本發(fā)明涉及一種自卸式車輛稱重裝置及其工作方法，屬于稱重裝置技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，自卸式車輛已廣泛應(yīng)用于各種施工過程，對自卸式車輛裝載重量進(jìn)行測量有利于提高工作效率、提高經(jīng)濟(jì)效益、降低運(yùn)營成本。現(xiàn)有通過磅秤來稱重已經(jīng)無法滿足車隊(duì)運(yùn)營需求，而直接取力的稱重方式安裝、調(diào)試過程復(fù)雜，不利于車輛改造實(shí)施。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種自卸式車輛稱重裝置及其工作方法，既能準(zhǔn)確稱重，又能便于安裝、調(diào)試。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的一種自卸式車輛稱重裝置，包括稱重儀表、非接觸式位移傳感器、油壓傳感器以及傾角傳感器，所述稱重儀表固定在駕駛室，分別與傾角傳感器、油壓傳感器、非接觸式位移傳感器通過信號電纜連接；所述傾角傳感器固定在自卸式車廂；所述油壓傳感器安裝在舉升油缸進(jìn)油油路；所述非接觸式位移傳感器固定在車架或與車架固定連接的部件上，用于測量車架與車橋之間的相對位移。

所述非接觸式位移傳感器有六個(gè)，分別測量前后懸掛與車架之間的位移；根據(jù)前后懸掛變形量計(jì)算車廂內(nèi)載荷重心位置；通過固定于車廂的傾角傳感器測量車廂舉升角度，控制舉升油缸適當(dāng)舉升車廂，使其前部脫離車架；在僅由舉升油缸與后部車廂回轉(zhuǎn)鉸點(diǎn)承受車廂重量的情況下，根據(jù)車廂角度、車廂負(fù)載重心位置以及油壓傳感器檢測的油缸舉升力即可準(zhǔn)確計(jì)算出車廂內(nèi)載荷重量。

一種自卸式車輛稱重裝置的工作方法，對于上述的自卸車車輛稱重裝置，其工作方法包括如下步驟：

步驟一、車架與車橋之間通過鋼板彈簧連接，車架與車橋之間距離為懸掛高度，車輛空載時(shí)懸掛高度為h0，載重后的懸掛高度為h，因載重量變化引起的懸掛位移h0-h，記為x；基于上述分析，車輛負(fù)重后可以測得前部懸掛位移x1，前懸掛受力fxg1；后部懸掛位移x2，后懸掛受力fxg2；

步驟二、前、后懸掛中心間的距離l，重心位置與后懸掛中心間的距離l1，根據(jù)力矩平衡可計(jì)算重心位置，即fxg2*l1＝fxg1*(l-l1)，可得l1＝fxg1*l/(fxg1+fxg2)；

步驟三、懸掛后鉸點(diǎn)至車廂與車架回轉(zhuǎn)鉸點(diǎn)間的距離l3，則重心至車廂與車架后鉸點(diǎn)間的距離lg＝l3+l1；

步驟四、根據(jù)舉升油缸壓力pyg和舉升油缸的面積ayg，可計(jì)算油缸舉升力為fyg＝pyg*ayg；

步驟五、舉升油缸與車廂鉸點(diǎn)至車廂與車架鉸點(diǎn)間的距離為lcx，通過固定于車廂的傾角傳感器測量得到車廂相對于車架的旋轉(zhuǎn)角度θ；

步驟六、車廂與重物的重量為g，根據(jù)力矩平衡有fyg*cosθ*lcx＝g*lg*cosθ，可得出車廂與重物總重g＝fyg*lcx/lg；

步驟七、同理，可以計(jì)算出空載時(shí)的車廂重量gcx，兩者相減即可得到車廂內(nèi)重物的重量gw＝g-gcx。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明利用非接觸式位移傳感器測量有無重物狀態(tài)下前后懸掛的懸掛高度，根據(jù)前后懸掛變形量計(jì)算車廂內(nèi)載荷重心位置；通過固定于車廂的傾角傳感器測量車廂舉升角度，控制舉升油缸適當(dāng)舉升車廂，使其前部脫離車架；在僅由舉升油缸與后部車廂回轉(zhuǎn)鉸點(diǎn)承受車廂重量的情況下，根據(jù)油壓傳感器檢測的油缸舉升力、車廂角度、車廂負(fù)載重心位置即可準(zhǔn)確計(jì)算出車廂內(nèi)載荷重量。各個(gè)傳感器安裝簡單，整個(gè)過程調(diào)試方便，能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確稱重。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中重心位置計(jì)算原理示意圖；

圖3為本發(fā)明中車廂重量計(jì)算原理示意圖。

圖中：1、非接觸式位移傳感器，2、車廂，3、油壓傳感器，4、傾角傳感器，5、車架。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

