本發(fā)明涉及集裝箱重量檢測(cè)裝置，具體是一種集裝箱空重箱自動(dòng)檢測(cè)報(bào)警裝置。

背景技術(shù)：

集裝箱專用平車一節(jié)車廂,可以裝1個(gè)40英尺的集裝箱或者裝2個(gè)20英尺的集裝箱。如果一節(jié)車廂裝2個(gè)20英尺的集裝箱,鐵路運(yùn)輸規(guī)定同一個(gè)平車上的集裝箱空重箱不得混裝，如果集裝箱空重混裝，火車在行駛轉(zhuǎn)彎過程中,由于離心力的作用，容易造成車輛脫軌等安全隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種集裝箱空重箱自動(dòng)檢測(cè)報(bào)警裝置，檢測(cè)吊車吊起的集裝箱是空箱還是重箱，從而對(duì)工作人員進(jìn)行報(bào)警提醒。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

集裝箱空重箱自動(dòng)檢測(cè)報(bào)警裝置，包括有四個(gè)分別連接于吊車四根鋼絲繩上的旁壓張力傳感器，以及與四個(gè)旁壓張力傳感器連接的檢測(cè)信號(hào)顯示儀表；所述的檢測(cè)信號(hào)顯示儀表包括有單片機(jī)、分別與單片機(jī)連接的顯示屏和語音報(bào)警裝置，所述的四個(gè)旁壓張力傳感器均與單片機(jī)連接；所述的旁壓張力傳感器包括有底座和連接于底座上用于固定鋼絲繩的定位裝置，所述的底座的前后端面上設(shè)置有相對(duì)的盲孔，前后端面上兩個(gè)盲孔同軸且底座的中軸線對(duì)稱，兩個(gè)盲孔所在部分的底座為工字梁結(jié)構(gòu)，盲孔內(nèi)均設(shè)置有電阻應(yīng)變片；所述的定位裝置包括兩個(gè)連接于底座兩端部的導(dǎo)向單元和設(shè)置于底座中部的卡位單元；所述的每個(gè)導(dǎo)向單元包括有H形導(dǎo)向座和限位板，H形導(dǎo)向座的下卡槽插入底座的端部上且與底座固定連接，H形導(dǎo)向座的兩頂端之間連接有所述的限位板；所述的卡位單元包括有兩個(gè)連接于底座上端面中部的中心支柱、鎖緊卡頭和螺合連接于每個(gè)中心支柱上的鎖緊螺母，鎖緊卡頭的下端部設(shè)置有槽口朝下的鋼絲繩卡槽，兩個(gè)中心支柱沿底座的中軸線對(duì)稱，鎖緊卡頭連接于兩個(gè)中心立柱上且通過其上方的鎖緊螺母鎖緊。

所述的底座的前后端面上均設(shè)置有兩個(gè)盲孔，形成兩組同軸且沿底座中軸線對(duì)稱的盲孔結(jié)構(gòu)，所述的電阻應(yīng)變片選用二片半橋型電阻應(yīng)變片，一個(gè)二片半橋型電阻應(yīng)變片中的二片電阻應(yīng)變片分別安裝于同軸的兩個(gè)盲孔中，且兩組同軸盲孔中的二片半橋型電阻應(yīng)變片連接組成工作電橋。

所述的H形導(dǎo)向座的兩頂端均連接有限位立柱，所述的限位板連接于兩個(gè)限位立柱之間，所述的每個(gè)限位立柱上且位于限位板的上方均螺合連接有閉鎖螺母，所述的閉鎖螺母將限位板進(jìn)行鎖緊定位。

所述的每個(gè)中心立柱上位于鎖緊螺母的上方均螺合連接有防松螺母。

所述的鎖緊卡頭的一端設(shè)置有卡頭導(dǎo)孔，鎖緊卡頭的另一端設(shè)置有中心立柱卡槽，一個(gè)中心立柱穿過鎖緊卡頭的卡頭導(dǎo)孔，鎖緊卡頭的中心立柱卡槽卡在另一中心立柱上并通過鎖緊螺母進(jìn)行鎖緊固定。

所述的限位板的一端設(shè)置有限位板導(dǎo)孔，限位板的另一端設(shè)置有限位立柱卡槽，H形導(dǎo)向座上的一限位立柱穿過限位板的限位板導(dǎo)孔，限位板的限位立柱卡槽卡在另一限位立柱上并通過閉鎖螺母鎖緊固定。

所述的底座上連接有防墜繩。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明通過連接于吊車四根鋼絲繩上的旁壓張力傳感器檢測(cè)吊起的集裝箱的重量，當(dāng)重量低于設(shè)定重量值時(shí)，快速實(shí)現(xiàn)語音報(bào)警提醒，防止平車上放置空箱造成安全事故。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的原理框圖。

