RU172237U1

RU172237U1 - DEVICE FOR MEASURING THE FULL WEIGHT OF THE CAR

Info

Publication number: RU172237U1
Application number: RU2016117869U
Authority: RU
Inventors: Сергей Васильевич Будалин; Сергей Витальевич Никулин
Priority date: 2016-05-05
Filing date: 2016-05-05
Publication date: 2017-07-03

Abstract

Полезная модель относится к весоизмерительной технике и может быть использована на автомобилях.Техническая задача полезной модели - обеспечение возможности определения осевых нагрузок.Датчики определения нагрузки выполнены в виде элементов подвески грузового трехосного автомобиля, а именно оси балансира задней подвески и пальца передней рессоры.The utility model relates to weighing equipment and can be used on cars. The technical task of the utility model is to provide the possibility of determining axial loads. The load detection sensors are made in the form of suspension elements of a cargo triaxial vehicle, namely, the axle of the rear suspension balancer and the front spring finger.

Description

Полезная модель относится к весоизмерительной технике и может быть использована на автомобилях, оборудованных рессорной балансирной подвеской для определения загрузки грузового автомобиля, массы перевозимого груза, распределения нагрузки на оси и мосты автомобиля, диагностики работоспособности подвески.The utility model relates to weighing equipment and can be used on cars equipped with spring balancer suspension to determine the load of the truck, the mass of the transported load, load distribution on the axles and axles of the vehicle, diagnostics of the suspension performance.

Известно устройство учета веса лесоматериалов при проведении транспортных работ, включающее средство определения веса лесоматериалов, которое смонтировано на транспортном агрегате, содержащем ходовую часть и бортовую электросеть. Средство определения веса лесоматериалов выполнено в виде измерительной системы, образованной смонтированными на верхних пластинах рессор каждой оси ходовой части агрегата тензоизмерительными мостами и связанным с ними усилителем, а также регистрирующим прибором, который, в свою очередь, электрически связан с усилителем, при этом блоки питания усилителя и регистрирующего прибора связаны с бортовой электросетью транспортного агрегата (полезная модель РФ № 86135, В27В 31/00, 09.04.2009).A known device for accounting the weight of timber during transport operations, including a means for determining the weight of timber, which is mounted on a transport unit containing a chassis and an electrical system. The tool for determining the weight of timber is made in the form of a measuring system formed by springs mounted on the upper plates of each axle of the chassis of the unit and strain gauges connected to them, as well as a recording device, which, in turn, is electrically connected to the amplifier, while the amplifier power supplies and the recording device are connected to the onboard power supply network of the transport unit (utility model of the Russian Federation No. 86135, V27V 31/00, 09/09/2009).

Недостатками этого устройства являются низкая надежность тензоизмерительных мостов, схемы обработки сигналов и недостаточные функциональные возможности устройства.The disadvantages of this device are the low reliability of the strain gauge bridges, signal processing circuits and insufficient functionality of the device.

Известен способ измерения веса груза и контроля загрузки транспортного средства и бортовая измерительная система для его осуществления (патент РФ № 2445586. 25.11.2010). Указанный технический результат достигается тем, что в бортовой измерительной системе для измерения веса груза и контроля загрузки транспортного средства, содержащего более одного измерительного датчика, размещенного на подвеске колес и подключенного к бортовому вычислительному устройству, подвеска колес выполнена в виде, по меньшей мере, одной рессоры. Измерительный датчик представляет собой датчик углового положения, а бортовое вычислительное устройство состоит из блока управления и индикации, источника бесперебойного питания, вторичного источника питания, блока конечного оборудования CAN, модуля GPS/GSM, Flash-памяти и микроконтроллера. Недостатками способа являются низкая надежность устройства и сложность схемы.A known method of measuring the weight of the load and control the load of the vehicle and the on-board measuring system for its implementation (RF patent No. 2445586. 11/25/2010). The specified technical result is achieved by the fact that in the on-board measuring system for measuring the weight of the load and monitoring the load of the vehicle containing more than one measuring sensor located on the wheel suspension and connected to the on-board computing device, the wheel suspension is made in the form of at least one spring . The measuring sensor is an angular position sensor, and the on-board computing device consists of a control and indication unit, uninterruptible power supply, secondary power supply, CAN end equipment unit, GPS / GSM module, Flash memory and microcontroller. The disadvantages of the method are the low reliability of the device and the complexity of the circuit.