如圖1所示，一種自卸式車輛稱重裝置，包括稱重儀表、非接觸式位移傳感器1、油壓傳感器3以及傾角傳感器4，所述稱重儀表固定在駕駛室，分別與傾角傳感器4、油壓傳感器3、非接觸式位移傳感器1通過信號電纜連接；所述傾角傳感器4固定在自卸式車廂2上；所述油壓傳感器3安裝在舉升油缸進(jìn)油油路；所述非接觸式位移傳感器1固定在車架5或與車架固定連接的部件上，用于測量車架與車橋之間的相對位移。

如圖1所示，所述非接觸式位移傳感器1有六個(gè)，對稱安裝在車架上正對前、后懸掛處的左右兩側(cè)，分別用于測量前、后懸掛與車架之間的位移；根據(jù)前后懸掛變形量計(jì)算車廂內(nèi)載荷重心位置；通過固定于車廂的傾角傳感器4測量車廂舉升角度，控制舉升油缸適當(dāng)舉升車廂，使其前部脫離車架；在僅由舉升油缸與后部車廂回轉(zhuǎn)鉸點(diǎn)承受車廂重量的情況下，根據(jù)油壓傳感器3檢測的油缸舉升力，結(jié)合車廂角度、車廂負(fù)載重心位置即可準(zhǔn)確計(jì)算出車廂內(nèi)載荷重量。

如圖1至圖3所示，一種自卸式車輛稱重方法，具體包括以下步驟：

首先，懸掛高度的測量：汽車車架與車橋之間安裝有鋼板彈簧，鋼板彈簧作為減震彈簧其形變與受力呈線性關(guān)系，懸掛高度變化采用非接觸式位移傳感器1進(jìn)行測量；如圖1所示為了提高測量的準(zhǔn)確度，前、后懸掛的高度變化均采用兩個(gè)非接觸式位移傳感器1測量。

其次，重心位置的計(jì)算：若車廂載荷分布不均勻，各鋼板彈簧形變量的不同變化，例如貨物裝載不均勻?qū)е萝噹w重心位置靠前，則前部鋼板彈簧形變量較大，而后部鋼板彈簧形變量較小。車架與車橋之間通過鋼板彈簧連接，車架與車橋之間距離為懸掛高度，懸掛高度由上述非接觸式位移傳感器測量，車輛空載時(shí)懸掛高度為h0，載重后的前懸掛高度h1，因載重量變化引起的前部懸掛位移為h0-h1，記為x1；載重后的前懸掛高度h2，因載重量變化引起的懸掛位移為h0-h2，記為x2。

基于上述分析，車輛負(fù)重后可以測得前部懸掛位移x1，前懸掛受力記為fxg1；后部懸掛位移x2，后懸掛受力記為fxg2，前、后懸掛中心間的距離l，重心位置與后懸掛中心間的距離l1，根據(jù)力矩平衡可計(jì)算重心位置，即fxg2*l1＝fxg1*(l-l1)，可得l1＝fxg1*l/(fxg1+fxg2)，懸掛后鉸點(diǎn)至車廂與車架回轉(zhuǎn)鉸點(diǎn)間的距離l3，則重心至車廂與車架后鉸點(diǎn)間的距離lg＝l3+l1。

最后，車廂內(nèi)重物重量的計(jì)算：根據(jù)舉升油缸壓力pyg和舉升油缸的面積ayg，可計(jì)算油缸舉升力為fyg＝pyg*ayg；舉升油缸與車廂鉸點(diǎn)至車廂與車架鉸點(diǎn)間的距離為lcx，油缸半徑r，通過固定于車廂的傾角傳感器測量得到車廂相對于車架的旋轉(zhuǎn)角度θ；油缸舉升轉(zhuǎn)矩為t0＝fyg*cosθ*lcx，車廂與重物的重量為g，重物和車廂重力轉(zhuǎn)矩為g*lg*cosθ，根據(jù)力矩平衡有fyg*cosθ*lcx＝g*lg*cosθ，可得出車廂與重物總重g＝fyg*lcx/lg；

同理，可以計(jì)算出空載時(shí)的車廂重量gcx，兩者相減即可得到車廂內(nèi)重物的重量gw＝g-gcx。

由上述結(jié)構(gòu)可見，本發(fā)明利用非接觸式位移傳感器測量有無重物狀態(tài)下前后懸掛的懸掛高度，根據(jù)前后懸掛變形量計(jì)算車廂內(nèi)載荷重心位置；通過固定于車廂的傾角傳感器測量車廂舉升角度，控制舉升油缸適當(dāng)舉升車廂，使其前部脫離車架；在僅由舉升油缸與后部車廂回轉(zhuǎn)鉸點(diǎn)承受車廂重量的情況下，根據(jù)車廂角度、車廂負(fù)載重心位置以及油壓傳感器檢測的油缸舉升力即可準(zhǔn)確計(jì)算出車廂內(nèi)載荷重量。各個(gè)傳感器安裝簡單，整個(gè)過程調(diào)試方便，能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確稱重。