圖2是本發(fā)明旁壓張力傳感器的主視圖。

圖3是本發(fā)明旁壓張力傳感器的側(cè)視圖。

圖4是本發(fā)明旁壓張力傳感器的俯視圖。

圖5是本發(fā)明旁壓張力傳感器固定鋼絲繩的主視圖。

圖6是本發(fā)明旁壓張力傳感器固定鋼絲繩的側(cè)視圖。

圖7是本發(fā)明二片半橋型電阻應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8是本發(fā)明工作電橋的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9是本發(fā)明工字梁結(jié)構(gòu)的應(yīng)變區(qū)位置及應(yīng)力分布圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

見圖1，集裝箱空重箱自動(dòng)檢測(cè)報(bào)警裝置，包括有四個(gè)分別連接于吊車四根鋼絲繩上的旁壓張力傳感器01，以及與四個(gè)旁壓張力傳感器01連接的檢測(cè)信號(hào)顯示儀表02；檢測(cè)信號(hào)顯示儀表02包括有單片機(jī)21、分別與單片機(jī)21連接的顯示屏22和語音報(bào)警裝置23，四個(gè)旁壓張力傳感器01均與單片機(jī)21連接；

見圖2-圖6，旁壓張力傳感器01包括有連接有防墜繩112的底座11和連接于底座11上用于固定鋼絲繩的定位裝置，底座11的前后端面上均設(shè)置有兩個(gè)盲孔12，形成兩組同軸且沿底座中軸線對(duì)稱的盲孔結(jié)構(gòu)，兩組盲孔12所在部分的底座為工字梁結(jié)構(gòu)，盲孔12內(nèi)均設(shè)置有電阻應(yīng)變片，電阻應(yīng)變片選用二片半橋型電阻應(yīng)變片(見圖7)，一個(gè)二片半橋型電阻應(yīng)變片中的二片電阻應(yīng)變片分別安裝于同軸的兩個(gè)盲孔中，且兩組同軸盲孔中的二片半橋型電阻應(yīng)變片連接組成工作電橋(見圖8)；定位裝置包括兩個(gè)連接于底座11兩端部的導(dǎo)向單元和設(shè)置于底座11中部的卡位單元；每個(gè)導(dǎo)向單元包括有H形導(dǎo)向座13、兩個(gè)限位立柱14和限位板15，H形導(dǎo)向座13的下卡槽插入底座11的端部上且與底座11固定連接，H形導(dǎo)向座13的兩頂端分別連接有一個(gè)限位立柱14，限位板15連接于兩個(gè)限位立柱14之間，且每個(gè)限位立柱14上且位于限位板15的上方均螺合連接有閉鎖螺母16，閉鎖螺母16將限位板15進(jìn)行鎖緊定位；卡位單元包括有兩個(gè)連接于底座11上端面中部的中心支柱17、鎖緊卡頭18、以及螺合連接于每個(gè)中心支柱17上的鎖緊螺母19和防松螺母110，鎖緊卡頭18的下端部設(shè)置有槽口朝下的鋼絲繩卡槽111，兩個(gè)中心支柱17沿底座11的中軸線對(duì)稱，鎖緊卡頭18連接于兩個(gè)中心立柱17上且通過其上方的鎖緊螺母19鎖緊，鎖緊螺母19通過其上方的防松螺母110進(jìn)行閉鎖固定。

其中，鎖緊卡頭18的一端設(shè)置有卡頭導(dǎo)孔，鎖緊卡頭18的另一端設(shè)置有中心立柱卡槽181，一個(gè)中心立柱17穿過鎖緊卡頭18的卡頭導(dǎo)孔，鎖緊卡頭的中心立柱卡槽181卡在另一中心立柱17上并通過鎖緊螺母19進(jìn)行鎖緊固定；限位板15的一端設(shè)置有限位板導(dǎo)孔，限位板15的另一端設(shè)置有限位立柱卡槽151，H形導(dǎo)向座上的一限位立柱14穿過限位板15的限位板導(dǎo)孔，限位板的限位立柱卡槽151卡在另一限位立柱14上并通過閉鎖螺母16鎖緊固定。

本發(fā)明的旁壓張力傳感器01用了二個(gè)雙應(yīng)變片的電阻應(yīng)變片，粘貼在受力板的兩側(cè)，半橋型電阻應(yīng)變片如圖7所示。

見圖8，兩個(gè)二片半橋型電阻應(yīng)變片連接組成工作電橋，旁壓張力傳感器01在工作時(shí)，電阻應(yīng)變片中的一個(gè)應(yīng)變片R₁受正剪切力，那R₂亦受負(fù)剪切力，而另一個(gè)應(yīng)變片中的R₃受正剪切力，R₄受負(fù)剪切力。

