Взвешивающее устройство на транспортном средстве (его варианты)

 

Использование: взвешивание груза непосредственно на платформе транспортного средства, например в кузове грузового автомобиля. Сущность изобретения: взвешивающее устройство на транспортном средстве содержит подрессоренную раму и весопреобразующие аппараты с преобразователями измеряемой массы в электрические сигналы, закрепленными между частями гибких подвесов и выполненными в виде силового стакана с размещенными в нем шаровой опорой и сопрягаемыми с ним лепестками разрезного полого конуса, ввинченного резьбовой частью каркаса в верхнюю часть силового стакана, причем шаровая опора снабжена резьбовым стержнем, соединенным с одним концом гибкого подвеса, а другой конец части гибкого подвеса закреплен во втулке силового стакана. Преобразователи величины измеряемой массы размещены на тыльной стороне лепестков разрезного полого конуса и ориентированы на поверхности лепестков по образующей внешнего конуса, а термокомпенсационные преобразователи размещены на внутренней поверхности каркаса и электрически соединены с блоком обработки и регистрации величины иэмеряемой массы. 2 с. и 10 з.п.ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к дополнительному оборудованию для взвешивания груза непосредственно на платформе транспортного средства, например в кузове грузового автомобиля.

Известно взвешивающее устройство, представленное в виде монолитной калиброванной плоскости, размещенной, например на грузоподъемной платформе специального грузового автомобиля, в котором взвешивающее устройство выполнено из одной несущей рамы и консолями четырех составляющих частей этой несущей рамы (1) и расположенных друг против друга однотипных отверстий по углам прямоугольной несущей рамы (1) и консоли (2), образованных гибкими подвесами (3), поддерживающих взвешивающую платформу (4), при этом по периметру несущей рамы (1) предусмотрен промежуток (зазор) (5) между несущей рамой (1) и взвешивающей платформой (4), и которое включает в каждом подвесе (3) один электрический весорегистрирующий аппарат (6), а именно такого рода, что сила тяжести должна быть преобразована гибкими подвесами (3) в электрические сигналы электронного весопреобразующего аппарата (6), при этом эти аппараты устойчиво фиксируют изменение веса. Электрические весорегистрирующие аппараты (6) снабжены силовой камерой с элементом растяжения, где фиксируемая сила тяжести посредством гибких подвесок (3) преобразуется на вертикальную составляющую силы, которая растягивает силовую камеру. Электрические весорегистрирующие аппараты (6) снабжены силовой камерой с элементом растяжения, где фиксируемая сила тяжести посредством гибких подвесок (3) преобразуется на вертикальную составляющую силы, которая растягивает силовую камеру. Электрические весорегистрирующие аппараты включены в гибкие подвесы (3) и размещены между консолью (2) и взвешивающей платформой (4). Электрические весорегистрирующие аппараты (6) укреплены на консолях (2) и гибких подвесах (3), которые одним концом укреплены с весорегистрирующими аппаратами [1] (Перевод формулы и полного описания патента произведен с немецкого авторами, которые не ручаются за полную достоверность изложения). Это устройство нами принято за прототип.

Описанное устройство обладает следующими существенными недостатками. Выступающие части Г-образных кронштейнов основания рамы над четырьмя углами грузовой платформы занимают полезную площадь грузовой платформы транспортного средства, что неприемлемо для грузового автомобиля, связанного с перевозками любого вида груза. При транспортировке груза на грузовой платформе возникают от динамических нагрузок ускорения до 10 g, что приводит к ударным нагрузкам на весорегистрирующие аппараты и преждевременно выводит их из строя. Зазор по периметру грузовой платформы и основанием или мобильной рамой при транспортных переездах и при остановках вызовет аварийные ситуации, сползание груза вместе с платформой в бок. Биение и ударные нагрузки грузовой платформы об основание или мобильную раму отрицательно сказывается на работе электрических весорегистрирующих аппаратов. Силовая камера с элементом растяжения при повышении грузоподъемности грузового транспортного средства снижает нижний предел чувствительности весорегистрирующих аппаратов. Для повышения чувствительности элементов растяжения, например стержней, необходимо их выполнить как можно меньшего диаметра, но в этом случае снижается верхний предел грузоподъемности При увеличении диаметра стержня снижается величина упругой деформации материала элемента растяжения и этим увеличивается порог нечувствительности, а также относительная погрешность измерений.

