专利名称：装载机电子称重装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及装载机电子称重装置，装载机在装卸散装物料时能对装载机斗内物料重量进行自动测量。司机在装卸物料时，不需要任何附加操作，主电器的显示器上能显示单斗物料重量和已装卸的斗数和总重量。如果已预置了欲装总重量后，显示器同时显示递减总重量。
背景技术：
现有技术的装载机称重装置，根据现有资料表明，压力传感器对温度的补偿一般采用硬件补偿，其缺点是温度补偿范围窄，不能适用装载机的工作油温从-20℃～100℃变化范围。现有资料未提及到装载机动臂提升速度对翻斗重量进行计算机软件补偿，因此大大影响各种提升速度下的动态称重精度。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述缺点，提供一种装载机电子称重装置。
见图1，装载机电子称重装置，其特征在于装载机的两支动臂提升油缸中任一个油缸的高低压腔的管路上安装具有测量温度功能的大腔压力传感器和小腔压力传感器；提升速度传感器安装在装载机的前车架上；翻斗斗数计数器安装在装载机的翻斗油缸上；大腔压力传感器、小腔压力传感器、提升速度传感器、翻斗斗数计数器通过电缆和接口与主电器直接相连；主电器以单片机CPU为核心；有安装主电器的外壳；见图2，主电器包括大腔压力传感器接口滤波电路(1)连接放大和A/D转换电路(2)，然后连接单片机CPU；小腔压力传感器接口滤波电路(3)连接放大和A/D转换电路(4)，然后连接单片机CPU；翻斗斗数计数器接口连接抗干扰缓冲电路(5)，然后连接单片机CPU；提升速度传感器接口连接抗干扰缓冲电路(6)，然后连接单片机CPU；单片机CPU分别与数据储存电路、时钟电路、键盘和背光电路、打印机电路、抗过压稳压电路、LCD显示电路连接；LCD显示电路与液晶显示屏连接；主电器采用单片机CPU控制，利用软件对压力信号、温度信号、自动进行处理具有测量温度功能的大腔压力传感器和小腔压力传感器分别测得大腔压力温度信号和小腔压力温度信号，分别分两路通过各自的接口电路、滤波电路、高精度16位A/D转换器，通过软件的匹配放大，通过软件进行压力数据补偿，转换为大腔压力温度数字信号和小腔压力温度数字信号，两路数字信号再送入单片机CPU进行数据处理，控制称重测量精度。
所述的装载机电子称重装置，其特征在于单片机CPU选用89C51RD2FN型号的集成电路，放大和A/D转换电路选用AD7705型号的集成电路，数据储存电路选用X5645型号的集成电路，液晶显示屏选用128×128点阵。
所述的装载机电子称重装置，其特征在于提升速度传感器是在一个防水装置的压铸铅盒中安装两个由干簧管做成的探头，两个探头之间有间距，提升速度传感器通过支架安装在装载机的前支架固定不动；当安装在装载机的动臂上的永久磁铁经过速度传感器时，两个探头分别发出开关信号，通过接口和抗干扰和缓冲电路(6)进入单片机，单片机根据磁铁通过两个探头的时间，计算出动臂运动的速度，有了速度参量，通过软件对称重重量进行速度补偿。
优点和效果本装置的特点是在显示屏上能够显示中文菜单；可编辑司机姓名、车号；显示、存贮、打印功能完善；液晶显示屏和操作面板均有背光便于夜间操作；具有故障和误操作报警功能；由于对压力、温度、速度信号数据进行了软件补偿，系统精度高，为0.5％～1％F.S。
主电器采用单片机CPU控制，利用软件对压力信号、温度信号、动臂运动速度自动进行处理。装载机斗内物料的重量，在某一运动速度的情况下，与提升缸高低压的压差在某一位置的平均值成正比。但装载机的动臂提升速度随发动机的转速、供油量的大小的变化而变化。提升缸的大小腔的压差也相应变化，装载机的油温随装载机工作时间和强度不同，油温可以从-20℃升到100℃，油温的变化，引起提升缸大小缸压力传感器产生很大的温飘。因此提高测量精度的关键是如何解决油温、提升速度对称重的影响。