R為應(yīng)變片阻抗，旁壓張力傳感器01在受到外力作用的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生形變，引起緊貼在傳感器內(nèi)部壁上的應(yīng)變片阻抗線性增加或減小。在有外部供電(3—12VDC)的情況下，輸出的差分級(jí)mv信號(hào)也線性增加減小，傳感器通過組橋、調(diào)零、配平靈敏度、溫補(bǔ)等之后，輸出的信號(hào)＝供電電壓x靈敏度。比如穩(wěn)壓電源是10VDC，傳感器靈敏度是1.5mv/V，傳感器到滿量程時(shí)輸出的電壓＝10x1.5＝15mv，如果需要0-5V(4-20mA等)標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)需要配信號(hào)轉(zhuǎn)換器(變送器)。

基本力學(xué)原理：

旁壓張力傳感器01整體測(cè)力結(jié)構(gòu)為剪切梁，為彈性體的應(yīng)力測(cè)量方式。傳感器受到外力壓力時(shí)，其被測(cè)物理量都能夠在物體上產(chǎn)生變形(應(yīng)變)，當(dāng)外力去除之后又可以恢復(fù)原來的形狀和尺寸，即這種變形為彈性變形。彈性體是構(gòu)成傳感器的基本要素之一，它所具有的基本物理性質(zhì)可用下列公式表示:

a.σ＝E×ε，是軸向應(yīng)力應(yīng)變虎克定律，即彈性體的彈性模量E決定了軸向應(yīng)力σ和軸向應(yīng)變?chǔ)砰g的線性關(guān)系。

b.ε₁＝μ×ε，彈性體在上述軸向力作用下，除了產(chǎn)生軸向應(yīng)變?chǔ)磐?，還伴隨著橫向應(yīng)變?chǔ)?sub>1。兩者之間的比值泊松比μ為黨數(shù)。

c.τ＝G×γ，是純剪切虎克定律。彈性體受到剪切力作用時(shí)，受剪切面上的剪應(yīng)力τ與截面間產(chǎn)生的相對(duì)角應(yīng)變?chǔ)贸示€性關(guān)系，并取決于彈性材料的彈性剪切模量G。

上述；彈性材料的三個(gè)特性參數(shù)E、G和μ之間具有以下關(guān)系:G＝E/(2×(1+μ))。

中間受力載荷作用的應(yīng)力計(jì)算

梁的剪應(yīng)力及剪應(yīng)變計(jì)算

剪切梁傳感器的一般均在應(yīng)變梁的拐點(diǎn)加二個(gè)盲孔(局部形成工字梁)，其剪應(yīng)力可用茹拉夫斯基公式進(jìn)行計(jì)算：

局部工字梁結(jié)構(gòu)的應(yīng)變區(qū)位置及應(yīng)力分布如圖9如示

式中:

剪力Q

剪切截面對(duì)中軸的靜矩S_y

剪切截面對(duì)中軸的慣矩J_y

則

45°方向的主應(yīng)力和主應(yīng)變計(jì)算，沿梁中線軸成45°方向壓力的長度變化，正是純剪切力狀態(tài)下的主應(yīng)力方向，其主應(yīng)力與最大剪切力，主應(yīng)變與最大剪應(yīng)變的在下列關(guān)系：

傳感器靈敏度計(jì)算：

式中：K――電阻應(yīng)變片靈敏系數(shù)。

本發(fā)明的操作步驟：

見圖5和圖6，首先將鋼絲繩03穿過兩個(gè)H形導(dǎo)向座13上部的上卡槽內(nèi)，然后鎖緊卡頭18旋轉(zhuǎn)，其中心立柱卡槽181與對(duì)應(yīng)的中心立柱17卡緊，然后鎖緊卡頭18沿中心立柱17下移，中心立柱17的鋼絲繩卡槽111卡緊鋼絲繩03，然后用扳手把鎖緊螺母19旋緊直至將鋼絲繩03與底座11壓實(shí)并鎖緊牢固，并用防松螺母110閉緊；最后將兩個(gè)H形導(dǎo)向座13上的限位板15旋轉(zhuǎn)，其限位立柱卡槽151與對(duì)應(yīng)的限位立柱14卡緊，并通過閉鎖螺母16閉鎖即可。為了不影響鋼絲繩03自由擺動(dòng)，限位板15距鋼絲繩03的距離為5—10mm。

見圖1，旁壓張力傳感器01連接于鋼絲繩03上后，旁壓張力傳感器01檢測(cè)力值然后發(fā)送給單片機(jī)21，單片機(jī)21將力值轉(zhuǎn)換成集裝箱的重量，然后發(fā)送給顯示屏22進(jìn)行顯示，當(dāng)檢測(cè)的集裝箱的重量在1t以內(nèi)，即鋼絲繩未吊起集裝箱，單片機(jī)控制語音報(bào)警裝置23播放“無吊”語音信息，當(dāng)檢測(cè)的集裝箱的重量在1t—5t，即吊起的集裝箱為空箱，單片機(jī)控制語音報(bào)警裝置23播放“空箱”語音信息，進(jìn)行提醒，當(dāng)檢測(cè)的集裝箱的重量在5t以上，即吊起的集裝箱為重箱，單片機(jī)控制語音報(bào)警裝置23播放“重箱”語音信息。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。