本發(fā)明涉及一種汽車技術(shù)，具體說，涉及一種非公路礦用自卸車裝載監(jiān)控記錄系統(tǒng)及裝載監(jiān)控記錄方法。

背景技術(shù)：

非公路礦用自卸車是一種大型運(yùn)輸設(shè)備，具有載重量大、效率高、運(yùn)輸成本低，使用壽命長等特點(diǎn)。

隨著數(shù)字化礦山不斷建立，礦山對車輛裝載狀態(tài)、拉運(yùn)班次等信息越來越關(guān)注，而建立一種實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的車輛載重、班次監(jiān)控記錄系統(tǒng)就尤為重要。另外由于很多礦山根據(jù)班次計(jì)算效益和駕駛員收益，一些礦山存在記錄班次不準(zhǔn)確，駕駛員偽造稱重班次，同一次拉運(yùn)裝料，多次記錄班次，或故意輕載以減少裝運(yùn)時(shí)間，增多班次等現(xiàn)象。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是提供一種非公路礦用自卸車裝載監(jiān)控記錄系統(tǒng)及裝載監(jiān)控記錄方法，能夠有效對駕駛員拉運(yùn)實(shí)際情況進(jìn)行監(jiān)控。

技術(shù)方案如下：

一種非公路礦用自卸車裝載監(jiān)控記錄系統(tǒng)，包括車輛裝載監(jiān)控控制器、裝載監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)模塊、車輛行駛狀態(tài)模塊、裝載監(jiān)控顯示模塊，裝載監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)模塊、車輛行駛狀態(tài)模塊的輸出端分別與車輛裝載監(jiān)控控制器的信號輸入端相連接，車輛裝載監(jiān)控控制器的輸出端與裝載監(jiān)控顯示模塊的信號輸入端相連接；車輛檢測系統(tǒng)控制器根據(jù)車輛行駛狀態(tài)模塊采集的當(dāng)前行駛狀態(tài)信息，并結(jié)合車輛的載重信息來檢測和確認(rèn)車輛拉運(yùn)狀態(tài)；裝載監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)模塊用于獲取車輛的載重信息，車輛行駛狀態(tài)模塊用于檢測車輛當(dāng)前的行駛狀態(tài)信息，當(dāng)前行駛狀態(tài)信息包括裝載制動信息、車速信息、車廂舉升信息和檔位信息。

優(yōu)選的：

裝載監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)模塊包括安裝在左前油氣混合缸體上的左前壓力傳感器，安裝在右前油氣混合缸體上的右前壓力傳感器，安裝在左后油氣混合缸體上的左后壓力傳感器，安裝在右后油氣混合缸體上的右后壓力傳感器，安裝在車架上的傾角儀；左前壓力傳感器、前壓力傳感器、左后壓力傳感器、右后壓力傳感器、傾角儀的輸出端分別與車輛裝載監(jiān)控控制器信號輸入端相連接；載重信息包括左前壓力傳感器、前壓力傳感器、左后壓力傳感器、右后壓力傳感器檢測到的四個(gè)油氣混合缸體的壓力值，以及傾角儀檢測到的車輛所處坡面與水平面夾角；

車輛行駛狀態(tài)模塊包括安裝在平臺后側(cè)的車廂舉升開關(guān)，駕駛室內(nèi)的檔位開關(guān)、裝載制動開關(guān)以及安裝在后側(cè)車輪上的車速傳感器；車廂舉升開關(guān)用于檢測車廂舉升信息，輸出端與車輛裝載監(jiān)控控制器信號輸入端相連；檔位開關(guān)用于檢測當(dāng)前的檔檔位信息，輸出端與車輛裝載監(jiān)控控制器信號輸入端相連；裝載制動開關(guān)用于檢測裝載制動信息，輸出端與車輛裝載監(jiān)控控制器的信號輸入端相連；車速傳感器用于檢測當(dāng)前的車速信息，輸出端與車輛裝載監(jiān)控控制器的信號輸入端相連。

優(yōu)選的：車輛裝載監(jiān)控控制器根據(jù)載重信息查找系統(tǒng)內(nèi)預(yù)先設(shè)定的重量與裝載監(jiān)控系數(shù)解釋表中對應(yīng)系數(shù)，對應(yīng)裝載監(jiān)控載重值進(jìn)行校正。

