專(zhuān)利名稱(chēng)：智能型裝載機(jī)稱(chēng)重裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用型是一種裝載機(jī)稱(chēng)重裝置，特別是一種具有智能功能的稱(chēng)重裝置。
經(jīng)資料檢索和了解實(shí)用裝載機(jī)，國(guó)內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)智能型裝載機(jī)稱(chēng)重裝置，國(guó)內(nèi)也只有文章報(bào)導(dǎo)指針式稱(chēng)重裝置，其相比較精度高、能自動(dòng)去皮、累加、報(bào)警功能，還可加入打印功能。
本實(shí)用新型的目的是為鐵路貨車(chē)，用裝載機(jī)裝車(chē)時(shí)，能顯示每斗凈重，累加重量，裝滿報(bào)警；保證貨車(chē)車(chē)皮不超載，不欠載的稱(chēng)量工具。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的；油壓傳感器安裝在裝載機(jī)分配閥后到舉升油缸之前的油管中，在一定條件下(每次稱(chēng)重斗都在一個(gè)指定高度，并在該高度停2秒鐘)傳感器所受油壓力和裝載機(jī)斗內(nèi)貨物重量成正比(理論和實(shí)踐都證明)；故傳感器輸出的電信號(hào)也正比于斗內(nèi)貨物重量，傳感器輸出的電信號(hào)經(jīng)過(guò)阻容濾波和運(yùn)算放大器放大后，再經(jīng)V-F轉(zhuǎn)換，通過(guò)光電耦合器送入單片機(jī)的定時(shí)器口線；計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，(修正、去皮、累加、報(bào)警等)；每斗凈重顯示2秒后，進(jìn)入總重量顯示?？傊亓匡@示由噸位開(kāi)關(guān)和移零頭開(kāi)關(guān)控制(這是為了滿足鐵路貨車(chē)皮有50T、60T、61T、62T四種車(chē)型的滿噸位報(bào)警設(shè)置)。最后一斗為了補(bǔ)滿載重噸位，也可邊倒出邊稱(chēng)重，故設(shè)置了零頭開(kāi)關(guān)。為了提高抗干擾能力采用了三級(jí)阻容濾波和光電耦合技術(shù)；為了確保電源的穩(wěn)定性采用了串聯(lián)式多級(jí)穩(wěn)壓技術(shù)和逆變電源技術(shù)；在電路中還設(shè)置了自動(dòng)定高系統(tǒng)，從而滿足裝載機(jī)稱(chēng)重精度在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)2％以內(nèi)。
本實(shí)用新型的特點(diǎn)是1、在傳感器和運(yùn)算放大器之間加入三級(jí)阻容濾波，提高初級(jí)的抗干擾能力。
2、單片機(jī)輸入信號(hào)通過(guò)光隔離方法，光電耦合具有很強(qiáng)的抗干擾能力。
3、輸入信號(hào)占用單片機(jī)定時(shí)器一個(gè)通道，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
4、具有不同噸位開(kāi)關(guān)和軟件(指不同貨車(chē)箱有不同額定噸位)。
5、具有自動(dòng)定高系統(tǒng)，使稱(chēng)量準(zhǔn)確。
6、具有去皮、累加、報(bào)警功能，這對(duì)于鐵路貨車(chē)裝車(chē)很重要，即可防止超載造成鐵路事故，又可防止欠載客戶不滿意。
7、具有稱(chēng)零頭開(kāi)關(guān)在車(chē)箱裝到額定噸位差3噸(5噸)左右時(shí)報(bào)警，最后一斗補(bǔ)齊額定噸位差值，確保車(chē)箱貨物為額定值。
以下結(jié)合附圖，做進(jìn)一步闡述

圖1信號(hào)通道電路圖，圖2定高報(bào)警系統(tǒng)圖。
圖3逆變電源圖。圖4多級(jí)串聯(lián)穩(wěn)壓電源。
參考圖1，油壓傳感器[3]輸出的電信號(hào)接到三級(jí)阻容濾波電路[2]，然后信號(hào)接入以7650芯片為核心構(gòu)成的運(yùn)算放大器[1]進(jìn)行信號(hào)放大。7650芯片的輸出端接入以LM331芯片為核心構(gòu)成的V-F轉(zhuǎn)換器[4]的輸入端。LM331的輸出端接到以4N35為核心的光電耦合電路[5]，其光耦的輸出接入單片機(jī)最小系統(tǒng)[6]的定時(shí)器C1腳，若需要打印在最小系統(tǒng)中擴(kuò)展一片8155芯片。
噸位開(kāi)關(guān)[7]，由帶自鎖相互鎖的五個(gè)雙位開(kāi)關(guān)組成，開(kāi)關(guān)中點(diǎn)分別接到單片機(jī)P1口的P1.6，P1.5、P1.1、P1.3四根腳線上，開(kāi)關(guān)另2個(gè)接線點(diǎn)，一點(diǎn)接高電平，另一端接地，如圖到P1口，零頭開(kāi)關(guān)接單片機(jī)[6]的P1.2口線上。