Сущность изобретения Весопреобразующий аппарат по первому варианту выполнен в виде силового стакана и размещенных в нем шаровой опоры и сопрягаемого с ним лепестками разрезного полого конуса. Резьбовой частью конус ввинчен в верхнюю часть силового стакана. Шаровая опора снабжена резьбовым стержнем, соединенным с одним концом гибкого подвеса. Другая часть гибкого подвеса закреплена во втулке силового стакана. Положение резьбового штока в шаровой опоре зафиксировано стопором, ввинченным в резьбовое отверстие шаровой опоры. Положение разрезного полого конуса в силовом стакане зафиксировано фасонной гайкой. Шаровая опора сопряжена с нижней частью силового стакана. Преобразователи величины измеряемой массы размещены на тыльной стороне лепестков разрезного полого конуса и ориентированы на поверхности лепестков по образующей внешнего конуса. Дополнительные преобразователи величины измеряемой массы размещены по внутренней окружности каркаса резьбовой части разрезного полого конуса и электрически соединены с преобразователями на лепестках разрезного полого конуса и с блоком обработки и регистрации величины измеряемой массы. В качестве преобразователей величины измеряемой массы в электрические сигналы использованы тензометрические датчики сопротивлений.

Весопреобразующий аппарат по второму варианту выполнен в виде силового стакана и размещенных в нем шаровой опоры и сопрягаемого с ним лепестками разрезных полых конусов, ввинченных в верхнюю и нижнюю части силового стакана. Шаровая опора снабжена резьбовым стержнем, соединенным с одним концом гибкого подвеса. Другой конец части гибкого подвеса закреплен во втулке силового стакана. Резьбовой стержень и внутренняя поверхность силового стакана снабжены канавками с размещенными в них манжетой и стопорными кольцами. Силовой стакан снабжен штырьевым разъемом. Преобразователи величины измеряемой массы размещены на тыльной стороне лепестков разрезных полых конусов и ориентированы на поверхности лепестков по образующей внешнего конуса. Преобразователи на лепестках разрезных полых конусов соединены в рабочую мостовую схему. Дополнительные преобразователи соединены в контрольную схему для установки нуля показаний в блоке обработки и регистрации информации о величине измеряемой массы.

Промышленная применимость Взвешивающее устройство на транспортном средстве может найти применение в фермерских хозяйствах при учете получаемого, собранного или перевозимого урожая, закупаемых удобрений, семян, топлива, перевозимых животных при их сдаче на приемные пункты и т.д. Предлагаемые весопреобразующие аппараты позволяют с точностью ±1 кг обеспечить на любом месте определение масс перевозимых грузов в диапазоне 1.9999 кг. Заявленное изобретение при его осуществлении предназначено для использования в промышленности и сельском хозяйстве. Поэтому оно соответствует критерию изобретения "промышленная применимость".

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 представлено транспортное средство со взвешивающим устройством, вид в плане; на фиг.2 сечение А-А фиг.1, размещение грузоподъемной платформы на гибких подвесах и в кронштейнах мобильной рамы; на фиг.3 сечение Б-Б фиг. 2, диаметральное сечение весопреобразующего аппарата, первый вариант; на фиг. 4 сечение В-В фиг.3, размещение преобразователей величины измеряемой массы на тыльной стороне лепестков и по внутреннему каркасу резьбовой части разрезного полого конуса; на фиг.5 сечение Б-Б фиг.2, диаметральное сечение весопреобразующего аппарата, второй вариант.

Транспортное средство (см.фиг.1 и 2) содержит мобильную раму 1, двигательную установку 2, мост управляемых колес 3, мост ведущих колес 4, кабину 5 транспортного средства, грузоподъемную платформу 6 с настилом 7, передним 8, боковыми 9 и 10 и задним 11 бортами. Мобильная рама 1 снабжена четырьмя кронштейнами 12, посредством которых и на частях гибких подвесов 13 и 14 подвешена грузоподъемная платформа 6. Между частями гибких подвесок 13 и 14 размещены весопреобразующие аппараты 15 с преобразователями измеряемой массы в электрические сигналы, пропорциональные величине массы перевозимого груза. По периметру грузоподъемной платформы 6 на мобильной раме 1 закреплены отбойники 16, исключающие ударные нагрузки грузоподъемной платформы 6 о мобильную раму 1.