優(yōu)選的：左前壓力傳感器、前壓力傳感器、左后壓力傳感器、右后壓力傳感器分別測量出左前油氣混合缸體、右前油氣混合缸體、左后油氣混合缸體、右后油氣混合缸體上的壓強(qiáng)、、、，四個(gè)油氣混合缸體與車輛垂直方向夾角為車輛設(shè)計(jì)時(shí)固定值，安裝在車架上的傾角儀負(fù)責(zé)測量車輛與水平面夾角，并通過can總線輸出；車輛裝載監(jiān)控控制器收集四個(gè)油氣混合缸體的壓力值，以及傾角儀檢測到的車輛所處坡面與水平面夾角后，計(jì)算出物料重量。

一種非公路礦用自卸車裝載監(jiān)控記錄方法，包括：

當(dāng)行駛狀態(tài)信號為車速信號為零時(shí)，檢測監(jiān)控系統(tǒng)中設(shè)置的車輛空載標(biāo)志位有效、車廂落下和裝載制動實(shí)施，同時(shí)滿足以上條件，則確定車輛滿足裝載狀態(tài)；檢測兩秒內(nèi)載重值變化，當(dāng)載重值變化超過裝載監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)預(yù)設(shè)的單鏟裝載限定值時(shí)表明開始裝載

車輛裝載監(jiān)控控制器檢測車輛車速，當(dāng)車速非零、消除車身抖動后，進(jìn)一步判斷當(dāng)前載重量是否超過裝載監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)預(yù)設(shè)的裝載重量有效限定值，如果高出則判斷該次裝載有效，記錄當(dāng)前載重值；如果小于所述裝載有效限定值，則該次裝載無效，記錄無效載重值并等待重新裝載；

車輛裝載監(jiān)控控制器檢測車輛行駛狀態(tài)信息，車輛行駛狀態(tài)信息包括車速信息、倒檔信息和車廂舉升信息；檢測車廂下落后載重值是否低于裝載監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)預(yù)設(shè)的車輛輕載設(shè)定限定值，如果低于車輛輕載設(shè)定限定值則表明車輛卸載完成，空載狀態(tài)有效；如果高于車輛輕載設(shè)定限定值則表明該次卸載無效，提示重新卸載。

進(jìn)一步：當(dāng)車輛停車開始裝載時(shí)，裝載制動實(shí)施，車廂下落；車輛裝載監(jiān)控控制器實(shí)時(shí)對比車輛載重值的變化，當(dāng)載重值變化超過單鏟裝載限定值時(shí)，證明電鏟開始給車輛裝載物料；計(jì)算稱重載重值，記錄通過比對數(shù)據(jù)記錄裝載總鏟數(shù)。

進(jìn)一步：裝載完畢后車輛駛向卸料點(diǎn)，車速非零時(shí)延時(shí)以消除車身抖動；對比實(shí)時(shí)稱重載重值，如果大于裝載重量有效限定值，說明滿足礦山要求，實(shí)時(shí)稱重載重值大于裝載重量有效限定值，重載位有效。

進(jìn)一步：重載情況下后，車輛裝載監(jiān)控控制器判斷車輛為停車狀態(tài)，并且監(jiān)控到車輛舉升信號，當(dāng)車廂舉升卸料后，車輛裝載監(jiān)控控制器檢測實(shí)時(shí)載重量。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)效果包括：

本發(fā)明能夠準(zhǔn)確記錄運(yùn)載班次，避免多次記錄同一車?yán)\(yùn)，同時(shí)對惡意輕載等現(xiàn)象從系統(tǒng)上進(jìn)行記錄，有效的對駕駛員拉運(yùn)實(shí)際情況進(jìn)行監(jiān)控。

附圖說明

圖1是本發(fā)明中非公路礦用自卸車的受力分析圖；

圖2是本發(fā)明中非公路礦用自卸車裝載監(jiān)控記錄系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖；

圖3是本發(fā)明中裝載監(jiān)控記錄控制方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面參考示例實(shí)施方式對本發(fā)明技術(shù)方案作詳細(xì)說明。然而，示例實(shí)施方式能夠以多種形式實(shí)施，且不應(yīng)被理解為限于在此闡述的實(shí)施方式；相反，提供這些實(shí)施方式使得本發(fā)明更全面和完整，并將示例實(shí)施方式的構(gòu)思全面地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

