本發(fā)明涉及移動(dòng)機(jī)械電子稱重技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種車輛負(fù)載自稱重系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

目前，在多軸線液壓懸掛車輛中，其負(fù)載有多種多樣，如鋼卷、廢鋼、鐵水包、臨時(shí)移動(dòng)的船體等，其中有些負(fù)載需要時(shí)刻監(jiān)控其質(zhì)量。如將高爐鐵水放到鐵水包的過(guò)程中，此時(shí)鐵水包是放置在運(yùn)輸車上的，就必需要時(shí)刻監(jiān)控鐵水包的重量，以保證作業(yè)的安全性。為解決此問(wèn)題，目前較為常見(jiàn)的做法是：在鐵水包運(yùn)輸車上放置稱量傳感器，鐵水包兩側(cè)的支架放置在稱量傳感器上，通過(guò)稱量傳感器的檢測(cè)結(jié)果來(lái)計(jì)算負(fù)載鐵水包的重量。但是，此種負(fù)載重量計(jì)算方法需要額外添置稱量傳感器、接線盒、重量變送器等電氣檢測(cè)裝置和控制裝置，從而增加了設(shè)備的制作成本，且還需要一定的安裝空間，不利于運(yùn)輸車自身結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種車輛負(fù)載自稱重系統(tǒng)，適用于液壓懸掛車輛，其利用車輛自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)計(jì)算負(fù)載重量，從而大大降低設(shè)備的制作成本。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種車輛負(fù)載自稱重系統(tǒng)，用于具有n個(gè)支撐點(diǎn)的液壓懸掛車輛，所述液壓懸掛車輛包括車架和多組設(shè)在車架下方的液壓懸掛支撐裝置，每組液壓懸掛支撐裝置都包括回轉(zhuǎn)支承、走行支撐臂、走行拐臂、懸掛油缸及支撐車橋，所述回轉(zhuǎn)支承的外圈與車架相連接，回轉(zhuǎn)支承的內(nèi)圈與走行支撐臂的水平部固定連接，所述走行拐臂的一端與走行支撐臂的下端鉸接，走行拐臂的另一端通過(guò)支撐車橋與車輪相連接，所述懸掛油缸的兩端分別與走行支撐臂的水平部和走行拐臂的中部鉸接，所述車輛負(fù)載自稱重系統(tǒng)包括：n個(gè)壓力傳感器，用于分別檢測(cè)每個(gè)支撐點(diǎn)處的懸掛油缸的工作壓力p1、p2、…pn；n個(gè)檢測(cè)器，用于分別檢測(cè)每個(gè)支撐點(diǎn)處的懸掛油缸的工作位置x1、x2、…xn；控制器，與所述n個(gè)壓力傳感器和n個(gè)檢測(cè)器相連接，用于計(jì)算每個(gè)支撐點(diǎn)處的支撐力f1、f2、…fn、以及負(fù)載重量g負(fù)。

本申請(qǐng)利用液壓懸掛車輛的自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)去檢測(cè)液壓懸掛車輛一個(gè)或多個(gè)支撐點(diǎn)處液壓懸掛支撐裝置的支撐力及懸臂油缸的工作狀態(tài)，從而根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算得到負(fù)載重量，其只需要增加至少一個(gè)壓力傳感器和至少一個(gè)懸掛油缸工作位置檢測(cè)用的檢測(cè)器即可，不需要另配專用的稱量系統(tǒng)，也不需要特定的安裝空間，從而大大降低設(shè)備成本。

上述技術(shù)方案中，每個(gè)支撐點(diǎn)處懸掛油缸的工作位置x可以通過(guò)以下兩種方式獲得：

方式一、所述檢測(cè)器為位移傳感器，用于檢測(cè)每個(gè)支撐點(diǎn)處的懸掛油缸的活塞桿伸長(zhǎng)量l1、l2、…ln，所述懸掛油缸的工作位置x則由懸掛油缸的活塞桿伸長(zhǎng)量l的函數(shù)來(lái)表達(dá)：x＝f(l)。

