SI9011904A - Postopek in naprava za določitev mase tovora na tovornem vozilu - Google Patents

Abstract

Postopek in naprava za določitev mase tovora tovornega vozila, vsebujoča korake: nakladanje tovora na tovorno vozilo, zaznavanje tlaka v nagibnih cilindrih za določitev količine tovora, prikaz mase tovora, vzpostavitev povratne informacije v zvezi z vplivom spreminjanja težišča tovora za korigiranje mase tovora, kakršna je bila določena, in dajanje popravljene mase tovora. Naprava vsebuje tovorno vozilo z nagibnim tovornim zabojem, pri čemer je slednji povezan z okvirom tovornega vozila in ga v praznilni položaj nagneta nagibna cilindra, zaznavalno napravo za zaznavanje tlaka v nagibnih cilindrih, ko le-ta nosita tovorni zaboj nad namenskim opornim nastavkom, podatkovni procesor, ki ima podatke o naložitvi tovornega vozila in prejme informacije o tlaku, ki ga zaznava zaznavalna naprava, ter ima izhod h kazalnima napravama za maso tovora.

Description

Marathon LeToumeau Company

Postopek in naprava za določitev mase tovora na tovornem vozilu

Predloženi izum se nanaša na postopek in napravo za določitev mase tovora, ki ga nosijo velika tovorna vozila. Tovrstna vozila se običajno uporabljajo v rudarstvu v dnevnih kopih.

Sistemi za nakladanje tovora na tovorna vozila so se v preteklosti za tovorna vozila, ki nosijo zelo težke tovore, že uporabljali. Gre za sisteme, ki določajo maso naloženega tovora, da tovorna vozila niso preobremenjena in da se ve, koliko materiala prevaža skupina tovrstnih tovornih vozil.

Patent US 4,831,539 razkriva postopek in napravo za kompletni sistem, ki vzpostavlja zvezo od tovornih vozil k centrali, tako da se količina na tovorna vozila naloženega in s tovornimi vozili prepeljanega tovora kot tudi lokacije, kamor je material bil prepeljan in razložen, nenehno in v popolnosti zapisujejo. Naprava za določanje količine tovora obsega s fluidom napolnjeno cevje, ki nadomešča blažilne nosilne materiale, dodane vzdolž vzporednih nosilcev okvira. S fluidom napolnjeno cevje, kombinirano s tlačnimi senzorji, omogoča pridobitev želene informacije o masi tovora, ki ga nosi tovorno vozilo.

Patent US 4,839,835 razkriva podobno s fluidom napolnjeno cevje med nosilcema in okvirom za sodelovanje s tlačnimi senzorji, da se dobi želeni podatek o masi. Omenjeni patent vsebuje razčlenitev predhodnih poskusov določanja količine tovora in razčlenitev problemov, ki se pojavljajo zaradi zgibne zveze med okvirom in tovornim zabojem, ter pomanjkljivosti koncentracije tovora na okviru zaradi uporabe bremenskih senzorjev, ki so vgrajeni v šamirske sklope in v hidravliko. Eden teh problemov je po tamkajšnji omembi prenos bremena na zgradbo vozila. V takem primeru hidravlična cilindra odražata skupno breme, ki se prenaša, in ne le del bremena, kot je to slučaj pri običajnem tovornem vozilu z nagibnim tovornim zabojem.

Predloženi izum se nanaša na izboljšan postopek in napravo za določitev mase tovora, ki ga nosi tovorno vozilo vrste z nagibnim tovornim zabojem. Hidravlična cilindra za nagibanje tovornega zaboja sta uporabljena tako, da se zasleduje tlačno breme, ki je, če je korigirano s faktorjem, ki upošteva maso bremena, ki jo nosijo šamiiji, in splošno porazdelitev bremena po tovornem zaboju, pokazatelj mase bremena v tovornem zaboju.

Ustvariti izboljšan postopek in napravo za določitev mase tovora, ki ga nosi tovorno vozilo vrste z nagibnim tovornim zabojem, pri čemer bo šlo za enostavno zgrajeno in zanesljivo delujočo napravo, je cilj predloženega izuma.

Nadaljnji cilj je ustvariti izboljšan postopek in napravo za določitev mase tovora tovornega vozila vrste z nagibnim tovornim zabojem, ki zanesljivo pokaže maso tovora v naloženem stanju, tako da tovorno vozilo ni preveč obremenjeno.

