JP2005114425A - Onboard weighing device - Google Patents

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inclinometer
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Takaharu Ogata
貴玄 緒方
Yosuke Yamada
陽介 山田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an onboard weighing device capable of weighing precisely without being affected by an inclination of a load. <P>SOLUTION: The weighing device comprises: load weighing means 11A-11D for supporting a lower face of the container 15; tiltmeters 12A, 12B for measuring the tilt angles of longitudinal direction and lateral direction; and weight operation means 13 for calculating the load by subtracting the weight of the container 15 from the weight measured by the load measuring means 11A-11D. The weight operation means 13 comprises: an initial data memorization part 18 for memorizing the longitudinal and the lateral tilt angles α<SB>0</SB>, β<SB>0</SB>of the set surface of the weight measuring means 11A-11D obtained by the tiltmeters 12A, 12B at the initial state; and a tilt correction operation part 26 for calculating the load W by correcting the weight W<SB>1</SB>measured by the load measuring means 11A-11D at the loaded time by the equation W=W<SB>1</SB>cosα<SB>0</SB>cosβ<SB>0</SB>/(cosαcosβ), wherein α, β are the longitudinal and lateral inclination angles measured by the tiltmeters 12A, 12B. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、車載計量装置に関し、詳しくは、バキュームカーや塵芥収集車などの車両に搭載された容器(タンクや荷台等)に収容される積載物(回収物)の重量を精度良く計測するするものである。   The present invention relates to an on-vehicle weighing device, and more specifically, accurately measures the weight of a load (collected material) stored in a container (such as a tank or a loading platform) mounted on a vehicle such as a vacuum car or a garbage truck. Is.

従来、バキュームカーや塵芥収集車などの車両に回収積載される積載物の重量を計測する手段としては、定置式の車両重量計や車載式の歪ゲージを用いたロードセルをセンサとして用いた重量計等が知られている。   Conventionally, as a means for measuring the weight of a load collected and loaded on a vehicle such as a vacuum car or a garbage truck, a weight meter using a stationary vehicle weight meter or a load cell using an in-vehicle strain gauge as a sensor. Etc. are known.

しかし、定置式の車両重量計では回収物を積載した状態で車両ごと重量計に乗る必要があり、し尿収集やごみ収集作業などでは処理場への搬入時に使われている例があるが、巡回先の個々の収集場所においてその場で計量することができない問題がある。また、図6に示すように、車両5にロードセル7を搭載した車載式の重量計の場合、路面Gに傾斜(傾斜角θ)がある場所では、ロードセル7に負荷される荷重W1とタンク6の真の荷重Wとの間で誤差が発生し、平坦な場所での使用に限られてしまう問題がある。
このように、バキュームカーによるし尿・浄化槽汚泥の収集や塵芥収集車によるごみの収集など収集場所における計量を必要とする分野では、路面の傾斜に影響を受けない車載計量装置が求められている。
However, with stationary vehicle weighing scales, it is necessary to get on the weighing scale with the collected material loaded, and there are examples that are used at the time of transporting to the treatment plant for human waste collection and garbage collection work. There is a problem that cannot be measured on the spot at each individual collection point. Further, as shown in FIG. 6, in the case of an on-vehicle scale equipped with a load cell 7 on a vehicle 5, a load W 1 and a tank loaded on the load cell 7 are placed at a place where the road surface G has an inclination (inclination angle θ). There is a problem that an error occurs with the true load W of 6 and the use is limited to a flat place.
As described above, in a field that requires measurement at a collection place such as collection of human waste / septic tank sludge by a vacuum car and collection of garbage by a garbage collection vehicle, an on-vehicle weighing device that is not affected by the inclination of the road surface is required.

そこで、特開平8−4102号公報に開示された液体運搬車1は、図7に示すように、液体収容タンク5の底部近傍に設けた収容液圧検知用の圧力センサ6と、液体収容タンク5の上部の前後に傾斜角検出手段7a、7bとを備え、静止液面演算手段、正味容量演算手段によって液面の揺らぎや液面レベルに対応した正味容量および車体の傾斜補正を行って計量を行っている。
しかしながら、上記公報の場合には圧力センサ6を用いた計測であるため液面の揺らぎ等を考慮しなければならないと共に、傾斜角検出手段7a、7bから得られた車両の傾斜角データを用いてかなり煩雑な計算を行って傾斜補正を行わなければならない問題がある。
特開平8−4102号公報
Therefore, as shown in FIG. 7, the liquid transport vehicle 1 disclosed in JP-A-8-4102 includes a pressure sensor 6 for detecting a stored liquid pressure provided near the bottom of the liquid storage tank 5, and a liquid storage tank. Inclination angle detection means 7a and 7b are provided at the front and rear of the upper portion of 5 to measure the liquid volume fluctuation and the net volume corresponding to the liquid level and the vehicle body inclination correction by the static liquid level calculation means and the net volume calculation means. It is carried out.
However, in the case of the above publication, since the measurement is performed using the pressure sensor 6, it is necessary to consider the fluctuation of the liquid level and the like, and the vehicle inclination angle data obtained from the inclination angle detecting means 7a and 7b is used. There is a problem that the tilt correction must be performed by performing quite complicated calculation.
JP-A-8-4102

本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、路面の傾斜に影響を受けずに車両の積載重量を正確かつ簡単に計測することのできる車載計量装置を提供することを課題としている。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an on-vehicle weighing device that can accurately and easily measure the loaded weight of a vehicle without being affected by the inclination of the road surface.