如圖1所示，是本發(fā)明中非公路礦用自卸車的受力分析圖。

β1為左前油氣混合缸體和車輛垂直方向所成夾角，β2為右前油氣混合缸體和車輛垂直方向所成夾角，β3為左后油氣混合缸體和車輛垂直方向所成夾角，β4為右后油氣混合缸體和車輛垂直方向所成夾角，p1為左前油氣混合缸體壓力傳感器所采集的油壓值，p2為右前油氣混合缸體壓力傳感器所采集的油壓值，p3為左后油氣混合缸體壓力傳感器所采集的油壓值，p4為右后油氣混合缸體壓力傳感器所采集的油壓值，四個(gè)油氣混合缸體缸桶內(nèi)徑相同，均為r，車輛所處坡面與水平面夾角為a，圖1中所示為右側(cè)視圖，左側(cè)視圖與右側(cè)對稱，故未標(biāo)示。

左前油氣混合缸體沿著油氣混合缸體方向受力為f1＝p1*(π*r²)；

右前油氣混合缸體沿著油氣混合缸體方向受力為f2＝p2*(π*r²)；

左后油氣混合缸體沿著油氣混合缸體方向受力為f3＝p3*(π*r²)；

右后油氣混合缸體沿著油氣混合缸體方向受力為f4＝p4*(π*r²)；

油氣混合缸體與車輛垂直方向成固定的夾角，分析油氣混合缸體壓力在垂直于車輛所停坡面方向所受的力，得出：

左前油氣混合缸體在車輛垂直方向所受力為f11＝f1*cosβ1＝p1*(π*r²)*cosβ1；

右前油氣混合缸體在車輛垂直方向所受力為f21＝f2*cosβ2＝p2*(π*r²)*cosβ2；

左后油氣混合缸體在車輛垂直方向所受力為f31＝f3*cosβ3＝p3*(π*r²)*cosβ3；

右后油氣混合缸體在車輛垂直方向所受力為f41＝f4*cosβ4＝p4*(π*r²)*cosβ4；

故四個(gè)油氣混合缸體所受沿著垂直于車輛所停坡面的總力為

進(jìn)一步，考慮車輛與所在坡面夾角為a，故車輛重力方向所受力為：

m＝f*cosα＝(f11+f21+f31+f41)*cosα

在長期使用中證明，由于計(jì)算誤差、溫度、車輛震動、礦山路況等因素影響，該計(jì)算值并不準(zhǔn)確，需要針對不同區(qū)間范圍進(jìn)行校正，通過長期數(shù)據(jù)積累和比對，形成了量與稱重系數(shù)解釋表，該表中對應(yīng)不同范圍有相應(yīng)系數(shù)校正，所以實(shí)際重量為g1＝k*m＝k*(f1+f2+f3+f4)*cosa。

這時(shí)計(jì)算出的即為車廂加上礦車所裝物料的總重量，在標(biāo)定稱重過程中，需要在空車平地時(shí)計(jì)算并記錄車廂重量g2，由此可知實(shí)際物料重量為：

g＝g1-g2。

如圖2所示，是本發(fā)明中非公路礦用自卸車裝載監(jiān)控記錄系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖。

非公路礦用自卸車裝載監(jiān)控記錄系統(tǒng)，包括：車輛裝載監(jiān)控控制器1、裝載監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)模塊2、車輛行駛狀態(tài)模塊3、裝載監(jiān)控顯示模塊4。裝載監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)模塊2、車輛行駛狀態(tài)模塊3的輸出端與車輛裝載監(jiān)控控制器1的信號輸入端相連接，車輛裝載監(jiān)控控制器1的輸出端與裝載監(jiān)控顯示模塊4的信號輸入端相連接。

車輛檢測系統(tǒng)控制器1根據(jù)車輛行駛狀態(tài)模塊3采集的當(dāng)前行駛狀態(tài)信息并結(jié)合物料重量g來檢測和確認(rèn)車輛拉運(yùn)狀態(tài)。車輛裝載監(jiān)控控制器1接收車輛行駛狀態(tài)模塊3已獲得當(dāng)前行駛狀態(tài)信息，并根據(jù)所述當(dāng)前行駛信息對是否記錄班次、載重是否有效等邏輯進(jìn)行判斷和控制，其中當(dāng)前行駛狀態(tài)信息包括：裝載制動信息、車速信息、車廂舉升信息和檔位信息。