Še en cilj predloženega izuma pa je ustvariti izboljšan postopek in napravo za določitev mase tovora tovornega vozila vrste z nagibnim tovornim zabojem, pri kateri je oprema za zaznavanje tovora lahko zaščitena pred sunki nakladanja materiala tovora, ko ta pada v tovorni zaboj vozila.

Ti in drugi cilji in prednosti predloženega izuma so v podrobnostih obdelani in obrazloženi ob pomoči priloženih skic, v katerih kaže sl. 1 težko tovorno vozilo vrste z nagibnim tovornim zabojem, na katerem je uporabljen predloženi izum, v narisni projekciji, pri čemer sta nagibna cilindra tovorni zaboj vozila za malenkost dvignila, da se lahko zazna masa tovora v tovornem zaboju, sl. 2 podrobnost iz narisne projekcije nagibnega tovornega zaboja in odbijača ali naslona zanj na okviru, na katerega tovorni zaboj naleže, ko nagibna cilindra povsem popustita, sl. 3 isto tovorno vozilo v prostorski predstavitvi in v stanju s tovornim zabojem v nagnjenem položaju, pri čemer so sestavni deli predloženega izuma predstavljeni v njihovem relativnem položaju glede na vozilo, sl. 4 podrobnost tovornega vozila, konkretno voznikovo kabino v prostorski predstavitvi, pri čemer je vrisan najprimernejši položaj indikatorja mase za voznika in procesorja, ki preračuna maso in jo pošlje indikatorju mase za voznika, sl. 5 podrobnost voznikove kabine tovornega vozila, konkretno eno stran kabine, v prostorski predstavitvi, ki kaže kontrolne luči za nakladalca, sl. 6 podrobnost tovornega vozila, konkretno hidravlični sistem in sistem za zaznavanje mase naloženega tovora, ki je uporabljen skupaj z nagibnim cilindrom na eni strani tovornega vozila, v prostorski projekciji, in sl. 7 vezno shemo delovnih korakov za izvedbo postopka po predloženem izumu.

Tovorno vozilo 10, kakršno je predstavljeno na skicah, je tipično vozilo velike zmogljivosti za odvažanje trdnega materiala, kot je ruda. Vozilo ima okvir 12, ki ga nosijo kolesa 14, in nagiben tovorni zaboj 16, ki je z okvirom 12 povezan zgibno preko šamiija 18, razporejenega pod tovornim zabojem 16 blizu zadnjega konca okvira 12, in nagibnih cilindrov 20, ki ga podpirata na mestu, ki je, kot se vidi s skice, kar opazno oddaljeno od zadnjega konca zaboja 16. Kot kažeta skici sl. 1 in 2, okvir 12 nosi oporo 22, razporejeno za sprejem spodnjega mejnega dela 24 zaboja 16, ki pri normalnih operacijah nalega nanjo, razen če je drugačnost posebej omenjena.

Vozilo 10 upravlja voznik, ki je v kabini 26, v kateri se na primernem mestu nahaja tudi indikator 28 mase tovora, tako da ga voznik lahko vidi in z njega odčita ugotovljeni podatek. V kabini je na mestu, kjer ne ovira voznikovih gibov, razporejen tudi podatkovni procesor 30. Indikator 28 mase tovora in podatkovni procesor 30 sta nakazana na skicah sl. 3 in 4.

V cevovod 36, ki s hidravličnim fluidom pod pritiskom oskrbuje nagibna cilindra 20, sta vgrajeni primerna vzdrževalna naprava 32, npr. akumulator, in zaznavalna naprava 34. Zaznavalna naprava 34 je v cevovod 36 vgrajena tako, da lahko zaznava višino tlaka v nagibnih cilindrih 20, ko le-ta dvigata zaboj 16 s tovorom v njem. Zadevna naprava je predstavljena v skicah sl. 3 in 6.