方式二、所述檢測(cè)器為角度傳感器，用于檢測(cè)每個(gè)支撐點(diǎn)處的走行拐臂的偏擺角度θ1、θ2、…θn，所述懸掛油缸的工作位置x則由走行拐臂的偏擺角度θ的函數(shù)來(lái)表達(dá)：x＝f(θ)，同時(shí)，本申請(qǐng)中，所述走行拐臂的偏擺角度θ是指走行拐臂相對(duì)于相應(yīng)支撐區(qū)域內(nèi)走行支撐臂的偏擺角度。

進(jìn)一步地，液壓懸掛車輛為至少兩軸線的多軸線結(jié)構(gòu)，即車輛的前側(cè)部位和后側(cè)部位均至少設(shè)有一根軸線，至少一根軸線的左右兩側(cè)均設(shè)有所述液壓懸掛支撐裝置。

作為上述方案的進(jìn)一步優(yōu)選，所述前側(cè)部位中的多根軸線左端的多組液壓懸掛支撐裝置中的懸掛油缸通過(guò)第一管路相連接，第一管路的端部具有第一接口a；前側(cè)部位中的多根軸線右端的多組液壓懸掛支撐裝置中的懸掛油缸通過(guò)第二管路相連接，第二管路的端部具有第二接口b；所述后側(cè)部位中的多根軸線左端的多組液壓懸掛支撐裝置中的懸掛油缸通過(guò)第三管路相連接，第三管路的端部具有第三接口c；后側(cè)部位中的多根軸線右端的多組液壓懸掛支撐裝置中的懸掛油缸通過(guò)第四管路相連接，第四管路的端部具有第四接口d；所述第一接口a、第二接口b、第三接口c和第四接口d分別和舉升控制閥組相連接；當(dāng)?shù)谝唤涌赼、第二接口b、第三接口c和第四接口d互不接通時(shí)，則整車為四點(diǎn)支撐，所述n＝4；當(dāng)?shù)谝唤涌赼和第二接口b接通、并與第三接口c和第四接口d互不接通時(shí)，則整車為三點(diǎn)支撐，所述n＝3；當(dāng)?shù)谌涌赾和第四接口d接通、并與第一接口a和第二接口b互不接通時(shí)，則整車為三點(diǎn)支撐，所述n＝3。因此，整車為四點(diǎn)支撐結(jié)構(gòu)或三點(diǎn)支撐結(jié)構(gòu)，從而大大提高整車的支撐平衡性和穩(wěn)定性，進(jìn)而保證車輛進(jìn)行運(yùn)輸作業(yè)、特別是運(yùn)輸鐵水時(shí)的安全性。

進(jìn)一步地，還包括設(shè)在駕駛室中的顯示器，所述顯示器與控制器相連接，用于顯示負(fù)載重量g負(fù)，以便于駕駛室中的駕駛員清楚地知道負(fù)載重量，進(jìn)而可進(jìn)行相關(guān)的操作。

優(yōu)選地，所述控制器為車輛plc控制器。

本發(fā)明還提供一種車輛負(fù)載自稱重方法，包括如上所述的車輛負(fù)載自稱重系統(tǒng)，所述控制器中預(yù)存有除去位于懸掛油缸下方機(jī)構(gòu)重量的車輛自重g車，所述負(fù)載重量g負(fù)＝f1+f2+…+fn-g車＝f(p1、x1)+f(p2、x2)+…+f(pn、xn)-g車。

如上所述，本發(fā)明涉及的車輛負(fù)載自稱重系統(tǒng)及方法，具有以下有益效果：

本申請(qǐng)利用液壓懸掛車輛的自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)去檢測(cè)液壓懸掛車輛一個(gè)或多個(gè)支撐點(diǎn)處液壓 懸掛支撐裝置的支撐力及懸臂油缸的工作狀態(tài)，從而根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算得到負(fù)載重量，其只需要增加至少一個(gè)壓力傳感器和至少一個(gè)懸掛油缸工作位置檢測(cè)用的檢測(cè)器即可，不需要另配專用的稱量系統(tǒng)，也不需要特定的安裝空間，從而大大降低設(shè)備成本。