上記課題を解決するため、本発明は、車両に搭載された容器に収容される積載物の重量を計測する車載計量装置において、
上記車両に取り付けられ上記容器を支持する荷重計測手段と、
上記荷重計測手段の設置面の前後左右の傾斜角度を計測する傾斜計と、
上記荷重計測手段で計測された荷重から上記容器の重量を引き算して上記積載物の重量を演算する重量演算手段とを備え、
上記重量演算手段は、
上記積載物の収容前の初期状態において上記傾斜計から取得された上記荷重計測手段の設置面の前後および左右の初期傾斜角度α0およびβを記憶する初期データ記憶部と、
上記積載物の収容時に上記荷重計測手段で計測された荷重をW1、上記傾斜計で計測された前後方向の傾斜角をα、上記傾斜計で計測された左右方向の傾斜角をβとし、
W=W1・cosα0・cosβ0/(cosα・cosβ)
の数式により傾斜補正後の荷重Wを算出する傾斜補正演算部とを備えていることを特徴とする車載計量装置を提供している。
In order to solve the above problems, the present invention provides an in-vehicle weighing device that measures the weight of a load housed in a container mounted on a vehicle.
Load measuring means attached to the vehicle and supporting the container;
An inclinometer that measures the front, back, left and right inclination angles of the installation surface of the load measuring means;
Weight calculating means for calculating the weight of the load by subtracting the weight of the container from the load measured by the load measuring means;
The weight calculation means is
An initial data storage unit for storing front and rear and left and right initial inclination angles α 0 and β 0 of the load measuring means obtained from the inclinometer in an initial state before accommodation of the load;
W 1 is the load measured by the load measuring means when the load is stored, α is the front-rear direction tilt angle measured by the inclinometer, and β is the left-right direction tilt angle measured by the inclinometer,
W = W 1 · cos α 0 · cos β 0 / (cos α · cos β)
There is provided an in-vehicle weighing device including an inclination correction calculating unit that calculates a load W after inclination correction using the following formula.

上記構成とすると、上記荷重計測手段にかかる荷重W1と、上記傾斜計で計測された傾斜角度α、βと、初期傾斜角度α0、βとを上記の簡単な数式に代入して計算するだけで、車両が傾斜路面に停車している場合でも簡単に傾斜補正を行うことができ、積載物の真の重量を精度良く算出することが可能となる。 With the above configuration, the load W 1 applied to the load measuring means, the tilt angles α and β measured by the inclinometer, and the initial tilt angles α 0 and β 0 are substituted into the above simple mathematical formula. Thus, even when the vehicle is stopped on an inclined road surface, the inclination correction can be easily performed, and the true weight of the load can be accurately calculated.

詳しくは、車両の前後方向をX方向、車両の左右方向をY方向、鉛直方向をZ方向とすると、車両が水平な状態などの初期状態で傾斜計により取得されたY方向の初期傾斜角度α0およびX方向の初期傾斜角度βを予め取得しておき、その場合のXY平面がY軸回りに傾斜した平面に垂直な荷重成分はW・cosα0であり、その平面が更にX軸回りに傾斜した荷重成分はW・cosα0・cosβ0となる。また、収集時に傾斜計から取得されたX方向およびY方向の傾斜角がαおよびβである場合において、XY平面がY軸回りに傾斜した平面に垂直な荷重成分はW・cosαであり、その平面が更にX軸回りに傾斜した荷重成分はW・cosα・cosβとなる。したがって、後述するように真の荷重WはW1・cosα0・cosβ0/(cosα・cosβ)により算出され、傾斜補正を簡単に行うことができる。
そして、荷重計測手段で取得された荷重を傾斜補正して得られる総重量値から容器重量を引き算することで、内容物である積載物の積載重量を求めることができる。
Specifically, assuming that the front-rear direction of the vehicle is the X direction, the left-right direction of the vehicle is the Y direction, and the vertical direction is the Z direction, the initial inclination angle α in the Y direction obtained by the inclinometer in an initial state such as a horizontal state of the vehicle. 0 and the initial inclination angle β 0 in the X direction are acquired in advance, and in that case, the load component perpendicular to the plane in which the XY plane is inclined about the Y axis is W · cos α 0 , and the plane further rotates about the X axis. The load component inclined in the direction becomes W · cos α 0 · cos β 0 . In addition, when the inclination angles in the X direction and the Y direction acquired from the inclinometer at the time of collection are α and β, the load component perpendicular to the plane in which the XY plane is inclined about the Y axis is W · cos α, The load component whose plane is further inclined around the X axis is W · cos α · cos β. Therefore, as will be described later, the true load W is calculated by W 1 · cos α 0 · cos β 0 / (cos α · cos β), and inclination correction can be easily performed.
Then, by subtracting the container weight from the total weight value obtained by correcting the inclination of the load acquired by the load measuring means, the load weight of the load as the contents can be obtained.

