 10 kuuluu ainakin kaksi kuvissa 6a = 30 ja 6b esitettyä venymäliuska-anturia 22, kuvassa 5 esitetyt 2 langaton lähetin 24, omavoimainen virtalähde 26 sekä ensimmäinen N tila 28 langatonta lähetintä 24 varten ja toinen tila 30 virtalähdettä 26 varten. Vaa'an toiminta perustuu venymälius- ka-antureiden mittaukseen, jossa kolmanteen osaan sijoitetut edullisesti neljä tai kahdeksan venymäliuska-anturia muodostaa edullisesti täyden (tai kaksi täyttä) Wheatstone-siltakytkennän. Venymäliuska-antureiden venymä muuttaa siltakytkennän ulostu- lojännitettä, jonka muutoksesta voidaan määrittää vaakaan kohdistuva voima ja sitä kautta laskea taakan massa. Ensimmäinen osa 12 on sovitettu kiinnitettäväksi vaakaa 10 kannattavaan rakenteeseen 14, joka on kuvissa 1 - 6b esitetyissä sovellus- muodoissa kääntölaite 104. Ensimmäistä osaa 12 ympäröi toinen osa 16 ja nämä yhdistetään toisiinsa kolmannen osan 20 avulla.
Ensimmäinen osa 12, toinen osa 16 ja kolmas osa 20 muodostavat vaa'an 10 rungon 33. Kuvien 1 ja 3 — 4c sovellusmuodossa työväline 18 on liitetty vaa'an 10 toiseen osaa 16 erillistä neljättä osaa 42 käyttäen.
Neljäs osa 42 toimii edullisesti välikappaleena toisen osa 16 ja työvälineen 18 välillä kiinnitettäessä työvälinettä 18 vaakaa 10 kuvien 1 ja 3 — 4c mukaisesti. Mikäli työvälineessä 18 tapahtuu kuormituksessa muodonmuutoksia, neljäs osa 42 ottaa vastaan nämä muodonmuutokset, jolloin ne eivät pääse siirtymään suoraan vaa”/an 10 runkoon 33 vääristäen mittausta. Tätä tarkoitusta varten neljäs osa 42 voi olla valmistettu jäykemmäksi rakenteeksi kuin vaa'an 10 runko 33. Edullisesti ensimmäinen osa 12, toinen osa 16, kolmas osa 20 ja neljäs osa 42 ovat kaikki tasomaisia kiekkoja o 32 eli kiekkomaisia ja pyöreitä metallilevyjä, joissa on > 25 edullisesti keskireikä. Pyöreän rakenteen kautta vaakaan ro vaikuttavat voimat saadaan vakioitua symmetrisiksi siten, että > käyttöasennossa vaa’an poikkisuuntaiset voimat eivät saa aikaan = erisuuruista vaikutusta mittaukseen vaa'an geometriasta johtuen. > Vaihtoehtona pyöreälle rakenteelle ensimmäinen osa voi olla myös = 30 jokin muu symmetrinen muoto, kuten risti, jolloin myös toinen osa 2 ja kolmas osa ovat myös ensimmäistä osaa muodoltaan vastaavia N ympäröiden ensimmäisen osan radiaalisesti.
Edullisesti vaa'an 10 rungon 33 ensimmäisen osan 12 keskellä, kuten myös neljännen osan 42 keskellä, on keskireikä 48 kuvan 4c mukaisesti, joka mahdollistaa johtimien eli johtojen 96 ja paineväliainelinjojen johtamisen vaa'an lävitse kääntölait- teeltatyövälineelle. Näin esimerkiksi hydrauliikkaöljyä voidaan siirtää metsäkoneesta nostopuomistoa pitkin, ympäripyörivän kääntölaitteen ja vaa'an lävitse aina työvälineelle saakka, joka hyödyntää hydrauliikkaöljyä hydraulisten toimilaitteiden käyttöön. Vaa'an lävitse johdettuina johtimet ovat paremmin suojassa iskuilta kuin vaa'an ulkoisesti johdettuina. Vaa'an 10 kiinnitystä on esitetty tarkemmin kuvissa 3 ja 4a — 4c. Vaikka kuvassa 4a ei ole esitetty leikkausviivoitusta, tulee ymmärtää, että kuva 4a esittää poikkileikkauksen kuvan 4b tavoin. Kuvassa 4c ei ole esitetty kolmansia kiinnitysvälineitä, jotka kiinnittävät työvälineen 18 neljänteen osaan 42. Vaaka 10 kiinnitetään rungon 33 ensimmäisestä osasta 12 vaakaa 10 kannattavaan rakenteeseen 14, joka on joko kuvan 1 nosto- puomisto 102 tai edullisemmin kuvien 4a - 4c mukaisesti kääntölaite 104. Kiinnitys tapahtuu ensimmäisien kiinnitysvä- lineiden avulla. Ensimmäisiin kiinnitysvälineisiin voi kuulua ensimmäiseen osaan 12 muodostetut vastakierteet 61, joihin o kierteillä varustetut pinnapultit 60 on kierretty ja lukittu > 25 esimerkiksi liimalla. Pultit 60 ulkonevat ensimmäisen osan 12 3 yläpinnasta 44. Vastaavasti kääntölaitteeseen 104 voi kuulua 2 osana ensimmäisiä kiinnitysvälineitä sen alaosaan aukot 118, = joiden läpi pultit 60 sovitetaan. Edullisesti vaaka 10 lukitaan - pulttien 60 avulla muttereita käyttäen kääntölaitteen 104 = 30 aukkoihin 118 (kuvassa 4c). >
N Vaa'an 10 runko 33 kiinnittyy neljänteen osaan 42 toisesta osastaan 16 kuvissa 4c, 6a ja 6b näkyvien toisien pulttien 76 avulla. Toiset pultit 76 ovat osa toisia kiinnitysvälineitä.