附圖說(shuō)明

圖1為本申請(qǐng)中液壓懸掛車輛的俯視圖。

圖2為本申請(qǐng)中液壓懸掛支撐裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

元件標(biāo)號(hào)說(shuō)明

1車架

2回轉(zhuǎn)支承

3走行支撐臂

4懸掛油缸

5走行拐臂

6車輪

具體實(shí)施方式

以下由特定的具體實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說(shuō)明書(shū)所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。

須知，本說(shuō)明書(shū)所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說(shuō)明書(shū)所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的限定條件，故不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本發(fā)明所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時(shí)，本說(shuō)明書(shū)中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語(yǔ)，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的范圍，其相對(duì)關(guān)系的改變或調(diào)整，在無(wú)實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本發(fā)明可實(shí)施的范疇。

本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N車輛負(fù)載自稱重系統(tǒng)，用于具有n個(gè)支撐點(diǎn)的液壓懸掛車輛，所述液壓懸掛車輛為包括至少兩根軸線的多軸線結(jié)構(gòu)，如圖1所示，車輛的前側(cè)部位和后側(cè)部位均設(shè)有多根軸線，每根軸線的左右兩端均設(shè)有位于車架1下方的液壓懸掛支撐裝置。本實(shí)施例中，所述前側(cè)部位和后側(cè)部位均設(shè)有三根軸線，因此，整車為六軸線結(jié)構(gòu)，每軸線都設(shè)有兩個(gè)支撐車橋。如圖2所示，所述液壓懸掛支撐裝置包括回轉(zhuǎn)支承2、走行支撐臂3、走行拐臂5、 懸掛油缸4及支撐車橋，所述回轉(zhuǎn)支承2的外圈通過(guò)螺栓與車架1固定連接，回轉(zhuǎn)支承2的內(nèi)圈通過(guò)螺栓與走行支撐臂3的水平部固定連接，所述走行拐臂5的一端與走行支撐臂3的下端鉸接，走行拐臂5的另一端通過(guò)支撐車橋與車輪6相連接，所述懸掛油缸4的兩端分別與走行支撐臂3的水平部和走行拐臂5的中部鉸接。

為了保證液壓懸掛車輛支撐的平衡性和穩(wěn)定性，本申請(qǐng)中，整車采用三點(diǎn)支撐結(jié)構(gòu)或四點(diǎn)支撐結(jié)構(gòu)。具體說(shuō)，如圖1所示，所述前側(cè)部位中的三根軸線左端的三組液壓懸掛支撐裝置中的三個(gè)懸掛油缸4通過(guò)第一管路相連接，第一管路的端部具有第一接口a，形成整車的第一支撐點(diǎn)。前側(cè)部位中的三根軸線右端的三組液壓懸掛支撐裝置中的三個(gè)懸掛油缸4通過(guò)第二管路相連接，第二管路的端部具有第二接口b，形成整車的第二支撐點(diǎn)。所述后側(cè)部位中的三根軸線左端的三組液壓懸掛支撐裝置中的三個(gè)懸掛油缸4通過(guò)第三管路相連接，第三管路的端部具有第三接口c，形成第三支撐點(diǎn)。后側(cè)部位中的三根軸線右端的三組液壓懸掛支撐裝置中的三個(gè)懸掛油缸4通過(guò)第四管路相連接，第四管路的端部具有第四接口d，形成第四支撐點(diǎn)。所述第一接口a、第二接口b、第三接口c和第四接口d分別和舉升控制閥組相連接，用于控制每組液壓懸掛支撐的舉升和下降，舉升控制閥組上還設(shè)有控制球閥，用于控制四個(gè)接口之間的通斷。

