УСТРОЙСТВО ЗАМЕРА ПОЛНОЙ МАССЫ ГРУЗОВОГО АВТОМОБИЛЯ

Полезная модель относится к весоизмерительной технике и может быть использована на автомобилях, оборудованных рессорной балансирной подвеской для определения загрузки грузового автомобиля, массы перевозимого груза, распределения нагрузки на оси и мосты автомобиля, диагностики работоспособности подвески.
Известно устройство учета веса лесоматериалов при проведении транспортных работ, включающее средство определения веса лесоматериалов, которое смонтировано на транспортном агрегате, содержащем ходовую часть и бортовую электросеть. Средство определения веса лесоматериалов выполнено в виде измерительной системы, образованной смонтированными на верхних пластинах рессор каждой оси ходовой части агрегата тензоизмерительными мостами и связанным с ними усилителем, а также регистрирующим прибором, который, в свою очередь, электрически связан с усилителем, при этом блоки питания усилителя и регистрирующего прибора связаны с бортовой электросетью транспортного агрегата (полезная модель РФ № 86135, В27В 31/00, 09.04.2009).
Недостатками этого устройства являются низкая надежность тензоизмерительных мостов, схемы обработки сигналов и недостаточные функциональные возможности устройства.
Известен способ измерения веса груза и контроля загрузки транспортного средства и бортовая измерительная система для его осуществления (патент РФ № 2445586. 25.11.2010). Указанный технический результат достигается тем, что в бортовой измерительной системе для измерения веса груза и контроля загрузки транспортного средства, содержащего более одного измерительного датчика, размещенного на подвеске колес и подключенного к бортовому вычислительному устройству, подвеска колес выполнена в виде, по меньшей мере, одной рессоры. Измерительный датчик представляет собой датчик углового положения, а бортовое вычислительное устройство состоит из блока управления и индикации, источника бесперебойного питания, вторичного источника питания, блока конечного оборудования CAN, модуля GPS/GSM, Flash-памяти и микроконтроллера. Недостатками способа являются низкая надежность устройства и сложность схемы.
Известно устройство контроля массы груза, перевозимого самосвалом, и подвески карьерного самосвала (патент РФ №2311620. 27.112007). Устройство контроля массы груза, перевозимого самосвалом, и подвески карьерного самосвала, содержащее электронные датчики массы груза, определяющие нагрузку на каждый кронштейн подвески автосамосвала в тоннах, датчик спидометра, микропроцессор, блок сопряжения датчиков с микропроцессором и средства доставки электрических сигналов, блок памяти, блок перезапуска, сигнализаторы, табло и блок клавишных переключателей. Устройство отличается тем, что электронный датчик массы груза встроен в цилиндрический палец с выполненным в нем технологическим разрезом, параллельным оси пальца, причем палец является частью оборудования подвески и размещен в проушинах кронштейна подвески и выполняет роль упругого элемента, функционирующего на изгиб, и способен к микроизменениям ширины под воздействием силовой нагрузки. На одном из торцов пальца по обе стороны от разреза закреплены соответственно магнитная система и магниточувствительный элемент Холла с мини-платой усилителя сигнала, находящиеся в связи посредством магнитного поля. Дополнительно введены датчики давления с электрическими преобразователями, установленные в верхние надпоршневые полости задних и передних пневмогидроцилиндров подвески, а также введены электронные датчики температуры и электронные датчики углов продольного и поперечного кренов рамы автосамосвала с электрическими преобразователями, выходной сигнал которых пропорционален косинусу измеряемых углов, причем все выходы датчиков подключены к входу блока сопряжения. Недостатком данного устройства является его сложность и в силу этого низкая надежность в работе.
Наиболее близким техническим решением, выбранным заявителем в качестве прототипа, является устройство, которое установлено в грузотранспортном механизме с установленными на нем силоизмерительными датчиками, и содержит дисплей для отображения нагрузок, отличающееся тем, что грузотранспортный механизм представляет собой автомобиль с гидроманипулятором, оборудованным грейферным захватом, причем один силоизмерительный датчик установлен в виде оси крепления грейферного захвата к стреле гидроманипулятора, остальные силоизмерительные датчики установленные в шинные краны задних колес автомобиля (патент на полезную модель РФ № 149434 от 10.01.2015 г.).
Техническая задача полезной модели - обеспечение возможности определения осевых нагрузок, уменьшение погрешности определения массы груза за счет высокой точности измерения тензорезисторными датчиками.
На Фиг. 1 показан кронштейн 1 с датчиком-осью 2 балансира задней рессорной подвески, на Фиг. 2 показан кронштейн 3 передней рессоры 4, на Фиг. 3 показан принцип работы датчика-оси 2 балансирной подвески, на Фиг. 4 - принцип работы датчика-оси (пальца) 5 передней рессоры 4.
Устройство имеет четыре тензометрических датчика-оси типа НО-65-7, два из них выполнены в виде оси 2 балансира задней рессорной подвески и два - в виде пальца 5 передней рессоры 4, передающих нагрузку на раму автомобиля. Тензометрические датчики монтируется в оси 2 балансира и пальца 5 рессоры 4, сигнал с которых передается по выведенному кабелю.
Следует учитывать конструктивные особенности подвесок автомобиля: ось 2 балансира задней рессорной подвески со встроенным тензометрическим датчиком (Фиг. 3) принимает нагрузку 6 от рамы полностью с обратной реакцией 7 кронштейна балансира, палец 5 с тензометрическим датчиком (Фиг. 4) принимает нагрузку 8 от рамы автомобиля только наполовину с реакцией 9 передней рессоры. Вторая половина нагрузки от рамы автомобиля принимается опорой заднего кронштейна передней подвески. При этом ось 2 балансира и палец 5 рессоры 4 фиксируются в положении технологических отверстий с датчиками перпендикулярно раме автомобиля.
Данные с датчиков обрабатываются контроллером, после чего на дисплее отображается полная и распределенная по осям масса груза автомобиля. Бортовой контроллер рассчитывает общую массу груза, сравнивая данные до погрузки и после. Устройство позволяет определить показания нагрузки с каждого датчика на осях автомобиля в отдельности. Сравнивая данные датчиков одной оси можно определить равномерность загрузки автомобиля и нагрузку на ось.
Устройство работает следующим образом. Перед началом погрузки показания датчиков обнуляются. При погрузке тензодатчики формируют сигналы, пропорциональные нагрузкам на каждую ось автомобиля. Сигналы с тензодатчиков поступают на контроллер, обрабатываются и программа рассчитывает общее значение массы груза автомобиля, нагрузку на ось, равномерность размещения груза на платформе.