Toiseen osaan 16 voi kuulua lisäksi toisina kiinnitysvälineinä toiset vastakierteet 78. Neljänteen osaan 42 kuuluu puolestaan toisiin kiinnitysvälineisiin kuuluvat kolmannet aukot 86, joiden läpi toiset pultit 76 sovitetaan ja kiristetään toisiin aukkoihin 78 lukiten neljännen osan 42 vaa'an 10 runkoon 33 toiseen osaan
16. Neljännen osan 42 lukitus vaa'an 10 runkoon 33 tapahtuu ainoastaan toiseen osaan 16 kuvan 4c mukaisesti, jolloin vaakaa 10 kuormitettaessa ensimmäinen osa 12 pääsee liikkumaan vaa'an 10 tason suhteen kohtisuorassa suunnassa eli käyttöasennossa pääosin vertikaalisuunnassa kolmannen osan 20 taipuessa. Toisien pulttien lukumäärän vaikutusta rakenteen toimintaan on tutkittu FEM-laskennalla ja todettu, että toisia pultteja on oltava 14 - 32 kappaletta, edullisesti 18 - 24 kappaletta toisen osan muodostamalla kehällä riittävän stabiilin lukituksen aikaan- saamiseksi. Pulttien suuremman lukumäärän käyttö ei tuo merkittävää lisäarvoa, mutta mikäli toisia pultteja on alle 18 kappaletta, tämä heikentää vaa'an toimintaa mahdollistaen epätasaisessa kuormituksessa työvälineen vääntymien osittaisen siirtymisen vaa’an runkoon neljännen osan rakenteellisen jouston kautta. o Työväline 18 kiinnitetään vaa'an 10 neljänteen osaan 42 > 25 kolmansina kiinnitysvälineinä toimivien kolmansien pulttien 72 ro avulla kuvien 4b mukaisesti. Neljänteen osaan 42 kuuluu > kolmansina kiinnitysvälineinä myös poraukset 62, joissa on = kolmannet vastakierteet kolmansia pultteja 72 varten. Työvä- > lineen 18 yläosaan kuuluu kiinnityslaippa 68, jossa on neljännet = 30 aukot 88 kolmansien pulttien 72 sovittamiseksi kiinnityslaipan 2 68 lävitse ja kolmansien pulttien lukitsemiseksi neljännen osan N 42 porauksiin 62. Myös kiinnityslaipassa 68 on edullisesti toinen keskireikä 74 johtimia varten.
Edullisesti vaa/an runko on muodostettu yksittäisestä valu- kappaleesta koneistamalla.
Edullisesti vaa'an 10 runkoon 33 on muodostettu kuvissa 2 ja 4a - 4c näkyvä ensimmäinen ohennus 64 rungon 33 neljättä osaa 42 vasten tulevaan pintaan.
Ensimmäisen ohennuksen 64 avulla voidaan korostaa kolmannen osa 20 muo- donmuutosta vaakaa kuormitettaessa.
Myös neljänteen osaan 42 kuuluu edullisesti toinen ohennus 66, jonka tarkoitus on muodostaan yhdessä ensimmäisen ohennuksen 64 kanssa kolmas tila
80 vaa'an 10 sisään, tarkemmin sanottuna vaa'an 10 rungon 33 ja neljännen osan 42 välille kehämäisesti.
Kolmatta tilaa 80 käytetään lähettimen 24 ja virtalähteen 26 sovittamiseksi vaa'an
10 sisään suojaan iskuilta.
Lisäksi kolmas tila 80 toimii tilavuutena venymäliuska-antureiden 22, langattoman lähettimen
24 ja virtalähteen 26 välisille johdoille, jotka on esitetty kuvassa 6a katkoviivoilla 86. Kolmas tila 80 on edullisesti tiivistetty.
Neljänteen osaan 42 voi kuulua kuvan 4c mukaisesti erillinen kahteen suuntaan hengittävällä tulpalla 50 varustettu poistoaukko 52, joka mahdollistaa kosteuden poistumisen kolmannesta tilasta 80, mutta samalla estää veden pääsyn poistoaukosta 52 kolmanteen tilaan 80. Tällainen kosteutta päästävä tulppa 50 voi olla edullisesti Goretex-kalvoa tai vastaavaa kalvoa hyödyntävä tulppa.
Kosteutta läpäisevä tulppa pyrkii pitämään kolmannen tilan 80 samassa suhteellisessa o kosteudessa kuin kolmannen tilan 80 ulkopuoliset tilat.
Tulppa > 25 toimii edullisesti myös paineentasausventtiilinä, joka pitää 3 kolmannen tilan 80 samassa paineessa kuin ympäröivän tilan paine. 2 Tällöin vaa'assa käytettyihin tiivisteisiin ei kohdistu suuria = paine-eroja, jotka voisivat aiheuttaa vuotoja.
Kosteuden - poistaminen kolmannesta tilasta on tärkeää, jotta voidaan välttyä = 30 venymadliuska-antureiden korroosiolta, joka tuhoaa venymälius- 2 ka-anturit.
Poistoaukko 52 ja tulppa 50 ovat edullisesti N sijoitettu mahdollisimman suojaisaan sijoituspaikkaan kauas öljysuihkuista putkirikkojen ja mekaanisten rasitteiden takia.
