SI25473A - Za dinamično tehtanje bremena prirejena pritrdilna enota prijemala na roki hidravličnega divgala - Google Patents

Abstract

Izum se nanaša na pritrdilno enoto prijemala, ki je prirejena za tehtanje bremena med prenašanjem le-tega, pri čemer gre po izbiri lahko tudi za vrtljivo prijemalo ali podobno pripravo na roki hidravličnega dvigala, še zlasti na motorno vozilo pritrdljivega dvigala, ki je primemo za prenašanjem bremena, katerega težo je možno meriti med samim prenašanjem. Pri tem je izum osnovan na problemu, kako doslej znano pritrdilno enoto za pritrditev vsakokratnega prijemala, po izbiri vključno z omenjenim rotatorjem (3), na pripadajoči krak roke dvigala, preurediti na tak način, da bi poleg možnosti omenjene pritrditve prijemala omogočala tudi dinamično tehtanje bremena med prenašanjem le-tega s pomočjo omenjenega dvigala in pripadajočega prijemala, pri čemer naj bi bilo določanje teže bremena natančno in zanesljivo navzlic premikanju in sukanju bremena v vseh možnih smereh med prenašanjem le-tega.

Description

Za dinamično tehtanje bremena prirejena pritrdilna enota prijemala na roki hidravličnega dvigala

Izum se nanaša na pritrdilno enoto prijemala, ki je prirejena za tehtanje bremena med prenašanjem le-tega, pri čemer gre po izbiri lahko tudi za vrtljivo prijemalo ali podobno pripravo na roki hidravličnega dvigala, še zlasti na motorno vozilo pritrdljivega dvigala, ki je primemo za prenašanjem bremena, katerega težo je možno meriti med samim prenašanjem. Tovrstni izumi po Mednarodni klasifikaciji patentov v okviru transporta in delovnih postopkov spadajo na področje dvigal, konkretno k tehtnicam na dvigalih, in so v tem kontekstu razvrščeni v razred B 66 C 13/16.

Pri tem je izum osnovan na problemu, kako doslej znano pritrdilno enoto za pritrditev vsakokratnega prijemala, po izbiri vključno z omenjenim rotatorjem, na pripadajoči krak roke dvigala, preurediti na tak način, da bi poleg možnosti omenjene pritrditve prijemala omogočala tudi dinamično tehtanje bremena med prenašanjem le-tega s pomočjo omenjenega dvigala in pripadajočega prijemala, pri čemer naj bi bilo določanje teže bremena natančno in zanesljivo navzlic premikanju in sukanju bremena v vseh možnih smereh med prenašanjem le-tega.

Iz EP 1 889 808 je znana roka dvigala s pritrdilno enoto za delovno orodje, pri čemer je na omenjeno roko dvigala preko pritrdilne enote priključeno vrtljivo delovno orodje, še zlasti npr. prijemalo za prijemanje in prenašanje hlodovine ali podobnih vsaj približno valjastih predmetov.

Pritrdilna enota kot taka je opisana v EP 2 931 646 BI. Tovrstna pritrdilna enota obsega dva zgloba, ki sta med seboj razmaknjena v smeri vertikalne osi, namreč na strani roke dvigala razporejen zgornji zglob in na strani rotacijske enote oz. delovnega orodja razporejen spodnji zglob, tako da sta omenjena zgloba zasnovana v smislu kardanskega zgloba, njuni rotacijski osi, okoli katerih je možen zasuk pritrdilne enote glede na roko dvigala in/ali rotacijsko enoto, pa sta med seboj pravokotni. Pri tem je spodnji zglob pritrdilne enote predviden za členkasto povezavo le-te z rotacijsko enoto in predstavlja uho s skoznjo luknjo, ki poteka v omenjeni rotacijski osi spodnjega zgloba in je predvidena za prejem somika, medtem ko je na strani roke dvigala razporejen in za povezavo s slednjo prirejen zgornji zglob pritrdilne enote viličasto zasnovan in obsega dva med seboj razmaknjena kraka, ki sta vsak zase opremljena s po eno skoznjo luknjo, predvideno za prejem somika za povezavo z roko dvigala. Hidravlični vodi, ki so speljani od roke dvigala proti hidravličnim priključkom na rotacijski enoti, potekajo med krakoma zgornjega zgloba pritrdilne enote.