當(dāng)整車為四點(diǎn)支撐結(jié)構(gòu)時(shí)，通過(guò)舉升控制閥組上的控制球閥實(shí)現(xiàn)第一接口a、第二接口b、第三接口c和第四接口d的互不接通、相互隔斷，因此，整車具有四個(gè)支撐區(qū)域，也就是具有四個(gè)支撐點(diǎn)，所述n＝4，四個(gè)支撐點(diǎn)分別為：第一支撐點(diǎn)、第二支撐點(diǎn)、第三支撐點(diǎn)和第四支撐點(diǎn)。當(dāng)整車為三點(diǎn)支撐結(jié)構(gòu)時(shí)，通過(guò)舉升控制閥組上的控制球閥實(shí)現(xiàn)第一接口a與第二接口b接通、或第三接口c與第四接口d接通；當(dāng)?shù)谝唤涌赼和第二接口b接通、但與第三接口c和第四接口d互不接通時(shí)，整車具有三個(gè)支撐區(qū)域，也就是具有三個(gè)支撐點(diǎn)，所述n＝3，第一支撐點(diǎn)和第二支撐點(diǎn)合并為一個(gè)支撐點(diǎn)，再加第三支撐點(diǎn)和第四支撐點(diǎn)；當(dāng)?shù)谌涌赾和第四接口d接通、但與第一接口a和第二接口b互不接通時(shí)，整車也具有三個(gè)支撐區(qū)域，也就是具有三個(gè)支撐點(diǎn)，所述n＝3，第三支撐點(diǎn)和第四支撐點(diǎn)合并為一個(gè)支撐點(diǎn)，再加第一支撐點(diǎn)和第二支撐點(diǎn)。

車輛裝載負(fù)載時(shí)，整車重量包括車輛自重和負(fù)載重量，且車輛自重和負(fù)載重量都通過(guò)多組液壓懸掛支撐裝置支撐，隨著負(fù)載重量的變化，懸掛油缸4的工作壓力也產(chǎn)生相應(yīng)的變化，本申請(qǐng)通過(guò)監(jiān)測(cè)相應(yīng)位置懸掛油缸4的工作壓力及懸掛油缸4的工作位置信息，來(lái)計(jì)算車輛上承載的負(fù)載重量。具體說(shuō)，所述車輛負(fù)載自稱重系統(tǒng)包括：

n個(gè)壓力傳感器，用于分別檢測(cè)每個(gè)支撐點(diǎn)處的懸掛油缸4的工作壓力p1、p2、…pn；

n個(gè)檢測(cè)器，用于分別檢測(cè)每個(gè)支撐點(diǎn)處的懸掛油缸4的工作位置x1、x2、…xn；

控制器，與所述n個(gè)壓力傳感器和n個(gè)檢測(cè)器相連接，用于計(jì)算每個(gè)支撐點(diǎn)處的支撐力f1、f2、…fn、以及負(fù)載重量g負(fù)。

包括有上述車輛負(fù)載自稱重系統(tǒng)的車輛負(fù)載自稱重方法為：所述控制器中預(yù)存有除去位于懸掛油缸4下方機(jī)構(gòu)重量的車輛自重g車，所述負(fù)載重量g負(fù)＝f1+f2+…+fn-g車＝f(p1、x1)+f(p2、x2)+…+f(pn、xn)-g車。

進(jìn)一步地，還包括設(shè)在駕駛室中的顯示器，所述顯示器與控制器相連接，用于顯示負(fù)載重量g負(fù)，便于駕駛員根據(jù)負(fù)載的實(shí)時(shí)重量進(jìn)行相關(guān)的操作。所述控制器為車輛plc控制器。

下面以具有四點(diǎn)支撐結(jié)構(gòu)的液壓懸掛車輛為一實(shí)施例來(lái)更加清楚地說(shuō)明本申請(qǐng)。

液壓懸掛車輛具有四個(gè)支撐點(diǎn)，故有四個(gè)支撐區(qū)域，如圖1所示，四個(gè)支撐區(qū)域分別位于車架1的左前側(cè)、右前側(cè)、左后側(cè)和右后側(cè)。每個(gè)支撐區(qū)域中都設(shè)有一個(gè)壓力傳感器，檢測(cè)到每個(gè)支撐區(qū)域內(nèi)的懸掛油缸4的工作壓力為p1、p2、p3、p4；每個(gè)支撐區(qū)域中都設(shè)有一個(gè)懸掛油缸工作位置檢測(cè)用的檢測(cè)器，檢測(cè)到每個(gè)支撐區(qū)域內(nèi)的懸掛油缸4的工作位置為x1、x2、x3、x4。