上記初期傾斜角度α0およびβは、上記荷重計測手段を車載後にスパン校正している車両状態と同条件下において上記傾斜計から取得している。 The initial inclination angles α 0 and β 0 are acquired from the inclinometer under the same conditions as the vehicle state in which the load measuring means is subjected to span calibration after being mounted on the vehicle.

例えば、ロードセル等の荷重計測手段を車両に搭載した場合、荷重計測手段の出力値と真の荷重値との誤差を補正するスパン校正を車載状態において改めて行う必要があるが、上記構成とすると、そのスパン校正時の車両状態と同条件下において(あるいはスパン校正と同時に)、上記傾斜計で計測された前後方向の傾斜角度α0および左右方向の傾斜角度βを上記初期傾斜角度として上記初期データ記憶部に保存しているので、初期データを取得する際に必ずしも車両が水平である必要がなくなる。つまり、上記荷重計測手段を車両に取り付ける際に水平になるように誤差なく慎重に取り付ける必要がなくなり、取付時点で僅かな傾斜があったとしても計量精度に影響がなく、計量精度および取付作業性が向上すると共にメンテナンスフリーとすることができる。なお、スパン校正とは、荷重計測手段の出力値から換算される荷重データが誤差のない正しい値となるように調整することをいう。 For example, when load measurement means such as a load cell is mounted on a vehicle, it is necessary to perform span calibration to correct an error between the output value of the load measurement means and the true load value in the in-vehicle state. Under the same conditions as the vehicle condition at the time of span calibration (or simultaneously with span calibration), the initial inclination angle α 0 and the horizontal inclination angle β 0 measured by the inclinometer are used as the initial inclination angles. Since the data is stored in the data storage unit, the vehicle does not necessarily have to be horizontal when acquiring the initial data. In other words, it is not necessary to carefully attach the load measuring means so that it is level when mounted on the vehicle, and even if there is a slight inclination at the time of installation, there is no effect on the weighing accuracy, and the weighing accuracy and installation workability are not affected. Can be improved and maintenance-free. Note that span calibration refers to adjustment so that load data converted from the output value of the load measuring means becomes a correct value without error.

具体的には、定置式のトラックスケール上に車両を乗せた状態で既知の重量を車両に搭載し、この既知の重量またはこのトラックスケールで計測した正味重量に表示値を合わせることでスパン校正を行い、該スパン校正時に傾斜角度の初期値を設定する。この手順により、1年後または数年後の精度確認時においてスパン校正を行う際に、傾斜計で計測された角度と初期傾斜角度と比較することで、傾斜計の計測値が初期状態と同様の正常値を示しているか否かの判定が容易に行える。なお、この時にもトラックスケール上に車両を乗せた状態で計測することで同一の条件が保証できる。また、上記精度確認時において、予め記憶されていた初期傾斜角度α0およびβ、スパン校正値の誤差が大きくなっている場合には、再度のスパン校正と同時に初期傾斜角度を上記傾斜計から再取得するとよい。 Specifically, with a vehicle placed on a stationary track scale, a known weight is mounted on the vehicle, and span calibration is performed by adjusting the displayed value to this known weight or the net weight measured with this track scale. The initial value of the tilt angle is set during the span calibration. By this procedure, when performing span calibration when checking accuracy after one or several years, the measured value of the inclinometer is the same as the initial state by comparing the angle measured with the inclinometer with the initial inclination angle. It can be easily determined whether or not a normal value is indicated. At this time, the same conditions can be guaranteed by measuring with the vehicle on the truck scale. When the accuracy of the initial tilt angles α 0 and β 0 stored in advance and the span calibration value are large at the time of checking the accuracy, the initial tilt angle is determined from the inclinometer simultaneously with the span calibration. It is good to acquire again.

上記容器に収容された現時点の総積載重量を記憶部に一時記憶させるための信号を送信する入力手段を備え、
該入力手段による信号入力後の総積載重量から上記記憶部に一時記憶された信号入力前の総積載重量を引き算した値を、信号入力後に積載した収集重量として算出している。
An input means for transmitting a signal for temporarily storing the current total load weight accommodated in the container in the storage unit;
A value obtained by subtracting the total loaded weight before the signal input temporarily stored in the storage unit from the total loaded weight after the signal input by the input means is calculated as the collected weight loaded after the signal input.

上記構成とすると、し尿収集やごみ収集作業のように巡回して各収集場所ごとに収集重量を個別に算出する必要がある場合でも、作業者が各収集場所での収集開始時点において上記入力手段で信号入力することで、信号入力後の増分である収集重量を簡単に算出することが可能となる。   With the above configuration, even when it is necessary to calculate the collection weight for each collection place by going around like human waste collection or garbage collection work, the input means is used when the worker starts collecting at each collection place. By inputting a signal at, it is possible to easily calculate the collected weight, which is an increment after the signal is input.