Se nadalje je v CN 10 4016 232 A opisana tehtnica za dvigala, ki sestoji iz nosilnega ušesa in nosilnega kavlja, ki sta v vertikalni smeri med seboj razmaknjena. Nosilno uho je priključeno na zgornjo pritrdilno ploščo, kavelj pa na spodnjo pritrdilno ploščo, vse skupaj pa je obdano s pokrovom. Nosilni plošči sta med seboj povezani preko senzorja za merjenje raztezkov zaradi nateznih napetosti, ki so posledica teže bremena. Pod zgornjo nosilno ploščo je obešena primerjalna utež s senzorjem za merjenje pospeškov, nakar težo bremena med prenašanjem le-tega ugotavljajo s pomočjo primerjalne metode. Tovrstna tehtnica sicer vsaj domnevno zagotavlja dokaj natančne rezultate merjenja, vendar pa je dejansko rezultat popačen zaradi nelineamosti deformacij in torne histereze.

Izum se nanaša na pritrdilno enoto na roki dvigala, namreč pritrdilno enoto, ki je prirejena za dinamično tehtanje bremena. Izum se obenem nanaša tudi na dvigalo, vključno z mobilnimi dvigali in hidravličnimi mobilnimi dvigali, ki so opremljena s tovrstno pritrdilno enoto.

Zadevna pritrdilna enota prijemala na roki hidravličnega dvigala obsega dva zgloba, ki sta med seboj razmaknjena v smeri vertikalne osi, namreč na strani neprikazane roke dvigala razporejen zgornji zglob in na strani rotacijske enote oz. prijemala za prenašanje bremena razporejen spodnji zglob. Omenjena zgloba sta zasnovana v smislu kardanskega zgloba, njuni rotacijski osi, okoli katerih je možen zasuk pritrdilne enote glede na roko dvigala in/ali rotacijsko enoto, pa sta med seboj pravokotni. Spodnji zglob pritrdilne enote je predviden za členkasto povezavo le-te z rotacijsko enoto in predstavlja uho s skoznjo luknjo, ki poteka v omenjeni rotacijski osi spodnjega zgloba in je prirejena za prejem somika za vzpostavitev členkaste, okoli omenjene osi zasukljive povezave pritrdilne enote z omenjeno rotacijsko enoto oz. prijemalom, medtem ko je na strani roke dvigala razporejen in za povezavo s slednjo prirejen zgornji zglob pritrdilne enote prav tako predstavlja uho s skoznjo luknjo, ki poteka v omenjeni rotacijski osi zgornjega zgloba in je predvidena za prejem somika za vzpostavitev členkaste, okoli omenjene osi zasukljive povezave pritrdilne enote z roko dvigala. Po izumu je predvideno, da je spodnji zglob opremljen s prizmatičnim nastavkom kvadratnega prečnega prereza, ki poteka soosno z osrednjo osjo v smeri proti zgornjemu zglobu in je na svojem prostem koncu opremljen z navojnim steblom, ki je opremljeno z osrednjo slepo navojno luknjo, v katero je privit stojni vijak, ki je na enem koncu opremljen z levim, na nasprotnem koncu pa z desnim navojem. Med zgornjim zglobom in spodnjim zglobom pritrdilne enote je vgrajen kompenzacijski sklop, ki sestoji iz vsaj dveh paketov iz več lamel, ki sta med seboj ločena s pomočjo distančnikov, pri čemer vsakokraten paket sestoji iz več lamel, ki so nanizane druga nad drugo in izmed katerih je vsaka opremljena z osrednje razporejeno smiselno kvadratno odprtino, ki je prirejena obliki in dimenzijam omenjenega prizmatičnega nastavka na spodnjem zglobu pritrdilne enote. Razen tega je vsaka izmed lamel opremljena z nizom po obodu in na odmiku od zunanjega roba ter med seboj enakomerno razporejenih skoznjih lukenj, kot tudi z dvema med seboj razmaknjenima vzdolžnima režama. Lamele so v vsakem izmed paketov izmenično razporejene, tako da sta reži vsakokrat spodnje lamele razporejeni pravokotno glede na reži vsakokrat zgornje lamele ali obratno. Omenjene lamele in distančniki so med seboj povezani z vijaki, ki so vstavljeni skozi omenjene luknje v lamelah. Nad omenjenim kompenzacijski sklopom je predvidena pokrivna plošča, ki je s pomočjo na omenjenem navojnem steblu prizmatičnega nastavka na spodnjem zglobu nameščenih matice in podložke pritrjena na spodnji zglob, pri čemer omenjen stojni vijak štrli skozi pokrivno ploščo v smeri proti zgornjemu zglobu. Nadalje je nad omenjeno pokrivno ploščo razporejena podporna plošča, ki je togo povezana z zgornjim zglobom in na proti slednjemu obrnjeni strani opremljena z med seboj razmaknjenima in glede na osrednjo oz. vzdolžno os pritrdilne enote simetrično razporejenima podporama, na katerih je nalegajoče nameščen upogibni nosilec, ki je na podporno ploščo privijačen na dveh mestih simetrično glede na omenjeno osrednjo os, pri tem pa je enovito zasnovan in obsega omenjenima podporama na podporni plošči ustrezno razporejeni podporni območji, med katerima se nahajata drugo nad drugo razporejena mostiča, namreč močnejši spodnji mostič, skozi katerega osrednjo skoznjo luknjo sega omenjen stojni vijak, na katerega je omenjeni mostič pritrjen z matico, in upogibno deformabilen zgornji mostič, na katerega zunanji, torej proti zgornjemu zglobu obrnjeni površini, sta nameščena med seboj razmaknjena in glede na osrednjo os simetrično razporejena senzorja za zaznavanje raztezka. Po drugi strani pa sta predvidena tudi senzorja premikanja, izmed katerih vsak vključuje senzor za zaznavanje pospeška in žiroskop in izmed katerih je prvi senzor razporejen v območju pritrdilne enote, torej v območju med prvo točko na osi skozi zgornji zglob in pod omenjeno prvo točko razporejeno drugo točko na osi skozi spodnji zglob pritrdilne enote, medtem ko je preostali senzor razporejen v območju rotacijske enote oz. prijemala na zadostnem odmiku od omenjene točke na osi skozi spodnji zglob pritrdilne enote.