裝載監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)模塊2用于獲取車輛的載重信息，包括：安裝在左前油氣混合缸體上的左前壓力傳感器21，安裝在右前油氣混合缸體上的右前壓力傳感器22，安裝在左后油氣混合缸體上的左后壓力傳感器23，安裝在右后油氣混合缸體上的右后壓力傳感器24，安裝在車架上的傾角儀25。左前壓力傳感器21、前壓力傳感器22、左后壓力傳感器23、右后壓力傳感器24、傾角儀25的輸出端分別與車輛裝載監(jiān)控控制器1信號輸入端相連接。

左前壓力傳感器21、前壓力傳感器22、左后壓力傳感器23、右后壓力傳感器24分別測量出左前油氣混合缸體、右前油氣混合缸體、左后油氣混合缸體、右后油氣混合缸體上的壓強(qiáng)p1、p2、p3、p4，四個(gè)油氣混合缸體與車輛垂直方向夾角為車輛設(shè)計(jì)時(shí)固定值，安裝在車架上的傾角儀25負(fù)責(zé)測量車輛與水平面夾角a，并通過控制器局域網(wǎng)絡(luò)(controllerareanetwork，can)總線輸出。車輛裝載監(jiān)控控制器1是該裝載監(jiān)控記錄系統(tǒng)的處理中樞，它收集以上信息后能夠計(jì)算出物料重量g。

車輛行駛狀態(tài)模塊3用于檢測車輛當(dāng)前的行駛狀態(tài)信息，包括：安裝在平臺后側(cè)的車廂舉升開關(guān)31，駕駛室內(nèi)的檔位開關(guān)32、裝載制動開關(guān)33以及安裝在后側(cè)車輪上的車速傳感器34。

車廂舉升開關(guān)31用于檢測車廂是否處于舉升或下落狀態(tài)(車廂舉升信息)，它的輸出端與車輛裝載監(jiān)控控制器1信號輸入端相連；檔位開關(guān)32用于檢測當(dāng)前檔位是否為空檔、倒檔或前進(jìn)檔(檔位信息)，它的輸出端與車輛裝載監(jiān)控控制器1信號輸入端相連；裝載制動開關(guān)33用于檢測裝載制動是否實(shí)施(裝載制動信息)，它的輸出端與車輛裝載監(jiān)控控制器1的信號輸入端相連；車速傳感器34用于檢測當(dāng)前車速值(車速信息)，它的輸出端與車輛裝載監(jiān)控控制器1的信號輸入端相連。

進(jìn)行裝載監(jiān)控控制時(shí)，裝載監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)模塊2實(shí)時(shí)檢測采集以獲得載重信息，其中載重信息包括：左前壓力傳感器21、前壓力傳感器22、左后壓力傳感器23、右后壓力傳感器24檢測到的四個(gè)油氣混合缸體的壓力值，以及傾角儀25的數(shù)值(車輛所處坡面與水平面夾角)，進(jìn)一步查找系統(tǒng)內(nèi)預(yù)先設(shè)定的重量與裝載監(jiān)控系數(shù)解釋表中對應(yīng)系數(shù)，對應(yīng)裝載監(jiān)控載重值進(jìn)行校正。

如圖3所示，是本發(fā)明中裝載監(jiān)控記錄控制方法的流程圖。

非公路礦用自卸車裝載監(jiān)控記錄方法，包括以下步驟：

1、當(dāng)行駛狀態(tài)信號為車速信號為零時(shí)，進(jìn)一步檢測監(jiān)控系統(tǒng)中設(shè)置的車輛空載標(biāo)志位有效，車廂落下和裝載制動實(shí)施，同時(shí)滿足以上條件，則確定車輛滿足裝載狀態(tài)。進(jìn)一步檢測兩秒內(nèi)載重值變化，當(dāng)載重值變化超過裝載監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)預(yù)設(shè)的單鏟裝載限定值時(shí)表明開始裝載，此后實(shí)時(shí)比對兩秒內(nèi)載重變化值與所述單鏟裝載限定值，如果高于則鏟數(shù)加1，記錄裝載鏟數(shù)。