为解决装载机电子称重装置受油温的影响，装载机的两支动臂提升油缸中任一个油缸的高低压腔的管路上安装具有测量温度功能的压力传感器。大腔压力温度信号和小腔压力温度信号，分别分两路通过接口电路、滤波电路、高精度16位A/D转换器(AD7705)，通过软件的匹配放大，转换为大腔压力、温度数字信号和小腔压力温度、数字信号，两路数字信号再送入单片机89C51RD2FN进行数据处理。两只压力传感器均采用恒电流电路供电。按下操作面板的G3键，输入密码进入压力温度补偿菜单，按菜单的要求进行压力、温度补偿。补偿后的压力温度量送入EEPROMX5645贮存。在测量过程中计算机始终跟踪实测的压力、温度，进行数据处理，温度在-20℃～100℃的变化范围内压力精度可控制在0.2％F.S。
为解决称重物料随油缸运动速度的影响，本实用新型中设置了提升速度传感器，提升速度传感器是在一个防水装置的压铸铅盒中安装两个由干簧管做成的探头，两个探头之间的间距为50mm。该传感器通过支架安装在装载机的前支架固定不动。当安装在装载机的动臂上的永久磁铁经过速度传感器(感应距离为20+5mm)时，两个探头分别发出开关信号，通过接口和抗干扰和缓冲电路进入单片机，单片机根据磁铁通过两个探头的时间，计算出动臂运动的速度。有了速度参量，通过软件对称重重量进行速度补偿。
速度补偿程序通过操作按键G2和输入密码就可以调出。该速度补偿程序分3个子程序，选择子程序1，可对铲斗空斗重量进行“大、中、小”三个速度补偿。选择子程序2，可对铲斗内已知的标准重量进行“大、中、小”三个速度补偿。选择子程序3，可对“大、中、小”三个速度补偿结果进行微调修正。速度补偿后的各种物理量自行存入EEPROMX5645。按下G1键选择子程序2，可以观察到EEPROMX5645中补偿的参数。
主电器有许多功能，除了主界面显示称重结果外，按置零(去皮)按键进入置零(去皮)显示界面。通过按键和密码操作，可查询温度补偿结果、速度补偿结果、当前运行速度和温度值；大小腔压力传感器是否工作正常，提升速度传感器和翻斗斗数计数器是否工作正常；空斗重量的偏移；误操作或故障显示功能(同时声响报警)，可查询内存，已装卸结果(128个打印数据)。以上显示均为中文字符。主电器还具有较强的编辑功能，可编辑司机姓名、被装车的车号或公司名，可设定时间和欲装物料的总重量。
图1本实用新型的电路原理框图。
图2图1中的主电器的电路原理图。
图3本实用新型中主电器外壳的主视图。
图4图3中的A方向视图。
图5本实用新型中主电器外壳的侧视图。
具体实施方式
见图2，可用于夜间观看的LCD显示器广泛使用中文显示，大大方便国内使用者。针对不同使用者设计了多种显示屏(1)称重操作者(即装载机司机)使用的称重主显示屏、清零(除皮)显示屏、参量设定显示屏、数据打印查询显示屏等。其中称重主显示屏可同时显示翻斗数、翻斗与提升臂位置、单斗物料重量、累加重量、递减重量、日期和时间、姓名、车号和清零(除皮)状态或有关故障提示等。清零和除皮合并为一种操作，因为目的都是为了得出翻斗内物料的净重。
(2)调试、校准或维护维修人员使用的内部参量显示屏、压力-温度校准显示屏、重量-速度校准显示屏等。其中参量显示屏可同时显示大/小腔油压/油温、提升臂速度、重量等原始数据，非常方便有关人员在称重调校、故障分析时使用。
称重数据可储存在长期(100年)保存数据的EEPOM中，并可方便查询或打印保存数据。不需用电池。
具有背光的按键方便夜间操作。称重装置的操作都是通过按键完成，方便快捷。
本装载机电子称重装置具有下列技术指标(1)动态称重精度0.5～1％FS(装载机额定载重量)(2)单斗称重范围0～99.99t(3)累加称重范围0～327.67t(4)递减总重量范围0～327.67t(5)压力传感器工作压力范围0～18MPa，极限压力100MPa(6)主机(测量显示器)工作温度范围-20℃～50℃；各种传感器工作温度范围-20℃～100℃。
(7)保存数据内容司机姓名、车号、斗数、累计重量、日期(年月日时分)。可保存数据容量128组(每组含以上数据)，并可扩展。