Izum bo v nadaljevanju podrobneje obrazložen s primerom izvedbe in v povezavi s priloženo skico, kjer kaže

Sl. 1 pritrdilno enoto po izumu v razstavljenem stanju in eksplozijskem prikazu;

Sl. 2 spodnji del pritrdilne enote vključno s spodnjim zglobom in kompenzacijskim sklopom v izometriji;

Sl. 3 pritrdilno enoto po Sl. 1 v sestavljenem stanju in v prerezu v vzdolžni osrednji ravnini;

Sl. 4 eno izmed lamel kompenzacijskega sklopa enote po SL 1 - 3 v izometriji;

Sl. 5 upogibni nosilec z merilnima lističema enote po Sl. 1 - 3 v izometriji;

Sl. 6 shematično ponazorjen računski model pritrdilne enote po Sl. 1 - 3 za določanje sil na osnovi izmerjenih pospeškov;

Sl. 7 shematično ponazorjen način vezave električnih komponent v senzorjih za merjenje raztezka upogibnega nosilca po Sl. 5.

Pritrdilna enota obsega dva zgloba 1, 2, ki sta med seboj razmaknjena v smeri vertikalne osi, namreč na strani neprikazane roke dvigala razporejen zgornji zglob 1 in na strani na Sl. 1 zgolj s črtkano črto nakazane rotacijske enote 3, takoimenovanega rotatorja oz. prijemala ali podobnega delovnega orodja razporejen spodnji zglob 2. S tem sta omenjena zgloba 1, 2 zasnovana v smislu kardanskega zgloba, njuni rotacijski osi X, Y, okoli katerih je možen zasuk pritrdilne enote glede na roko dvigala in/ali rotacijsko enoto 3, pa sta med seboj pravokotni. Pri tem je spodnji zglob 2 pritrdilne enote predviden za členkasto povezavo le-te z omenjeno rotacijsko enoto 3 in predstavlja uho s skoznjo luknjo 20, ki poteka v omenjeni rotacijski osi Y spodnjega zgloba 2 in je prirejena za prejem neprikazanega sornika za vzpostavitev členkaste, okoli osi Y zasukljive povezave pritrdilne enote z omenjeno rotacijsko enoto 3 ali prijemalom, medtem ko na strani roke dvigala razporejen in za povezavo s slednjo prirejen zgornji zglob 1 pritrdilne enote prav tako predstavlja uho s skoznjo luknjo 20, ki poteka v omenjeni rotacijski osi X zgornjega zgloba 1 in je prirejena za prejem neprikazanega sornika za vzpostavitev členkaste, okoli omenjene osi X zasukljive povezave pritrdilne enote z roko dvigala.