Kolmanteen osaan 20 kuuluu edullisesti kaksi kehämäistä uraa 38 radiaalisesti välin d päässä toisistaan kuvan 5 mukaisesti. Kehämäiset urat 38 ovat rengasmaisia vaa'an 10 rungon 33 ollessa pyöreä rakenne. Edullisesti kehämäiset urat 38 ovat sijoitettu radiaalisesti kolmannen osan 20 alueelle radiaalisesti lähelle ensimmäisen ohennuksen 64 sisimpää ja uloimpaa reunaa kuvan 2 mukaisesti, jolloin kehämäisien urien 38 kohdista kolmas osa 20 on pystysuuntaiselta paksuudeltaan ohuempi kuin kehämäisien urien 38 väliin jäävän kannaksen 70 osalta. Ensimmäisen ohennuksen 64 ansiosta kolmas osa 20 on edullisesti koko radiaalisen leveyden osalta ohuempi kuin ensimmäinen osa 12 ja toinen osa 16, jolloin ensimmäisen osan 12 ja toisen osan 16 kautta kolmannen osan 20 läpi vaikuttavat voimat taivuttavat kolmatta osaa 20 mutteivat ensimmäistä osaa 12 ja toista osaa 16, jotka ovat oleellisesti jäykät. Tässä yhteydessä oleellisesti jäykällä tarkoitetaan sitä, että ensimmäisen osan ja toisen osan taipuma on alle 1 %$ kolmannen osan taipumasta. Kolmannen osan taipuma kuormituksessa voi olla kokoluokkaa 0,01 - 0,2 mm. Kolmannen osan kehämäisien urien 38 avulla kolmannen osan taipuma saadaan 20 kohdistettua pienelle matkalle kolmatta osaa 20 nimenomaan kehämäisien urien 38 kohdalle. Vaihtoehtoisesti kahden uran sijaan voidaan käyttää myös yhtä o leveämpää uraa, mutta tällöin aikaansaadaan pienempi kolmannen > 25 osan venymä uran kohdalle ja sitä kautta venymä havainnointi on 3 vaikeampaa.
Q = Edullisesti venymäliuska-anturit 22 ovat kiinnitetty kolmanteen > osaan 20 ja tarkemmin sanottuna ensimmäiseen ohennukseen 64 kuvan = 30 6a mukaisesti kohdakkain kehämäisien urien kanssa siten, että 2 venymäliuska-anturit 22 mittaavat kolmannen osan 20 muodon- N muutoksen kolmannen osan 20 radiaalisuunnassa. Näin venymä- liuska-anturit voivat olla kolmannen osan radiaalisuuntaiselta pituudeltaan oleellisesti kehämäisien urien levyiset. Kehä-
mäisien urien etäisyys toisistaan eli väli d voi olla 10 - 60 mm, edullisesti 20 — 40 mm. Kehämäisien urien leveys voi olla 5 — 25 mm, edullisesti 15 — 20 mm ja syvyys 5 - 15 mm, edullisesti 8 - 12 mm.
Edullisesti venymäliuska-anturit 22 on kiinnitetty vaa'an 10 käyttöasennossa kolmannen osan 20 alapinnalle ensimmäiseen ohennukseen 64 radiaalisuuntaisesti kuvan 6b mukaisesti. Tarkemmin sanottuna venymäliuska-anturit 22 ovat edullisesti liimattu kolmannen osan 20 pintaan. Jotta venymäliuska-anturit voivat mitata kolmannen osan muodonmuutoksen luotettavasti, täytyy kolmannen osan alapinta olla koneistettu esimerkiksi tasohionnalla riittävän korkeaan sileyteen. Venymälius- ka-antureiden tarttumisen parantamiseksi tasohiottu pinta karhennetaan vielä esimerkiksi käsin 150 - 400 hiekkapapereita käyttäen liiman tarttumisen parantamiseksi. Venymäliuska-anturit voivat olla tekniikan tason mukaisia venymäliuska-antureita, kuten esimerkiksi saksalaisen valmis- tajan Hottinger Baldwin Messtechnik GmbH:n (HBM) tuotenimellä HBM 1-LY41-10/120-1000 markkinoimia venymäliuska-antureita. Venymäliuska-anturit mittaavat kolmannen osan venymää kunkin venymäliuska-anturin sisällä olevan hilan avulla. Venymälius- o ka-antureiden hilan pituus voi olla 4 - 20 mm, edullisesti 6 - > 25 10 mm. Hilan venyessä sen resistanssi muuttuu, jolloin silta- ro kytkennässä ulostulojännite muuttuu. Venymäliuskan kokema > venymän arvo on sen mittaushilan alla olevan venymän keskiarvo. = Toisaalta venymäliuska-antureilla voidaan mitata myös toisessa - kohdassa kolmatta osaa hilan kokoon puristumaa. Maksimoimalla = 30 venymdd hilan alla olevalla alueella saadaan maksimoitua sen 2 resistanssin muutos.
N
Koneistamalla vaa'an kolmanteen osaan kehämäiset urat opti- moituihin paikkoihin, saadaan maksimoitua venymä venymälius- ka-antureiden alla heikentämättä vaa'an rakenteellista lujuutta. Sijoittamalla venymäliuska-anturit kehämäisien urien kohdille venymäliuska-antureihin kohdistuu suurin venymä parantaen mittauksen tarkkuutta. Vaa'assa, jossa kolmannessa osassa ei ole kehämäisiä uria, kolmannen osan venymä jakautuu tasaisesti koko kolmannen osan matkalle ja on tällöin venymäliuska-antureiden kohdalla pienempää ja vaikeammin havaittavaa.
