[发明专利]用于物料转移车辆的改进的测量系统

说明书

技术领域

本发明总体上涉及一种物料转移车辆的测量系统。更具体地，本发明涉及一种在权利要求1的前序部分中公开的测量系统。本发明可用于称量车辆的负载以及用于其他测量目的。物料转移车辆可例如为轮式装载机、叉车、挖掘机、倾卸车、集运机、收割机、起重机、载人吊重机、伐木机或卡车(诸如，消防车、叉式升降车、托盘车、前移式卡车或垃圾车)。

背景技术

物料转移车辆通常包括用于称量被处理或运载的物料的称量装置。图1示出了根据现有技术的示例性物料转移车辆，轮式装载机10位于地面90上。轮式装载机具有铲斗12，该铲斗作为用于待转移的物料的运载装置。铲斗通过铰接梁16连接至轮式装载机的本体部分/底盘(chassis，车架)。为了提升/降下铲斗，液压缸13连接至该梁，并且该液压缸用阀来控制。此外，轮式装载机具有用于转动铲斗的液压缸15。

轮式装载机的称量装置的目的在于测量当前放置于铲斗中的物料的重量。该称量装置可在悬臂(boom)结构中具有电子称量传感器或液压称量传感器。例如，压力传感器可安装在提升汽缸(lifting cylinder)中，这些压力传感器测量汽缸中的液压液体的压力。可替换地，应变式传感器可用作称量传感器，这些应变式传感器例如可安装在梁中或铲斗与梁之间的联接件中。

然而，物料转移车辆的底盘、悬臂或铲斗的位置、角以及运动对称量传感器的输出信号值具有影响，并且因此应该用角度/位置/加速信息对称量传感器的数据进行补偿。在专利文献EP1083415B1中公开了这种补偿系统。为了补偿的目的，物料转移车辆可包括位于物料转移车辆的底盘中的传感器，诸如，加速计。例如，挖掘机也可具有诸如电位计或加速计的传感器，以便测量悬臂的位置而用于称量的补偿。图1b示出了电位计101，该电位计测量挖掘机的主悬臂36与挖掘悬臂37之间的角。该电位计附接至主悬臂，并且电位计的杆102附接至挖掘悬臂。电位计由此测量杆102相对于电位计101的角，并且连接至电位计的测量电路提供包括角信息的脉冲宽度调制信号。类似的电位计也可用于测量物料转移车辆的底盘与主悬臂之间的角。

从传感器接收的信息根据测量参数而被处理，并且称量结果通过处理的结果而获得。称量装置的具有用户界面18的电子单元放置在车辆的舱室中。

现有技术的解决方案存在一些缺陷。由于电位计的机械结构包括大型移动部件，因此电位计容易损坏。而且，这些电位计并非非常精确。加速计是基于通过使用应变式传感器、压电式传感器或电容性MEMS(微电子机械系统)传感器来测量被引导至小质量块的力而进行工作的。这种加速计测量某一方向上的加速度，并且能够使用三个正交定位传感器以便提供合成加速度。然而，这种加速计不能以足够精确的方式测量结构的转动或旋转。特别地，在同时存在车辆的加速度以及悬臂的相对转动的情况下，可能难以将这些运动的影响与从悬臂的加速度传感器接收的信号分开。

现有技术的系统的加速计还对所有运动都很敏感，这使得其对于位置的测量不太精确。根据首先对加速计输出进行整合以获得速度并进而对速度进行整合以获得位置，可获得绝对位置。因此，这种不精确会在加速计的运动期间累积。

还能够使用用于测量角位置的陀螺仪。然而，陀螺仪具有漂移的趋势，这会引起及时增加的输出错误。

发明内容

本发明的目的在于避免或至少缓解现有技术解决方案的前述缺陷并获得这样一种解决方案，即，通过该解决方案，则不论车辆结构的位置和运动的变化如何而获得良好的精确称量结果。

本发明的目的由这样的解决方案满足，在该解决方案中，物料转移车辆具有：至少一个第一传感器单元，以用于测量运载装置处的负载的重量；以及至少一个第二传感器单元，以用于测量车辆的运载装置和/或悬臂的角位置。根据本发明，第二传感器单元包括陀螺仪传感器，以用于测量角位置。陀螺仪提供关于角速度的信号：

ω(t)＝dф(t)/dt