Spodnji zglob 2 je opremljen s prizmatičnim nastavkom 21 kvadratnega prečnega prereza, ki poteka v smeri proti zgornjemu zglobu 2 in je na svojem prostem koncu opremljen s soosnim navojnim steblom 22, v danem primeru z desnim navojem. Omenjeno navojno steblo 22 je (Sl. 3) opremljeno z osrednjo slepo navojno luknjo z levim navojem, v katero je privit stojni vijak 23, ki na enem koncu opremljen z levim, na nasprotnem koncu pa z desnim navojem.

Med zgornjim zglobom 1 in spodnjim zglobom 2 je vgrajen kompenzacijski sklop 4, ki sestoji iz vsaj dveh paketov iz več lamel 40, ločenih s pomočjo distančnikov 40'. Ena izmed lamel 40 je posebej ponazorjena na Sl. 4.

Vsakokraten paket sestoji iz več lamel 40 (Sl. 4), ki so nanizane druga nad drugo in izmed katerih je vsaka opremljena z osrednje razporejeno smiselno kvadratno odprtino 41, ki je prirejena obliki in dimenzijam omenjenega prizmatičnega nastavka 21 na spodnjem zglobu 2. Nadalje je vsakokratna lamela 40 opremljena z nizom po obodu in na odmiku od zunanjega roba ter med seboj enakomerno razporejenih skoznjih lukenj 42, kot tudi z dvema med seboj razmaknjenima vzdolžnima režama 43', 43. Lamele 40 in distančniki 40' so med seboj povezani z vijaki 44 (Sl. 1), ki so vstavljeni skozi omenjene luknje 42 lamel 40. Lamele 4 so v vsakem izmed paketov izmenično razporejene, tako da sta reži vsakokrat spodnje lamele 40 razporejeni pravokotno glede na reži vsakokrat zgornje 40 lamele ali obratno, paketi pa so med seboj ločeni z distančniki 40'.

Nad omenjenim kompenzacijski sklopom 4 je predvidena pokrivna plošča 5, kije s pomočjo na navojnem steblu 22 nameščenih matice 51 in podložke 52 pritrjena na spodnji zglob 2, pri čemer omenjen stojni vijak 23 (Sl. 1) štrli skozi pokrivno ploščo 5 v smeri proti zgornjemu zglobu 1.

Nad omenjeno pokrivno ploščo 5 je razporejena podporna plošča 6, ki je togo povezana z zgornjim zglobom 1 in na proti slednjemu obrnjeni strani opremljena z med seboj razmaknjenima in glede na osrednjo oz. vzdolžno os Z pritrdilne enote simetrično razporejenima podporama 60', 60.

Na omenjenih podporah 60', 60 je nalegajoče nameščen upogibni nosilec 7 ki je posebej prikazan na Sl. 5. Omenjen nosilec 7 je na podporno ploščo privijačen na dveh mestih simetrično glede na omenjeno osrednjo os Z, pri tem pa je enovito zasnovan in obsega omenjenima podporama 60', 60 na podporni plošči 6 ustrezno razporejeni podporni območji 70', 70, med katerima se nahajata drug nad drugim razporejena mostiča 71, 72, namreč močnejši spodnji mostič 71, skozi katerega osrednjo luknjo 710 prehaja omenjen stojni vijak 23, na katerega je omenjeni mostič 71 pritrjen z matico 73, in prožen ter upogibno deformabilen zgornji mostič 72. Med obremenitvijo spodnjega zgloba 2 je nosilec 7 upogibno obremenjen. Z namenom zaznavanja deformacij omenjenega nosilca 7 sta na zunanji, torej proti zgornjemu zglobu 1 obrnjeni površini 720 zgornjega mostiča 72 nameščena med seboj razmaknjena in simetrično glede na osrednjo os 7 razporejena senzorja 91, 92 za zaznavanje raztezka, namreč merilna lističa, iz vsakokrat ugotovljenega raztezka pa je možno potem preprosto in natančno izračunati silo, s katero je nosilec 7 upogibno obremenjen.