Kuvien 6a ja 6b mukaisesti venymäliuska-anturit 22 ovat edullisesti sijoitettu ensimmäiseen ohennukseen 64 siten, että venymäliuska-anturit ovat jaettu vaa'an 10 keskikohdan kautta piirretyn ensimmäisen janalle 34 molemmin puolin keskikohtaa. Tällöin venymäliuska-anturit 22 mittaavat kolmannen osan 20 muodonmuutoksia symmetrisesti ensimmäisellä janalla 34 keski- kohdan molemmin puolin. Venymäliuska-anturit on kytketty tekniikan tason mukaisesti Wheatstonen siltakytkennällä, jossa resistanssin muutoksesta päätellään jännitteen muutos ja sitä kautta kolmannen osan muodonmuutos ja edelleen taakan massa. Käytettäessä neljää venymäliuska-anturia venymäliuska-anturit voidaan täyssiltakytkeä, jolloin saavutetaan lämpötilakompen- soitu kytkentä, joka ei häiriinny lämpötilamuutoksista. o Käytettäessä kahta venymäliuska-anturia voidaan käyttää > 25 puolisiltakytkentää, mutta tällöin lämpötila on kompensoitava ro muuten. Kuvien 6a ja 6b keksinnön mukaisen vaa'an sovellus- > muodossa on ainoastaan kaksi venymäliuska-anturia 22, mutta = edullisesti venymäliuska-antureita on kaksi keskikohdan suhteen - kullakin puolella ensimmäistä janaa, kukin yhden kehämäisen uran
O D 30 kohdalla.
N Kehämäisen kolmannen osan 20 ansiosta kolmannen osan 20 taipuma on varsin symmetrinen koko kolmannen osan 20 matkalla missä tahansa kohtaa vaa'an sektoria. Jotta taipuma olisi mahdolli-
simman symmetristä, ensimmäinen tila 28 ja toinen tila 30 ovat muodostettu edullisesti toiselle janalle 36 kuvan 6b mukaisesti, jolloin ne ovat 90° sektorin päässä venymäliuska-antureista 22 symmetrisesti keskikohdan suhteen molemmin puolin toista janaa 36 kuvien 6a ja 6b mukaisesti.
Edullisesti ensimmäinen tila 28 ja toinen tila 30 ovat myös tason suuntaiselta pinta-alalta ja muodoltaan identtisiä, jolloin niiden vaikutus kolmannen osan 20 taipumaan on symmetrinen.
Edullisesti ensimmäinen tila 28 on vaa'an 10 rungon 33 tason suhteen kohtisuorassa suunnassa syvyydeltään matalampi kuin toinen tila 30. Tämä johtuu siitä, että ensimmäiseen tilaan 28 sijoitettava langaton lähetin 24 on korkeudeltaan matalampi kuin toiseen tilaan 30 sijoitettava omavoimainen virtalähde 26. Kuvan 5 mukaisesti ensimmäinen tila 28 ja toinen tila 30 muodostuvat edullisesti toiseen osaan 16 tai kolmanteen osaan 20 tai molempiin muodostetuista ensimmäisestä aukosta 90 ensim- mäistä tilaa 28 varten ja toisesta aukosta 92 toista tilaa 30 varten.
Tässä tapauksessa ensimmäinen aukko 90 ja toinen aukko 92 läpäisevät ensimmäisen osan ulottuen aina vaa/an rungon 33 ja neljännen osan 42 välille muodostuvaan kolmanteen tilaan 80, joka on esitetty kuvassa 2. Ensimmäiseen tilaan 28 kuuluu ensimmäisen aukon 90 lisäksi myös kuvissa 6a ja 6b esitetty ensimmäinen kotelo o 82, jonka sisään langaton lähetin 24 on sovitettu.
Ensimmäinen > 25 kotelo 82 sulkee langattoman lähettimen 24 sisäänsä estäen veden 3 ja kosteuden pääsyn langattoman lähettimen 24 kanssa koske- 2 tuksiin.
Edelleen ensimmäiseen tilaan 28 kuuluu kuvassa 5 näkyvä = ensimmäinen kansi 56, joka sulkee ensimmäisen tilan 28 ensim- > mäistä koteloa 82 vasten hermeettiseksi tilaksi.
Edullisesti = 30 ensimmäisen tilan 28 sulkeva ensimmäinen kansi 56 on muovia, 2 jolloin se ei häiritse eikä juurikaan vaimenna langattoman N lähettimen 24 lähetyssignaalia.
Edullisesti ensimmäinen kansi on valmistettu POM muovista, joka läpäisee erinomaisesti langat-
toman lähettimen signaalin.
Lisäksi itse langaton lähetin on sijoitettu lähelle vaa'an yläpintaa, niin ikään langattoman lähettimen signaalin kulkemisen parantamiseksi. Mikäli langaton lähetin on erittäin matala, voi joissain tapauksissa ensimmäinen tila muodostua ainoastaan vaa'an rungon sisään, jolloin ei muodostu vaa'an rungon läpäisevää aukkoa. Tässä tapauksessa ei tarvita ensimmäistä koteloa, vaan ainoastaan vaa'an runkoon tehty syvennys. Vastaavasti toiseen tilaan 30 kuuluu toisen aukon 92 lisäksi myös kuvissa 6a ja 6b esitettytoinen kotelo 84, jonka sisään virtalähde 26 on sovitettu. Toinen kotelo 84 sulkee virtalähteen 26 sisäänsä estäen veden ja kosteuden pääsyn virtalähteen 26 kanssa kosketuksiin. Edelleen toiseen tilaan 30 kuuluu kuvassa 5 näkyvä toinen kansi 58, joka sulkee toisen tilan 30 toista koteloa 84 vasten hermeettiseksi tilaksi. Sekä ensimmäinen kansi 56 että toinen kansi 58 ovat irrotettavasti lukittavissa paikoilleen erillisten ruuvien tai pulttien 59 avulla. Irrotettavien kansien käyttö mahdollistaa langattoman lähettimen ja sen yhteydessä olevan elektroniikan sekä virtalähteen huollon tarvittaessa. Myös toinen kansi 58 on edullisesti valmistettu POM-muovista. Ensimmäinen kansi ja toinen kansi on valmistettu muovista myös siitä syystä, että metalliset kannet ovat verrattain jäykkiä o vaikuttaen vaa'an näyttämään. Muovisen kannen vaikutus jäyk- > 25 kyyteen on pieni, jolloin kannen vaikutus vaa'an mittaustulokseen 3 on merkityksetön. Edullisesti myös ensimmäinen kotelo ja toinen 2 kotelo on valmistettu muovista, jolloin ne taipuvat kolmannen E osan taipuessa eivätkä häiritse mittausta.