步驟101：車輛在啟動開始運(yùn)行后，車輛輕載；

步驟102：當(dāng)車輛停車開始裝載時(shí)，裝載制動實(shí)施，車廂下落；

步驟103：車輛裝載監(jiān)控控制器1實(shí)時(shí)對比每2秒鐘車輛載重值的變化，當(dāng)載重值變化超過單鏟裝載限定值時(shí)，證明電鏟開始給車輛裝載物料；

步驟104：計(jì)算稱重載重值；

步驟105：記錄通過比對數(shù)據(jù)記錄裝載總鏟數(shù)；

2、車輛裝載監(jiān)控控制器1進(jìn)一步檢測車輛車速，當(dāng)車速非零，n秒消除車身抖動后，進(jìn)一步判斷當(dāng)前載重量是否超過裝載監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)預(yù)設(shè)的裝載重量有效限定值，如果高出則判斷該次裝載有效，記錄當(dāng)前載重值，并設(shè)置裝載監(jiān)控記錄系統(tǒng)內(nèi)重載狀態(tài)位為1。如果小于所述裝載有效限定值，則該次裝載無效，記錄無效載重值并等待重新裝載。

步驟106：裝載完畢后，車輛駛向卸料點(diǎn)，此時(shí)車速非零，延時(shí)n秒(根據(jù)礦山路況確定)，以消除車身抖動；

步驟107：對比實(shí)時(shí)稱重載重值，如果大于裝載重量有效限定值(根據(jù)礦山要求設(shè)定，一般為礦山要求的滿載最低重量值)，說明滿足礦山要求，執(zhí)行步驟109；否則執(zhí)行步驟108；

步驟108：實(shí)時(shí)稱重載重值小于裝載重量有效限定值，該次裝載無效；

步驟109：實(shí)時(shí)稱重載重值大于裝載重量有效限定值，重載位有效，此時(shí)記錄有效班次、載重時(shí)間等相關(guān)信息；

步驟100：記錄載重狀態(tài)為載重標(biāo)志位有效；

3、當(dāng)裝載監(jiān)控記錄系統(tǒng)內(nèi)重載狀態(tài)位為1時(shí)，車輛裝載監(jiān)控控制器1檢測車輛行駛狀態(tài)信息(車輛行駛狀態(tài)信息包括車速信息、倒檔信息和車廂舉升信息)，根據(jù)所述車輛狀態(tài)信息則進(jìn)一步檢測車廂下落后載重值是否低于裝載監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)預(yù)設(shè)的車輛輕載設(shè)定限定值，如果低于車輛輕載設(shè)定限定值，則表明車輛卸載完成，空載狀態(tài)有效，重載狀態(tài)位置零，記錄對應(yīng)狀態(tài)信息；如果高于車輛輕載設(shè)定限定值，則表明該次卸載無效，提示駕駛員重新卸載。卸料完成后進(jìn)入新一輪裝載判斷。每次裝載有效后記錄對應(yīng)班次信息等數(shù)據(jù)。

步驟111：重載位有效后，車輛裝載監(jiān)控控制器1判斷車輛為停車狀態(tài)，并且監(jiān)控到車輛舉升信號，當(dāng)車廂舉升卸料后，控制器檢測實(shí)時(shí)載重量；

步驟112：判斷卸料后載重值是否低于車輛輕載設(shè)定限定值(一般設(shè)定值較高，以防止駕駛員舉升不卸料，偽造班次)，如果低于車輛輕載設(shè)定限定值，則表明卸料成功，輕載為有效，控制器進(jìn)入下次稱重循環(huán)中。如果高于車輛輕載設(shè)定限定值，則表明卸載無效，提示駕駛員卸料，從而杜絕了駕駛員偽造班次的現(xiàn)象。

本發(fā)明所用的術(shù)語是說明和示例性、而非限制性的術(shù)語。由于本發(fā)明能夠以多種形式具體實(shí)施而不脫離發(fā)明的精神或?qū)嵸|(zhì)，所以應(yīng)當(dāng)理解，上述實(shí)施例不限于任何前述的細(xì)節(jié)，而應(yīng)在隨附權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)廣泛地解釋，因此落入權(quán)利要求或其等效范圍內(nèi)的全部變化和改型都應(yīng)為隨附權(quán)利要求所涵蓋。