圖1中，位于車架1左前側(cè)支撐區(qū)域中液壓懸掛支撐裝置的支撐力f1可采用該支撐區(qū)域內(nèi)、懸掛油缸41的工作壓力p1和工作位置x1組成的函數(shù)表達(dá)式來(lái)表示：f1＝f(p1、x1)。同理，圖1中，位于車架1左后側(cè)支撐區(qū)域中液壓懸掛支撐裝置的支撐力f2可采用該支撐區(qū)域內(nèi)、懸掛油缸42的工作壓力p2和工作位置x2組成的函數(shù)表達(dá)式來(lái)表示：f2＝f(p2、x2)。圖1中，位于車架1右前側(cè)支撐區(qū)域中液壓懸掛支撐裝置的支撐力f3可采用該支撐區(qū)域內(nèi)、懸掛油缸43的工作壓力p3和工作位置x3組成的函數(shù)表達(dá)式來(lái)表示：f3＝f(p3、x3)。圖1中，位于車架1右后側(cè)支撐區(qū)域中液壓懸掛支撐裝置的支撐力f4可采用該支撐區(qū)域內(nèi)、懸掛油缸44的工作壓力p4和工作位置x4組成的函數(shù)表達(dá)式來(lái)表示：f4＝f(p4、x4)。

同時(shí)，車輛自重為g車，且車輛自重g車不包括位于懸掛油缸4下方機(jī)構(gòu)(如車輪6、支撐車橋、輪胎等)的重量，所述車輛自重g車可通過(guò)稱量等方式確定，并預(yù)先存入控制器中。因此，整車為四點(diǎn)支撐方式時(shí)，車輛上負(fù)載的重量g負(fù)＝f1+f2+f3+f4-g車＝f(p1、x1)+f(p2、x2)+f(p3、x3)+f(p4、x4)-g車。其中，如果整車的負(fù)載重心位置不變，則可以僅檢測(cè)一個(gè)支撐區(qū)域的中的懸掛油缸4的工作壓力p和工作位置x，如僅檢測(cè)車架1左前側(cè)支撐區(qū)域內(nèi)懸掛油缸4的工作壓力p1和工作位置x1，此時(shí)，負(fù)載重量g負(fù)可以表示為：g負(fù)＝f1*k-g車，其中，k為固定系數(shù)，與負(fù)載的中心位置有關(guān)，車輛設(shè)計(jì)制作完成后，負(fù)載的中心位置不變，則k為固定值，k可通過(guò)基本的力學(xué)公式推導(dǎo)計(jì)算。

進(jìn)一步地，上述實(shí)施例中，懸掛油缸的工作位置x可以用懸掛油缸的活塞桿伸長(zhǎng)量l的函數(shù)來(lái)表達(dá)：x＝f(l)，此時(shí)，所述檢測(cè)器設(shè)置為位移傳感器，用于檢測(cè)每個(gè)支撐點(diǎn)處的懸掛油缸的活塞桿伸長(zhǎng)量l1、l2、…ln?；蛘?，懸掛油缸的工作位置x可以用走行拐臂5相對(duì)于相應(yīng)支撐區(qū)域內(nèi)走行支撐臂3的偏擺角度θ的函數(shù)來(lái)表達(dá)：x＝f(θ)，此時(shí)，所述檢測(cè)器設(shè)置為角度傳感器，用于檢測(cè)每個(gè)支撐點(diǎn)處的走行拐臂5的偏擺角度θ1、θ2、…θn。

優(yōu)選地，為了提高數(shù)據(jù)檢測(cè)的準(zhǔn)確度，所述壓力傳感器、位移傳感器和角度傳感器都可以選用高精度的傳感器，同時(shí)采用標(biāo)準(zhǔn)砝碼負(fù)重對(duì)比進(jìn)行參數(shù)標(biāo)定，以此來(lái)提高車輛負(fù)載自稱重系統(tǒng)的稱重精度，使稱重精度不低于3％。

綜上所述，本申請(qǐng)利用液壓懸掛車輛的自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、并配置一定數(shù)量的傳感器就能實(shí)現(xiàn)車輛負(fù)載的稱重，其不需要額外配置一套稱重系統(tǒng)，因此，大大降低了設(shè)備成本。

綜上所述，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。

上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。