D > 30 Edullisesti keksinnön mukaiseen vaakaan 10 kuuluu myös kuvissa 2 5 ja 7 esitetty 3D-kiihtyvyysanturi 40 vaa'an 10 asentotiedon N muodostamiseksi ja taakan painon mittauksen kompensoimiseksi asentotiedon perusteella. Edullisesti 3D-kiihtyvyysanturi 40 on sijoitettu ensimmäiseen tilaan 28 kuvassa 5 esitetylle elekt-
roniikkakortille 52 langattoman lähettimen 24 kanssa. 3D-kiihtyvyysanturi voi mitata vaa’an asentoa painovoimavektorin suhteen. Tällainen mittaus ei kuitenkaan ota huomioon vaa'an liiketilaa. Edullisimmin 3D-kiihtyvyysanturi on IMU-anturi (Inertia Measurement Unit) eli inertiamittausyksikkö, joka mittaa 3D-kiihtyvyyttä sekä kulmakiihtyvyyttä ja siten tunnistaa myös vaa'an liiketilan. IMU-anturin avulla saatu kallistustieto on siten kattavampi kuin 3D-kiihtyvyysanturilla saatu tieto. Edullisesti langaton lähetin 24 ja 3D-kiihtyvyysanturi 40 ovat sovitettu samalle piirilevylle, joka sijoitetaan ensimmäiseen tilaan 28. Edullisesti ensimmäisen tilan 28 ensimmäinen kotelo 82 on myös täytetty suojamassalla elektroniikkakortin asennuksen jälkeen suojaten elektroniikkakortin kosteudelta. 3D-kiihtyvyysanturia käytettäessä vaa'an mittaus venymälius- ka-antureita 22 käyttäen voidaan suorittaa käyttäen yhdelle suoralle sijoitettuja venymäliuska-antureita 22 käyttäen. Tällöin kolmannen osan muodonmuutos mitataan yhdellä mittaus- sillalla olevien venymäliuska-antureiden avulla ja mahdollinen vaa'an asennon aiheuttama vaikutus kolmannen osan muodonmuu- toksen otetaan huomioon laskennallisesti. Näin vaaka voidaan toteuttaa luotettavasti vähemmillä venymäliuska-antureilla, kuin jos vaaka toteutettaisiin ilman 3D-kiihtyvyysanturia. Ilman o 3D-kiihtyvyysanturia toteutettaessa venymäliuska-antureita > 25 jouduttaisiin asentamaan vähintään kahdelle suoralle, mikäli 3 taakka punnitaan liikkeessä. Laskennassa 3D-kiihtyvyysanturin 2 mittaama kiihtyvyys voidaan ottaa huomioon yksinkertaisesti E fysiikan peruskaavaa F = ma käyttäen.
D > 30 Edullisesti elektroniikkakortti 52 sisältää kuvan 7 mukaisesti 2 mikrokontrollerin 126, langattoman lähettimen 24 tiedonsiirtoa N varten, 24-bittisen AD-muuntimen 128 venymäliuska-antureiden 22 analogisen signaalin muuntamiseksi digitaaliseen muotoon, 3D-kiihtyvyysanturin 40 vaa'an kallistuksen ja edullisesti myös liiketilan havaitsemiseksi sekä virranohjauspiirin 130 virran syöttämiseksi elektroniikkakortin 52 osille ja venymälius- ka-antureille 22.
Edullisesti keksinnön mukaiseen järjestelmään kuuluu lisäksi kuvassa 7 esitetty langaton vastaanotin 120, joka on sijoitettu metsäkoneeseen esimerkiksi ohjaamon yhteyteen, jossa se voidaan yhdistää metsäkoneen tiedonsiirtoväylään 122. Edullisesti vaaka toimii siten, että vaa’alta lähetetään langattoman lähettimen 24 avulla esimerkiksi Bluetooth-yhteyttä käyttäen langattomalle vastaanottimelle 120 mittaustietoja. Arvoja ei lasketa oma- voimaista virtalähdettä 26 käyttävällä vaa'alla 10, vaan edullisesti metsäkoneen ohjaustietokoneella 124, johon mit- taustiedot siirretään langattomalta vastaanottimelta 120 esimerkiksi metsäkoneen tiedonsiirtoväylää 122 käyttäen. Näin pienennetään vaa'an virrankulutusta. Edullisesti tiedonsiir- toväylä on CAN-väylä.
Venämäliuska-antureiden 22 mittaussillan jännitteelle on oma jänniteregulaattori eli virranohjauspiiri 130, mutta sama mittaussillan jännite menee 24bit AD-muuntimelle 128. Tarkka mittaus vaatii AD-muuntimelle 128 tiedon mittaussillan jän- nitteestä tai sen muutoksesta. Siksi Wheatstonen kytkennässä o mittaussillan jännite kytkeytyy referenssiksi AD-muuntimelle.
> 25 Sama pätee myös kuvassa 7 merkinnällä GND kuvatulle maakyt- 3 kennälle.
Q = Lähetettäviä mittaustietoja voivat olla kaikki vaa'assa > mitattavat arvot kuten esimerkiksi patterijännite, AD-muuntimen = 30 arvot tai venymäliuska-antureiden kytkentöjen arvot tai 2 molemmat, lämpötila, kallistusanturin arvot X-, Y- ja Z-suuntiin N sekä lisäksi on aikaleimatieto ja ”kentänvoimakkuus tieto” RSSI. Mittaustietojen mukana lähetettävän tunnistetiedon avulla muodostetaan suojattu yhteys langattoman lähettimen ja lan-
gattoman vastaanottimen välille.