報(bào)警電路[8]由75452芯片驅(qū)動(dòng)，輸入信號(hào)由單片機(jī)[6]的P1.7腳線供給，輸出信號(hào)接到串聯(lián)連接地發(fā)光級(jí)管和相聲器上。
顯示電路[9]由移位寄存器HCl64芯片組成顯示數(shù)據(jù)和移位脈沖由單片機(jī)串行口提供，輸出驅(qū)動(dòng)4位IED顯示參考圖2圖2為自動(dòng)定高系統(tǒng)結(jié)構(gòu)控制信號(hào)接線端子[10]，其中一根接到INTX中斷開(kāi)關(guān)中點(diǎn)；另一根接入以555定時(shí)器為核心的定高報(bào)警電路。磁敏傳感器[11]為并列的兩個(gè)干簧管，前端分別與[10]相連，后端與結(jié)構(gòu)相同的磁敏傳感器[14]相接，磁敏傳感器[14]的干簧管后端分別接地。[12]為斗的升降手柄，上面貼有一塊磁鐵，當(dāng)手柄[12]向左拉動(dòng)時(shí)磁鐵使于簧管吸合，使單片機(jī)有執(zhí)行中斷的可能；這時(shí)斗上升運(yùn)動(dòng)，當(dāng)手柄[12]向右推時(shí)，磁鐵遠(yuǎn)離干簧管，斗下降。[13]為斗的舉升臂，在其上貼有一塊磁鐵；當(dāng)舉升斗上升、下降時(shí)，磁鐵[14]跟著運(yùn)動(dòng)，磁敏傳感器[14]安裝在機(jī)體上(高度不變)，當(dāng)舉升臂升到此高度時(shí)干簧管接通電路，使之中斷采集數(shù)據(jù)。并報(bào)警控制分配閥到中位。圖中箭頭表示運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)方向。
參考圖3。圖3為逆變電源電路圖傳感器的精度與其電源的穩(wěn)定關(guān)系甚大，為了保證測(cè)量精度專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了傳感器逆變電源。裝載機(jī)蓄電池為12v+12v兩節(jié)串聯(lián)24v電源，取出12v、24v兩個(gè)頭作為輸入電源經(jīng)三端穩(wěn)壓塊7806[15]穩(wěn)壓后作為逆變器[16]的電源，[16]主要由NE555構(gòu)成的無(wú)穩(wěn)態(tài)電路，輸出供給大功率三級(jí)管，大功率三級(jí)管負(fù)載是一個(gè)高頻變壓器，供給整流橋[17]交流電源，整流后經(jīng)7812[18]穩(wěn)壓供給油壓傳感器[3]直流電源12v。
參考圖4。為了保證高穩(wěn)定度的運(yùn)算放大器和LM331的12伏電源和單片機(jī)5v電源，而又和傳感器12v電源不共地我們采用了24v電源為電源，先進(jìn)入[19]濾波電容器(470μF)接入[20]7818三端穩(wěn)塊，其輸出接電容器[21](1μF)，再接入7812三端穩(wěn)壓塊[22]穩(wěn)壓(這時(shí)可引出12v電源)。為了供給單片計(jì)算機(jī)5v電源在7812芯片[22]之后接入電容器[23]0.1μF濾波，接入7805三端穩(wěn)壓塊[24]供出5v電源。這種多級(jí)串聯(lián)穩(wěn)壓就是在馬達(dá)起動(dòng)時(shí)電壓下降到8v單片機(jī)仍能正常工作。
工作過(guò)程當(dāng)傳感器[3]上有壓力變化時(shí)，即有相應(yīng)的電信號(hào)輸出，經(jīng)過(guò)三級(jí)濾波[2]，送至運(yùn)算放大器[1]進(jìn)行放大，把mv級(jí)信號(hào)放大到伏級(jí)電壓信號(hào)，再送至V-F轉(zhuǎn)換器[4]，把模擬電壓轉(zhuǎn)換成正比例的頻率信號(hào)。信號(hào)通過(guò)光電耦合器[5]送到單片機(jī)[6]的定時(shí)器1口，進(jìn)行頻率計(jì)數(shù)，計(jì)算機(jī)[6]進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；噸位開(kāi)關(guān)[7]確定計(jì)算機(jī)滿載報(bào)警噸位，當(dāng)計(jì)算機(jī)識(shí)別出已到報(bào)警噸位時(shí)，送出報(bào)警信號(hào)到聲光報(bào)警[8]產(chǎn)生聲光報(bào)警。計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后，送每斗凈重?cái)?shù)據(jù)到顯示器[9]，并累加總重量后送總重量到顯示器[9]，先顯示2秒每斗重量，再顯示累加總重。
自動(dòng)定高過(guò)程當(dāng)手柄[12]拉到上升位置時(shí)(圖為左拉)，磁敏傳感器[11]閉合，這時(shí)起升臂[13]向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)達(dá)到規(guī)定高度時(shí)，磁敏傳感器[14]閉合。使輸出控制接線端子[10]輸出兩路接地信號(hào)，其一路進(jìn)入定高報(bào)警切斷分配閥油路，另一路作為計(jì)算機(jī)中斷源。
