叉車稱重裝置和叉車自動稱重的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及叉車領(lǐng)域，具體地涉及一種叉車稱重裝置和一種叉車自動稱重的方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 叉車自動稱重裝置是現(xiàn)代物流的重要環(huán)節(jié)，隨著物流的快速發(fā)展，對物流裝備效 率提出了更高的要求，物流裝備提高效率的基礎(chǔ)是物流設(shè)備具有對貨物的信息采集、傳輸 等功能，新型叉車自動稱重裝置的開發(fā)和應(yīng)用能使叉車等物流裝備具備更廣泛的功能，一 是能配合用戶對貨物進(jìn)行更高效的信息管理，例如倉庫的貨物準(zhǔn)確重量、生產(chǎn)過程的貨物 損耗、信息的多次采集等等，二是減少設(shè)備投入（如地秤設(shè)備）、提高運輸效率，能將生產(chǎn)過 程中的很多秤重的動作在運輸?shù)倪^程中完成。
[0003] 多年來，國內(nèi)叉車稱重裝置主要有兩種類型：一類是通過測量叉車起升時油缸內(nèi) 油壓的變化來確定裝載物體的重量，如中國專利：CN203411294U，這種稱重方法的主要缺點 是由于油缸密封不能保證絕對不泄漏，如果叉車在使用中有一點漏油，就會造成較大誤差， 而且這種測量方法的通用性受到限制；另一類是新增掛板與原掛板用四個剪力傳感器連 接，叉件掛在新增掛板上，根據(jù)四個傳感器所受剪力之和確定叉件上的貨重，這種方法的主 要問題是難以控制貨物在貨叉上的載荷重心位置對輸出信號的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于為解決上述問題，提供一種采用二維稱重方式的稱重裝置，和 一種基于此稱重裝置，并通過模糊修正對稱重誤差進(jìn)行自動修正，智能化程度高，控制精度 高，誤差小的叉車自動稱重的方法。
[0005] 為此，本發(fā)明公開了一種叉車稱重裝置，包括雙叉掛板、叉車門架掛板和兩個稱重 傳感器，所述兩個稱重傳感器通過固定桿剛性固定后緊固于雙叉掛板和叉車門架掛板之 間，其中一個傳感器處于另一個傳感器正上方，所述傳感器底座掛板具有足夠的剛度，受載 變形量忽略不計，所述前后掛板有足夠的預(yù)緊聯(lián)接，視為剛性整體。
[0006] 進(jìn)一步的，所述稱重傳感器為電阻應(yīng)變式壓力傳感器。
[0007] 本發(fā)明還公開了一種基于上述叉車稱重裝置的叉車自動稱重的方法，包括如下步 驟：
[0008] Sl :通過上述的稱重裝置，得到貨物重量的相應(yīng)傳感信號；
[0009] S2 :對傳感彳目號進(jìn)彳丁米樣和處理；
[0010] S3 :將處理后的傳感信號轉(zhuǎn)換成重量值；
[0011] S4 :采用模糊修正對重量值進(jìn)行修正和補(bǔ)償。
[0012] 進(jìn)一步的，所述步驟S2中，采樣過程引入數(shù)字濾波處理，所述數(shù)字濾波處理包括 平均值濾波和中值濾波。
[0013] 進(jìn)一步的，所述步驟S3中，將處理后的傳感信號轉(zhuǎn)換成重量值的具體方法為：首 先，對稱重裝置進(jìn)行三次超靜定受力分析，得出貨物重量關(guān)于傳感信號的轉(zhuǎn)換函數(shù)，稱重 時，通過轉(zhuǎn)換函數(shù)將處理后的傳感信號轉(zhuǎn)換成重量值。
[0014] 進(jìn)一步的，所述步驟S4具體包括：
[0015] S4A:預(yù)先通過多組實驗，得到不同載荷、不同加載位置下測量結(jié)果與核定標(biāo)準(zhǔn)下 所測結(jié)果差值，從而得到稱重修正值，列出表格存入微型計算機(jī)；
[0016] S4B :設(shè)定模糊集，論域和隸屬度函數(shù)，將輸入量模糊化；
[0017] S4C :通過模糊規(guī)則庫，利用模糊推理，得出模糊控制量；
[0018] S4D :對模糊控制量進(jìn)行反模糊化，得到確定的控制量，對稱重值進(jìn)行修正。
[0019] 進(jìn)一步的，所述隸屬度函數(shù)為三角形隸屬度函數(shù)，所述模糊集為{N，Z，P}，表示負(fù)、 零、正，所述論域為{-1，〇，1}。
[0020] 進(jìn)一步的，所述模糊推理的方法是"代數(shù)和（sum)-代數(shù)積（prod) "。
[0021] 進(jìn)一步的，所述反模糊化方法為加權(quán)平均法。
[0022] 本發(fā)明的有益技術(shù)效果：
[0023] 本發(fā)明通過采用二維測重方式和模糊修正的組合方法，解決了叉車稱重中載荷重 心位置這種隨機(jī)因素所造成的稱量不準(zhǔn)確的問題，采用這種方法設(shè)計的叉車稱重系統(tǒng)，稱 重誤差自動修正，智能化程度高，控制精度高，誤差小，抗振動和干擾能力強(qiáng)，且與國外同類 裝置比，系統(tǒng)的成本低，具有較大的推廣價值。
【附圖說明】
[0024] 圖1為本發(fā)明稱重裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖2為本發(fā)明實施例的傳感器受力分析圖；
[0026] 圖3為本發(fā)明模/數(shù)轉(zhuǎn)換工作流程圖；
[0027] 圖4為本發(fā)明的三角形隸屬度函數(shù)圖；
[0028] 圖5為本發(fā)明的模糊規(guī)則庫；