Lopullisen taakan massan laskentaan käytettävä laskentayksikkö, joka edullisesti on ainakin osa metsäkoneen ohjaustietokonetta, voidaan toteuttaa laitekokoonpanolla, johon kuuluu 16 — 124 bit prosessori, 128 - 1024 kB Flash-muistia ja 16 - 128 kB RAM keskusmuistia.
Laskentayksikkö voi olla myös integroitu langattoman vastaan- ottimen yhteyteen.
Edullisesti käytettävä langattoman lähetin on matalaenergia Bluetooth moduuli, esimerkiksi Bluetooth 4.2 moduuli tai uudempi versio, jossa on sisäinen antenni ja joka käyttää yleistä Bluetoothin 2.4GHz taajuutta.
Matalaenerginen langaton lähetin mahdollistaa osaltaan vähäisen energiankulutuksen mittaustiedon lähetyksessä.
Tällöin vaa'an omavoimainen virtalähde voi olla esimerkiksi Saft LS 3,6V ja 17 Ah Li-SoCl>;paristo, jonka käyttöikä on vähintään 6 kk, mutta jopa yli vuoden.
Paristo voidaan vaihtaa helposti avaamalla toisen tilan toisen kannen.
Langattoman lähettimen lähetysetäisyys on edullisesti 10 - 20 m, edullisesti 10 — 15 m.
Sijoitettaessa vaaka kääntölaitteen alle on huomattu yllättäen, että kääntölaitteen rakenne toimii langattoman lähettimen signaalia heijastavana elementtinä.
Vaa'an ulkohalkaisija voi olla 200 - 500 mm, edullisesti 300 - o 400 mm ja sen paksuus voi olla 40 - 90 mm, edullisesti 50 — 70 > 25 mm.
Keskireiän halkaisija voi olla esimerkiksi 100 - 150 mm tai ro 25 - 40 % vaa'an halkaisijasta.
Vaa’an rungossa ja neljännessä > osassa käytetty materiaali on edullisesti ruostumatonta terästä, = joka voi olla esimerkiksi Hardox 900 laatua.
Vaa”an runko voi olla > kolmannen osan kohdalta paksuudeltaan 12 mm. 3 30 5 Keksinnön mukaisen vaa'an ja järjestelmän toiminnan kannalta on N merkittävää, että vaaka asennetaan työvälineenä toimivan kouran yhteyteen siten, että venymäliuska-anturit ovat ensimmäisellä janalla oleellisesti samansuuntaisesti kuin kouralla nostettavat puut. Toisin sanottuna venymäliuska-antureiden vaa'an radiaa- linen suunta on kouran varsien nivelakselin kanssa oleellisesti yhdensuuntainen.
o
TT oO
N
O <Q
O N
I jami a oO
D + 0
O TT O N

Claims (15)

PATENTTIVAATIMUKSET
1. Ripustettava vaaka (10) taakan punnitsemiseksi, johon kuuluu - ensimmäinen osa (12) vaa'an (10) ripustamiseksi vaakaa (10) kannattavaan rakenteeseen (14), - toinen osa (16) työvälineen (18) ripustamiseksi vaakaan (10), - kolmas osa (20) yhdistäen sanotut ensimmäisen osan (12) ja toisen osan (16) sovitettuna muuttamaan muotoaan ensimmäiseen osaan (12) ja toiseen osaan (16) kohdistuvien työvälineen (18) ja sillä nostettavan kuorman aiheuttamien voimien vaikutuksesta, ensimmäisen osan (12), toisen osan (16) ja kolmannen osan (20) ollessa toistensa suhteen ainakin osittain radiaalisesti sisäkkäin, - ainakin kaksi, edullisesti 4 - 8 venymäliuska-anturia (22) liitettynä kolmanteen osaan (20) siihen kohdistuvien voimien mittaustiedon muodostamiseksi kolmannen osan (20) muodonmuu- toksen perusteella, - langaton lähetin (24) sanotun mittaustiedon lähettä- miseksi käyttäjälle, - virtalähde (26) sähkövirran syöttämiseksi sanotuille venymäliuska-antureille (22) ja langattomalle lähettimelle (24), o tunnettu siitä, että vaakaan (10) on muodostettu ensimmäinen tila > 25 (28) langattoman lähettimen (24) integroimiseksi vaa'an (10) 3 sisään sekä toinen tila (30) virtalähteen (26) integroimiseksi 2 vaa'an (10) sisään, jossa virtalähde (26) on omavoimainen. x a o
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen vaaka, tunnettu siitä, = 30 että ensimmäinen osa (12), toinen osa (16) ja kolmas osa (20) ovat 2 tasomaisia kiekkoja (32), joista ensimmäinen osa (12) on N sovitettu radiaalisesti toisen osan (16) sisäpuolelle kolmannen osan (20) yhdistäessä radiaalisuunnassa sanotut ensimmäisen osan (12) ja toisen osan (16) toisensa suhteen sisäkkäin.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen vaaka, tunnettu siitä, että vaakaan (10) kuuluu yhteensä neljä tai kahdeksan venymäliuska-anturia (22) liitettyinä kolmanteen osaan (20), jotka venymäliuska-anturit (22) ovat sijoitettu ensimmäisen osan (12) keskikohdan lävitse kulkevalle ensimmäiselle janalle (34) symmetrisesti ensimmäisen osan (12) keskikohdan molemmin puolin siten, että kullakin puolella ensimmäistä osaa (12) venymä- liuska-antureiden (22) lukumäärä on puolet kokonaismäärästä.