Včasih je delavcu, ki naklada material v tovorni zaboj vozila, potrebna informacija o tem, koliko tovora je že v zaboju. Do take informacije pride s pomočjo signalnih luči 38, razporejenih na primernem mestu, tako da jih delavec, ki naklada, z lahkoto vidi, naprimer na obeh straneh vozila 10 na mestu blizu zadka kabine 26, kot je nakazano na skici sl. 3. Zadevna podrobnost signalnih luči 38 je bolj na veliko predstavljena v skici sl. 5, s katere se vidi, da signalno luč 38 nosi okvir 12 zadaj za kabino 26 in da zadevna signalna luč obsega tri svetila, namreč spodnje, zeleno svetilo 40, vmesno, rumenkastoijavo svetilo 42 in zgornje, rdeče svetilo 44. Zeleno svetilo 40 sveti tedaj, ko je merjeni tovor zadosti manjši od največje dovoljene mase tovora. Rumenkastorjavo svetilo 42 sveti, ko se masa tovora bliža največji želeni masi tovora, rdeče svetilo 44 pa tedaj, ko je največja masa tovora bila dosežena in ko naj se nakladanje konča.

Zaznavalna naprava 34, indikator 28 mase tovora in signalne luči 38 so povezani s podatkovnim procesoijem 30, ki obdela podatke iz zaznavalne naprave 34 kot tudi podatke, ki so v njej shranjeni od prej, in izdela primeren izhodni podatek za indikator 28 mase tovora in signalne luči 38. Podatkovni procesor 30 je razen tega lahko še spopolnjen, s tem da je opremljen z radijsko zvezo za oddajanje podatkov v centralo in sprejemanje podatkov iz nje, o čemer je podrobno govor spodaj. Nadalje je vozniku tovornega vozila 10 omogočeno vnašanje vhodnih podatkov v podatkovni procesor 30. Med podatkovnim procesoijem 30 in drugimi sestavnimi deli je vzpostavljena komunikacijska kabelska zveza, kot je opisana.

Po vgraditvi izboljšane naprave za določitev mase tovora po predloženem izumu v tovorno vozilo 10 tovorno vozilo prepeljemo na mesto nakladanja, kjer primerna nakladalna naprava naloži v transportni zaboj 16 rudo ali drugo gradivo, ki naj ga med obratovanjem tovorno vozilo 10 prepelje. Normalno se daje prednost stanju, ko je transportni zaboj 16 med polnjenjem podprt s šamirjem 18 in opornim nastavkom 22, tako da sta nagibna cilindra 20 in njuna priključena hidravlična sistema zaščitena pred udarci tovora, ko le-ta pada v tovorni zaboj. To se doseže s tem, da tovorni zaboj 16 spustimo na oporni nastavek 22, preden prvi vsipek pade v tovorni zaboj, zatem tovorni zaboj 16 z nagibnima cilindroma 20 malo dvignemo, da podatkovni procesor 30 dobi informacijo o tovoru, nakar pred vsutjem naslednjega vsipka tovorni zaboj spet spustimo na oporni nastavek 22. Tako voznik tovornega vozila preko indikatorja 28 mase tovora, nakladalec pa preko signalnih luči 38 nenehno zasledujeta količino naloženega materiala. Dasiravno normalno ni zaželeno, pa tovorni zaboj 16 lahko ostane v malo nagnjenem položaju, kot to kaže sl. 1, tako daje stalno na voljo odčitavanje podatka o masi tovora v zaboju 16. V primeru, da voznik med nakladanjem tovora stalno zasleduje količino naloženega tovora, priporočamo, da je na voljo podatek o začetni naložitvi, tako da se ve samo, da minimalne količine tovora še nismo dosegli, kajti sistem za določanje količine tovora je podvržen temu, da med začetnim nakladanjem nepravilno odčitava stanje, saj porazdelitev tovora po dolžini tovornega zaboja lahko privede do podatka, da gre za malo dodanega tovora ali pa da je bilo dodanega mnogo več tovora - odvisno pač od tega, kam v tovornem zaboju je bil material stresen. Zavajajoč podatek namreč voznika lahko pripravi do tega, da danim podatkom ne zaupa in da on kazalnik izključi, ko ve, da podatki ne ustrezajo pravi količini dodanega tovora, katero ocenjuje po svoji lastni izkušnji.

Drug postopek delovanja sistema je osnovan na tem, da se masa tovora kontrolira samo na koncu, ko je nakladanje končano. To se lahko opravi, preden tovorno vozilo krene z mesta nakladanja, ali, po želji, na kraju stresanja tovora. Na mestu odlaganja se to lahko opravi tako, da zaznavamo tovor, ko sta nagibna cilindra v iztegnjenem položaju, kajti podatke o količini tovora odčitavamo tedaj. Če se količina tovora določa ob praznjenju, se podatki o masi tovora posredujejo nakladalcu, tako da temu, če se je razmerje mase proti prostornini materiala menjalo, kar pomeni, da je polna zajemalka ali druga nakladalna naprava postala mnogo težja ali lažja, ni treba tolikokrat zajeti ali da mora dodatno zajemati, če hoče povsem napolniti vozilo.