[0029] 圖6為實施本發(fā)明的一種較優(yōu)稱重系統(tǒng)原理圖。
【具體實施方式】
[0030] 現(xiàn)結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0031] 如圖1所示，一種叉車稱重裝置，包括雙叉掛板100、叉車門架掛板200和兩個稱 重傳感器300(本實施例中為電阻應(yīng)變式壓力傳感器），所述兩個稱重傳感器300通過固定 桿400剛性固定后緊固于雙叉掛板100和叉車門架掛板200之間，其中一個傳感器處于另 一個傳感器正上方，所述傳感器300底座掛板具有足夠的剛度，受載變形量忽略不計，所述 前后掛板有足夠的預(yù)緊聯(lián)接，視為剛性整體。此時稱重傳感器300受外力狀態(tài)為三次超靜 定問題，為方便解決問題，根據(jù)叉起裝置必須滿足的條件，斷開下面的傳感器，以貨物己作 用情況進(jìn)行分析，其受力情況如圖2所示，建立平衡方程：
[0032]
【主權(quán)項】
1. 一種叉車稱重裝置，包括雙叉掛板、叉車門架掛板和兩個稱重傳感器，其特征在于： 所述兩個稱重傳感器通過固定桿剛性固定后緊固于雙叉掛板和叉車門架掛板之間，其中一 個傳感器處于另一個傳感器正上方，所述傳感器底座掛板具有足夠的剛度，受載變形量忽 略不計，所述前后掛板有足夠的預(yù)緊聯(lián)接，視為剛性整體。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種叉車稱重裝置，其特征在于：所述稱重傳感器為電阻應(yīng) 變式壓力傳感器。
3. -種基于權(quán)利要求1或2所述的叉車稱重裝置的叉車自動稱重的方法，其特征在于， 包括如下步驟： 51 :通過上述權(quán)利要求1或2所述的稱重裝置，得到貨物重量的相應(yīng)傳感信號； 52 :對傳感信號進(jìn)行采樣和處理； 53 :將處理后的傳感信號轉(zhuǎn)換成重量值； 54 :采用模糊修正對重量值進(jìn)行修正和補(bǔ)償。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種叉車自動稱重的方法，其特征在于：所述步驟S2中，采 樣過程引入數(shù)字濾波處理，所述數(shù)字濾波處理包括平均值濾波和中值濾波。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種叉車自動稱重的方法，其特征在于：所述步驟S3中，將 處理后的傳感信號轉(zhuǎn)換成重量值的具體方法為：首先，對稱重裝置進(jìn)行三次超靜定受力分 析，得出貨物重量關(guān)于傳感信號的轉(zhuǎn)換函數(shù)，稱重時，通過轉(zhuǎn)換函數(shù)將處理后的傳感信號轉(zhuǎn) 換成重量值。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種叉車自動稱重的方法，其特征在于：所述步驟S4具體包 括： S4A:預(yù)先通過多組實驗，得到不同載荷、不同加載位置下測量結(jié)果與核定標(biāo)準(zhǔn)下所測 結(jié)果差值，從而得到稱重修正值，列出表格存入微型計算機(jī)； S4B:設(shè)定模糊集，論域和隸屬度函數(shù)，將輸入量模糊化； S4C:通過模糊規(guī)則庫，利用模糊推理，得出模糊控制量； S4D:對模糊控制量進(jìn)行反模糊化，得到確定的控制量，對稱重值進(jìn)行修正。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種叉車自動稱重的方法，其特征在于：所述隸屬度函數(shù)為 三角形隸屬度函數(shù)，所述模糊集為{N，Z，P}，表示負(fù)、零、正，所述論域為{-1，0，1}。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種叉車自動稱重的方法，其特征在于：所述模糊推理的方 法是"代數(shù)和（sum)-代數(shù)積（prod)"。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種叉車自動稱重的方法，其特征在于：所述反模糊化方法 為加權(quán)平均法。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種叉車稱重裝置，包括雙叉掛板、叉車門架掛板和兩個稱重傳感器，所述兩個稱重傳感器通過固定桿剛性固定后緊固于雙叉掛板和叉車門架掛板之間，其中一個傳感器處于另一個傳感器正上方。本發(fā)明還公開了一種基于上述稱重裝置的叉車自動稱重的方法，包括如下步驟：首先，通過上述稱重裝置，得到貨物重量的相應(yīng)傳感信號；接著，對傳感信號進(jìn)行采樣和處理；然后，將處理后的傳感信號轉(zhuǎn)換成重量值；最后，用模糊修正對重量值進(jìn)行修正和補(bǔ)償。本發(fā)明通過模糊修正對稱重誤差進(jìn)行自動修正，智能化程度高，控制精度高，誤差小，且與國外同類裝置比，系統(tǒng)的成本低，具有較大的推廣價值。
【IPC分類】B66F9-075, G01G19-52, G01G19-18
【公開號】CN104724638
【申請?zhí)枴緾N201510151229
【發(fā)明人】劉美俊
【申請人】廈門理工學(xué)院
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年4月1日