4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen vaaka, tunnettu siitä, että sanotut ensimmäinen tila (28) ja toinen tila (30) ovat sijoitettu sanotun ensimmäisen janan (34) suhteen molemmin puolin ensimmäistä janaa (34) symmetrisesti toiselle janalle (36), joka kulkee ensimmäisen osan (12) keskipisteen kautta ja on ensim- mäiselle janalle (34) kohtisuora.
5. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 4 mukainen vaaka, tunnettu siitä, että kolmas osa (20) on vaa/an (10) tason suuntaan kohtisuorassa suunnassa ainakin osittain paksuudeltaan ohuempi kuin ensimmäinen osa (12) ja toinen osa (16), ja kolmanteen osaan (20) kuuluu kaksi radiaalisuunnassa toisensa suhteen välin (d) päässä olevaa kehämäistä uraa (38) kolmannen osan (20) taipuman o lisäämiseksi. S 25 ro 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen vaaka, tunnettu siitä, > että kunkin kehämäisen uran (38) kohdalle kolmannessa osassa (20) = on molemmin puolin ensimmäistä osaa (12), kehämäisien urien (38) > suhteen vastakkaiselle puolelle kolmatta osaa (20) sovitettu = 30 ainakin yksi venymäliuska-anturi (22) kolmannen osan (20) 2 kyseisen kohdan venymän mittaamiseksi.
N
7. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 6 mukainen vaaka, tunnettusiitä, että langattoman lähettimen (24) yhteyteen kuuluu lisäksi kallistusanturi (40) vaa'an (10) asentotiedon määrit- tämiseksi taakan punnituksen kompensoimista varten.
8. Patenttivaatimuksen 3 ja 7 mukainen vaaka, tunnettu siitä, että venymäliuska-antureita (22) on sijoitettu ainoastaan ensimmäiselle janalle (34).
9. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 8 mukainen vaaka, tunnettu siitä, että vaakaan (10) kuuluu lisäksi kiekkomainen neljäs osa (42) sovitettuna toisen osan (16) ja vaakaan (10) kiinnitettäväksi sovitetun työvälineen (18) välille työvälineen (18) aiheuttamien vääntömomenttien vastaanottamiseksi.
10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen vaaka, tunnettu siitä, että sanotun neljännen osan (42) halkaisija on oleellisesti sama kuin toisen osan (16) halkaisija.
11. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 10 mukainen vaaka, tunnettu siitä, että sanotut venymäliuska-anturit (22) ovat täyssiltakytkettyjä lämpötilavaihteluiden kompensoimiseksi.
12. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 11 mukainen vaaka, tunnettu siitä, että sanottu langaton lähetin (24) on wi- o fi-lähetin tai edullisimmin Bluetooth-lähetin. S 25 ro 13. Järjestelmä (100) taakan nostamiseksi, johon kuuluu > nostopuomisto (102), kääntölaite (104) ripustettuna nosto- = puomistoon (102) kuuluvaan päähän (54), työväline (18) ripus- > tettuna kääntölaitteeseen (104) taakan nostamiseksi, sekä vaaka = 30 (10) taakan punnitsemiseksi, johon kuuluu 2 - ensimmäinen osa (12) vaa'an (10) ripustamiseksi vaakaa N (10) kannattavaan kääntölaitteeseen (104), - toinen osa (16) työvälineen (18) ripustamiseksi vaakaan (10),
- kolmas osa (20) yhdistäen sanotut ensimmäisen osan (12) ja toisen osan (16) sovitettuna taipumaan ensimmäiseen osaan (12) ja toiseen osaan (16) kohdistuvien työvälineen (18) aiheuttamien voimien vaikutuksesta, ensimmäisen osan (12), toisen osan (16) ja kolmannen osan (20) ollessa toistensa suhteen ainakin osittain radiaalisesti sisäkkäin, - ainakin kaksi venymäliuska-anturia (22) liitettynä kolmanteen osaan (20) kolmannen osan (20) taipumien mittaustiedon muodostamiseksi, - langaton lähetin (24) sanotun mittaustiedon lähettä- miseksi käyttäjälle, - virtalähde (26) sähkövirran siirtämiseksi sanotuille venämäliuska-antureille (22) ja langaton lähettimelle (24), tunnettu siitä, että sanottuun vaakaan (10) on muodostettu ensimmäinen tila (28) langattoman lähettimen (24) integroi- miseksi vaa'an (10) sisään sekä toinen tila (30) virtalähteen (26) integroimiseksi vaa'an (10) sisään, jossa virtalähde (26) on omavoimainen.