上記重量演算手段より演算された重量を表示する重量表示手段を備えている。
即ち、上記重量演算手段により算出された傾斜補正後の上記積載物の総積載重量あるいは/および上記収集重量を上記重量表示手段に表示させることで、作業者が重量を即座に認知することができ、収集作業の能率アップに貢献する。
Weight display means for displaying the weight calculated by the weight calculation means is provided.
That is, the operator can recognize the weight immediately by causing the weight display means to display the total loaded weight or / and the collected weight after the inclination correction calculated by the weight calculating means. Contribute to improving the efficiency of collection work.

以上の説明より明らかなように、本発明によれば、車両が傾斜路面に停車している場合でも上記数式を用いるだけで簡単に傾斜補正を行うことができ、低コストで積載物の重量を精度良く算出することが可能となる。また、スパン校正時の車両状態と同条件下において傾斜計で計測された前後方向の傾斜角度α0および左右方向の傾斜角度βを上記初期傾斜角度とすることで、初期データを取得する際に傾斜があっても問題でなくなり、車載計量装置を車両に取り付ける際の作業性や計量精度が向上すると共にメンテナンスフリーとなり、装置の取り扱いを非常に簡単にすることができる。 As is clear from the above description, according to the present invention, even when the vehicle is stopped on an inclined road surface, it is possible to easily perform the inclination correction only by using the above formula, and the weight of the load can be reduced at a low cost. It is possible to calculate with high accuracy. Further, when initial data is acquired by setting the front-rear direction tilt angle α 0 and the left-right direction tilt angle β 0 measured by the inclinometer under the same conditions as the vehicle state at the time of span calibration as the initial tilt angle. Even if there is an inclination, the problem does not arise, and workability and weighing accuracy when the on-vehicle weighing device is attached to the vehicle are improved and maintenance becomes free, so that the device can be handled very easily.

本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
本実施形態の車載計量装置10は、車体後部にタンク(容器)15を搭載した衛生車や塵芥収集車などの車両16に取り付けられ、タンク15内に収容される積載物(回収物)の重量を計測するものである。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The on-vehicle weighing device 10 of the present embodiment is attached to a vehicle 16 such as a sanitary vehicle or a garbage collection vehicle equipped with a tank (container) 15 at the rear of the vehicle body, and the weight of a load (collected material) accommodated in the tank 15. Is to measure.

車両計量装置10は、図1〜図3に示すように、車体後部のフレーム16a上に固定されると共にタンク15の下面を支持固定する第1〜第4ロードセル(荷重計測手段)11A〜11Dと、第1〜第4ロードセル11A〜11Dの設置面と平行になるようにフレーム16aに取り付けられた第1、第2傾斜計12A、12Bと、第1〜第4ロードセル11A〜11Dおよび第1、第2傾斜計12A、12Bとケーブル接続された重量演算手段13と、重量演算手段13とケーブル接続された表示操作器14とを備えている。なお、第1、第2傾斜計12A、12Bは、第1〜第4ロードセル11A〜11Dの傾斜角度を測定できるように、第1〜第4ロードセル11A〜11Dの設置面と平行な面に設置さえすればよく上記形態に限定されない。また、図1および図2に示すように、車両16の前後方向をX方向、左右方向をY方向、鉛直方向をZ方向と定義することとする。   As shown in FIGS. 1 to 3, the vehicle weighing device 10 includes first to fourth load cells (load measuring means) 11 </ b> A to 11 </ b> D that are fixed on the frame 16 a at the rear of the vehicle body and that support and fix the lower surface of the tank 15. The first and second inclinometers 12A and 12B attached to the frame 16a so as to be parallel to the installation surfaces of the first to fourth load cells 11A to 11D, the first to fourth load cells 11A to 11D, and the first, The weight calculator 13 is connected to the second inclinometers 12 </ b> A and 12 </ b> B by a cable, and the display controller 14 is connected to the weight calculator 13 by a cable. In addition, 1st, 2nd inclinometer 12A, 12B is installed in the surface parallel to the installation surface of 1st-4th load cell 11A-11D so that the inclination angle of 1st-4th load cell 11A-11D can be measured. All that is required is not limited to the above form. Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the longitudinal direction of the vehicle 16 is defined as the X direction, the lateral direction is defined as the Y direction, and the vertical direction is defined as the Z direction.

第1〜第4ロードセル11A〜11Dは、その上面をタンク15の設置面として4点支持してタンク15の全重量を受けている。第1傾斜計12Aは第1〜第4ロードセル11A〜11Dの前後方向(Y軸回り)の傾斜角度を計測すると共に、第2傾斜計12Bは第1〜第4ロードセル11A〜11Dの左右方向(X軸回り)の傾斜角度を計測している。そして、第1〜第4ロードセル11A〜11Dからの荷重信号および第1、第2傾斜計12A、12Bからの傾斜信号が重量演算手段13に送信される。   The first to fourth load cells 11 </ b> A to 11 </ b> D receive the entire weight of the tank 15 by supporting four points with the upper surface as the installation surface of the tank 15. The first inclinometer 12A measures the inclination angle in the front-rear direction (around the Y axis) of the first to fourth load cells 11A to 11D, and the second inclinometer 12B is the left-right direction of the first to fourth load cells 11A to 11D ( The inclination angle around the X axis is measured. Then, the load signals from the first to fourth load cells 11A to 11D and the tilt signals from the first and second inclinometers 12A and 12B are transmitted to the weight calculating means 13.