Vpliv trenja in ostalih motenj med prenosom sile s spodnjega zgloba 2 do omenjenega nosilca 7 s senzorjema 91, 92, kar bi lahko pač vplivalo na velikost izmerjene sile, ki naj bi delovala natančno in izključno vzdolž omenjene osrednje osi Z, se izniči zahvaljujoč omenjenemu kompenzacijskemu sklopu 4 z lamelami 40, v katerem se izničijo sile v prečni smeri.

Ker so deformacije nosilca 7 posledica dinamičnih sil, ki delujejo v različnih možnih smereh, je za določitev teže samega bremena na spodnjem zglobu 2 potrebno izničiti inercijske sile, ki so posledica delovanja pospeškov v različnih smereh. V ta namen sta na pritrdilnem sklopu predvidena dva senzorja 93, 94 premikanja, izmed katerih izmed katerih vsak vključuje akcelerometer in žiroskop, pri čemer je prvi senzor 93 razporejen v območju pritrdilne enote, torej (Sl. 6) v območju med točko A na osi X skozi zgornji zglob 1 in točko B na osi Y skozi spodnji zglob 2 pritrdilne enote, medtem ko je preostali senzor 94 razporejen v območju rotacijske enote 3 na zadostnem odmiku od omenjene točke B na osi X skozi spodnji zglob 2 pritrdilne enote.

Na osnovi pospeškov, izmerjenih s pomočjo prvega senzorja 93, kot tudi pospeškov, izmerjenih s pomočjo drugega senzorja 94, je možno iz sil, ki v danem trenutku pri določenem položaju skupaj z rotacijsko enoto 3 oz. prijemalom na spodnjem zglobu 2 visečega bremena delujejo na nosilec 7, računsko izločiti vse tiste komponente sile, ki v resnici ne predstavljajo deleža oz. komponente sile teže bremena.

Upogibni nosilec 6 je oprt na dveh podporah (Sl. 5) in se ga obremenjuje v dveh točkah in ki je preko stojnega vijaka 23 (Sl. 3) povezan z aktivno točko A (Sl. 6). Zaradi navedene zasnove se relativno majhen pomik aktivne točke A na omenjenem upogibnem nosilcu 6 pretvori v sorazmerno velike specifične deformacije, ki omogočajo primemo občutljivost pretvorbe mehanskih v električne veličine.

Montaža več lamel 40 eno nad drugo glede na največje obremenitve, ki jim je pritrdilna enota prenašala, omogoča sestavo ravno prav občutljive naprave za tehtanje. Navzkrižna montaža lamel 40 omogoča, da se deformabilni deli lamel 40 medsebojno ne dotikajo, kar zmanjšuje torno histerezo.

Pritrdilna enota mora opravljati funkcije običajne kocke, namreč prenašanje nateznih, upogibnih in torzijskih obremenitev ter zagotavljanje distance med roko dvigala in rotacijsko enoto ter dodatno omogočati tudi dinamično tehtanje.

Obremenitve se od rotacijske enote 3 oz. prijemala na upogibni nosilec sekundarnega senzorja prenašajo na način, kije prikazan na Sl. 3. Sile in momenti F_v, F_Hx, F_Hy, M_t, M_x se z rotacijske enote 3 preko spodnjega zgloba 2 prenašajo na prizmatični nastavek 23. Vertikalne obremenitve F_v se po omenjenem nastavku 23 do navojnega stebla 22 omenjenega nastavka 23 prenesejo zahvaljujoč omenjeni matici 51 in podložki 52, in sicer se aksialna sila v obliki obremenitve F₃ prenese na vzmetne lamele 40 prvega in drugega paketa. Lamele 40 se pod vplivom te sile podajo, zaradi česar se nastavek 23 premakne v smeri osrednje osi Z navzdol. Zaradi pomika aktivne točke A se v isto smer sočasno pomakne navzdol tudi stojni vijak 23, ki pri tem upogne upogibni nosilec 7 in s tem aktivira nanj nalepljene merilne lističe 91, 92. Na ta način je izmerjena izmeri celotna vertikalna sila brez vpliva ostalih obremenitev. Ostale obremenitve F_Hx, F_Hy, M_x po Sl. 3 prestrežejo v obliki dvojice horizontalnih sil F| in F₂ oziroma obremenitev M_t v obliki torzijske obremenitve lamele 40 prvega in drugega paketa, zato nazadnje omenjene obremenitve ne vplivajo na deformacijo nosilca 6 in so s tem izločene iz meritve.