Pripomniti velja, da se da količino tovora določati pri dveh različnih položajih raztegnitve nagibnih cilindrov 20. Če gre za določanje, ko sta cilindra samo minimalno raztegnjena in ko sta cilindra raztegnjena bistveno več kot minimalno, se pride do podatka o težišču tovora in s tem do prave mase tovora. Nadaljnji korak, ki se ga lahko poslužimo za izboljšanje določanja mase tovora, je, da tovorno vozilo po naložitvi stehtamo in informacijo o rezultatu tehtanja posredujemo procesorju 30, v katerem se podatki tehtanja v prihodnje lahko korigirajo, če gre za kompenzacijo odstopanja težišča tovora v trenutku zaznavanja.

Koraki delovanja sistema po predloženem izumu so predstavljeni v skici sl. 7. Nakladalni korak 50 je prvi korak, ko tovorno vozilo 10 postavimo na mesto nakladanja in ko primerna nakladalna naprava, naprimer zajemalni transporter ali druga nakladalna naprava, zajame material, denimo rudo, in jo transportira v tovorni zaboj 16 tovornega vozila 10. Korak 52 je drugi korak in pri njem gre za zaznavanje mase tovora v tovornem zaboju in za kazanje podatka o njej. Korak 54 je drugotni kazalni korak, v katerem gre za ločeno zaznavanje in kazanje z menjalnim položajem nagib6 nih cilindrov 20. Ta, drugotni kazalni korak 54 poskrbi za povratno informacijo podatkovnemu procesorju 30, s čimer se korigira določanje mase tovora. Korak 56 predstavlja odhod tovornega vozila z nakladalnega polja in prehaja v korak 58 za dejansko določanje mase vozila in tovora za potrebe povratne informacije za korigiranje začetnega določanja mase tovora, ko drugotni korak 54 ni bil vključen. Korak 60 je zvračanje tovora in tovorno vozilo se vrača na mesto nakladanja.

Claims (15)

1. Postopek določanja mase materiala v tovornem zaboju tovornega vozila z nagibnim tovornim zabojem, pri čemer je tovorni zaboj preko šamirjev zgibno povezan z okvirom tovornega vozila in ga upravljata nagibna cilindra, značilen po tem, da obsega naslednje postopkovne korake:

nakladanje materiala tovora, pripravljenega za odvoz, izvlečenje nagibnih cilindrov v tolikšni meri, da je zagotovljeno, da tovora, ki je v tovornem zaboju, ne nosi direktno okvir tovornega vozila, merjenje tlaka hidravličnega fluida v nagibnih cilindrih, vnaprej izbrano korekcijo za porazdelitev tovora po tovornem zaboju in za količino tovora, ki ga nosijo šarnirji, ter za domnevno porazdelitev materiala v tovornem zaboju za določitev mase tovora v tovornem zaboju, drugotno merjenje za določitev vnaprej izbrane korekcije za porazdelitev mase tovora po tovornem zaboju, sprememba omenjene vnaprej izbrane korekcije za uporabo v danem postopkovnem koraku, in določanje mase tovora sledečih vsipkov na tovorno vozilo z uporabo spremenjene korekcije.

2. Postopek po zahtevku 1, značilen po tem, da omenjeni korak drugotnega merjenja vsebuje korak:

merjenje skupne mase tovornega vozila in tovora na njem in odbitje tara mase tovornega vozila brez tovora na njem za določitev dejanske mase tovora in uporaba dejanske mase tovora za določitev vnaprej izbrane korekcije za uporabo skupaj s korekcijo pri določanju mase tovora na temelju tlaka, zaznavanega v nagibnih cilindrih.

3. Postopek po zahtevku 1, značilen po tem, da omenjeni korak drugotnega merjenja vsebuje korak:

izvlečenje nagibnih cilindrov do položaja onstran položaja prvega merjenja tlaka in merjenje tlaka fluida v nagibnih cilindrih za določitev vnaprej izbrane korekcije za uporabo pri določanju mase tovora.

