ГРУЗОЗАХВАТНОЕ УСТРОЙСТВО С ФУНКЦИЕЙ ВЗВЕШИВАНИЯ ГРУЗОВ ПРИ ПОГРУЗКЕ

Полезная модель относится к грузозахватным устройствам (манипуляторам) и может быть использована для взвешивания материалов при их погрузке, разгрузке, для учета материалов находящихся в контейнере, минуя операцию взвешивания на платформенных или полетных весах или при их отсутствии.
Из уровня техники известны различные гидравлические одностреловидные грузозахватные приспособления в виде манипуляторов [1, 2, 3] на мусоровозах. На конце стрелы любого манипулятора содержится кронштейн с грузозахватным приспособлением. В процессе захвата контейнера манипулятором вес контейнера никак не определяется. Для взвешивания контейнеров используют различные весы, например, платформенные [4] или полетные [5, 6], которые определяют вес нетто материала находящегося в контейнере.
Недостатком применения платформенных и полетных весов является то, что перед и после выгрузки материала из контейнера необходимо поставить контейнер на весы с целью определения разницы веса брутто и пустого контейнера, дающая вес нетто, что занимает много времени. Также не на всех пунктах, где производится погрузка из контейнеров имеются весы.
При сборе бытового мусора в контейнерах машинами, практически невозможно установить весы на каждом пункте погрузке.
Из уровня техники известны краноманипуляторные установки (КМУ), производства японской фирмы "FURUKAWA UNIC CORPORATION", известны в мире под брендом "UNIC" [7], которые выбранны за прототип. Решения описывают грузозахватное устройство (манипулятор), содержащее на конце стрелы кронштейн и грузозахватное приспособление, функцией которого является захват и удержание контейнера. В устройстве установлена многозвенная система безопасности, состоящая из датчика длины телескопирования стрелы, датчика угла наклона стрелы, тензодатчика в оголовке стрелы и концевого выключателя, которая позволяет точно отслеживать вес поднимаемого груза и запрещающая работу с массами превышающими номинальную грузоподъемность. Недостатком КМУ является то, что вес груза оценивается приблизительно, а не точно, поскольку при наклоне стрелы точный вес можно определить с большой погрешностью. Таким образом, все функции весового датчика заключаются в определении максимально допустимой нагрузки на стрелу, а не веса самого груза. Т.е. датчик служит для контроля за нагрузкой на системы КМУ. Вес самого груза КМУ способны определять приблизительно с большой погрешностью и функционально не имеют задач по определению веса груза.
Задачей полезной модели является расширение функции грузозахватных приспособлений манипуляторов, чтобы они помимо своей основной функции выполняли функцию точных весов.
Технический результат: устройство позволяет проводить взвешивание контейнеров и определять вес непосредственно при погрузке контейнеров на автомобиль (мусоровоз) без потребности отдельного взвешивания контейнеров на платформенных или полетных весах.
Заявленный технический результат достигается за счет того, что грузозахватное устройство (манипулятор), содержащее на конце стрелы кронштейн и грузозахватное приспособление, функцией которого является захват и удержание контейнера, между концом кронштейна и грузозахватным приспособлением установлен весовой блок стензодатчиками и микроконтроллером, функцией которого является обработка сигналов с тензодатчиков и их преобразование в цифровые данные веса, отличающееся тем, что весовой блок содержит инклинометр, выполненный с возможностью определения горизонтального положения кронштейна. Кроме того, весовой блок может быть укомплектован принтером для печати, и треккером, выполненным с возможностью передачи информации о весе на базовый компьютер для статистической обработки.
На Фиг.1 показано конструктивное устройство весового блока, где 1 - Тензодатчик с элементами крепления; 2 - Прижимное устройство гидравлическое; 3 - Кронштейн; 4 - Инклинометр; 5 - Контейнер для ТБО; 6 - Грузозахватное приспособление (грузоприемная часть тензодатчика); 7 - Опорная часть тензодатчика; 8 - Направление нагрузки.
Нагрузка от контейнера (5) через прижимное устройство (2) передается на грузоприемную часть тензодатчика (6).
Прижимное устройство гидравлическое (2) является частью грузоподъемного механизма, которое обычно крепится на прямую к кронштейну, а в заявленном устройстве к грузозахватному приспособлению (грузоприемной части тензодатчика) (6). Тензодатчик (1) представляет собой один из видов балки, которая работает по принципу параллелограмма. Тензодатчик (1) с одной стороны крепится к кронштейну (3) (болтами), который является опорой, с другой стороны к прижимному устройству (2), которое вместе с контейнером ТБО является «чашей» весов. Для взвешивания необходимо установить уровень горизонтальности кронштейна (3) согласно инклинометру (4) и фиксировать вес.
Наличие инклинометра (4) - не обязательное условие, при котором обеспечивается соблюдение горизонтальности кронштейна (3) манипулятора грузозахватного устройства. Горизонтальность может быть обеспечена также установкой электронного уровня, лазерным дальномером, на глаз вручную или иным способом.
Таким образом, манипулятор кроме перемещения контейнеров выполняет функцию весов. Сигнал с тензодатчиков (7) и инклинометра (4) передается на контроллер и весовой индикатор, где происходит обработка сигналов и преобразование в цифровой результат веса.
Весовой блок может комплектоваться принтером для печати, и треккером для передачи информации о весе на базовый компьютер для статистической обработки, которая позволит не только определить общий вес, погруженной в машину, но и оценить степень загруженности автомобилей.
В качестве тензодатчика может использоваться, например, тензодатчики марки H6F фирмы Zemic.
В качестве контроллера может использоваться любой микроконтроллер, а в качестве весового индикатора может использоваться, например, весовой индикатор СКИ имеющий функции: подсветку дисплея; включение и отключение веса тары; счетчик взвешиваний. В качестве треккера может использоваться спутниковый автомобильный терминал, используемый для передачи на компьютер данных о местоположении автомобиля и информации с контроллера и весового индикатора.
Питание весового блока может осуществляться с помощью элемента питания (аккумулятора) или от бортового питания автомобиля.
Предлагаемое устройство взвешивания может применяться в различных отраслях при учете или дозировке материалов, минуя операцию взвешивания на платформенных или полетных весах или при их отсутствии.
Инклинометр который мы применяем производит измерение в двух уровнях плоскости с высокой точностью.
Инклинометр определяет угол наклона захватного устройства, преобразуя его сигнал, при фиксации определенного угла (например, 0-10 градусов наклона) выдается разрешение на взвешивание или же результат взвешивания может корректироваться на косинус угла наклона в случае невозможности установки машины на ровную поверхность, например, при погрузке контейнеров, стоящих под уклоном.
Источники информации:
1. http://www.musorovoz.ru/dust-cart/mkm4605/
2. http://www.lugr.ru/vyvoz-musora-pub/1/17/
3. http://www.rbauto.ru/catalog/special-purpose-vehicles/municipal-engineering/garbage-trucks/mkm-111
4. http://www.phystech.ru/platformvtp/?prod=25
5. http://standart-omsk.narod.ru/paletves.htm
6. http://vesu.ucoz. ru/index/vesy_paletnye_ehlektronnye/0-11
7. http://www.unicmega.ru/about/unic/