重量演算手段13は、図3に示すように、第1〜第4ロードセル11A〜11Dからの荷重信号(電圧値)を受信して荷重(Kg)を算出すると共に各ロードセル11A〜11Dにかかる荷重(kg)を和算する荷重計測部19と、第1、第2傾斜計12A、12Bからの傾斜信号(電圧値)を受信して前後方向の傾斜角度および左右方向の傾斜角度を算出する傾斜角度取得部20と、各種演算処理を行う演算部17と、初期状態におけるタンク15の重量および初期傾斜角度を一時記憶しておく初期データ記憶部18と、各種データ記憶を行う記憶部21と、表示操作器14とのデータ通信を行う通信手段22とを備えている。   As shown in FIG. 3, the weight calculation means 13 receives load signals (voltage values) from the first to fourth load cells 11A to 11D, calculates a load (Kg), and loads applied to the load cells 11A to 11D. Inclination for calculating the inclination angle in the front-rear direction and the inclination angle in the left-right direction by receiving the inclination signal (voltage value) from the load measuring unit 19 for summing (kg) and the first and second inclinometers 12A, 12B An angle acquisition unit 20, a calculation unit 17 that performs various calculation processes, an initial data storage unit 18 that temporarily stores the weight and initial inclination angle of the tank 15 in an initial state, a storage unit 21 that stores various data, The communication means 22 which performs data communication with the display operation device 14 is provided.

演算部17は、タンク15内に収容された積載物の総積載重量の演算や、ある時点から収集された積載物の収集重量などを演算すると共に、車両16が傾斜した路面に停車している場合の傾斜誤差を補正する傾斜補正演算部26を設けている。
傾斜補正演算部17は、第1〜第4ロードセル11A〜11Dで計測された総荷重をW1、第1、第2傾斜計12Aで計測された前後方向(Y軸回り)の傾斜角度をα、第2傾斜計12Bで計測された左右方向(X軸回り)の傾斜角度をβ、初期状態において第1傾斜計12Aで計測された前後方向の初期傾斜角度をα0、初期状態において第2傾斜計12Bで計測された左右方向の初期傾斜角度をβとすると、以下の数式1を用いて傾斜補正後の荷重Wを算出するプログラムを有している。
[数式1]
W=W1・cosα0・cosβ0/(cosα・cosβ)
The calculation unit 17 calculates the total load weight of loads loaded in the tank 15 and the load weight collected from a certain point in time, and stops the vehicle 16 on an inclined road surface. An inclination correction calculation unit 26 is provided for correcting the inclination error in this case.
The inclination correction calculation unit 17 represents the total load measured by the first to fourth load cells 11A to 11D as W 1 , and the inclination angle in the front-rear direction (around the Y axis) measured by the first and second inclinometers 12A as α. The inclination angle in the left-right direction (around the X axis) measured by the second inclinometer 12B is β, the initial inclination angle in the front-rear direction measured by the first inclinometer 12A in the initial state is α 0 , and the second inclination angle in the initial state is second. When the initial inclination angle in the left-right direction measured by the inclinometer 12B is β 0 , a program for calculating the load W after inclination correction using the following formula 1 is provided.
[Formula 1]
W = W 1 · cos α 0 · cos β 0 / (cos α · cos β)

表示操作器14は、タンク15に収容された積載物の現時点の総積載重量を記憶部21に一時記憶させる信号を送信する入力手段23と、該信号入力後に収集された積載物の増分である収集重量を表示する収集重量表示部24と、タンク15内の総積載重量を表示する総重量表示部25とを備えている。   The display / operator 14 is an input means 23 for transmitting a signal for temporarily storing the current total load weight of the load stored in the tank 15 in the storage unit 21 and the increment of the load collected after the signal is input. A collected weight display unit 24 that displays the collected weight and a total weight display unit 25 that displays the total loaded weight in the tank 15 are provided.

次に、傾斜補正の原理について図4(A)〜(C)を参照して説明する。
先ず、スパン校正は、既知の重量Wsを負荷した際の第1〜第4ロードセル11A〜11Dの電圧をVsとした時、Ss=Ws/Vsでスパン係数Ssを決定し、第1〜第4ロードセル11A〜11Dの電圧がVの時の重量値WをW=Ss・Vで計算することにより行う。
Next, the principle of inclination correction will be described with reference to FIGS.
First, in span calibration, when the voltage of the first to fourth load cells 11A to 11D when a known weight Ws is loaded is set to Vs, the span coefficient Ss is determined by Ss = Ws / Vs, and the first to fourth This is done by calculating the weight value W when the voltages of the load cells 11A to 11D are V by W = Ss · V.