(8)液用电源直流20V～40V，并有过压保护。
见图3，主电器面板上部有液晶显示屏(7)，面板下部键盘，键盘上有1～9、0数字键和“清零”、“打印”、“设定”、“回车”、“称重”、“G1”、“G2”、“G3”功能键。还有移动键。
见图4，在主电器的后端部有多个接口(8)，为两个压力传感器接口、一个提升速度传感器接口、一个翻斗斗数计数器接口、一个打印机接口。
权利要求1.装载机电子称重装置，其特征在于装载机的两支动臂提升油缸中任一个油缸的高低压腔的管路上安装具有测量温度功能的大腔压力传感器和小腔压力传感器；提升速度传感器安装在装载机的前车架上；翻斗斗数计数器安装在装载机的翻斗油缸上；大腔压力传感器、小腔压力传感器、提升速度传感器、翻斗斗数计数器通过电缆和接口与主电器直接相连；主电器以单片机CPU为核心；有安装主电器的外壳；主电器包括大腔压力传感器接口滤波电路(1)连接放大和A/D转换电路(2)，然后连接单片机CPU；小腔压力传感器接口滤波电路(3)连接放大和A/D转换电路(4)，然后连接单片机CPU；翻斗斗数计数器接口连接抗干扰缓冲电路(5)，然后连接单片机CPU；提升速度传感器接口连接抗干扰缓冲电路(6)，然后连接单片机CPU；单片机CPU分别与数据储存电路、时钟电路、键盘和背光电路、打印机电路、抗过压稳压电路、LCD显示电路连接；LCD显示电路与液晶显示屏连接；主电器采用单片机CPU控制，利用软件对压力信号、温度信号、自动进行处理具有测量温度功能的大腔压力传感器和小腔压力传感器分别测得大腔压力温度信号和小腔压力温度信号，分别分两路通过各自的接口电路、滤波电路、高精度16位A/D转换器，通过软件的匹配放大，通过软件进行压力数据补偿，转换为大腔压力温度数字信号和小腔压力温度数字信号，两路数字信号再送入单片机CPU进行数据处理，控制称重测量精度。
2.根据权利要求1所述的装载机电子称重装置，其特征在于单片机CPU选用89C51RD2FN型号的集成电路，放大和A/D转换电路选用AD7705型号的集成电路，数据储存电路选用X5645型号的集成电路，液晶显示屏选用128×128点阵。
3.根据权利要求1或2所述的装载机电子称重装置，其特征在于提升速度传感器是在一个防水装置的压铸铅盒中安装两个由干簧管做成的探头，两个探头之间有间距，提升速度传感器通过支架安装在装载机的前支架固定不动；当安装在装载机的动臂上的永久磁铁经过速度传感器时，两个探头分别发出开关信号，通过接口和抗干扰和缓冲电路(6)进入单片机，单片机根据磁铁通过两个探头的时间，计算出动臂运动的速度，有了速度参量，通过软件对称重重量进行速度补偿。
4.根据权利要求3所述的装载机电子称重装置，其特征在于主电器外壳面板上部有液晶显示屏(7)，面板下部有键盘，键盘上有1～9、0数字键和“清零”、“打印”、“设定”、“回车”、“称重”、“G1”、“G2”、“G3”功能键，还有移动键；在主电器的后端部有多个接口(8)，分别为两个压力传感器接口、一个提升速度传感器接口、一个翻斗斗数计数器接口、一个打印机接口。
专利摘要装载机电子称重装置，其特征在于装载机的两支动臂提升油缸中任一个油缸的高低压腔的管路上安装具有测量温度功能的压力传感器。在装载机的前车架上安装一个测量提升动臂的运动速度的传感器，在翻斗油缸上安装一个翻斗计数器。在驾驶室仪表台上安装带CPU的主电器。并有打印机。以上几个传感器和翻斗计数器与主电器通过电缆、接口直接相连。本装置的突出特点是通过主电器对压力信号、温度信号、速度信号进行软件补偿，确保装载机称重具有极高的动态称重精度。主电器有极强的显示功能、查询功能、编辑功能、报警功能、打印功能。
文档编号G01G13/00GK2708272SQ20042006014
公开日2005年7月6日 申请日期2004年7月8日 优先权日2004年7月8日
发明者师学尧, 王鹏, 胡龙荣 申请人:成都英麦电子有限公司