4. Postopek kot v zahtevku 1, značilen po tem, da:

se korekcija uporabi s pomočjo k vozilu prigrajenega procesorja, ki ga vozilo nosi, in procesor se menja, da odraža odvisnost prave mase tovora od ugotovljene mase tovora z uporabo vnaprej izbrane korekcije.

5. Postopek kot v zahtevku 1, značilen po tem, da vsebuje koraka: določitev dejanske mase tovora po več vsipih, in menjanje vnaprej izbrane korekcije, da se odrazi odstopanje od originalno vnaprej izbrane korekcije vseh ugotovljenih dejanskih mas tovora.

6. Postopek po zahtevku 1, značilen po tem, da obsega korak:

izvlečenje nagibnih cilindrov tik pred določanjem mase tovora, da je zagotovljeno, da tovorni zaboj ne nalega na okvir drugje kot v šamitjih, s katerimi jw pritrjen k njemu.

7. Postopek po zahtevku 6, značilen po tem, da:

se korak izvlečenje nagibnih cilindrov opravi po prejemu vsakega vsipka materiala tovora, pred prejemom naslednjega vsipka pa se nagibna cilindra skrčita in se s tem izogneta obremenjevanju od sunka posameznega vsipka tovora, padajočega v tovorni zaboj.

8. Postopek po zahtevku 1, značilen po tem, da vsebuje korak: vzpostavitev kazalca korigirane mase tovora v tovornem vozilu med vsaj delom nakladanja nanj.

9. Postopek po zahtevku 8, značilen po tem, da vsebuje korak:

odlog kazalca mase tovora v tovornem vozilu do tedaj, ko masa tovora doseže vnaprej izbran nivo, da je zagotovljeno, da ne pride do napačnih odčitkov količine tovora po vsakokratnem vsipku, ki ga vozilo sprejme.

10. Postopek po zahtevku 1, značilen po tem, da vsebuje korak: vzpostavitev znaka, da se bliža in da je dosežen maksimum želene mase tovora, kije viden nakladalcu.

11. Naprava za določanje mase tovora na tovornem vozilu, značilna po tem, da obsega:

tovorno vozilo, ki ima okvir, tovorni zaboj, sredstvo za zasučno zvezo med tovornim zabojem in okvirom, nagibna cilindra za nagibanje tovornega zaboja glede na okvir, sredstvo za premikanje tovornega vozila in vgradni procesor, ki ga nosi tovorno vozilo, sredstvo, ki zaznava tlak v nagibnih cilindrih, sredstvo, ki prenaša zaznani tlak od nagibnih cilindrov v vgradni procesor, vnaprej izbrano korekcijo, ki je nastavljena v vgradnem procesorju za pretvarjanje tlakov nagibnih cilindrov v maso tovora, sredstvo za določanje omenjene vnaprej izbrane korekcije, sredstvo za prenos vnaprej izbrane korekcije v vgradni procesor za kombiniranje z maso tovora, določeno po nagibnih cilindrih, za določitev korigirane mase tovora, in sredstvo na tovornem vozilu, ki daje znak o korigirani masi tovora, ki jo določi procesor.

12. Naprava po zahtevku 11, značilna po tem, da omenjeno sredstvo, ki da znak o masi tovora, obsega:

napravo za neposredno dajanje znaka o masi tovora.

13. Naprava po zahtevku 11, značilna po tem, da omenjeno sredstvo za dajanje znaka o masi tovora vsebuje:

luči, ki dajo nakladalcu znak o tem, da se približujemo največji masi tovora in da smo le-to dosegli.

14. Naprava po zahtevku 11, značilna po tem, da omenjeno sredstvo za določanje vnaprej izbrane korekcije vsebuje:

sredstvo za določanje mase naloženega tovornega vozila, sredstvo za posredovanje mase naloženega tovornega vozila v vgradni procesor za menjanje vnaprej izbrane korekcije.

15. Naprava po zahtevku 11, značilna po tem, da omenjeno sredstvo za določitev vnaprej izbrane korekcije vsebuje:

vsaj dva vnaprej izbrana položaja za nagibna cilindra, kjer lahko opravimo zaznavanje tlaka v cilindrih, in sredstvo za prenos podatkov od zaznavanja tlaka na dveh vnaprej izbranih položajih nagibnih cilindrov za menjanje vnaprej izbrane korekcije.