Funkcijo dinamičnega tehtanja torej vrši merilnik sile, ki zmore izmeriti aksialno silo in jo ločiti od ostalih obremenitev pritrdilne enote ter iz dodatnih senzorjev in elektronike, ki je prirejena za določanje deleža izmerjene sile, ki predstavlja silo teže, kot tudi za določanje deležev oz. komponent sil, ki so posledica pospeškov med dvigovanjem in transportom tovora.

Pritrdilna enota je tako zasnovana, da se jo priklopi na dvigalo in rotacijsko enoto 3 oz. prijemalo na enak način kot znano pritrdilno enoto po stanju tehnike, pri čemer prenaša vse zunanje obremenitve in pri tem zajame zunanjo aksialno silo ter jo pretvarja v pomik aktivne točke A v območju senzorjev v notranjosti pritrdilne enote. Pri tem pa upogibni nosilec 7 s senzorjema 91, 92, namreč merilnima lističema, pretvarja pomik aktivne točke A v deformacijo nosilca 7 in nato v električni signal.

Za natančno merjenje mase v mirovanju ali pri enakomernem gibanju zaradi poznavanja konstantnega gravitacijskega pospeška zadošča en senzor sile, ki ga obremenimo s silo teže. Med neenakomernim gibanjem mase moramo poleg sile neposredno ali posredno izmeriti tudi različne komponente pospeška v masnem središču merjenca, ki so s to silo povezani.

V osnovi za takšno meritev zadoščata merilnik sile in merilnik pospeška. Pri dviganju in spuščanju bremena je pospeškometer lahko oddaljen od merjenca, pri rotacijah pa bi moral biti tudi senzor pospeška pozicioniran v masnem središču merjenca. Ker to praktično ni izvedljivo, merimo komponente pospeška zaradi rotacij posredno na oddaljenem mestu z merjenjem hitrosti rotacij in razdalje senzorja (žiroskopa) od masnega središča.

Pri dvigovanju bremena z dvigalom in različnimi prijemali merimo poleg natezne sile v pritrdilni enoti tudi pospešek v smeri osi obešenega bremena in rotacije bremena okrog osi obeh zglobov pritrdilne enote. Model sistema obešenega bremena z oznakami pozicij masnega središča bremena, osi zglobov 1, 2 in pozicije senzorjev 91, 92, 93, 94 je ponazorjen na Sl. 6. Vse točke so označene v koordinatnem sistemu gibajoče se uteži, center lokalnega koordinatnega sistema je označen z masnim središčem M. Utež se lahko dviga ali spušča v smeri koordinatne osi Iz in niha okrog osi lx ter osi ly.

Za zaznavanje natezne sile uteži je uporabljen senzor mehanskih napetosti, ki je vgrajen v notranjosti pritrdilne enote. Vsakokraten uporovni senzor 91, 92 mehanskih raztezkov je v konfiguraciji polnega mostiča s štirimi uporovnimi elementi (ang. full-bridge strain gauge).

Pospeškometer in žiroskop se nahajata v istem elektronskem integriranem vezju in skupaj sestavljata kombinirani senzor gibanja (IMU). Za posredno merjenje vseh komponent pospeška sta potrebna dva IMU senzorja 93, 94. Pretežni del pospeška zaznamo s prvim senzorjem 93, ki je vgrajen v območju pritrdilne enote. Drugi senzor 94 je razporejen v območju rotacijske enote 3 oz. prijemala.

Pozicija prvega IMU senzorja 93 gibanja je označena na Sl. 6 in se nahaja med točkama A in B. Senzor 93 na tej poziciji zaznava pospeške v smeri osi Iz in rotacijo okrog zgornje osi lx pritrdilne enote, ne more pa zaznati nihanja okrog osi ly. Za zelo natančno merjenje vseh komponent pospeška mora žiroskop zaznavati nihanja okrog obeh osi pritrdilne enote. Drugi IMU senzor 94 z integriranim pospeškometrom in žiroskopom je zato pritrjen pod spodnjo osjo Y pritrdilne enote in zaznava pospešek v smeri Iz in rotaciji okrog obeh osi lx in ly zglobov 1, 2 pritrdilne enote. Pozicija drugega IMU senzorja gibanja 94 je na Sl. 6 prikazana med točkama B in M.

Merilni sistem je načrtovan za mobilno uporabo na prostem prostoru. Sistem deluje avtonomno, ob izpolnjenih pogojih radijske povezave do Interneta pa je globalno povezan z oblačno aplikacijo.