車載計量装置10ではXY平面を水平な条件を作ることが難しく、このスパン校正時に鉛直方向Zに対する傾斜である初期傾斜角度α0、β0が存在する場合に、第1〜第4ロードセル11A〜11Dにかかる荷重はWs・cosα0・cosβ0となることから、第1〜第4ロードセル11A〜11Dの電圧はVs0=Vs・cosα0・cosβ0となる。したがって、そのままスパン係数Sを求めるとS=Ws/Vs0となり、真のスパン係数SsはSs=S・cosα0・cosβ0で求める必要がある。 In the in-vehicle weighing device 10, it is difficult to create a horizontal condition on the XY plane, and the first to fourth load cells 11A to 11A to 11A when the initial inclination angles α 0 and β 0 that are inclinations with respect to the vertical direction Z exist at the time of span calibration. load applied to 11D from becoming a Ws · cosα 0 · cosβ 0, the voltage of the first to fourth load cell 11A~11D becomes Vs 0 = Vs · cosα 0 · cosβ 0. Therefore, if the span coefficient S is obtained as it is, S = Ws / Vs 0 is obtained , and the true span coefficient Ss needs to be obtained by Ss = S · cos α 0 · cos β 0 .

そして、収集時において実際に傾斜角度α、βの場所で荷重W1を計量した場合には、得られた第1〜第4ロードセル11A〜11Dの電圧Vと傾斜角度α、βから真の重量値Wは、
W=Ss・V/(cosα・cosβ)
=S・V・cosα0・cosβ0/(cosα・cosβ)
=W1・cosα0・cosβ0/(cosα・cosβ)
から演算することができ、つまり、上述した数式1により傾斜補正を行った正しい重量(鉛直方向の荷重)Wを算出することができる。なお、敢えて、真のスパン係数Ssではなく、上記スパン校正した時のスパン係数S、電圧値Vs0および傾斜角度α0、β0を記憶しておくことで、点検時や修理時に参照可能としている。
When the load W 1 is actually measured at the location of the inclination angles α and β at the time of collection, the true weight is obtained from the obtained voltage V and the inclination angles α and β of the first to fourth load cells 11A to 11D. The value W is
W = Ss · V / (cos α · cos β)
= S · V · cosα 0 · cosβ 0 / (cosα · cosβ)
= W 1 · cos α 0 · cos β 0 / (cos α · cos β)
That is, it is possible to calculate the correct weight (vertical load) W that has been tilt-corrected by the above-described equation 1. Note that the span coefficient S, voltage value Vs 0 and inclination angles α 0 and β 0 when the span calibration is performed are memorized instead of the true span coefficient Ss so that it can be referred to at the time of inspection or repair. Yes.

次に、車載計量装置10の作用について図5のフローチャートを参照して説明する。
先ず、車載計量装置10を車両16に取り付けて車両16の出荷前に初期設定を行う(S1)。初期設定は、車載計量装置10を車載した状態で第1〜第4ロードセル11A〜11Dのスパン校正を行う(S2)。ここで、スパン校正とは、例えば、定格で80mVを5tとしているロードセルを車両16に取り付けた状態において4tの負荷を加えた場合、計算上は64mVの出力となるはずが、取付誤差等により64.025mVの出力となった場合に、誤差分の0.025mVを補正するスパン校正値を設定することをいう。
Next, the operation of the in-vehicle weighing device 10 will be described with reference to the flowchart of FIG.
First, the in-vehicle weighing device 10 is attached to the vehicle 16 and initial setting is performed before the vehicle 16 is shipped (S1). In the initial setting, span calibration of the first to fourth load cells 11A to 11D is performed in a state where the on-vehicle weighing device 10 is mounted on the vehicle (S2). Here, with span calibration, for example, when a load of 4 t is applied to the vehicle 16 with a load cell rated at 80 mV being 5 t, the output should be 64 mV in terms of calculation, but 64 This means setting a span calibration value that corrects 0.025 mV of error when the output is .025 mV.

そして、上記スパン校正と同時に、第1、第2傾斜計12A、12Bから取得される初期傾斜角度α0およびβを設定し(S2)、上記スパン校正値および初期傾斜角度α0、βを初期データ記憶部18に記憶させる(S3)。なお、スパン校正および初期傾斜角度α0、βの設定は、定期的に行っても好適である。 Simultaneously with the span calibration, initial inclination angles α 0 and β 0 acquired from the first and second inclinometers 12A and 12B are set (S2), and the span calibration value and the initial inclination angles α 0 and β 0 are set. Is stored in the initial data storage unit 18 (S3). Note that span calibration and initial inclination angles α 0 and β 0 are preferably set periodically.

また、車載計量装置10の電源がONとなっている状態では図5に示すルーチンを繰り返し演算している。詳しくは、第1〜第4ロードセル11A〜11Dからの荷重信号を和算して総荷重W1を算出する(S4)と共に、第1、第2傾斜計12A、12Bから傾斜信号により、前後方向の傾斜角度αと左右方向の傾斜角度βを取得(S5)する。
そして、上記数式1により総荷重W1の傾斜補正を行って正しい総荷重Wを算出することとしている(S6)。
Further, the routine shown in FIG. 5 is repeatedly calculated in a state where the power source of the in-vehicle weighing device 10 is ON. Specifically, a load signal from the first to fourth load cell 11A~11D by summing calculating the total load W 1 together with the (S4), first, second inclinometer 12A, the ramp signal from 12B, the front-rear direction Are obtained (S5).
Then, and as to calculate the correct total load W by performing the inclination correction of the total load W 1 by the equation 1 (S6).