Весопреобразующий аппарат 15 (см.фиг.3 и 4) по первому варианту выполнен в виде силового стакана 17 и размещенными в нем шаровой опоры 18 и сопрягаемого с ним лепестками 19 разрезного полого конуса 20. Шаровая опора 18 снабжена резьбовым стержнем 21, ввинченным в диаметральное резьбовое отверстие 22 шаровой опоры 18. Положение резьбового стержня 21 в отверстии 22 зафиксировано стопором 23 с квадратной головкой 24. Стопор 23 ввернут в резьбовое отверстие 22 со стороны шестигранного отверстия 25. Резьбовой стержень 21 снабжен лыской 26 под размер рожкового ключа. В отверстии 27 резьбового стержня 21 запрессован конец гибкого подвеса 13.

Каркас 28 разрезного полого конуса 20 снабжен резьбой, посредством которой соединен с внутренней резьбой силового стакана 17. Положение лепестков 19 разрезного полого конуса 20 на поверхности шаровой опоры 18 зафиксировано фасонной гайкой 29, ввинченной в резьбовую часть силового стакана 17. Нижняя часть шаровой опоры 18 опирается на конический поясок 30 корпуса силового стакана 17. Корпус силового стакана 17 снабжен втулкой 31, на поверхности которой имеются лыски 32 под размер рожкового ключа. В отверстии 33 втулки 31 запрессован конец гибкого подвеса 14.

Преобразователи 34 величины измеряемой массы размещены на тыльной стороне лепестков 19 разрезного полого конуса 20 и ориентированы на поверхности лепестков 19 по образующей внешнего конуса. Дополнительные преобразователи 35 величины измеряемой массы размещены по внутренней окружности каркаса 28 резьбовой части разрезного полого конуса 20. В качестве преобразователей 34 и 35 величины измеряемой массы в электрические сигналы использованы тензометрические датчики сопротивлений. Преобразователи 34 и 35 электрически соединены с блоком обработки и регистрации величины измеряемой массы. Блок обработки и регистрации получает питание от электрической сети транспортного средства или непосредственно от своего блока питания.

Весопреобразующий аппарат 15 (см.фиг.5) по второму варианту выполнен в виде силового стакана 36 и размещенными в нем шаровой опоры 18 и сопрягаемых с ним лепестками 19 и 37 разрезных полых конусов 20 и 38. Шаровая опора 18 снабжена резьбовым стержнем 39, ввинченным в диаметральное резьбовое отверстие 22 шаровой опоры 18. Положение резьбового стержня 39 в отверстии 22 зафиксировано стопором 23 с квадратной головкой 24. Стопор 23 ввернут в резьбовое отверстие 22 со стороны шестигранного отверстия 25. Резьбовой стержень 39 снабжен лыской 26 под размер рожкового ключа и канавкой 40 под цилиндрическое стопорное кольцо 41 для фиксирования на стержне 39 манжеты 42. На свободном конце резьбового стержня 39 запрессован конец гибкого подвеса 14.

Каркас 43 разрезного полого конуса 38 снабжен резьбой, посредством которого соединен с верхней внутренней резьбой силового стакана 36. Каркас 28 разрезного полого конуса 20 снабжен резьбой, посредством которой соединен с нижней внутренней резьбой силового стакана 36. Положение лепестков 37 и 19 разрезных полых конусов 38 и 20 на поверхности шаровой опоры 18 зафиксировано фасонной гайкой 29, ввинченной в нижнюю резьбовую часть силового стакана 36. Стакан 36 в верхней части снабжен втулкой 31, на поверхности которой имеются лыски 32 под размер рожкового ключа. Во втулке 31 запрессован конец гибкого подвеса 13. Рядом с кромкой силового стакана 36 внутри него выполнена канавка 44 для размещения стопорного кольца 45. На внешней поверхности силового стакана 36 винтами 46 закреплен корпус 47 штырьевого разъема. Штырьевой разъем соединен экранированным кабелем с входом блока обработки и регистрации величины измеряемой массы.