14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että sanotut venymäliuska-anturit (22) ovat sijoitettu ensimmäisen osan (12) keskikohdan lävitse kulkevan ensimmäisen o janan (34) suhteen symmetrisesti molemmin puolin ensimmäistä osaa > 25 (12) ensimmäisen janan (34) suhteen kohtisuoralle toiselle ro janalle (36) liitettyinä kolmanteen osaan (20) ja sanottu vaaka > (10) on kiinnitetty työvälineeseen (18) siten, että työväli- = neeseen (18) kuuluvien nostettavaan objektiin tarttuvien varsien - (122) nivelakselit ovat yhdensuuntaiset sanotun ensimmäisen = 30 janan (34) kanssa. >
N
15. Patenttivaatimuksen 13 tai 14 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että sanottu järjestelmä (100) on sovitettu metsäkoneen (106) yhteyteen ja sanottu työväline (18) on harvesteripää tai edullisemmin koura (112) puiden (114) käsittelemiseksi. o
O
N
LÖ <Q o
N
I a a o 0 <tr
LO
O o
N
FI20195450A 2019-05-29 2019-05-29 Ripustettava vaaka taakan punnitsemiseksi ja järjestelmä taakan nostamiseksi FI129432B (fi)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20195450A FI129432B (fi) 2019-05-29 2019-05-29 Ripustettava vaaka taakan punnitsemiseksi ja järjestelmä taakan nostamiseksi
PCT/FI2020/050362 WO2020240093A1 (en) 2019-05-29 2020-05-29 Suspendable scale for weighing a bundle and arrangement for hoisting a bundle
US17/614,762 US11965770B2 (en) 2019-05-29 2020-05-29 Suspendable scale for weighing a bundle and a forest machine
EP20814148.1A EP3977069A4 (en) 2019-05-29 2020-05-29 SUSPENDED SCALE FOR WEIGHING A BUNDLE AND ASSEMBLY FOR LIFTING A BUNDLE
CA3139709A CA3139709A1 (en) 2019-05-29 2020-05-29 Suspendable scale for weighing a bundle and arrangement for hoisting a bundle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20195450A FI129432B (fi) 2019-05-29 2019-05-29 Ripustettava vaaka taakan punnitsemiseksi ja järjestelmä taakan nostamiseksi

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FI20195450A1 true FI20195450A1 (fi) 2020-11-30
FI129432B FI129432B (fi) 2022-02-15

Family

ID=73552052

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20195450A FI129432B (fi) 2019-05-29 2019-05-29 Ripustettava vaaka taakan punnitsemiseksi ja järjestelmä taakan nostamiseksi

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11965770B2 (fi)
EP (1) EP3977069A4 (fi)
CA (1) CA3139709A1 (fi)
FI (1) FI129432B (fi)
WO (1) WO2020240093A1 (fi)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11834284B2 (en) * 2020-05-29 2023-12-05 Brian Kenneth Arthur BARTELS Unbinding apparatus, methods, and systems
SE544875C2 (en) * 2021-07-06 2022-12-20 Intermercato Ab A load cell for detecting a force, a system for handling a load and a method for calculating a size of a force
SE2250362A1 (en) * 2022-03-24 2023-09-25 Intermercato Ab Rotator for a rotator scale and a rotator scale for a lifting system

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3827514A (en) 1973-06-25 1974-08-06 Weigh Tronix Weight measuring hook block apparatus for cranes
US6441324B1 (en) 2000-07-28 2002-08-27 Jon L. Stimpson Weighing system for weighing railroad cars and their load
US6919516B2 (en) 2002-01-08 2005-07-19 Mettler-Toledo RF multiple load cell scale
US7514639B2 (en) 2006-09-21 2009-04-07 Technical Weighing Services, Inc. Apparatus, system and method for weighing loads in motion
US20080087475A1 (en) 2006-10-13 2008-04-17 Steven Petrucelli Weighing scale
WO2011143626A1 (en) * 2010-05-14 2011-11-17 Wind Shear, Inc. Wheel force measurement system
GB2486724A (en) * 2010-12-23 2012-06-27 Flintec Uk Ltd Wireless load cell device
SE537511C2 (sv) * 2012-11-20 2015-05-26 Komatsu Forest Ab Vägningssystem för last som hanteras med en lyftapparat, ochlastavkännande ledbar förbindning
US9410840B2 (en) * 2013-03-15 2016-08-09 Raven Industries, Inc. Multi-variable yield monitor and methods for the same
US20170335644A1 (en) * 2016-05-20 2017-11-23 Gas Technology Institute Smart frac ball
US20180103899A1 (en) * 2016-10-18 2018-04-19 International Business Machines Corporation Micro-strain sensor for implantable devices
NL2018463B1 (en) * 2017-03-02 2018-09-21 Rotortug Holding B V Smartlink
SE1750666A1 (en) 2017-05-29 2018-11-30 Intermercato Ab Weighing system for a lifting device

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020240093A1 (en) 2020-12-03
CA3139709A1 (en) 2020-12-03
US11965770B2 (en) 2024-04-23
EP3977069A4 (en) 2023-05-31
US20220228905A1 (en) 2022-07-21
EP3977069A1 (en) 2022-04-06
FI129432B (fi) 2022-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI129432B (fi) Ripustettava vaaka taakan punnitsemiseksi ja järjestelmä taakan nostamiseksi
AU650359B2 (en) Load moment indicator system
US4368824A (en) Safe load indicator
US20080073129A1 (en) Apparatus, system and method for weighing loads in motion
CN108862036A (zh) 集装箱超偏载检测保护系统、方法及正面吊运机
US20110174551A1 (en) Weighing Assembly for Material Storage Units
EP3409635B1 (en) Weighing system for a lifting device
BR112015030410B1 (pt) Método em um sistema de pesagem e disposição de um sistema de pesagem
CN108349709A (zh) 电子环状吊索检查、负载监测和报警系统
CN201834683U (zh) 卸船机称重系统
CN108910674A (zh) 一种核电站cr10与钢筋组合模块整体吊装系统
JP5928842B2 (ja) 防舷材の負荷監視
US20230227291A1 (en) Rotator for a tool
US3853001A (en) Crane load measuring means
WO2009098087A1 (en) Load indicating system
US20230194334A1 (en) Calibration status of a belt weighing system
CN110553704A (zh) 吊秤及其称重结构、称重方法
CN107255507A (zh) 车载无线无源称重检测系统及其检测方法
IT8323243A1 (it) Apparecchio di supporto di un carico avente mezzi di misurazione del carico e metodo per la determinazione della grandezza del carico
CN215003891U (zh) 用于称量集装箱重量的钮锁式力传感器结构
CN109520649A (zh) 测力传感器、测力传感器组件、吊钩及起重机
RU18171U1 (ru) Ограничитель грузоподъемности для подъемных люлек со стержневой подвеской
KR20210010104A (ko) 무선 로드셀을 이용한 제강제철용 호이스트의 물량 관리시스템 및 이를 이용한 물량 관리방법
CN210603536U (zh) 一种双层缓冲地磅
US20230221200A1 (en) System and method for determining load on winch hook

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 129432

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B