[发明专利]露天矿矿用自卸卡车的载重检测装置及方法

说明书

本发明公开了一种露天矿矿用自卸卡车的载重检测装置及方法，装置包括：油压传感器、销轴称重传感器、倾角传感器、超声波接近开关和工控机，油压传感器设置于提升液压缸的缸套上，倾角传感器设置于车厢底部平面上，销轴称重传感器设置于车厢尾部与后桥的铰接位置，超声波接近开关设置于车厢尾部边缘下方，采用销轴称重传感器与油压传感器相结合的方式对车厢载重直接进行检测，并采用水平分力补偿系数竖直分力补偿系数削弱销轴传感器受力检测的正交效应，获得矿用自卸卡车的载重，结构新颖，可靠实用，经济性良好。

技术领域

本发明涉及露天矿汽车运输领域，具体涉及一种露天矿矿用自卸卡车的载重检测装置及方法。

背景技术

矿用自卸卡车是国内外大型露天矿区汽车运输的主要装备，担负着运输矿石、岩土的重要任务。矿用自卸卡车主要由车头、车架、车厢、车轮以及附带的动力、制动、减震缓冲装置等构成，具备自重大、载重大、体积大的特点，担负着运输矿石和岩土的重要任务。

载重是衡量矿用自卸卡车效能的核心参数，是企业制定合理采掘和排土任务的主要依据，也是考核驾驶员工作绩效的重要指标。目前，针对矿用自卸卡车的载重检测主要有以下几种方式：第一，采用载重计称重，对外加于自卸卡车的前轮及后轮的载荷进行检测，并基于车体的倾斜角度和重心位置进行校正，如日本专利JP昭61-34425和美国专利US5817989A，也有学者针对载重计称重的方式进行改进，融合第1载荷、第2载荷和车体倾斜角度计算载重，如专利授权号为ZL 200510004511.1、ZL 200510004512.6的载重检测装置，可以应用于铰接式自卸卡车；第二，采用地磅称重，称重传感器将卡车的重量值转换成电信号进行测量；第三，采用激光雷达扫描车厢，获得矿石的体积，根据预估的矿石密度，测定车厢的矿石重量，如专利申请号为CN 201910041379.3的车厢载重量检测方法；第四，基于振动加速度等参数间接反馈露天矿卡的载重状态，如专利授权号为ZL 201620486864.3的载重状态识别装置，可以依据矿卡沿垂直方向线加速度的变化频率及变化幅度，识别矿卡当前处于空载状态还是重载状态。

然而，现有研究尚存在以下问题：第一，采用称重计称重，需要对多对车轮的悬吊缸或减震弹簧添加压力传感器，成本高，同时依靠悬吊缸和减震弹簧的压力检测反映车轮承受的压力，忽视了车架构件与车轮之间的铰接等因素，且对载荷重心位置的变化敏感，称重误差较大；第二，由于露天矿区行车道路经常变换，对车辆进行称重的地点经常变换，而地磅的结构特点决定了其不能够经常变换布置，导致采用地磅称重的形式经济性和灵活性较差；第三，露天矿区地质结构的复杂性，决定了采掘过程中矿石的密度并不稳定，激光雷达扫描仅获得了矿石的体积，对载重的估算误差大；第四，采用振动加速度等参数间接反馈矿用卡车的载重状态，仅是定性分析矿卡的承载状态，而不是定量分析。因而，有必要研究一种矿用自卸卡车的载重检测装置，能够直接检测车厢中的载重，且需要原理可靠、结构简单、成本较低，以便快速准确地检测矿用自卸卡车的载重。

发明内容

技术问题：本发明的目的是克服已有技术中的不足之处，提供一种结构简单、操作方便、可靠性高的露天矿矿用自卸卡车的载重检测装置及方法。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种露天矿矿用自卸卡车的载重检测装置，包括：

油压传感器，设置于提升液压缸的缸套上，用于检测提升液压缸对车厢的支撑力；

倾角传感器，设置于车厢底部平面上，用于检测车厢底部平面与水平线的夹角；

销轴称重传感器，替换车厢尾部与后桥铰接位置处的铰接销，用于检测车厢对后桥尾部铰接销轴施加的径向载荷；

超声波接近开关，设置于车厢尾部边缘下方，用于检测车厢尾部是否有矿石落下；

工控机，与所述的油压传感器、销轴称重传感器、倾角传感器和超声波接近开关信号连接。