Преобразователи 34 величины измеряемой массы размещены на тыльной стороне лепестков 19 и 31 разрезных полых конусов 20 и 38 и ориентированы на поверхности лепестков 19 и 37 по образующей внешнего конуса. Дополнительные преобразователи 35 величины измеряемой массы размещены по внутренней окружности каркасов 28 и 43 резьбовой части разрезных полых конусов 20 и 38. В качестве преобразователей 34 и 35 величины измеряемой массы в электрические сигналы использованы тензометрические датчики сопротивлений. Преобразователи 34 и 35 по соответствующей схеме взаимно электрически соединены и с концами штырьевых разъемов в корпусе 47, составляющих рабочую мостовую схему. Преобразователи 35 каркасов 28 и 43 соединены в самостоятельную мостовую схему и являются отсчетом "нуля" величины измеряемой массы.

Взвешивающее устройство функционирует следующим образом.

В зависимости от рода перевозимого груза тем или иным способом его размещают на настиле 7 грузовой платформа 6. Включают питание блока регистрации и обработки информации. Под весом грузовой платформы 6 и измеряемого груза через гибкие подвеса 13 на кронштейнах 12 мобильной рамы 1 нагрузка в одном случае передается на резьбовой стержень 21 и далее на шаровую опору 18. Другой конец гибкого подвеса 14 через втулку 31 передает ту же нагрузку на силовой стакан 17, а далее через резьбовую пару на каркас 28 и лепестки 19 разрезного полого конуса 20. Под действием доли веса груза и платформы шаровая опора 18 деформирует лепестки 19. Наклеенные на тыльной стороне лепестков 19 преобразователи 34 претерпевают деформацию сжатия решетки. Решетка преобразователей 35, размещенных на внутренней поверхности каркаса 28, остается неизменной в силу их размещения по концентрическим окружностям поверхности каркаса 28. Взаимное электрическое соединение преобразователей 34 и 35 в мостовую схему приводит к разбалансу прямо пропорционально части измеряемой массы. Суммарная деформация преобразователей 35 на всех вeco- преобразующих аппаратах 15 соответствует величине измеряемой массы, которая высвечивается на световых индикаторах блока обработки и регистрации. После определения величины массы тумблером выключают питание блока обработки и регистрации.

Весорегистрирующие аппараты 15 по второму варианту (фиг.3) иначе преобразуют измеряемую массу в электрические сигналы. Размещенные в силовом корпусе 36 лепестки 19 и 37 разрезных полых конусов 20 и 38 при нагрузке от веса платформы 6 и взвешиваемого груза через гибкие подвесы 13 и 14 воспринимают диаметрально противоположные деформации решеток преобразователей 34. Так, при увеличении нагрузки, гибкий подвес 13 через втулку 31 стремится перемещать силовой корпус 36 вверх, а гибкий подвес 14 через резьбовой стержень 39 перемещает шаровую опору 18 вниз. Это приводит к тому, что силовая нагрузка возрастает на лепестки 19, увеличивая деформацию решеток преобразователей 34. Перемещение вниз шаровой опоры 18 вдоль оси силового корпуса 36 приводит к тому, что нагрузка на лепестках 37 полого конуса 38 снижается, а решетка преобразователей 34 занимает прежнее место. Электрически соединенные в мостовую схему преобразователи 34 на лепестках 19 и 37 приводят к разбалансу мостовой схемы, прямо пропорционально величине измеряемой массы. Преобразователи 35 на каркасах 28 и 43 соединены в мостовую схему и являются отсчетом нулевой отметки независимо от величины массы платформы 6 с настилом 7.

Технический результат Размещение преобразователей на лепестках разрезного полого конуса по первому варианту позволяет увеличить чувствительность нижнего предела весопреобразующих аппаратов величины измеряемой массы в электрические сигналы при сохранении всех прочностных параметров взвешивающего устройства транспортного средства. Погрешность измерений не превышает 0,1 Пределы измерений 1. 10000 кг. Абсолютная ошибка ±1 кг. Размещение преобразователей на лепестках верхнего и нижнего разрезных полых конусов в силовом стакане увеличивает чувствительность весопреобразующих аппаратов в два раза при всех прочих равных характеристиках весопреобразующего аппарата по первому варианту. Погрешность измерения не более 0,05 Пределы измерений - 1-9999 кг. Полная герметизация весопреобразующего аппарата позволяет эксплуатировать их в любых климатических условиях и на всех транспортных средствах.