また、出荷時あるいは/および積載物を収容していない始業点検時などのタンク15の内部が空の状態において、入力手段23からタンク設定の指令を行った場合には(S7)、第1〜第4ロードセル11A〜11Dへの荷重の和算すると共に上述した傾斜補正後のタンク重量を算出し、記憶部21に登録する(S8)。なお、このタンク重量の設定は、始業点検時等に行うことにより、車両利用者がタンク15にホース等の付属物をアタッチして使用して重量が変化している場合であっても対応可能となる。   Further, when a tank setting command is issued from the input means 23 when the interior of the tank 15 is empty at the time of shipment or / and at the start of work inspection when no load is accommodated (S7), The load on the fourth load cells 11A to 11D is added and the tank weight after the inclination correction described above is calculated and registered in the storage unit 21 (S8). This tank weight can be set at the start of work inspection, etc., so that even if the vehicle user attaches an accessory such as a hose to the tank 15 and changes the weight. It becomes.

そして、車両16が積載物(ゴミ等)の収集のため巡回を開始して、タンク15内に積載物を収容することにより、第1〜第4ロードセル11A〜11Dで計測される荷重が増加するが、予め記憶部21に登録していたタンク重量を引き算することで、タンク15内部の総積載重量を算出し、総積載重量表示部25に常時表示している(S9)。   And the load measured by the 1st-4th load cell 11A-11D increases because the vehicle 16 starts a patrol for collection of loads (trash etc.), and accommodates a load in the tank 15. However, the total load weight inside the tank 15 is calculated by subtracting the tank weight registered in the storage unit 21 in advance, and is always displayed on the total load weight display unit 25 (S9).

また、作業者が現場ごとに表示操作器14の入力手段23から収集開始の信号を入力することにより(S10)、その現場で収集した重量のみを表示する収集重量表示部24の表示値をゼロリセットすると共に、収集前の時点での総積載重量を記憶部21に一時記憶させるようにしているので(S12)、収集後の総積載重量から一時記憶された収集前の総積載重量を引き算することで、信号入力後の増分である収集重量を算出し、収集重量表示部24に表示する(S11)。   Further, when the operator inputs a collection start signal from the input means 23 of the display operation unit 14 for each site (S10), the display value of the collected weight display unit 24 that displays only the weight collected at the site is zero. In addition to resetting, the total load weight at the time before collection is temporarily stored in the storage unit 21 (S12), so the total load weight before collection temporarily stored is subtracted from the total load weight after collection. Thus, the collected weight, which is an increment after the signal is input, is calculated and displayed on the collected weight display unit 24 (S11).

以上の説明より明らかなように、本発明の車載計量装置10によれば、シンプルかつ低コストの装置にもかかわらず、場所や路面状況を問わずタンク15に収容している総積載重量および増分である収集重量を正確に知ることができる。例えば、前後に5度、左右に5度傾いた路面状態で計量した場合に、タンク15が2000kgの車両16で収集重量が200kgあれば、傾斜補正が無いと17kgの誤差が発生するところを、誤差のない精度良い計量が可能となる。   As is clear from the above description, according to the on-vehicle weighing device 10 of the present invention, the total load weight and increment accommodated in the tank 15 regardless of the location and the road surface condition, despite the simple and low-cost device. It is possible to know the collected weight accurately. For example, when weighing in a road surface state tilted 5 degrees forward and backward and 5 degrees left and right, if the tank 15 is 2000 kg and the collected weight is 200 kg, an error of 17 kg occurs if there is no inclination correction. Accurate weighing without error is possible.

また、スパン校正時と同時に初期傾斜角度α0およびβを初期データ記憶部18に記憶させているので、車両が水平な状態で初期データを取る必要がなくなるという大きな利点がある。つまり、第1〜第4ロードセル11A〜11Dを車体のフレーム16aおよびタンク15に固定する際に傾斜が発生したとしても、スパン校正をその状態で行っているので計量精度には全く影響がなくなり、車体への組み付け時に作業者が取付角度等に気を遣う必要がなく、取付作業性を飛躍的に向上させることができる。 In addition, since the initial inclination angles α 0 and β 0 are stored in the initial data storage unit 18 at the same time as the span calibration, there is a great advantage that it is not necessary to take initial data when the vehicle is horizontal. That is, even if an inclination occurs when the first to fourth load cells 11A to 11D are fixed to the frame 16a and the tank 15 of the vehicle body, the span calibration is performed in that state, so there is no influence on the measurement accuracy. There is no need for the operator to pay attention to the mounting angle when assembling to the vehicle body, and the mounting workability can be greatly improved.

なお、本実施形態では傾斜補正のために数式1を使用しているが、予めタンク15の前後左右の傾斜角度に応じた補正係数をマップ化(特性図)して、計量時において現時点の傾斜角度に該当する補正係数を該マップを参照して取得するようにしてもよい。また、表示操作器14は重量演算手段13と無線接続するようにすれば、作業者の作業性が向上し好適である。   In this embodiment, Equation 1 is used for tilt correction. However, the correction coefficient corresponding to the tilt angle of the front, rear, left and right of the tank 15 is previously mapped (characteristic diagram), and the current tilt at the time of weighing is measured. The correction coefficient corresponding to the angle may be acquired with reference to the map. Further, if the display operation unit 14 is wirelessly connected to the weight calculation means 13, it is preferable because the workability of the operator is improved.