Merilni modul senzorja gibanja in IMU senzorja 93, 94 so preko digitalnih izhodov s kabli neposredno priključeni na digitalno procesno enoto, ki zbira in obdeluje vse zajete senzorske signale. Električna shema merilnega modula je prikazana na Sl. 7. Senzor s štirimi integriranimi upori v mostični vezavi je napajan z referenčnim napetostnim virom. Električni signal senzorja je ojačen z instrumentacijskim ojačevalnikom in pretvorjen v digitalno obliko, ki se sproti, z izbrano vzorčevalno frekvenco, pošilja v procesno enoto. Posamezen IMU senzor gibanja vključuje miniaturni pospeškometer in žiroskop, ki sta in v istem elektronskem integriranem vezju izdelana v tehmnologiji MEMS (MicroElectroMechanical System). Uporabljeni so standardni, prosto dosegljivi in nizko cenovni senzorji gibanja IMU, ki so preko standardnega I2C vodila neposredno povezljivi na procesno enoto.

Programska oprema procesne enote izvaja algoritme za filtriranje senzorskih signalov in algoritem za izračun mase gibajočega bremena na osnovi izmerjenih podatkov senzorjev mehanskih napetosti, pospeškometrov in žiroskopov. Zaznavanje vseh komponent pospeška, ki delujejo na mestu gibajoče uteži omogoča ob hkratnem zaznavanju natezne sile na pritrdilni enoti, ki jo merimo s senzorji 91, 92 mehanske napetosti, natančen izračun mase uteži. Podatek o masi uteži se periodično izračunava z definirano frekvenco vzorčenja in shranjuje v lokalni pomnilnik.

Rezultate meritev se prikazuje na lokalni napravi s prikazovalnikom, ki omogoča tudi kontrolo delovanja merilnega sistema. Izbrane relevantne podatke se preko komunikacijskega prehoda posreduje in shranjuje v oblačno aplikacijo, ki omogoča celovit oddaljen pregled, nadzor in upravljanje s sistemom.

Claims (4)