Формула изобретения

1. Взвешивающее устройство на транспортном средстве, содержащее подрессоренную раму и подвешенную на ее кронштейнах посредством гибких подвесов грузоподъемную платформу с настилом и весопреобразующие аппараты с преобразователями измеряемой массы в электрические сигналы, закрепленные между частями гибких подвесов, отличающееся тем, что весопреобразующий аппарат выполнен в виде силового стакана с размещенными в нем шаровой опорой, сопряженной с кольцевой кромкой донной части силового стакана, и лепестками консольных балок полого усеченного конуса, сопряженного фланцем с цилиндрическим каркасом, представленные в сочетании в виде тела вращения с сечением тела в форме П, и размещенного в верхней внутренней части силового стакана, а шаровая опора и полый усеченный конус с фланцем и цилиндрическим каркасом в полости силового стакана зафиксированы фасонной гайкой, при этом части гибкого подвеса соединены с донной частью силового стакана и резьбовым стержнем в шаровой опоре.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что резьбовой стержень в шаровой опоре зафиксирован стопором в резьбовом отверстии шаровой опоры.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что преобразователи величины измеряемой массы в электрические сигналы выполнены в виде активных тензометрических датчиков сопротивлений и размещены на тыльной стороне лепестков консольных балок усеченного полого конуса и ориентированы на поверхности лепестков по образующей внешней конической поверхности усеченного полого конуса, а термокомпенсационные тензометрические датчики сопротивления размещены по дуге окружности на внутренней поверхности каркаса, взаимно соединены в мостовые схемы и электрически связаны с блоком обработки и регистрации величины измеряемой массы с цифропечатающим устройством.

4. Устройство по п. 1, отличающееся, тем, что грузовая платформа с настилом размещены выше подрессорной рамы и соединены с ней L-образными кронштейнами грузовой платформы посредством гибких подвесов весопреобразующих аппаратов.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что во внутреннем пространстве подрессорной рамы между грузовой платформой в зазоре между ними размещены отбойники.

6. Взвешивающее устройство на транспортном средстве, содержащее подрессорную раму и подвешенную на ее кронштейнах посредством гибких подвесов грузоподъемную платформу с настилом и весопреобразующие аппараты с преобразователями измеряемой массы, закрепленные между частями гибких подвесов, отличающееся тем, что весопреобразующий аппарат выполнен в виде силового стакана с размещенной в нем шаровой опорой, сопряженной с лепестками консольных балок верхнего и нижнего полых усеченных конусов, каждый из которых снабжен фланцем с цилиндрическим каркасом, представленные во взаимном сочетании в виде тел вращения с сечением тела в форме П, а шаровая опора и нижний полый усеченный конус с фланцем и цилиндрическим каркасом в полости силового стакана зафиксированы фасонной гайкой, при этом части гибкого подвеса соединены с донной частью силового стакана и резьбовым стержнем в шаровой опоре.

7. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что резьбовой стержень в шаровой опоре зафиксирован стопором в резьбовом отверстии шаровой опоры.

8. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что преобразователи величины измеряемой массы в электрические сигналы выполнены в виде активных тензометрических датчиков сопротивлений и размещены на тыльной стороне лепестков консольных балок усеченного полого конуса и ориентированы на поверхности лепестков по образующей внешней конической поверхности усеченного полого конуса, термокомпенсационные тензометрические датчики сопротивлений размещены по дуге окружности на внутренней поверхности каркаса, взаимно соединены в мостовые схемы и электрически связаны с блоком обработки и регистрации величины измеряемой массы с цифропреобразующим устройством.

9. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что грузовая платформа с настилом размещена выше подрессорной рамы и соединены с ней L-образными кронштейнами грузовой платформы посредством гибких подвесов весопреобразующих аппаратов.

10. Устройство по п.6, отличающееся тем, что во внутреннем пространстве подрессорной рамы между грузовой платформой в зазоре между ними размещены отбойники.

11. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что резьбовой стержень гибкого подвеса и внутренняя поверхность силового стакана снабжены канавками с размещенными в них манжетой и стопорными кольцами герметизации внутренней полости силового стакана.

12. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что силовой стакан снабжен штырьевым разъемом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5