權(quán)利要求1.智能型裝載機(jī)稱(chēng)重裝置，主要由傳感器[3]，三級(jí)阻容濾波器[2]、運(yùn)算放大器[1]、V-F轉(zhuǎn)換器[4]、光電耦合器[5]、單片機(jī)最小系統(tǒng)[6]、噸位開(kāi)關(guān)[7]、報(bào)警電路[8]、顯示電路[9]、自動(dòng)定高系統(tǒng)、高精度逆變電源，多級(jí)串聯(lián)穩(wěn)壓電源組成；壓力傳感器[3]和濾波器[2]相連，濾波器[2]輸出和運(yùn)算放大器[1]相連，運(yùn)放[1]輸出與V-F轉(zhuǎn)換器[4]相接，V-F轉(zhuǎn)換器[4]輸出與光電耦合器[5]相連，光耦[5]輸出與單片機(jī)[6]的定時(shí)器相接；噸位開(kāi)關(guān)[7]和單片機(jī)[6]的P1.6、P1.5、P1.4、P1.3的4根線相接，零頭開(kāi)關(guān)接P1.2；報(bào)警電路[8]與單片機(jī)P1.7相接；顯示電路[9]與單片機(jī)的串行口相連；自動(dòng)定高系統(tǒng)包括兩套并列于簧管的磁敏傳感器安裝在相應(yīng)位置上，在運(yùn)動(dòng)部件、手柄[12]和舉升臂[13]上裝有磁銑；高精度逆變電源由NE555芯片為核心的振蕩器和大功率驅(qū)動(dòng)三極管及高頻變壓器，還有逆變器輸入電源的7806穩(wěn)壓和輸出電源的整流、濾波、穩(wěn)壓、構(gòu)成；多極串聯(lián)穩(wěn)壓電源，由三級(jí)三端穩(wěn)壓塊(7818、7812、7805)串聯(lián)構(gòu)成；其特征在于在傳感器[3]和運(yùn)算放大器[1]之間加入三級(jí)阻容濾波器[2]。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型裝載機(jī)稱(chēng)重裝置，其特征在于在以LM331芯片為核心構(gòu)成的V-F轉(zhuǎn)換器[4]的輸出腳3，串入4N35光耦的發(fā)光二級(jí)管通過(guò)5K電阻接電源+12v，4N35光耦的輸出端通過(guò)1K電阻接+5v電源，并引入單片機(jī)[6]的定時(shí)器T1線，提高了抗干擾能力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型裝載機(jī)稱(chēng)重裝置，其特征在于采用了自動(dòng)定高系統(tǒng)它由兩套串聯(lián)的磁敏傳感器[11][14]構(gòu)成，每個(gè)傳感器由兩個(gè)并排的干簧管構(gòu)成，與之相配的兩塊磁鐵安裝在運(yùn)動(dòng)部件手柄[12]和舉升臂[13]上，接線端子[10]一根接單片機(jī)[6]的中斷INTX，另一根接定高控制電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型裝載機(jī)稱(chēng)重裝置，其特征在于采用了高精度逆變電源逆變器[16]由NE555構(gòu)成的整蕩器、輸出大功率三級(jí)管驅(qū)動(dòng)、高頻變壓器組成，其輸入電源通過(guò)7806芯片穩(wěn)壓，高頻變壓器輸出經(jīng)過(guò)整流橋[17]整流濾波后，通過(guò)7812[18]穩(wěn)壓塊穩(wěn)壓，供出高精度的12v電源。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型裝載機(jī)稱(chēng)重裝置，其特征在于采用了多級(jí)串聯(lián)穩(wěn)壓電路輸入電壓24v經(jīng)三端穩(wěn)壓塊7818[20]穩(wěn)壓降壓后輸入7812[22]穩(wěn)壓降壓供出穩(wěn)定的12v電源，12v電源再經(jīng)三端穩(wěn)壓塊7805[24]穩(wěn)壓，供出5v電源，當(dāng)電源24v電壓波動(dòng)到8v時(shí)，單片機(jī)仍能正常工作。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種智能型裝載機(jī)稱(chēng)重裝置,它主要由傳感器、運(yùn)算放大器,V－F轉(zhuǎn)換器,單片機(jī)系統(tǒng),自動(dòng)定高系統(tǒng),高穩(wěn)定度電源等構(gòu)成;根據(jù)舉升油缸的油壓在一定條件下正比于裝載機(jī)頭內(nèi)貨物重量,通過(guò)電子電路把安裝在油管的壓力傳感器信號(hào)進(jìn)行處理,即得到貨物重量。能顯示每斗貨重,和累加貨重、自動(dòng)去皮、滿載報(bào)警;操作簡(jiǎn)單,體積小,稱(chēng)量準(zhǔn)確。適用于鐵路、碼頭、礦山,用裝載機(jī)裝散貨物稱(chēng)重。
文檔編號(hào)G01G19/04GK2371552SQ9723734
公開(kāi)日2000年3月29日 申請(qǐng)日期1997年7月10日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月10日
發(fā)明者穆潤(rùn)生, 余敏年 申請(qǐng)人:穆潤(rùn)生