1. PATENTNI ZAHTEVKI

   1. Za dinamično tehtanje bremena prirejena pritrdilna enota prijemala na roki hidravličnega dvigala, pri čemer tovrstna pritrdilna enota obsega dva zgloba (1,2), ki sta med seboj razmaknjena v smeri vertikalne osi (Z), namreč na strani neprikazane roke dvigala razporejen zgornji zglob (1) in na strani rotacijske enote (3) oz. prijemala za prenašanje bremena razporejen spodnji zglob (2), pri čemer sta omenjena zgloba (1,2) zasnovana v smislu kardanskega zgloba, njuni rotacijski osi (X, Y), okoli katerih je možen zasuk pritrdilne enote glede na roko dvigala in/ali rotacijsko enoto (3), pa sta med seboj pravokotni, in pri čemer je spodnji zglob (2) pritrdilne enote predviden za členkasto povezavo le-te z rotacijsko enoto (3) in predstavlja uho s skoznjo luknjo (20), ki poteka v omenjeni rotacijski osi (Y) spodnjega zgloba (2) in je prirejena za prejem sornika za vzpostavitev členkaste, okoli omenjene osi (Y) zasukljive povezave pritrdilne enote z omenjeno rotacijsko enoto (3) oz. prijemalom, medtem ko je strani roke dvigala razporejen in za povezavo s slednjo prirejen zgornji zglob (1) pritrdilne enote prav tako predstavlja uho s skoznjo luknjo (10), ki poteka v omenjeni rotacijski osi (X) zgornjega zgloba 1 in je predvidena za prejem sornika za vzpostavitev členkaste, okoli omenjene osi (X) zasukljive povezave pritrdilne enote z roko dvigala, označena s tem, da je spodnji zglob (2) opremljen s prizmatičnim nastavkom (21) kvadratnega prečnega prereza, ki poteka soosno z osrednjo osjo (Z) v smeri proti zgornjemu zglobu (2) in je na svojem prostem koncu opremljen z navojnim steblom (22), ki je opremljeno z osrednjo slepo navojno luknjo, v katero je privit stojni vijak (23), ki na enem koncu opremljen z levim, na nasprotnem koncu pa z desnim navojem, pri čemer je med zgornjim zglobom (1) in spodnjim zglobom (2) pritrdilne enote vgrajen kompenzacijski sklop (4), ki sestoji iz vsaj dveh paketov iz več lamel (40), ki sta med seboj ločena s pomočjo distančnikov (40'), pri čemer vsakokraten paket sestoji iz več lamel (40), ki so nanizane druga nad drugo in izmed katerih je vsaka opremljena z osrednje razporejeno smiselno kvadratno odprtino (41), ki je prirejena obliki in dimenzijam omenjenega prizmatičnega nastavka (21) na spodnjem zglobu (2) pritrdilne enote, razen tega pa je vsaka izmed lamel (40) opremljena z nizom po obodu in na odmiku od zunanjega roba ter med seboj enakomerno razporejenih skoznjih lukenj (42), kot tudi z dvema med seboj razmaknjenima vzdolžnima režama (43', 43), obenem pa so lamele (4) v vsakem izmed paketov izmenično razporejene, tako da sta reži (43', 43) vsakokrat spodnje lamele (40) razporejeni pravokotno glede na reži (43', 43) vsakokrat zgornje lamele (40) ali obratno, omenjene lamele (40) in distančniki (40') pa so med seboj povezani z vijaki (44), ki so vstavljeni skozi omenjene luknje (42) v lamelah (40), in pri čemer je nadalje nad omenjenim kompenzacijski sklopom (4) predvidena pokrivna plošča (5), ki je s pomočjo na omenjenem navojnem steblu (22) prizmatičnega nastavka (21) na spodnjem zglobu (2) nameščenih matice (51) in podložke (52) pritrjena na spodnji zglob (2), pri čemer omenjen stojni vijak (23) štrli skozi pokrivno ploščo (5) v smeri proti zgornjemu zglobu (1), in pri čemer je nadalje nad omenjeno pokrivno ploščo (5) razporejena podporna plošča (6), ki je togo povezana z zgornjim zglobom (1) in na proti slednjemu obrnjeni strani opremljena z med seboj razmaknjenima in glede na osrednjo oz. vzdolžno os (Z) pritrdilne enote simetrično razporejenima podporama (60', 60), na katerih je nalegajoče nameščen upogibni nosilec (7) ki je na podporno ploščo (6) privijačen na dveh mestih simetrično glede na omenjeno osrednjo os (Z), pri tem pa je enovito zasnovan in obsega omenjenima podporama (60', 60) na podporni plošči (6) ustrezno razporejeni podporni območji (70', 70), med katerima se nahajata drugo nad drugo razporejena mostiča (71, 72), namreč močnejši spodnji mostič (71), skozi katerega osrednjo skoznjo luknjo (710) sega omenjen stojni vijak (23), na katerega je omenjeni mostič (71) pritrjen z matico (7Γ), in upogibno deformabilen zgornji mostič (72), na katerega zunanji, torej proti zgornjemu zglobu (1) obrnjeni površini (720) sta nameščena med seboj razmaknjena in glede na osrednjo os (Z) simetrično razporejena senzorja (91, 92) za zaznavanje raztezka, obenem pa sta predvidena tudi senzorja (93, 94) premikanja, izmed katerih vsak vključuje senzor za zaznavanje pospeška in žiroskop in izmed katerih je prvi senzor (93) razporejen v območju pritrdilne enote, torej v območju med točko (A) na osi (X) skozi zgornji zglob (1) in pod omenjeno točko (A) razporejeno točko (B) na osi (Y) skozi spodnji zglob (2) pritrdilne enote, medtem ko je preostali senzor (94) razporejen v območju rotacijske enote (3) na zadostnem odmiku od omenjene točke (B) na osi (X) skozi spodnji zglob (2) pritrdilne enote.
2. 2. Dvigalo z vsaj eno premakljivo roko in prijemalom za pretovarjanje bremena po zahtevku 1, označeno s tem, da je prijemalo z omenjeno roko dvigala povezano preko pritrdilne enote po zahtevku 1.
3. 3. Mobilno dvigalo z vsaj eno premakljivo roko in prijemalom za pretovarjanje bremena po zahtevku 1, označeno s tem, daje prijemalo z omenjeno roko dvigala povezano preko pritrdilne enote po zahtevku 1.
4. 4. Hidravlično mobilno dvigalo z vsaj eno premakljivo roko in prijemalom za pretovarjanje bremena po zahtevku 1, označeno s tem, daje prijemalo z omenjeno roko dvigala povezano preko pritrdilne enote po zahtevku 1.