Известно устройство контроля массы груза, перевозимого самосвалом, и подвески карьерного самосвала (патент РФ №2311620. 27.112007). Устройство контроля массы груза, перевозимого самосвалом, и подвески карьерного самосвала, содержащее электронные датчики массы груза, определяющие нагрузку на каждый кронштейн подвески автосамосвала в тоннах, датчик спидометра, микропроцессор, блок сопряжения датчиков с микропроцессором и средства доставки электрических сигналов, блок памяти, блок перезапуска, сигнализаторы, табло и блок клавишных переключателей. Устройство отличается тем, что электронный датчик массы груза встроен в цилиндрический палец с выполненным в нем технологическим разрезом, параллельным оси пальца, причем палец является частью оборудования подвески и размещен в проушинах кронштейна подвески и выполняет роль упругого элемента, функционирующего на изгиб, и способен к микроизменениям ширины под воздействием силовой нагрузки. На одном из торцов пальца по обе стороны от разреза закреплены соответственно магнитная система и магниточувствительный элемент Холла с мини-платой усилителя сигнала, находящиеся в связи посредством магнитного поля. Дополнительно введены датчики давления с электрическими преобразователями, установленные в верхние надпоршневые полости задних и передних пневмогидроцилиндров подвески, а также введены электронные датчики температуры и электронные датчики углов продольного и поперечного кренов рамы автосамосвала с электрическими преобразователями, выходной сигнал которых пропорционален косинусу измеряемых углов, причем все выходы датчиков подключены к входу блока сопряжения. Недостатком данного устройства является его сложность и в силу этого низкая надежность в работе.A device for controlling the mass of cargo carried by a dump truck and the suspension of a mining dump truck is known (RF patent No. 2311620. 27.112007). A device for controlling the mass of cargo transported by a dump truck and the suspension of a mining truck containing electronic load sensors that determine the load on each bracket of the suspension of a dump truck in tons, a speedometer sensor, a microprocessor, an interface unit for sensors with a microprocessor and means for delivering electrical signals, a memory block, a restart unit , signaling devices, board and block of keyboard switches. The device is characterized in that the electronic load mass sensor is built into a cylindrical finger with a technological cut made in it parallel to the axis of the finger, and the finger is part of the suspension equipment and placed in the eyes of the suspension bracket and acts as an elastic element that functions in bending and is capable of micro-changes width under the influence of power load. On one of the ends of the finger on either side of the cut, respectively, a magnetic system and a magnetically sensitive Hall element with a mini-signal amplifier board are connected, which are connected by a magnetic field. Additionally, pressure sensors with electric transducers installed in the upper supra-piston cavities of the rear and front pneumatic hydraulic cylinders of the suspension are introduced, as well as electronic temperature sensors and electronic angle sensors of the longitudinal and transverse roll of the dump truck frame with electric transducers, the output signal of which is proportional to the cosine of the measured angles, and all outputs sensors are connected to the input of the interface unit. The disadvantage of this device is its complexity and therefore low reliability.

Наиболее близким техническим решением, выбранным заявителем в качестве прототипа, является устройство, которое установлено в грузотранспортном механизме с установленными на нем силоизмерительными датчиками, и содержит дисплей для отображения нагрузок, отличающееся тем, что грузотранспортный механизм представляет собой автомобиль с гидроманипулятором, оборудованным грейферным захватом, причем один силоизмерительный датчик установлен в виде оси крепления грейферного захвата к стреле гидроманипулятора, остальные силоизмерительные датчики установленные в шинные краны задних колес автомобиля (патент на полезную модель РФ № 149434 от 10.01.2015 г.).The closest technical solution chosen by the applicant as a prototype is a device that is installed in a cargo transport mechanism with load sensors installed on it and contains a display for displaying loads, characterized in that the cargo transport mechanism is a car with a hydraulic manipulator equipped with a grab grab, and one load sensor is installed in the form of an axis of attachment of the clamshell grab to the boom of the hydraulic manipulator, the rest load sensors sensors installed in tire cranes of the rear wheels of the car (patent for utility model of the Russian Federation No. 149434 dated 01/10/2015).

Техническая задача полезной модели - обеспечение возможности определения осевых нагрузок, уменьшение погрешности определения массы груза за счет высокой точности измерения тензорезисторными датчиками.The technical task of the utility model is to provide the possibility of determining axial loads, reducing the error in determining the mass of the cargo due to the high accuracy of the measurement with strain gauge sensors.