本発明の実施形態の車載計量装置を搭載した車両の側面図である。It is a side view of the vehicle carrying the vehicle-mounted weighing | measuring apparatus of embodiment of this invention. 車載計量装置を搭載した車両の上面図である。It is a top view of the vehicle carrying an in-vehicle weighing device. 車載計量装置のブロック図である。It is a block diagram of a vehicle-mounted weighing device. (A)〜(C)は傾斜補正の原理を示す説明図である。(A)-(C) are explanatory drawings which show the principle of inclination correction. 車載計量装置の処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the process of a vehicle-mounted weighing apparatus. 従来例を示す図面である。It is drawing which shows a prior art example. 別の従来例を示す図面である。It is drawing which shows another prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

10 車載計量装置
11A〜11D 第1〜第4ロードセル(荷重計測手段)
12A、12B 第1、第2傾斜計
13 重量演算手段
14 表示操作器
15 タンク(容器)
16 車両
16a フレーム
17 演算部
18 初期データ記憶部
19 荷重計測部
20 傾斜角度取得部
21 記憶部
22 通信手段
23 入力手段
24 収集重量表示部
25 総積載重量表示部
26 傾斜補正演算部
10 On-vehicle weighing devices 11A to 11D First to fourth load cells (load measuring means)
12A, 12B First and second inclinometers
13 Weight calculator 14 Display / operator 15 Tank (container)
16 Vehicle 16a Frame 17 Calculation unit 18 Initial data storage unit 19 Load measurement unit 20 Inclination angle acquisition unit 21 Storage unit 22 Communication unit 23 Input unit 24 Collected weight display unit 25 Total load weight display unit 26 Inclination correction calculation unit

Claims (4)

車両に搭載された容器に収容される積載物の重量を計測する車載計量装置において、
上記車両に取り付けられ上記容器を支持する荷重計測手段と、
上記荷重計測手段の設置面の前後左右の傾斜角度を計測する傾斜計と、
上記荷重計測手段で計測された荷重から上記容器の重量を引き算して上記積載物の重量を演算する重量演算手段とを備え、
上記重量演算手段は、
上記積載物の収容前の初期状態において上記傾斜計から取得された上記荷重計測手段の設置面の前後および左右の初期傾斜角度α0およびβを記憶する初期データ記憶部と、
上記積載物の収容時に上記荷重計測手段で計測された荷重をW1、上記傾斜計で計測された前後方向の傾斜角をα、上記傾斜計で計測された左右方向の傾斜角をβとし、
W=W1・cosα0・cosβ0/(cosα・cosβ)
の数式により傾斜補正後の荷重Wを算出する傾斜補正演算部とを備えていることを特徴とする車載計量装置。
In the on-vehicle weighing device that measures the weight of the load stored in the container mounted on the vehicle,
Load measuring means attached to the vehicle and supporting the container;
An inclinometer that measures the front, back, left and right inclination angles of the installation surface of the load measuring means;
Weight calculating means for calculating the weight of the load by subtracting the weight of the container from the load measured by the load measuring means,
The weight calculation means is
An initial data storage unit for storing front and rear and left and right initial inclination angles α 0 and β 0 of the load measuring means obtained from the inclinometer in an initial state before accommodation of the load;
W 1 is the load measured by the load measuring means when the load is stored, α is the front-rear direction tilt angle measured by the inclinometer, and β is the left-right direction tilt angle measured by the inclinometer,
W = W 1 · cos α 0 · cos β 0 / (cos α · cos β)
An in-vehicle weighing device comprising: an inclination correction calculating unit that calculates a load W after inclination correction using the mathematical formula.
上記初期傾斜角度α0およびβは、上記荷重計測手段を車載後にスパン校正している車両状態と同条件下において上記傾斜計から取得している請求項1に記載の車載計量装置。 The in-vehicle weighing device according to claim 1, wherein the initial inclination angles α 0 and β 0 are acquired from the inclinometer under the same conditions as a vehicle state in which the load measuring means is subjected to span calibration after being mounted on the vehicle. 上記容器に収容された現時点の総積載重量を記憶部に一時記憶させるための信号を送信する入力手段を備え、
該入力手段による信号入力後の総積載重量から上記記憶部に一時記憶された信号入力前の総積載重量を引き算した値を、信号入力後に積載した収集重量として算出している請求項1または請求項2に記載の車載計量装置。
An input means for transmitting a signal for temporarily storing the current total load weight accommodated in the container in the storage unit;
The value obtained by subtracting the total load weight before the signal input temporarily stored in the storage unit from the total load weight after the signal input by the input means is calculated as the collected weight loaded after the signal input. The vehicle-mounted weighing device according to Item 2.
上記重量演算手段より演算された重量を表示する重量表示手段を備えている請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の車載計量装置。   The in-vehicle weighing device according to any one of claims 1 to 3, further comprising weight display means for displaying a weight calculated by the weight calculation means.
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