На Фиг. 1 показан кронштейн 1 с датчиком-осью 2 балансира задней рессорной подвески, на Фиг. 2 показан кронштейн 3 передней рессоры 4, на Фиг. 3 показан принцип работы датчика-оси 2 балансирной подвески, на Фиг. 4 - принцип работы датчика-оси (пальца) 5 передней рессоры 4.In FIG. 1 shows a bracket 1 with a sensor-axis 2 of the balancer of the rear spring suspension, in FIG. 2 shows the bracket 3 of the front spring 4, FIG. 3 shows the principle of operation of the sensor-axis 2 of the balancing suspension; FIG. 4 - the principle of operation of the sensor axis (finger) 5 of the front spring 4.

Устройство имеет четыре тензометрических датчика-оси типа НО-65-7, два из них выполнены в виде оси 2 балансира задней рессорной подвески и два - в виде пальца 5 передней рессоры 4, передающих нагрузку на раму автомобиля. Тензометрические датчики монтируется в оси 2 балансира и пальца 5 рессоры 4, сигнал с которых передается по выведенному кабелю.The device has four strain gauge axes of the type HO-65-7, two of them are made in the form of an axis 2 of the balancer of the rear spring suspension and two in the form of a finger 5 of the front spring 4, which transfer the load to the car frame. Strain gauges are mounted in the axis 2 of the balancer and the finger 5 of the spring 4, the signal from which is transmitted through the output cable.

Следует учитывать конструктивные особенности подвесок автомобиля: ось 2 балансира задней рессорной подвески со встроенным тензометрическим датчиком (Фиг. 3) принимает нагрузку 6 от рамы полностью с обратной реакцией 7 кронштейна балансира, палец 5 с тензометрическим датчиком (Фиг. 4) принимает нагрузку 8 от рамы автомобиля только наполовину с реакцией 9 передней рессоры. Вторая половина нагрузки от рамы автомобиля принимается опорой заднего кронштейна передней подвески. При этом ось 2 балансира и палец 5 рессоры 4 фиксируются в положении технологических отверстий с датчиками перпендикулярно раме автомобиля.The structural features of the car suspensions should be taken into account: the axle 2 of the balancer of the rear spring suspension with the built-in strain gauge (Fig. 3) receives the load 6 from the frame completely with the feedback 7 of the arm of the balancer, the finger 5 with the strain gauge (Fig. 4) takes the load 8 from the frame the car is only half reaction 9 front springs. The second half of the load from the vehicle frame is taken by the support of the rear front suspension bracket. In this case, the axle 2 of the balancer and the finger 5 of the spring 4 are fixed in the position of the technological holes with sensors perpendicular to the frame of the car.

Данные с датчиков обрабатываются контроллером, после чего на дисплее отображается полная и распределенная по осям масса груза автомобиля. Бортовой контроллер рассчитывает общую массу груза, сравнивая данные до погрузки и после. Устройство позволяет определить показания нагрузки с каждого датчика на осях автомобиля в отдельности. Сравнивая данные датчиков одной оси можно определить равномерность загрузки автомобиля и нагрузку на ось.Data from the sensors is processed by the controller, after which the display shows the total and distributed mass of the car's load on the axes. The on-board controller calculates the total mass of the cargo, comparing the data before loading and after. The device allows you to determine the load reading from each sensor on the axles of the car separately. Comparing the sensor data of one axis, it is possible to determine the uniformity of vehicle loading and axle load.

Устройство работает следующим образом. Перед началом погрузки показания датчиков обнуляются. При погрузке тензодатчики формируют сигналы, пропорциональные нагрузкам на каждую ось автомобиля. Сигналы с тензодатчиков поступают на контроллер, обрабатываются и программа рассчитывает общее значение массы груза автомобиля, нагрузку на ось, равномерность размещения груза на платформе.The device operates as follows. Before loading, the sensor readings are reset to zero. When loading, load cells generate signals proportional to the loads on each axis of the car. The signals from the load cells are fed to the controller, processed, and the program calculates the total value of the vehicle’s cargo mass, axle load, and uniformity of load distribution on the platform.

Claims

A vehicle weighing device comprising load cell strain gauge sensors, a controller electrically connected to load cell sensors, a display for displaying weight loads, characterized in that the load cell strain gauge sensors are made in the form of suspension elements of a cargo triaxial vehicle, namely two sensors are made in the form of a rear spring balancer axis the suspension and two sensors are made in the form of a finger of the front spring, while the display shows the weight load on the balancer dvesku vehicle, the front axle and the left-side and right-wheel suspension and the balancing of the front axle individually.